Subject: [ts-mag:00205] OpenGIS Mail Magazine for T.S.U 【第 194号】
Date: Fri, 25 Mar 2005 20:55:42 +0900
From: Taichi FURUHASHI
OpenGIS Mail Magazine for Technical Support Users 2005/03/25
Keywords: OpenGIS,TNTmips,SPOT,Harmonic,LMF,TAB,Dissolve,Desktop
オープンGIS
テクニカル・サポート専用メールマガジン
第194号「 邪 魔 な 雲 と の 戦 い ！ ！ 」
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株式会社 オープンGIS
魔法のように雲が消えたらなぁ...
リモートセンシングをやっていますと、空のはるか上から地球を撮影する
ことが多いので、どうしても雲が間に入ってくることがあります。気象衛
星は別として、多くの場合、雲は邪魔者扱いです。雲の影響が少ない観測
手法を選んだり、画像から雲の部分を切り取るなど、苦労が絶えません。
晴れている画像だけを選択的に使用すればよいのでは？ と思われるかも
しれませんが、実際にたくさんの衛星画像の中から一生懸命探しても、理
想的な画像にめぐり合うのは案外難しいものです。
ところが、ある処理を行うと、こんなことが可能になります。
左が処理前の画像。右が処理後の画像。
左側にあるたくさんの雲が、右側では綺麗に消えていますね。
この魔法のような処理が注目したのは季節変化。ＳＰＯＴという衛星の画
像から、植物の活力度を指数化したＮＤＶＩ画像が10日間合成で提供され
ています。残念ながら雲の影響は取り除かれてはいません。けれど、毎回
画像が蓄積されることで、おおまかなＮＤＶＩの季節変化はわかります。
例えば、日本では春の新緑とともにＮＤＶＩ値が大きくなり、夏のピーク
を過ぎると紅葉シーズンには小さくなることが多いですが、逆にそのこと
がわかっていれば、例えば九月の上旬に天気が悪く、まったく観測できな
かったとしても、８月や１０月の値から大まかに推測できます。
今までの衛星画像は、その画像情報の範囲内だけでノイズやエラーを除去
しておりましたが、このテクニックでは、時間変化の典型的なパターンを
いろいろな周期の波の合成として表現し、抜け落ちている情報を補ってく
れるのです。
だんだん話がややこしくなってきましたので、具体的な話題に移ってきま
しょう。作業の大まかな流れは、次の４段階です。なめらかにして→周期
を計算して→必要な情報を取り出して→元の画像を復元！
(1)局 所 最 大 値 補 正： 異常データの補正(なめらかにする)
(2)Harmonic Analysis 処 理： いろいろな周期の波を計算
(3)振 幅 強 度 と 位 相 の 取 り 出 し： 必要な波の情報を取り出す
(4)デ ー タ の 再 構 築： 波の情報から元の画像を推測
それぞれの作業をご紹介いたしましょう。
●
まず最初にどのようなデータで利用可能なのでしょうか？
今回ご紹介させていただくデータは10日間平均の画像が36枚、つまり１年
分のセットです。それぞれのライン数とカラム数は同じでなければなりません。
(1)局所最大値補正で雲の影響を大まかに取り除こう！
ＮＤＶＩの異常値(雲などによって正しい値が得られていない場合)は、
元々の値から急激に値が下がります。ある場所のＮＤＶＩを、１年間
通して眺めてみると、雲が覆っていたときだけ、深い谷のように切り
込みが入ります。
このデータに対して、前後４時点の最大値を比較し、どちらか小さい方
を採用して置き換える "局所最大値補正" をおこなって、深い谷をなめ
らかにしましょう。
この補正を行うことで、ギザギザしていたデータが少しなめらかになります。
実際のＬＭＦ処理はＳＭＬがありますのでそちらをご利用ください。
Harmonic4TimeSeries_v10.sml
(2)Harmonic Analysis処理で周波数の組み合わせを計算。
メインメニューより [解析処理]＞[ラスタ]＞[組み合わせ(演算)]＞[調和
級数(Harmonic Series)解析…]機能を実行します。
途中、作成されるラスタ数を確認されますが、必ず求めたい周期数＋１
の値を入力してください。この＋１は定数項になります。36枚の場合、周
期数は６くらいが適当とのことです。例えば、周期数６として10日間合成
のデータを1年分(36画像)使用した場合、各ファイルは以下のような周期
項のパラメータを意味します。
Additive ：定数(平均)
Harmonic_1：１年周期項の振幅強度パラメータと位相パラメータ
Harmonic_2：半年周期項の振幅強度パラメータと位相パラメータ
Harmonic_3：４ヶ月周期項の振幅強度パラメータと位相パラメータ
Harmonic_4：３ヶ月周期項の振幅強度パラメータと位相パラメータ
Harmonic_5：２ヶ月周期項の振幅強度パラメータと位相パラメータ
Harmonic_6：１ヶ月周期項の振幅強度パラメータと位相パラメータ
(3)振幅強度／位相セットをそれぞれ分離する
出力された Harmonic_* ラスタは、振幅強度(Magnitude)と位相(Phase)
がセットで組み込まれているＣｏｍｐｌｅｘラスタですので、そのまま
では扱いにくいです。そこで、メインメニューから [解析処理]＞[ラス
タ]＞[抜き出し…]機能を使いまして、それぞれをバラバラのラスタと
して出力(Magnitude_* と Phase_* としてそれぞれ命名)します。
ここがややこしいですね。
(4)波のモデルから３６時期データの再構築
最後に、得られました Additive ラスタ、Magnitude_* ラスタ、Phase_*
ラスタを使いまして、各36時期ごとのラスタを再構築します。すべての
ピクセルについて、１年間の季節変化をモデル化しているわけですから
驚きです。しかも大型計算機ではなくパソコン上でこのような計算が行
えるようになったということが時代を感じます。
実際のデータ再構築処理はＳＭＬがありますのでそちらをご利用ください。
Harmonic4TimeSeries_v10.sml
▼最終的にできあがった画像の時系列を見てみましょう！
いかがでしょうか。最初のギザギザしていた雲の影響が取り除かれ、
ＬＭＦよりもさらになめらかな変化パターンが確認できます。
あとは、複数時期を組み合わせてカラー合成をしたり、画像分類情報
として利用したり、その応用方法はアイディア次第です！
●
と、ここまで、いかにも弊社でやったかのように書いておりますが、この
機能、実際の作業や機能要望などは(社)日本森林技術協会の和田さま、大
平さまが中心となって行われたものです。メルマガではその流れを簡単に
まとめてご紹介いたしました。
ここまで資料とＳＭＬを提供していただいた日本森林技術協会の皆様に感謝！
詳しい内容が知りたい！ という方は、是非以下の参考資料をご覧ください。
■Harmonic Analysis によるタイムシリーズデータの再構築
http://www.opengis.co.jp/img/faq/harmonic/HarmonicSeriesJ.pdf
(日本森林技術協会 和田幸生著)
■Yukio WADA, Wataru OHIRA(2004):Reconstructing Cloud-Free SPOT/Vegetation Using Harmonic Analysis with Local Maximum Fitting. 25th ACRS 2004 Chiang Mai, Thailand.
http://www.microimages.com/papers/ACRS25.pdf
その他、参考文献としまして以下の論文もあります。
■M.E.Jakubauskas, D.R.Legates & J.H.Kastens, 2001. Harmonic Analysis of Time-Series AVHRR NDVI Data, Photogrammetric Engineering & Remote Sensing
■沢田治雄・澤田義人(2002) 高頻度観測衛星データに基づく植生季節変化のモデル化．環境情報科学論文集16
今週の新プチ・テクニック
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"
" ラインを選択したいのにポリゴンが選ばれてしまう...
"
" データエディタなどでポリゴンやラインなどを選択する場合、なかな
" か理想通りに選択できない場合があります。
" そんなときはイライラせずにＴＡＢキーを押してみましょう。
"
" 選択した要素周辺の別の要素を順に選択していきますので、目的の
" 要素が紫色に変わったらＯＫです！
"
"
"""" 隔 週 で 新 / 過 去 テ ク ニ ッ ク を 交 互 に 発 信 """"
New Things 最新情報
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= 第188号「邪魔なラインはディゾルブで消去! 」 【メルマガ】
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http://www.opengis.co.jp/htm/kako_mail/mail_mag_188.htm
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バグ・トラブル情報
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???
???
??? デスクトップとあるけど、違うじゃないか！！
???
??? ver7.0 以降のデータ選択ダイアログで、ファイルやオブジェクトな
??? どを選択しますが、よく使うのが最近使用したフォルダへジャンプ
??? できる [移動…]
ボタン。
???
??? けれど、この中に登場する [デスクトップ] メニューを選択しても
??? デスクトップフォルダではなく、その一つ上のホームへジャンプし
??? てしまう現象がありました。
???
??? もし、気になる場合は、お手数ですが以下のサイトより、最新の修
??? 正パッチ(23Mar05以降) をダウンロードし、当てていただけますで
??? しょうか。ちょっとしたことですが気になりますよね。
??? http://www.microimages.com/freestuf/tntpatch/
???
??? お手数おかけいたしますが、よろしくお願いいたします。
???
???
???
???
今週の話題 on メーリングリスト
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~ 今週は特にありませんでした。
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弊社からの対応は バグ対応と、新製品告知のみですが、
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困ったときの問題解決フローチャート
▼STEP1「ウェブサイトで検索してみる」
▼STEP2「ウェブサイトにある情報を眺めてみる」
▼STEP3「ドキュメントを読んでみる」
▼STEP4「メーリングリストへ聞いてみる」
▼STEP5「テクニカルサポート」
STEP1 「ウェブ検索テクニック」
▽オープンＧＩＳ検索システム
http://www.opengis.co.jp/htm/namazu.cgi
▽メールマガジン検索システム
http://www.opengis.co.jp/mail_mag/namazu.cgi
▽マイクロイメージ検索サイト
http://www.microimages.com/search/
▽Google 検索
http://www.google.co.jp/
とくに、and検索(キーワードの間に空白)、not検索(キーワードの前に
- や not を入れる)、とは検索(キーワードの後ろに "とは" をつける)
を使いこなすと、便利です！
STEP2 「ウェブサイトの有用な情報源」
▽オープンGIS ウェブサイト「基本操作」
http://www.opengis.co.jp/htm/basic/title.htm [日本語]
▽オープンGIS ウェブサイト「メニュー解説(Flash)」
http://www.opengis.co.jp/flash/index.htm [日本語]
▽オープンGIS ウェブサイト「SML スクリプトの解説」
http://www.opengis.co.jp/sml/sml_index.htm [日本語]
▽オープンGIS ウェブサイト「作業で必要となる情報を集約したポスター類」
http://www.opengis.co.jp/htm/gallery/index.htm [日本語]
▽オープンGIS ウェブサイト「メルマガバックナンバー」
http://www.opengis.co.jp/mail_mag/index.htm [日本語]
STEP3 「ドキュメントを読んでみる」
▽オープンGIS ウェブサイト「その他ドキュメント一覧ページ」
http://www.opengis.co.jp/htm/documents.htm [日本語]
▽オープンGIS ウェブサイト「チュートリアルテキスト＆リモセンテキスト」
http://www.opengis.co.jp/htm/info/book.htm [日本語]
▽マイクロイメージウェブサイト「ワンポイントテクニック集」
http://www.microimages.com/didyouknow/
▽マイクロイメージウェブサイト「TNT入門(Getting Started)」
http://www.opengis.co.jp/htm/getstart/getstart.htm [日本語]
http://www.microimages.com/getstart/ [英文]
▽マイクロイメージウェブサイト「リファレンスマニュアル」
http://www.microimages.com/refman/
STEP4「メーリングリストへ聞いてみる」
メーリングリストに参加されたい方は、
info@opengis.co.jp までご連絡ください。
弊社からの対応は バグ対応と、新製品告知のみですが、
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STEP5「テクニカルサポート」
テクニカル・サポート・ユーザー専用 メールアドレス
############# このメールマガジンの配信について ################
このメールマガジンは、
年間テクニカル・サポートに加入されている、
ユーザーさまのみを対象としております。
基本的には、登録アカウント１つに対して
１ユーザーを配信対象としておりますが、
例えば、研究室の予算で加入された場合などは、
ご購入いただいた指導教官と、実際に TNTmips で作業を行う学生1名の、
計２ユーザーを対象として配信させていただきます。
１アカウントに対して合計３名以上の配信は行いません。
学生さん２名が同じくらい使用する場合は、
申し訳ありませんが、じゃんけん等で１人に決めてください。
また、テクニカル・サポートの期限を半年以上過ぎてしまった場合は、
メールマガジンの配信を停止させていただきます。
メールマガジンが配信されなくなった時は、
サポート期限が半年過ぎたとお考えください。
転勤、ドメイン変更などでメールアドレスが変わった場合は、
お手数ですが、弊社までご連絡ください。
テクニカル・サポート活用案内
>サービスその１：緊急なバグ情報はすぐにメール配信します。
>サービスその２：TNTmips に関するどんな質問にも TEL/e-mail/FAX で対応。
>サービスその３：対応は最優先で行います。
>サービスその４：専用FAX質問用紙をお送りします。
>サービスその５：週に１回メールマガジンを配信します。
>サービスその６：展示ブースへご来場の方には特製オリジナルグッズを進呈。
>サービスその７：サポート対応で FTP サイトを 20MB まで利用できます。
>サービスその８：メルマガ・バックナンバー・サイトも利用できます。
>サービスその９：現在計画中です...
「これで年間９万円は安い!!」と感じていただけるような
サービスを提供していきたいと考えております。
よろしくお願いいたします。
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※OpenGIS Mail Magazine for T.S.Uでは、
TNTmipsに関わる新しいニュースを、
毎週金曜日に、皆さまへご提供させていただきます。
※このメールマガジンの転載・転送はご遠慮ください。
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