名取市の奥にある天然ダムを衛星データで観測してみた(その３・光学画像で観察編)、の巻。
これからは実際に観察になります。
非専門家なので、データの見方は厳密ではないところもあるかと思います。参考程度としていただきたいです。(逆に専門家の方に色々ご意見をいただければとありがたいです)
◇目視で見てみよう。
今回の天然ダムですが、Googleマップ(衛星画像)で見たところ、周りの茂みが深いのと、水がよどんでいるためか、くっきりしたカタチが見えませんでした。となると光学画像(目に見える画像)は、ほぼ使えないかも？というのがあります。
Sentinel-2の光学画像は、Googleマップの衛星画像よりも解像度が落ちます。Sentinel-2の解像度は約10mです。
https://www.sed.co.jp/sug/contents/satellite/satellite_sentinel2.html
見づらいかも知れませんが、オリジナルはRGBのBandに分かれています。なので、加工しやすいです。下記の方法で合成して、普通に見られる画像にしてみます。
https://qiita.com/nigo1973/items/d61ef7e0862a6932bbdd
できあがった画像は、こんな感じです。Googleマップの衛星画像とほぼ同じような画像になります。
赤丸の所が、左が天然ダム、右が砂防ダムになります。写っている場所によって暗いところがあるので、ちょっと見づらい感じもします。
この画像のヒストグラムをRGB個別に極端に調整して、なにか見えるかどうかをやってみました。この辺は、デジカメの知識があるとわかりやすいかもです。
これで何となくのカタチは見えてきました。
やはり周辺の樹木の影響(＝陰ができている)が大きいようです。ただ、水は入っているようです。はっきり・くっきりとは認識しづらいです。
認識できるようにするためにどうしたら良いのか。
そこで考えたのが、NDWI(正規化水指標)です。
NDWIは地表面の水を観測できるとあるので、これを使うことにしました。
参考にしたのは、宙畑のこちらの記事です。
今回使ったSentinel-2の光学画像は、個別のBand画像があります。
最初の合成画像はB2,3,4を使いましたが、そこにB8を入れて画像から計算をしてみます。
計算式は下記の通りで、QGISのラスタ計算機を使って求めます。(Sentinel-2、NDWIでググって出てきたのを参考にしています)
この計算式の値が大きい＝滞水している＝白く見えるはずです。
貯水量が多いと思われる10月15日の画像で計算すると、天然ダムがうっすらとですが白く見えてきました。
右下にある樽水ダムは、水がたっぷりなので、なおさら白くなっています。このため、水(や水分)があると、白く見えるのは間違いないようです。
見やすいように色などを調整します。水があるところは青色、無いところは白色で、10段階で表すように設定(シンポロジ)を作ります。
この設定で、先ほどの画像を見ると、興味深いことがわかりました。
最初に10月10日では、ほとんど水らしきものは見えません。右下の樽水ダムの色も薄めです。(下図)
次に10月15日、台風通過の数日後です。(下図)
色が濃くなっています。水が増えたようです。下流にある砂防ダムの水量も増えているようです。
右下にある樽水ダムは、確実に水量が増えたために長くなっていますし、流れ込む増田川の上流も見えてきました。。
そして11月4日(下図)では、天然ダムの水量が下がったためか、色は薄くなっています。下流の砂防ダムも、10月15日よりは色が薄くなっています。
これらから台風による大雨後に、天然ダムの貯水量が増えたことが観察できました。
ただ、極端に大きくなっていないようです。下流の砂防ダムの貯水量も増えていることが見て取れることから、一定程度は水が流れていることも考えられます。
その２(準備編)で上げた観察の課題１(天然ダムの大きさ)と課題２(下流の砂防ダムの大きさ)の変化をつかむことはできそうです。
今後も条件の合うデータを手に入れれば、比較することでの観察はできることがわかりました。
ただ、光学画像では課題３(周辺の山(V字の谷))の変化はつかめないようです。
もう少し観測の方法がないかを検討したところ、SAR(Synthetic Aperture Radar)画像の活用となるのでした。
非専門家なのに、ここまで来てしまいました(^^;)
非専門家でも、いろいろ取り組んで調べられるのがオープンデータの良いところかも知れませんね。数年前までは、衛星データを無料で手に入れられるとは思ってませんでしたし。
※このページの画像データの引用：Copernicus Sentinel data 2019※
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