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2018 年度 実績報告書

新リモートセンシング手法による全球湖沼一次生産量の推定

研究課題

研究課題/領域番号 17H01850
研究機関筑波大学

研究代表者

松下 文経  筑波大学, 生命環境系, 准教授 (80361319)

研究分担者 楊 偉  千葉大学, 環境リモートセンシング研究センター, 特任助教 (80725044)
福島 武彦  茨城県霞ケ浦環境科学センター(湖沼環境研究室、大気・化学物質研究室), 湖沼環境研究室, センター長 (90124354)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
キーワード湖水吸収係数 / 半理論方式 / 湖水透明度 / 一次生産量
研究実績の概要

1. アルゴリズムの開発。リモートセンシングデータによる湖水総吸収係数の推定は、湖沼一次生産量推定の第1ステップである。前年度までは、湖水の濁度レベルによって、湖水総吸収係数を推定するためのモデルの仮定が異なることが明らかにした。今年度は、湖水の濁度レベルに応じて、最適な推定モデルを選定できるハイブリッド方式のアルゴリズムを開発した(QAA_hybrid)。このハイブリッド方式のアルゴリズムを用いれば、様々な濁度レベルの湖沼への適用が可能となる。次年度は、湖水の消散係数、有光層水深および一次生産量の推定を試みる。
2.現地データの収集。今年度は、霞ケ浦、檜原湖、白樺湖、女神湖、蓼科湖、諏訪湖、千波湖、およびインドネシアの8湖沼(Lake Maninjau, Lake Singkarak, Lake Diatas, Lake Dibawah, Lake Buyan, Lake Bratan, Lake Tamblingan, Lake Batur)を対象に、現地調査を行い、湖水の分光反射率、各波長域の消散係数および鉛直方向の変化、有光層水深、透明度などのデータを収集した。同時に、湖水のサンプルも採集し、実験室で湖水の固有光学特性、クロロフィルa濃度、総懸濁物濃度を測定した。また、文献調査によって、一次生産量のデータを収集した。これらのデータは、アルゴリズムの改良および推定結果の検証に使用する予定である。
3.衛星データの収集と前処理。前年度に引き続き、面積100㎞2以上の湖沼のMERISデータおよびOLCIデータを収集し、水域の抽出、雲・雲の影の検出などの前処理を行った。大気補正は依然として課題であることを確認した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

今年度は、予定通りで現地調査、衛星データの収集を行った。また、湖水一次生産量を推定するためのアルゴリズムの開発も順調に進み、一部の結果は既に国際誌に掲載された。プロダクトの製作まで、大気補正は依然として大きな課題であるが、この2年間の研究実施で、解決へのヒントを得ている。

今後の研究の推進方策

前年度に引き続き、現地調査によって、様々な湖沼の基礎データを収集する。また、衛星データの収集と前処理も継続し、湖沼一次生産量プロダクトの作成に備える。今まで2年間の研究実施によって得られているヒントを活用し、大気補正などの難題に挑む。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Research Center for Limnology(インドネシア)

    • 国名
      インドネシア
    • 外国機関名
      Research Center for Limnology
  • [雑誌論文] An Improved Algorithm for Estimating the Secchi Disk Depth from Remote Sensing Data Based on the New Underwater Visibility Theory.2019

    • 著者名/発表者名
      D. Jiang, B. Matsushita, F. Setiawan & A. Vundo
    • 雑誌名

      ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing

      巻: 152 ページ: 13-23

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.201904.002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Overall Evaluation of Water Transparency in Lake Malawi from MERIS Data2019

    • 著者名/発表者名
      A. Vundo, B. Matsushita, D. Jiang, M. Gondwe, R. Hamzah, F. Setiawan & Takehiko Fukushima
    • 雑誌名

      Remote Sensing

      巻: 11 ページ: 1-18

    • DOI

      10.3390/rs11030279

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Factors explaining the yearly changes in minimum bottom dissolved oxygen concentrations in Lake Biwa, a warm monomictic lake2019

    • 著者名/発表者名
      T. Fukushima, T. Inomata, E. Komatsu & B. Matsushita
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9:298 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1038/s41598-018-36533-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Estimation of Secchi depth in Lake Kasumigaura from MERIS.2018

    • 著者名/発表者名
      D. Jiang, B. Matsushita, T. Fukushima
    • 学会等名
      17th World Lake Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Long-term monitoring of lake surface area change in Indonesian from global surface water data2018

    • 著者名/発表者名
      R. Hamzah, B. Matsushita, T. Fukushima
    • 学会等名
      17th World Lake Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Development a model for estimating Secchi disk depth using Landsat TM and ETM+ in Indonesian lakes.2018

    • 著者名/発表者名
      F. Setiawan, B. Matsushita, T. Fukushima, Luki Subehi
    • 学会等名
      17th World Lake Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] NHKテレビ番組で放映された霞ヶ浦の環境問題2018

    • 著者名/発表者名
      川村志満子、福島武彦、松下文経
    • 学会等名
      17th World Lake Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatio-temporal variability of chlorophyll-a concentration in Lake Malawi using MERIS data2018

    • 著者名/発表者名
      A. Vundo, B. Matsushita, T. Fukushima
    • 学会等名
      17th World Lake Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Satellite Monitoring of Eutrophication in Inland Lakes: Algorithm Development and Applications2018

    • 著者名/発表者名
      Wei Yang, Bunkei Matsushita, Takehiko Fukushima, Akihiko Kondoh
    • 学会等名
      Asia Oceania Geosciences Society 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] On Operational Monitoring of Water Quality Parameters by Satellite Remote Sensing in a Turbid Inland Lake of Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Wei Yang, Bunkei Matsushita, Akihiko Kondoh
    • 学会等名
      Asia Oceania Geosciences Society 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Long-term Satellite Monitoring of Water Quality Parameters in Lake Kasumigaura, Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Wei Yang, Bunkei Matsushita, Akihiko Kondoh
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2018
  • [備考] 松下業績

    • URL

      http://www.ies.life.tsukuba.ac.jp/~modeling/staff09_iframe_2.html

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公開日: 2019-12-27  

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