気候変動適応計画推進のためのサンゴ礁分布状況の把握
- 衛星画像を活用したサンゴ礁分布図の作成-アジア航測株式会社
SPOT 6/7衛星画像

© CNES 2015, Distribution AIRBUS DS

衛星画像を使用したソリューションの概要

近年、気候変動の影響は自然環境の様々な面に表れており、2016年には、南西諸島の広い範囲で、夏季の高水温が主な原因と考えられる大規模なサンゴの白化現象が発生しました。サンゴ礁は漁場としての生態系サービスの他、気候調整、レクリエーションなどの様々な生態系サービスを提供していますが、海水温変動の影響を受けやすく、これら浅海域生態系の劣化が進むことによる生態系サービスの低下が懸念されています。2018年に閣議決定された「気候変動適応計画」では、亜熱帯域におけるサンゴの白化現象に重大な懸念が示され、モニタリング等の調査を重点的に実施し、気候変動影響の評価を行うことが謳われています。これを受けて、サンゴ礁の現況を広く面的に把握し、その変化を捉えるために、宮古列島・久米島・与論島・沖永良部島を対象に衛星画像解析および現地調査によりサンゴ礁分布図を作成し、過去の調査結果との比較を行いました。本調査は、環境省生物多様性センターより受託した「平成30年度気候変動適応計画推進のための浅海域生態系現況把握調査業務」の一環として行われました(出典:http://www.biodic.go.jp/kiso/44/44_kikou.html#mainText)。

衛星画像を使用した理由

現存するサンゴ礁の分布状況を面的に効率的に把握するためには、広域を同時に観測可能な衛星画像を用いた調査が不可欠です。本調査では、サンゴ礁分布の現況を正確に把握するため、2016年の大規模白化以降に撮影された衛星画像の中から、比較的低コストで高分解能なSPOT-6/7衛星の画像(解像度:マルチスペクトル6m、パンクロマチック1.5m、撮影日:2017年5月3日~2018年6月4日)を使用しました。

効果(採用前の課題と採用後の効果)

衛星画像を用いたサンゴ礁の分布状況の把握は過去にも行われていますが、使用された衛星画像の解像度があまり高くないため、サンゴ礁内に混在するサンゴ、砂、海草、海藻等の詳細な底質分布の把握は困難でした。また、リモートセンシングにより海底の状態を把握する際、水深が深くなるほど光の量が減少することにより、それらの判別が困難になるという問題があるため、水深がやや深い海域に分布するサンゴの領域の把握が困難でした。

そこで、1.5m解像度のパンシャープン画像を使用することで、画像の輝度値とテクスチャ(画像の肌理)に基づいてサンゴ礁の底質を詳細に分類・判読できるようになりました。また、画像の水深補正処理により、水中での光の消散(減少)の効果を除去することで、深い水深帯の底質の状況を把握することができるようになりました(図 1)。

多良間島 トゥルーカラー画像 SPOT7 20170503

多良間島 トゥルーカラー画像 SPOT7 20170503

多良間島 底質指標画像 SPOT7 20170503

多良間島 低質指標画像 SPOT7 20170503

図 1 水深補正処理前のトゥルーカラー画像(左)と水深補正処理後の画像(右)

過去に作成されたサンゴ礁分布図は、浅い水深帯(礁池および内側礁原)に分布するサンゴ群集と干出裸岩、砂底、海藻、海草等の底質の分布域を示すポリゴン図形のほか、深い水深帯(礁縁部)に分布するサンゴ群集を示すライン図形などで構成されています。そのため、深い水深帯については面的な分布状況がわかりませんでした。また、サンゴの被度区分が5%未満、5~50%、50~100%の3区分のみのため、5~50%の範囲の細分化が望まれていました。

そこで、データ深度が高く、高解像度の衛星画像を用いることで、浅い水深帯についてはサンゴ被度区分を5%未満、5~25%、25~50%、50~100%の4区分に細分化し、さらに、過去の分布図では表現されなかった深い水深帯のサンゴ群集の面的な分布を表現することができました。なお、深い水深帯では画質が低下するため、被度区分は5%未満、5~50%、50~100%の3区分としました(図 2)。

多良間島 低質指標画像 SPOT7 20170503

図 2 衛星画像によるサンゴ礁分布図の例)

今後の展望

サンゴ礁の変遷をモニタリングするためには、それらの正確な面的情報を把握することが必須ですが、従来の手法では精度やコスト面等の様々な問題がありました。今後は、今回有効性が確認された衛星画像解析によるサンゴ礁分布図作成手法を適用し、面的なサンゴの分布状況を一定精度で定期的にモニタリングしていくことが望まれます。

会社紹介 アジア航測は株式会社

アジア航測は、最先端の技術を駆使し、顧客ニーズに合ったデータの取得から活用までの一貫した高度な空間情報のコンサルティングを展開しています。創業より60年以上、常に最新鋭の機材を導入し、技術力を高め、防災や環境など社会的課題の解決に寄与してきました。自社で保有する6機の航空機だけでなく、衛星や車両(MMS)、UAVなど多様なプラットフォームを用い、空間データ活用に対して最適な手法を提案します。1998年には航空レーザ測距儀(Airborne LiDAR)1号機を導入し、以降、細密地形情報(3次元データ)を提供してきました。また、独自の微地形表現手法「赤色立体地図」(特許番号3670274他)の開発により、防災や環境などのコンサルティング分野でも、現状把握やリスク地形抽出、シミュレーションなどの高度化を果たしています。