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2020 年度 実績報告書

地上及び超小型衛星からの撮像に基づく積乱雲3次元構造の精密計測

研究課題

研究課題/領域番号 19K22021
研究機関北海道大学

研究代表者

高橋 幸弘  北海道大学, 理学研究院, 教授 (50236329)

研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2021-03-31
キーワード積乱雲 / 立体構造 / 超小型衛星 / 地上観測 / 撮影
研究実績の概要

本研究では、近年一般にも普及が進んでいる3Dモデル作成ソフトウェアを使うことで、衛星及び地上の複数の観測点から雲撮像を行い、それらから雲の高解像度3Dモデルを連続的に提供する手法の確立を目的とする。稼働している申請者グループが独自開発した超小型衛星を用い、対象物に視野方向を固定したまま数秒以内に複数回撮像するターゲットポインティング撮像を実施することで、雲上面の立体構造の高精度計測を試みた。衛星から上・中部を、また地上から主に雲の側面・下部を同時観測し、これらのデータを接続することで、これまでに類をみない雲全体の精密測定を目指している。
2020年度は8月と9月に観測キャンペーンを実施し、衛星および地上からの雲のステレオ撮像観測を行い、それぞれの画像から、上部及び側面・下部の3D構造を推定した。ただし、衛星と地上「同時」観測については、撮像運用そのものには成功したものの、COVID-19の影響で衛星運用、地上観測ともその機会が著しく限定されたため、解析に適した積乱雲を捉えることができなかった。3Dモデル作成については、2020年度及び過去に取得された衛星、航空機、地上での観測で得られたデータもあわせて行い、台風の目の内部や積乱雲について、これまでにない高精度での雲構造推定に世界で初めて成功した。また、地上からの人海戦術による手作業でのステレオ撮像経験に基づき、5台のカメラを同期させて運用する全自動の撮影システムを開発し、その試験運用を実施し、実用性能を確認した。
以上より、COVID-19の影響で当初の目的であった衛星地上間の同時観測による雲の3D構造推定には至らなかったものの、衛星、航空機、地上から個々に雲構造を推定する観測解析手法を確立し、また地上での自動観測システムの開発を完了することができた。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2020 その他

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

  • [国際共同研究] University of the Philippines, Diliman/ASTI(フィリピン)

    • 国名
      フィリピン
    • 外国機関名
      University of the Philippines, Diliman/ASTI
  • [雑誌論文] Determination of cloud-top height through three-dimensional cloud reconstruction using DIWATA-1 data2020

    • 著者名/発表者名
      Castro, E., T. Ishida, Y. Takahashi, H. Kubota, G. J. Perez and J. S. Marciano
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 ページ: 7570

    • DOI

      10.1038/s41598-020-64274-z

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Ground-based lightning and AWS network system for alert of torrential rainfall and typhoon combined with micro-satellite constellation2020

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Takahashi, Mitsuteru Sato, Hisayuki Kubota, Tetsuro Ishida, Meryl Algodon, Ellison Castro, Loren Jay Estrebillo, Purwadi, Gay Perez, Joel Marciano, Kozo Yamashita, Jun Matsumoto, Jun-ichi Hamada
    • 学会等名
      2020 European Geoscince Union General Asembly
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-location meteorological observation system and micro-satellites for extreme weather forecast2020

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Takahashi, Mitsuteru Sato, Hisayuki Kubota, Kozo Yamashita, Tetsuro Ishida, Ellison Castro, Loren Jay Estrebillo, Purwadi, Gay Perez, Joel Marciano, Jun Matsumoto, Jun-ichi Hamada
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting, online
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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