[STT50-P05] 時系列SARを用いた2018年インドネシア・クラカタウ火山噴火・津波に伴う地形変化量の抽出
合成開口レーダ(SAR)は、天候や昼夜に影響されることなく広範囲で観測できるのが強みである。SARは雲や煙を通過するため、火口から噴煙や火山灰が激しく噴いている場合でも、噴火直後の島の変化をはっきりと捉えることが出来る。そして、SARで観測した画像から陸域と海域を分類するために、陸域と海域の定義を考える。陸域とは、標高が０メートル以上の箇所であり、一般には散乱信号は海域のそれに比べて大きい。一方、海域は標高が０メートル地帯であり、反射信号は一般に小さい。陸域の信号は、海域のそれよりも大きいために、振幅画像では明るく映る。
本研究では、時系列SARデータを用いて、2018年のアナク・クラカタウ島の噴火に伴う地形変動に関して、島面積の変化抽出を行った。2018年1月22日から2019年5月21日までの画像データを解析し、その中でも、地形が大きく変わっていた3シーンについて、二つの方法で、面積変化量の算出をした。
一つ目は、ヒストグラム法である。振幅画像から、陸域と海域のヒストグラムを作製し、両方の分布関数が交錯する、最適な閾値を求める。その後、後方散乱係数が海より大きい部分を陸と定義し、陸域のピクセル数と画像セルサイズを掛け合わせることで面積を算出した。この方法は、島が、海に比べて明らかに明るい時には高精度で機能する。しかしながら、本研究のように、海上が荒れ、散乱係数が高い時には、明瞭な識別が困難な場合がある。
二つ目は、海岸線抽出法である。ヒストグラム法で求めた閾値を基準に、振幅画像の画素値を強制的に0にする。そして、明るく表示されている海岸線を抽出し（マニュアル操作）、抽出した閉曲線内を陸域に含める。ヒストグラム法と同様に、陸域のピクセル数と画像セルサイズを掛け合わせた。海岸線抽出法は、ヒストグラム法と比べ、海上の後方散乱の影響を受けずに、高精度に面積の算出を行える手法だと考える。
結果として、アナク・クラカタウ島の面積は、噴火前が2.88㎢、噴火後が3.07㎢、噴火から数か月後が3.06㎢という結果が得られた。変化量としては、噴火前と噴火から数か月後では、島の面積が0.18㎢増加したことが分かった。干渉SAR手法では、四方を海に囲まれた島の解析は難しいとされている。本研究における手法は、そんな島の解析の中でも、海岸線が明確な地域において、大変有効であると考えられる。
本研究では、時系列SARデータを用いて、2018年のアナク・クラカタウ島の噴火に伴う地形変動に関して、島面積の変化抽出を行った。2018年1月22日から2019年5月21日までの画像データを解析し、その中でも、地形が大きく変わっていた3シーンについて、二つの方法で、面積変化量の算出をした。
一つ目は、ヒストグラム法である。振幅画像から、陸域と海域のヒストグラムを作製し、両方の分布関数が交錯する、最適な閾値を求める。その後、後方散乱係数が海より大きい部分を陸と定義し、陸域のピクセル数と画像セルサイズを掛け合わせることで面積を算出した。この方法は、島が、海に比べて明らかに明るい時には高精度で機能する。しかしながら、本研究のように、海上が荒れ、散乱係数が高い時には、明瞭な識別が困難な場合がある。
二つ目は、海岸線抽出法である。ヒストグラム法で求めた閾値を基準に、振幅画像の画素値を強制的に0にする。そして、明るく表示されている海岸線を抽出し（マニュアル操作）、抽出した閉曲線内を陸域に含める。ヒストグラム法と同様に、陸域のピクセル数と画像セルサイズを掛け合わせた。海岸線抽出法は、ヒストグラム法と比べ、海上の後方散乱の影響を受けずに、高精度に面積の算出を行える手法だと考える。
結果として、アナク・クラカタウ島の面積は、噴火前が2.88㎢、噴火後が3.07㎢、噴火から数か月後が3.06㎢という結果が得られた。変化量としては、噴火前と噴火から数か月後では、島の面積が0.18㎢増加したことが分かった。干渉SAR手法では、四方を海に囲まれた島の解析は難しいとされている。本研究における手法は、そんな島の解析の中でも、海岸線が明確な地域において、大変有効であると考えられる。