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成分分離型マルチ分光水質計の開発

研究課題

研究課題/領域番号 10555170
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 水工水理学
研究機関東京工業大学

研究代表者

灘岡 和夫  東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 教授 (70164481)

研究分担者 二瓶 泰雄  東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助手 (60262268)
日向 博文  東京工業大学, 工学部, 助手 (70272680)
八木 宏  東京工業大学, 工学部, 助教授 (80201820)
杠葉 弘昭  アレック電子(株), 技術開発部, 部長(研究職)
小倉 久子  千葉県水質保全研究所, 主任研究員
杠葉 弘明  アレック電子株式会社, 技術開発部, 部長兼副社長(研究職)
研究期間 (年度) 1998 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
6,300千円 (直接経費: 6,300千円)
1999年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
1998年度: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
キーワード光学センサー / 複数物質 / 光学理論 / 分離推定 / 逆推定 / モンテカルロ法 / 現地連続計測 / 接触型センサー / 接触型センター
研究概要

沿岸海域は陸域と接しているがゆえに不可避的にさまざまな物質が陸域から流入するうえ,特に閉鎖性水域では,豊富な栄養塩の流入に起因する活発な内部生産によって多量のプランクトンが生成されることから,多種多様な物質が混在した場になっているが,既存の光学センサーでは各成分物質の濃度を精度よく分離した形で抽出することは原理的に不可能である。本研究では,このような従来の接触型光学センサーの本質的な限界を打破すべく,新たに「成分分離型マルチ分光水質計」の開発することを目的とし,以下の内容について検討を行った。
1)上記センサーは,衛星リモセン水色画像解析を対象として研究代表者らが最近開発した,光学理論に基づく解析フレームをベースとしている。しかし,衛星リモセンの場合ほぼ1次元的な光伝達経路を仮定できるのに対し,上記センサーの場合には3次元的な経路を考える必要があるため,衛星リモセンの際に用いた4流束モデルを今の場合には使えない。そこで,新たにモンテカルロ法をベースとした光学的シミュレータを作成することにより,センサーの諸元決定のための支援ツールを開発した。
2)このシミュレータの妥当性を検証するための室内実験を行い,基本的な分光減衰散乱特性を妥当な形でシミュレートできることが示された。
3)このモンテカルロ法をベースとした光学的シミュレータを用いて,複数物質の成分分離型逆推定ルーチンを開発した。
4)これらの理論的な検討と並行して,マルチビーム光学センサーとして必要となる,光学系やメモリ系・電源系の基本的なスペックについて検討を進めるとともに,現地長期連続計測のためのセンサーの耐久性,およびセンサーの小型化,といった実用上重要となるさまざまな項目に関する検討を行った。
5)以上の検討結果に基づいて,「成分分離型マルチ分光水質計」の試作機を開発し,その基本性能の検証を行った。

報告書

(3件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (5件)

  • [文献書誌] 灘岡相夫,二瓶泰雄,宮崎早苗,森井順之: "現地連続計測型多成分濃度計開発のための基礎的研究"海岸工学論文集. Vol.46. 1316-1320 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 宮崎早苗,灘岡和夫: "光学理論に基づく海域内複数物質濃度の逆推定法"日本リモートセンシング学会誌. Vol.19,No.2. 50-63 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuo NADAOKA, Yasuo NIHEI, Sanae MIYAZAKI, Masayuki MORII: "Fundamental study for development of a multi-component sensor for continuous in situ measurements"Proceedings of Coastal Engineering, JSCE. Vol.46. 1316-1320 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sanae MIYAZKI and Kazuo NADAOKA: "Inverse estimation of multi-substance concentration based on a radiative transfer theory for remote-sensing analysis of coastal and ocean environments"Journal of Remote Sensing Society of Japan. Vol.19, No.2. 50-63 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 灘岡和男,二瓶泰雄,宮崎早苗,森井順之: "現地連続計測型多成分濃度計開発のための基礎的研究"海岸工学論文集. Vol.46. 1316-1320 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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