衛星データにみる都市の熱環境


熊本大学教育学部理科教育研究室



◇九州本土◇

Landsat-8/OLIの2014年4月23日と2015年5月5日の4シーンをモザイクして画像化 [1]

カラー合成画像
トゥルーカラー画像:OLIセンサのバンド2,3,4をそれぞれ赤,緑,青に割り当てて画像化しているため,ヒトの目でみた感覚に近い色で表示される. ナチュラルカラー画像:植物が近赤外の波長帯を強く反射する性質を活かして,OLIセンサのバンド5(近赤外)を緑に割り当てて画像化することで, 植生が多い場所を「明るい緑」で強調して表現した画像.植生が少ない都市域はピンク色で表示される. フォールスカラー画像:OLIセンサのバンド5(近赤外)を赤色に割り当てて画像化することで,植生が多い場所を「赤」で強調表現した画像. 植生が少ない都市域は水色で表示される.植生域と非植生域の色調差が鮮明なので,農学系でよく使われる.

植生指数(NDVI)画像
植物は可視光赤の波長帯を吸収し,近赤外の波長帯をよく反射するという特性をもっている. その特性を活かして上の式を用いてバンド間演算を行い,植生指数(NDVI)を計算する. 正規化しているのでNDVI値の範囲は-1〜1になる.正規化することで,地形による影の影響も軽減されるため 山地の植生の様子もわかりやすくなる. 植生が多く植生指数(NDVI値)が1に近いほど白く表示されている.建物などが多くて植生が少ない都市域は灰色, 水域は水が近赤外をほとんど反射しないためNDVI値が負になり黒く表示されている. NDVI値0〜0.6を6ランクにレベル分けして色付けした画像. 植生が多いほど緑色に,建物などが多いほど赤色になるように表現している. 雲の部分は可視赤も近赤外もよく反射してNDVI値が都市域と同程度になるため,雲域を白色でマスク処理してある. 植生が少ない都市域はオレンジ〜赤色で表示されていてその広がりがよくわかる.

温度分布画像
表面温度が高い部分白色,温度が低い部分は黒色で表されている. 温度分布がわかりやすいように,約13度から36度の温度範囲を8ランクにレベル分けして, 温度が高い方を暖色系,低い方を寒色系に色付けをしたレベルスライス画像. 陸域の温度分布を見やすくするために,海域と雲域を黒色と白色でマスク処理してある. 九州各県の県庁所在地を中心に都市域が高温になっている.


◇熊本◇

Landsat-5/TM:1988/04/15,1997/04/24,1998/04/04
Terra/ASTER:2010/04/29 

植生分布・地表面温度分布・土地被覆分類図 [2,3]
1988/4/15 植生分布1988/4/15 地表面温度分布1988/4/15 土地被覆分類図
1998/4/04 植生分布1998/4/04 地表面温度分布1998/4/04 土地被覆分類図
2010/4/29 植生分布2010/4/29 地表面温度分布2010/4/29 土地被覆分類図

植生指数(NDVI値)と輝度温度の関係 [2]
熊本大学周辺
1998/04/04 植生分布1998/04/04 地表面温度分布
白線上のNDVI値と輝度温度のライングラフ白線上のNDVI値と輝度温度の散布図
天草空港周辺
1988/04/15 植生分布1988/04/15 地表面温度分布
1997/04/24 植生分布1997/04/24 地表面温度分布
白線上の1988年と1997年のNDVI値
のライングラフ
白線上の1988年と1997年輝度温度
のライングラフ

熊本市の都市化率の推移 [3]


1988年1998年2010年都市化率の推移

都市化進展図と地表面温度変化 [3]
1998年-2010年の都市化進展図
黒:1998年すでに都市域
赤色:1998年から2010年の間に都市化
富合の新幹線車両基地周辺の地表面温度の経年変化

7項目と9項目の土地被覆分類図 [3]
1988年土地被覆分類図(7項目) 1988年土地被覆分類図(9項目) 2010年土地被覆分類図(7項目) 2010年土地被覆分類図(9項目)


論文・関連情報

◇論文
[1]中原有理,地域教材作成における公共機関公開データの活用−ヒートアイランド現象学習−,平成28年度熊本大学教育学部卒業論文,2017.
[2]山中美季,衛星画像を利用した熊本の熱環境学習教材の開発,平成21年度熊本大学教育学部卒業論文,2010.
[3]山中美季,地球観測衛星データを用いた熊本の熱環境解析とその教材化,平成23年度熊本大学大学院教育学研究科修士論文,2012.
◇関連情報(pdfファイルにリンク)
熊本の熱環境に関する教材開発(2.1 MB)
衛星データ活用手順書(フリーソフト・オープンデータ利用)




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