[S-TT39] 合成開口レーダーとその応用

[STT39-03] ALOS-2/PALSAR-2の後方散乱強度差分を用いた北海道の積雪状況の推定

*飯島 慈裕¹、伊藤 稜悟¹、阿部 隆博¹ (1.三重大学生物資源学研究科)

キーワード：積雪深、土地被覆、地形依存性、雪質

積雪の時空間分布を推定する方法として、衛星搭載の合成開口レーダーによる無雪期と積雪期の後方散乱強度の差分の有効性が指摘されている。しかし、その推定精度と誤差要因については、いまだ精査が足りていない状況といえる。本研究では、北海道の2地域（道央の三笠市付近と道東の陸別町付近）を対象として、乾雪時期の積雪状態の推定を試みた。対象とした2地域は、積雪深ならびに雪質に大きな違いがある。三笠地域は北海道の豪雪地帯に属し、平地でも最大積雪深は1mを超え、その雪質はしまり雪を主体とする。一方、陸別地域は、積雪深が50cm程度と少ない一方で、日本最寒冷地域であることから、積雪層内のしもざらめ層の発達が顕著である。
解析には、2017年以降の2月（最大積雪深に近い時期）と夏季の無雪期のALOS-2/PALSAR-2撮影データを用いた。SARscapeによって各時期の後方散乱強度（dB値）を算定し、前年の無雪期と積雪期の差分をとることで、積雪状態の指標とした。積雪深自体の比較は、画像範囲内のアメダスによる測定値および現地での積雪深・密度の観測調査データを使用した。また、差分の空間分布を考察する上で、自然植生と耕作地に分けて、Planet Scope衛星群による可視－近赤外画像を用いた正規化植生指数（NDVI）による無雪期と積雪開始前の植生状態の違いとの関連を調べた。さらに、自然植生については、国土地理院の数値標高モデル（10m）を用いて、標高、傾斜、斜面方位などの地形量との関係をみた。
後方散乱強度は、自然植生において積雪期の減衰が明確に見られ、無雪期との差分（積雪期－無雪期が負値となる）には標高依存性が認められたことから、既往の研究に示される積雪深との関係が示唆された。特に、陸別地域では、自然植生の山地において北西側斜面での差分値の増加傾向も確認されたことから、積雪の地形分布との対応を反映していると考えられた。その一方で、耕作地においては、2地域とも耕作地の区画に応じた差分の違いが認められた。その原因について、無雪期と積雪期との関係をみたところ、耕作地の区画で、無雪期でのNDVIに応じた後方散乱強度の差がそのまま後方散乱強度差分と関係していることが判明した。これは、耕作地状の積雪については、無雪期の作物成長状態による後方散乱強度の違いが積雪状態を見る上での誤差要因となっている可能性を示唆するものといえる。さらに別の問題として、2地域の積雪深に2倍以上の差があるにも関わらず、後方散乱強度差分は差がないまたは、三笠地域の方が差が小さくなる年があることが判明した。その要因は不明であるが、現地の積雪調査の結果から、雪質の違い（しまり雪としもざらめ雪）、積雪層中の氷板の有無（三笠地域でのRain on Snowや冬季の融解層の影響）による可能性が考えられた。