リモートセンシング手法による東アジア湖沼の生態系情報解析手法の開発

• 研究課題/領域番号: 23404015
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 海外学術
• 研究分野: 土木環境システム
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 福島 武彦 筑波大学, 生命環境系, 教授 (90124354)
• 研究分担者: 松下 文経 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (80361319)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円); 2014年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2013年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2012年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2011年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
• キーワード: リモートセンシング / 生態系 / アジア / 湖沼 / アオコ / 水草

研究成果の概要

一次生産量に関しては、透明度の低い水域で、反射スペクトルからクロロフィルa、その光吸収係数、有光層厚、光減衰係数を半解析的に推定するアルゴリズムを確立し、実湖沼で精度検証を行い良好な結果を得た。次に、湖沼の水草（抽水・浮葉植物）とアオコを分離抽出する手法を開発し、日本、インドネシアの数湖沼で水生植物繁茂域の経年変化を解析した。沈水植物に関しては、それが存在するラインでの反射率の解析から湖沼の沈水植物を簡易に抽出する手法を考案した。アオコ発生状況に関してはFAIという指標を用い、見た目アオコ指標レベル分類を行うことを可能とし、日本とインドネシア湖沼に適用した。

研究成果

• [雑誌論文] Distinguishing surface cyanobacterial blooms and aquatic macrophytes using Landsat/TM and ETM+ shortwave infrared bands. (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Oyama, B. Matsushita and T. Fukushima
  • 雑誌名: Remote Sensing of Environment 巻: 157 ページ: 35-47
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Monitoring levels of cyanobacterial blooms using the visual cyanobacteria index (VCI) and floating algae index (FAI) (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Oyama, T. Fukushima, B. Matsushita, H. Matsuzaki, K, Kamiya and H. Kobinata
  • 雑誌名: International J. Applied Earth Observation and Geoinformation 巻: 38 ページ: 335-348
  • DOI: 10.1016/j.jag.2015.02.002
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A hybrid algorithm for estimating the chlorophyll-a concentration across different trophic states in Asian inland waters (2015)
  • 著者名/発表者名: B. Matsushita, W. Yang, G. Yu, Y. Oyama, K. Yoshimura and T. Fukushima
  • 雑誌名: ISPRS J. Photogrammetry and Remote Sensing 巻: 102 ページ: 28-37
  • DOI: 10.1016/j.isprsjprs.2014.12.022
  • NAID: 120007130288
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] An improved atmospheric correction algorithm for applying MERIS data to very turbid inland waters (2015)
  • 著者名/発表者名: L. M. Jaelani, B. Matsushita, W. Yang and T. Fukushima
  • 雑誌名: International J. Applied Earth Observation and Geoinformation 巻: 39 ページ: 128-141
  • DOI: 10.1016/j.jag.2015.03.004
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Modified Semi-Analytical Algorithm for Remotely Estimating Euphotic Zone Depth in Turbid Inland Waters (2015)
  • 著者名/発表者名: W. Yang, B. Matsushita, K. Yoshimura, J. Chen and T. Fukushima
  • 雑誌名: IEEE J. Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing 巻: 印刷中
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] MERISデータによる霞ヶ浦のクロロフィルa濃度の長期モニタリング (2015)
  • 著者名/発表者名: 松下文経、ラルー ムハメド シャエラニ、楊偉、尾山洋一、福島武彦
  • 雑誌名: 日本リモートセンシング学会誌 巻: 印刷中
  • NAID: 130005124788
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Application of a semi-analytical algorithm to remotely estimate diffuse attenuation coefficient in turbid inland waters. (2014)
  • 著者名/発表者名: W. Yang, B. Matsushita, J. Chen, K. Yoshimura and T. Fukushima
  • 雑誌名: IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters. 巻: 11 号: 6 ページ: 1046-1050
  • DOI: 10.1109/lgrs.2013.2284343
  • 査読あり
• [雑誌論文] Remote estimation of chlorophyll-a in inland waters by a NIR-red-based algorithm: validation in Asian lakes. (2014)
  • 著者名/発表者名: G. Yu, W. Yang, B. Matsushita, R. Li, Y. Oyama and T. Fukushima
  • 雑誌名: Remote Sensing 巻: 6 ページ: 3492-3510
  • NAID: 120007136688
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of four MERIS atmospheric correction algorithms in Lake Kasumigaura, Japan. (2013)
  • 著者名/発表者名: L. M. Jaelani, B. Matsushita, W. Yang and T. Fukushima
  • 雑誌名: Int. J. Remote Sensing 巻: 34 号: 24 ページ: 8967-8985
  • DOI: 10.1080/01431161.2013.860660
  • 査読あり
• [雑誌論文] A simple method for distinguishing global Case-1 and Case-2 waters using SeaWiFS measurements. (2012)
  • 著者名/発表者名: B. Matsushita
  • 雑誌名: ISPRS J. Photogrammetry and Remote Sensing 巻: 64 号: 1 ページ: 74-87
  • DOI: 10.1016/j.isprsjprs.2008.04.005
  • NAID: 120007130603
  • 査読あり
• [雑誌論文] Retrieval of Inherent Optical Properties for Turbid Inland Waters From Remote-Sensing Reflectance (2012)
  • 著者名/発表者名: Wei Yang, Bunkei Matsushita, Jin Chen, Kazuya Yoshimura, Takehiko Fukushima
  • 雑誌名: IEEE. Transactions on Geoscience and Remote Sensing 巻: 50-12 号: 6 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1109/tgrs.2012.2220147
  • 査読あり
• [雑誌論文] Parameterization of chlorophyll a-specific absorption coefficients and effects of their variations in a highly eutrophic lake: A case study at Lake Kasumigaura, Japan. (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimura
  • 雑誌名: Hydrobiologia 巻: 691 号: 1 ページ: 157-169
  • DOI: 10.1007/s10750-012-1066-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vertical distribution of PAHs in the sediments of four lakes in Japan. (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Fukushima, S. Watanabe, K. Kamiya and N. Ozaki
  • 雑誌名: J. Soil Sediments 巻: 12 号: 10 ページ: 1530-1540
  • DOI: 10.1007/s11368-012-0598-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atmospheric correction of ENVISAT/MERIS data over Case II waters : the use of black pixel assumption in oxygen and water vapor absorption bands (2012)
  • 著者名/発表者名: J.Zhu, J.Chen, B.Matsushita, W. Yang, T.Fukushima
  • 雑誌名: Int.J.Remote Sensing 巻: 33 号: 12 ページ: 3713-3732
  • DOI: 10.1080/01431161.2011.632656
  • 査読あり
• [雑誌論文] 東アジア湖沼水質モニタリング (2012)
  • 著者名/発表者名: 福島武彦、松下文経
  • 雑誌名: 水環境学会誌 巻: 35 ページ: 43-47
  • NAID: 10030344324
• [雑誌論文] Estimating constituent concentrations in case II waters from MERIS satellite data by semi-analytical model optimizing and look-up tables (2011)
  • 著者名/発表者名: W.Yang, B.Matsushita, J.Chen, T.Fukushima
  • 雑誌名: Remote Sensing of Environment 巻: 115 号: 5 ページ: 1247-1259
  • DOI: 10.1016/j.rse.2011.01.007
  • NAID: 120007130911
  • 査読あり
• [雑誌論文] A relaxed matrix inversion method for retrieving water constituent concentrations in Case II waters : the case of Lake Kasumigaura, Japan (2011)
  • 著者名/発表者名: W.Yang, B.Matsushita, J.Chen, T.Fukushima
  • 雑誌名: IEEE Transactions of Geoscience and Remote Sensing 巻: 49 号: 9 ページ: 3381-3392
  • DOI: 10.1109/tgrs.2011.2126048
  • NAID: 120007137472
  • 査読あり
• [学会発表] リモートセンシングによるアオコの観測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 尾山洋一、松下文経、神谷航一、福島武彦
  • 学会等名: 日本陸水学会第79回大会
  • 発表場所: つくば、筑波大学
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] リモートセンシング反射率による湖沼の透明度推定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川村志満子、福島武彦、松下文経、尾山洋一
  • 学会等名: 日本陸水学会第79回大会
  • 発表場所: つくば、筑波大学
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] Monitoring of water quality and ecosystem information in lakes using satellite images (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Fukushima, B. Matsushita, Y. Oyama, W. Yang, F. Yang and L. M. Jaelani
  • 学会等名: The 15th World Lake Conference
  • 発表場所: Perujia, Italy
  • 年月日: 2014-09-04
• [学会発表] An enhanced quasianalytical algorithm for retrieving inherent optical properties of turbid inland waters. (2012)
  • 著者名/発表者名: W. Yang
  • 学会等名: ASLO Aquatic Sciences Meeting
  • 発表場所: 大津、琵琶湖ホール
• [学会発表] Parameterization of chlorophyll a-specific absorption coefficient and effects of their variations in a highly eutrophic lake: a case of Lake Kasumigaura (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimura
  • 学会等名: ASLO Aquatic Sciences Meeting
  • 発表場所: 大津、琵琶湖ホール
• [学会発表] Use of vegetation indices to detect aquatic macrophytes from multispectral satellite data. (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Oyam
  • 学会等名: ASLO Aquatic Sciences Meeting
  • 発表場所: 大津、琵琶湖ホール
• [学会発表] Performance evaluation of the semi-analytical ocean color model GSM01 in Case 1 and Case 2 waters (2011)
  • 著者名/発表者名: W.Yang, B.Matsushita, J.Chen, T.Fukushima
  • 学会等名: AGU fall meeting 2011
  • 発表場所: San Francisco, USA
• [学会発表] Monitoring the distribution of floating macrophytes in Lake Limboto using Landsat images.
  • 著者名/発表者名: Y. Oyama, B. Matsushita, Luki Subehi and T. Fukushima
  • 学会等名: The 34th Asian Conference on Remote Sensing
  • 発表場所: Bali, Indonesia
• [学会発表] Validation of a NIR-red-based algorithm for estimating chlorophyll-a concentration in several Asian Lakes.
  • 著者名/発表者名: B. Matsushita, W. Yang, Y. Oyama, T. Fukushima, Luki Subehi and F. Setiawan
  • 学会等名: The 34th Asian Conference on Remote Sensing
  • 発表場所: Bali, Indonesia
• [学会発表] The 34th Asian Conference on Remote Sensing
  • 著者名/発表者名: L. M. Jaelani, B. Matsushita, W. Yang and T. Fukushima
  • 学会等名: The 34th Asian Conference on Remote Sensing
  • 発表場所: Bali, Indonesia
• [学会発表] Remote Estimation of Water Quality Parameters for Turbid Inland Waters using MERIS Data
  • 著者名/発表者名: W. Yang
  • 学会等名: 第53回日本リモートセンシング学会
  • 発表場所: 東広島、広島大学
• [備考] 筑波大学環境バイオマス共生学専攻水環境分野
  • URL: http://www.ies.life.tsukuba.ac.jp/~modeling/
• [備考]
  • URL: http://www.ies.life.tsukuba.ac.jp/~modeling/