High-resolution dynamic analysis for riverine plumes using high-altitude drone aerial observation and automatic vessels
| Project/Area Number |
22K03722
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 17020:Atmospheric and hydrospheric sciences-related
|
|---|
| Research Institution | National Institute for Environmental Studies |
|---|
Principal Investigator |
中田 聡史 国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境保全領域, 主任研究員 (70540871)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
|
|---|
| Keywords | 有色溶存有機物 / マルチスペクトルカメラ / ドローン / 自動観測船 / 海表面塩分 / 七尾湾 / 高高度空撮 / 河川プリューム / 高解像度水質マッピング |
|---|
| Outline of Research at the Start |
本補助事業では、七尾湾の熊木川河口域を実験対象として、空間分解能が約0.5mの海面画像が得るため、高高度(500m)においてマルチスペクトルカメラ搭載ドローンによる空撮を実施し、河川プリュームの動態の把握に必要な観測体制を明らかにする。また、ドローン空撮による海面塩分推定アルゴリズム開発用の検証データを収集するため、自動観測船と水質ロガーを活用した高頻度・高密度の集中観測を実施し、アルゴリズム開発に必要な観測データの時空間分解能を明らかにする。マルチスペクトルカメラを用いた海面塩分推定アルゴリズムを開発するとともに、空撮画像から作成された海面塩分マップを使った河川プリュームの動態解析をする。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
河川出水により沿岸海域に形成される河川プリュームは溶存有機物や栄養塩を大量に含んでいるため海洋環境に多大な影響を与えるが，その動態は時空間変動が大きく，観測分解能の向上が必須である．本研究では、沿岸域における河川プリューム、すなわち河川出水による低塩分水の広がりの動態解析に必要な時空間分解能と観測体制を明らかにする。そのため、有色溶存有機物(CDOM)と海面塩分(SSS)に高い相関関係があることに注目し、マルチスペクトルカメラを搭載したドローンによる高高度(地上500m)からの空撮画像およびセンサーロガー等による現場塩分データを解析した。その結果、海面空撮に必要な分解能は、河口域においては高解像度(10m以内)、沖合域においては低分解像度(50～10m)の画像により解析可能であることが明らかになった。特に洪水出水時の河口域において塩淡フロントの実像を捉えるためには、空間分解能約1m、時間分解能は約10秒の時空間スケールが必要であることが示唆された。また、難分解性物質の有色溶存有機物(CDOM)を陸域起源物質の指標とした物質動態を捉えるため，CDOMロガーとロボット船を用いた陸海域統合観測を試みた．その結果，森林が大部分の熊木川上流域ではCDOM濃度が低く，水田の多い中流域では濃度は増加し，下流の感潮域では海水希釈により塩分増加と共に濃度は低下した．河口域ではプリュームにより沖合域へ輸送された低CDOM濃度かつ低塩分の水塊の移流拡散過程を観測できた．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨今の全国的な物価高状勢と予算削減の影響を受け、計画していた七尾湾熊木川河口域における観測をやむを得ず断念したが、昨年度までに内湾域において収集された空撮画像や現場観測データを用いてSSSマッピング手法の開発を推進した。2022年度では平水時のデータが、2023年度は小規模ではあるが短期間の洪水時のデータが収集できたため、これらのデータを用いてSSSマッピングの手法開発とデータ解析を推進した。このように、SSS推定アルゴリズム開発と河川プリュームの動態解析に必要なデータセットを着実に蓄積することができた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
蓄積されてきたドローン空撮画像と高頻度・高密度の現場観測データを使って本推定手法の検証を進め、海面塩分推定アルゴリズムの推定精度向上を目指す。また、比較的空撮が容易かつ人為影響が小さい他海域（南西諸島の島嶼域）と瀬戸内海等の人為影響が大きい他海域において本手法の適用を試みるとともに、地域・季節によってどのような観測体制が適切かを検討する。そして、これらの海域における空撮画像から海面塩分マップを作成し、出水時の河川希釈水と海水間の塩淡前線の形成パターンや擾乱について注目した、小河川からの河川プリュームの動態の解析を進める。これらの知見および収集・蓄積された空撮画像データと検証用現場観測データに基づいて、河川プリューム動態把握に必要となる時空間分解能と観測手法の一般化について検討する。
|
Report
(2 results)
Research Products
(3 results)
