樋口 篤志

For the purpose of estimating land surface fluxes over a large area, use of remote sensing techniques is and will be essential. Particularly, “in situ” collection of ground truth data has been a very important task for the development of satellite oriented “algorithms”. In this study, we observed “a patch scale” visible and near infrared spectral reflectance, which is obtainable from satellites, and land surface fluxes during and post-growing season at grassland and paddy field: Seasonal trends at grassland and at paddy field were quite different, because of the differences in water as well as growing environment. A good direct correlation was found between vegetation index (NDVI) and surface resistance during the growing season at grassland. A similar result was confirmed between NDVI and surface resistance at paddy field.

衛星リモートセンシングの,地表面過程への応用方法として,分光植生指標(VI)と放射地表面温度(Ts)を組み合わせて用いるVI-Ts法がある.ここでは,様々なVI-Ts法を概括し,その一部を草地での地上観測によって検討した.VI-Ts法には,(1)直線分布の傾きによる方法,(2)三角領域の方法,(3)VITTコンセプト,(4)分布に着目して現地観測を利用する方法,そして(5)土地被覆分類に応用する方法,という5種類の方法がある.(1)は土壌水分やコンダクタンス等の有用な物理量が得られるが,解像度が落ちる.(2)(3)は解像度を落とさずに面的なフラックスが得られるが,解析対象域に様々な地表面が混在しなければならない.(4)は,地表面でのフラックス観測が必要だが,状況に応じて観測・解析手法を検討できる.(5)はフラックス分布を直接推定できない.地上観測では,上記(1)と(4)を裏付ける結果として,土壌の乾燥化に伴ってVI-Ts図の直線分布の傾きが急になり,また,散布図が面的に広がって行く傾向を見出した.

広域での地表面フラックスおよび蒸発散量の算出は水文学,気候学・気象学の中での重要課題の1つである.広域の地表面フラックスを算出する際には,リモートセンシング技術は必要不可欠である.本研究では衛星より得られる分光反射率と地表面フラックスとの関係を調べるために,草地・水田・雑木林でフラックス計測を行った.観測期間は1997年と1998年である.草地は筑波大学水理実験センター実験圃場,水田は筑波大学農林技術センター実験圃場,雑木林は筑波大学の西側に位置する.地表面フラックスは草地では渦相関法を用いた熱収支式,水田・雑木林ではボーエン比熱収支式でそれそれ算出された.結果は以下に要約される.水田では地表面アルベドおよび蒸発比の季節変化で明確な上昇傾向が認められた.これは稲の植物季節(フェノロジー)が地表面フラックスに影響を与えたことを示す.草地の地表面アルベドは4月から5月まで減少,その後6月中旬まで増加が認められた.これは前者はAPARの増加,後者はLAIの増加に伴う近赤外波長の増加が原因であったと推測される.また,この時期は蒸発比が増加した時期と一致していた.

地表面フラックスの算出,特に広域での蒸発散量の推定は水文学,気候学・気象学の中での重要課題の1つである.広域の地表面フラックスを算出する際には,リモートセンシング技術は必要不可欠である.本研究では,衛星から得られる植生指標と地上観測の潜熱フラックスとの比較を行い,それらの関係に影響を与える要素について考察した.使用した衛星はSPOT HRVであり,NDVIを算出した.結果は以下に要約される:1)SPOTより得られた赤,近赤外DN値およびNDVIの季節変化は,各土地被覆の植物季節あるいは地表面状態の変化を表していた. 2)NDVIと潜熱フラックスの関係では,草地・雑木林では正の相関関係が認められたが,水田では全く関係を得ることができなかった. 3)NDVIの上昇期(植物の成長期)にはNDVIと潜熱フラックスとの間に非常に良い相関が見られ,推定誤差は10Wm-2であった.成長期に関しては,NDVIは潜熱フラックス推定の非常に良い指標である. 4)成長後は,NDVIのみでの潜熱フラックス推定は非常に難しい.成長後では,潜熱フラックス推定は衛星データを複合的に利用する必要がある.

水田はモンスーンアジアの典型的な土地被覆の1つであり,地表面での水・熱収支を通じて気象学的・水文学的側面に影響を与える.本研究は衛星データの地上検証として可視―近赤外ビデオカメラを用いた水田観測を行った.本研究の目的は稲キャノピーの分光反射,植生の状態および地表面フラックスの日変化レベルでの関係についての情報提供である.可視―近赤外ビデオカメラは“面的”な分光反射特性計測に有用であり,ビデオカメラのデジタルカウント値の日変化はキャノピーの日変化を反映している.