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2023 年度 実績報告書

第三世代静止気象衛星群による全球高頻度観測は陸域生態環境理解に何をもたらすか?

研究課題

研究課題/領域番号 22H05004
研究機関千葉大学

研究代表者

市井 和仁  千葉大学, 環境リモートセンシング研究センター, 教授 (50345865)

研究分担者 樋口 篤志  千葉大学, 環境リモートセンシング研究センター, 准教授 (90324384)
入江 仁士  千葉大学, 環境リモートセンシング研究センター, 教授 (40392956)
楊 偉  千葉大学, 環境リモートセンシング研究センター, 助教 (80725044)
山本 雄平  千葉大学, 環境リモートセンシング研究センター, 助教 (30845102)
吉岡 博貴  愛知県立大学, 情報科学部, 教授 (40332944)
小畑 建太  愛知県立大学, 情報科学部, 准教授 (80758201)
松岡 真如  三重大学, 工学研究科, 准教授 (50399325)
山本 浩万  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 上級主任研究員 (90344267)
奈佐原 顕郎 (西田顕郎)  筑波大学, 生命環境系, 准教授 (40312813)
研究期間 (年度) 2022-04-27 – 2027-03-31
キーワード陸域炭素循環 / 気候変動 / リモートセンシング / 機械学習 / 広域推定 / 陸域水循環 / フラックス観測 / 統合解析
研究実績の概要

主にひまわり8号データの陸面モニタリングのための基本物理量となる地表面反射率の推定とその検証を完成させた。標高による位置ずれの影響として、ひまわり観測域では最大5ピクセル程度の位置ずれを起こすこととその補正の重要性を明らかにした。さらに、地表面反射率の算出の際には、従来の静止衛星の検証では低緯度地域でのみ従来型の衛星観測との相互比較による検証が可能であった。多方向観測を行うTerra衛星搭載MISRセンサを利用し、中緯度域においても相互比較が可能になった。これはひまわり8号のみならず他国の静止衛星にも同じ概念が適用できることから世界の静止衛星研究に影響を与える結果を得た。また、地表面反射率の推定については、地上観測ネットワーク班による大気観測ネットワークを適用し、入力大気パラメータの精度とその誤差が結果に与える影響を評価した。本反射率推定手法を他国(韓国・米国)の静止衛星に適用し、正常に動作することを確認した。

静止衛星陸面データを用いた応用解析においては、陸域生態系分野への新たな知見の創出として、(1)各種高次データセット(葉面積指数、蒸発散量、光合成量など)の構築、(2)地表面温度の日変化を利用した植生の乾燥状態の抽出、(3)東南アジア熱帯雨林地域における光合成活動などのモニタリングを実施し、陸域生態系の動態に関するいくつかの知見を得た。特に静止衛星ひまわりの10分毎の地表面温度データ連続値を用いて、熱慣性の変化に着目した植生の乾燥シグナルの抽出方法を提案した。この地表面温度の日変化情報が地表面の熱慣性の情報を含み、猛暑時・乾燥時には日変化のパターンが変化するという仮説を立て、植生の乾燥シグナルの抽出に成功した。この成果は2023年7月にプレスリリースを実施し、複数の新聞やWebメディアに掲載された。

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

おおよそ当初の計画通りの進捗であったため。

今後の研究の推進方策

地上観測データ整備班:日本やアジア地域を中心とした実観測を継続し、観測データを蓄積する。さらに、アメリカ大陸・欧州・アフリカ大陸に関しては公開されている観測データセットを調査・整備する。これらのデータを他班に提供し、検証研究を推進する。
静止衛星プロダクト構築班:これまで構築した地表面反射率・地表面温度算出用のコードを用いて、韓国・中国・欧州の静止衛星に応用し、地表面反射率などの基盤プロダクトを構築する。基盤プロダクトについて、海外協力者のNASA Ames のプロダクトと相互比較を行い、改善点を模索する。
静止衛星観測網統合班:日中韓の静止衛星に関して、観測波長帯や衛星の位置の違いを考慮し各国センサの違いを補正したデータを構築する。
データ応用解析班:ひまわり8/9 号データを用いたアルベド、葉面積指数、蒸発散量、光合成量などの基本的な陸域生態系のパラメタを推定するアルゴリズムを完成させる。日米欧の3 種の静止衛星データを用い、東南アジア・アマゾン・アフリカの熱帯雨林の動態を比較解析し、陸域生態系VISIT モデルと整合するかを確認する。地上観測データ整備班から提供された植生フェノロジー観測データと静止衛星から推定されるフェノロジーを比較し、従来の極軌道衛星による解析よりどれくらい正確に展葉・落葉を推定できるか確認する。オーストラリア半乾燥域に着目し、異常高温・乾燥時の植生の光合成活動の低下の程度を確認し、陸域生態系モデルVISIT と比較をする。特に生態系の気孔コンダクタンスの変化に着目し、観測データよりモデルパラメータを推定する。

  • 研究成果

    (47件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (4件) 学会発表 (38件) (うち国際学会 22件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ソウル大学/国家農業気象センター(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      ソウル大学/国家農業気象センター
  • [国際共同研究] NASA Ames研究センター/ハワイ大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      NASA Ames研究センター/ハワイ大学
  • [国際共同研究] James Cook Univewrsity(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      James Cook Univewrsity
  • [国際共同研究] APRIL(インドネシア)

    • 国名
      インドネシア
    • 外国機関名
      APRIL
  • [雑誌論文] Machine learning-based global air quality index development using remote sensing and ground-based stations2024

    • 著者名/発表者名
      Anggraini Tania Septi、Irie Hitoshi、Sakti Anjar Dimara、Wikantika Ketut
    • 雑誌名

      Environmental Advances

      巻: 15 ページ: 100456~100456

    • DOI

      10.1016/j.envadv.2023.100456

  • [雑誌論文] Detection of vegetation drying signals using diurnal variation of land surface temperature: Application to the 2018 East Asia heatwave2023

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Yuhei、Ichii Kazuhito、Ryu Youngryel、Kang Minseok、Murayama Shohei、Kim Su-Jin、Cleverly Jamie R.
    • 雑誌名

      Remote Sensing of Environment

      巻: 291 ページ: 113572~113572

    • DOI

      10.1016/j.rse.2023.113572

  • [雑誌論文] Development and Classification of Japanese-Region-Specific Aerosol Models Based on 10-Year Sky Radiometer Observations2023

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Hiroyasu、Irie Hitoshi、Momoi Masahiro、Ohno Takeru、Yamamoto Hirokazu、Khatri Pradeep、Sano Itaru、Okumura Hiroshi、Kobayashi Hiroshi
    • 雑誌名

      SOLA

      巻: 19 ページ: 210~216

    • DOI

      10.2151/sola.2023-027

  • [雑誌論文] Continuous observations from horizontally pointing lidar, weather parameters and PM<sub>2.5</sub>: a pre-deployment assessment for monitoring radioactive dust in Fukushima, Japan2023

    • 著者名/発表者名
      Lagrosas Nofel、Okubo Kosuke、Irie Hitoshi、Matsumi Yutaka、Nakayama Tomoki、Sugita Yutaka、Okada Takashi、Shiina Tatsuo
    • 雑誌名

      Atmospheric Measurement Techniques

      巻: 16 ページ: 5937~5951

    • DOI

      10.5194/amt-16-5937-2023

  • [学会発表] Monitoring Seasonal Variations in Terrestrial Gross Primary Productivity Across Southeast Asia using Himawari-8 Geostationary Satellite Data2023

    • 著者名/発表者名
      ?サソKazuhito Ichii, Misaki Hase, Yuhei Yamamoto, Wei Li, Beichen Zhang, Ran C. Sharma, Tomoaki Miura
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of Himawari-8/AHI Land Surface Reflectance at Mid-latitudes using LEO Sensor with Off- nadir Cameras2023

    • 著者名/発表者名
      Beichen Zhang, Kazuhito Ichii, Wei Li, Yuhei Yamamoto, Wei Yang, Ram C. Sharma, Hiroki Yoshioka, Masayuki Matsuoka, Tomoaki Miura
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Improving land surface reflectance evaluation through BRDF information retrieval from Himawari-8/AHI2023

    • 著者名/発表者名
      Wei Li, Kazuhito Ichii, Beichen Zhang, Yuhei Yamamoto, Wei Yang, Ram Sharma, Hiroki Yoshioka, Masayuki Matsuoka, Tomoaki Miura
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimating Lai/FPAR Using Hyper-Temporal Observations By Himawari-8 AHI2023

    • 著者名/発表者名
      Ram Sharma, Tatsuki Hashimoto, Yuhei Yamamoto, Wei Yang, Wei Li, Beichen Zhang, Kazuhito Ichii
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Verification of Estimated Surface Reflectance by Himawari-8 AHI Using Low Earth Orbit Satellite Data Toward Hyper-Temporal Monitoring of Vegetation2023

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto H., H. Irie
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of atmospheric correction algorithm using HIMAWARI-8/9 AHI aerosol products for VNIR-SWIR spectral imageries over land2023

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, Y., K. Ichii, Y. Ryu, M. Kang, S. Murayama, S.-J. Kim
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Relationships of PM2.5 and BC mass concentrations with optical properties derived from simultaneous skyradiometer/MAX-DOAS observations: from continuous observations at Chiba and Fukue in 2019窶?20202023

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Y., K. Ichii, W. Yang, Y. Ryu, M. Kang, S. Murayama, S.-J. Kim, and J.R. Cleverly
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection of Vegetation Drying Signals in East Asia Using High-Frequency Land Surface Temperature Data from Himawari Geostationary satellite2023

    • 著者名/発表者名
      Ohno, T., H. Irie, K. Yamaguchi, and A. Damiani
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of the aerosol effect on the surface reflectance retrieval using Himawari-8 AHI images over land2023

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto H., and H. Irie
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Drivers of diurnal variations in gross primary production in East Asia using geostationary satellite data窶?2023

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, Y., K. Ichii, W. Yang, Y. Ryu, M. Kang, S. Murayama, S.-J. Kim, H. Takenaka, and A. Higuchi
    • 学会等名
      AsiaFlux Conference 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimating Diurnal Variations of Evapotranspiration Using Himawari-8 Geostationary Satellite Data2023

    • 著者名/発表者名
      Beichen Zhang, Kazuhito Ichii, Yuhei Yamamoto, Wei Li, Minseok Kang, Youngryel Ryu, Su-jin Kim, Shohei Murayama
    • 学会等名
      AsiaFlux Conference 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of "blended GRVI" for accurate vegetation phenology estimation with Himawari/AHI2023

    • 著者名/発表者名
      Sasagawa T., W. Li, T. Akitsu, K. Ichii, K. Nasahara
    • 学会等名
      AsiaFlux Conference 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Kazuhito Ichii, Yuhei Yamamoto, Wei Li, Beichen Zhang, Ran C. Sharma2023

    • 著者名/発表者名
      Ichii K., Y. Yamamoto, W. Yang, B. Zhang, W. Li, Y. Wen, T. Hashimoto
    • 学会等名
      AsiaFlux Conference 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] A Hyper-temporal Surface Reflectance Dataset from Himawari-8 AHI for Enhanced Vegetation Monitoring2023

    • 著者名/発表者名
      Wei Li, Kazuhito Ichii, Beichen Zhang, Yuhei Yamamoto
    • 学会等名
      AsiaFlux Conference 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Monitoring seasonal variations in vegetation activity over tropical asia using Himawari-8 AHI2023

    • 著者名/発表者名
      Misaki Hase, Kazuhito Ichii, Yuhei Yamamoto, Wei Li, Beichen Zhang, Tomo窶冩mi Kumagai, Yoshiaki Hata, Chandra Shekhar Deshmukh, Masahito Ueyama
    • 学会等名
      AsiaFlux Conference 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimation of leaf area index by Himawari-8 AHI2023

    • 著者名/発表者名
      Riku Fukuta, Kazuhito Ichii, Yuhei Yamamoto, Ram C. Sharma, Wei Li, Beichen Zhang, Wei Yang
    • 学会等名
      AsiaFlux Conference 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Ortho-image or normalized geostationary projection: which projection is better for comparing the reflectance of GEO and LEO sensors?2023

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka M., H. Yoshioka, K. Ichii
    • 学会等名
      44th Asian Conference on Remote Sensing
    • 国際学会
  • [学会発表] Fire detection in Borneo using Himawari/AHI2023

    • 著者名/発表者名
      Sato, S., M. Matsuoka
    • 学会等名
      44th Asian Conference on Remote Sensing
    • 国際学会
  • [学会発表] New Generation of Phenological Eyes Network (PEN): In situ Phenology Monitoring with an Open-Source, High-Quality, and Low-Cost Time-Lapse Camera2023

    • 著者名/発表者名
      Sasagawa T., K. Nasahara
    • 学会等名
      The 1st Expert Workshop on Advancing International Constellation of Geostationary Satellites for Terrestrial Monitoring
    • 国際学会
  • [学会発表] Phenological Eyes Network's Long-term Field Observation2023

    • 著者名/発表者名
      Nasahara K., T. Akitsu, K. Matsumoto, T. Sasagawa
    • 学会等名
      The 1st Expert Workshop on Advancing International Constellation of Geostationary Satellites for Terrestrial Monitoring
    • 国際学会
  • [学会発表] Validation of Himawari-8 AHI Level-2 And Level-3 Aerosol Products with MODIS And Ground-Based Data Under Clear-Sky Conditions2023

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto H. and H. Irie
    • 学会等名
      IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Application of AsiaFlux network data toward upscaling and modeling2023

    • 著者名/発表者名
      市井和仁
    • 学会等名
      iLEAPS-Japan 研究集会2023
  • [学会発表] High temporal retrieval of leaf area index from Himawari-8 data2023

    • 著者名/発表者名
      橋本達希、市井和仁、山本雄平、楊 偉、張 北辰、李 偉、Ram C. Sharma
    • 学会等名
      iLEAPS-Japan 研究集会2023
  • [学会発表] Early detection of vegetation growth stress using Himawari-8 geostationary satellite2023

    • 著者名/発表者名
      柴山怜雄、市井和仁、山本雄平
    • 学会等名
      iLEAPS-Japan 研究集会2023
  • [学会発表] 静止軌道衛星Himawariと極軌道衛星Sentinel-2の位置合わせ:どちらに合わせるか?2023

    • 著者名/発表者名
      松岡真如, 吉岡博貴, 市井和仁
    • 学会等名
      日本写真測量学会
  • [学会発表] ひまわり8号の陸面反射率による植生のClumping Indexの推定2023

    • 著者名/発表者名
      喬 治, 楊 偉
    • 学会等名
      第75回日本リモートセンシング学会
  • [学会発表] Advanced terrestrial vegetation monitoring using hyper-temporal observation by Himawari-8/9 AHI2023

    • 著者名/発表者名
      Kazuhito Ichii, Yuhei Yamamoto, Wei Yang, Ram C. Sharma, Beichen Zhang, Wei Li
    • 学会等名
      13th Asia-Oceania Meteorological Satellite Users' Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] 気象衛星ひまわりを用いた陸面モニタリングへの応用2023

    • 著者名/発表者名
      市井 和仁, 山本 雄平, 楊 偉, Ram C. Sharma, 張 北辰, 李 偉, 住井 章吾, 吉岡 博貴, 小畑 建太, 松岡 真如, 山本 浩万, Tomoaki Miura
    • 学会等名
      日本気象学会2023年度秋季大会
  • [学会発表] Geometric registration of Himawari/AHI and Fengyun-4/AGRI2023

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka M. and H. Yoshioka, K. Ichii
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
  • [学会発表] Observations and Modeling of the Hotspot Effect in Vegetation Canopy Reflectance using Geostationary Meteorological Satellite Data2023

    • 著者名/発表者名
      Yang W. and Z. Qiao
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
  • [学会発表] Performance study of generic atmospheric correction for Himawari-8 AHI reflective solar bands data using satellite-based aerosol products and ground-based sunphotometer data2023

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto H. and H. Irie
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
  • [学会発表] Developing a New Vegetation Index to Monitor Spring Phenology of Deciduous Forests by the Collaboration of LEO and GEO Satellites2023

    • 著者名/発表者名
      Sasagawa T. and K. Nasahara
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
  • [学会発表] Vegetation seasonality observed in Himawari-8 AHI NDVI time-series data over evergreen broad-leaved and coniferous forests in East Asia2023

    • 著者名/発表者名
      Obata K. and H. Yoshoika
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
  • [学会発表] Utilizing Himawari-8 Land Surface Temperatures to Detect Vegetation Drying窶?2023

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, Y. and K. Ichii, Y. Ryu, M. Kang, S. Murayama, and S.-J. Kim
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
  • [学会発表] Himawari8/AHI land surface reflectance estimation and preliminary evaluation2023

    • 著者名/発表者名
      Wei Li, Kazuhito Ichii, Beichen Zhang, Yuhei Yamamoto, Wei Yang, Ram Sharma, Hiroki Yoshioka, Masayuki Matsuoka, Tomoaki Miura
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
  • [学会発表] Retrieval of LAI and FAPAR from Himawari-8/AHI data2023

    • 著者名/発表者名
      Ram Sharma, Tatsuki Hashimoto, Yuhei Yamamoto, Wei Yang, Wei Li, Beichen Zhang, Kazuhito Ichii
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
  • [学会発表] Estimation of Surface Reflectance of Fengyun-4A/AGRI for Terrestrial Monitoring2023

    • 著者名/発表者名
      Yueru Wen, Kazuhito Ichii, Yuhei Yamamoto, Wei Yang, Wei Li, Beichen Zhang
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
  • [学会発表] Evaluation of Himawari-8/AHI surface reflectance using LEO sensors with off-nadir observation mode for terrestrial monitoring applications2023

    • 著者名/発表者名
      Beichen Zhang, Kazuhito Ichii, Wei Li, Yuhei Yamamoto, Wei Yang, Ram Sharma, Hiroki Yoshioka, Masayuki Matsuoka, Tomoaki Miura
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
  • [備考] JSPS科研費基盤S GEO陸域プロジェクト

    • URL

      https://geoland-kibans.weebly.com/

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公開日: 2024-12-25  

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