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衛星画像 (ASTER) を用いてガラパゴス諸島の噴火による溶岩流を観測

ー高性能光学センサ (ASTER) 衛星画像の解析で遠隔地の火山観測に貢献ー

地質情報研究部門  地質リモートセンシング研究グループ
主任研究員  浦井稔

概要

   NASAのTerra衛星に搭載された経済産業省開発の高性能光学センサ (ASTER [ →用語] ) を使って、ガラパゴス諸島 (エクアドル共和国)、シエラ・ネグラ火山の噴火に伴って噴出した溶岩分布の解析に成功した。
   噴出した溶岩の分布を把握するためには上空からの観測が最適であるが、遠隔地においては航空機による観測が難しく危険も伴う。しかし、衛星観測を用いれば遠隔地においても安全に画像を取得することができる。
   本研究では、夜間のASTER画像の解析結果から高温状態にある溶岩の分布を検出し、昼間のASTER画像から植生等を検出して、両者を重ね合わせた。これにより、古い溶岩と今回噴出した溶岩を識別するとともに、植生等の被害状況を把握することができた。

背景・経緯

   産総研は、ASTERを使って世界の火山の観測およびその解析研究を実施しており、衛星画像の解析結果をデータベース化して公開している (http://www.gsj.jp/database/vsidb/image/)。また、財団法人資源・環境観測解析センターは、資源探査の効率化に資する地質情報を取得するために、ASTERデータの画像処理を行っている。
   ガラパゴス諸島は、ダーウィンの進化論を生むきっかけとなった特異な生態系を持ち、その貴重な自然環境により世界遺産 [ →用語] にも登録されている。従って、この島の被害状況の把握は極めて重要である。

   2005年10月22日にガラパゴス諸島 (エクアドル共和国) 最大のイザベラ島のシエラ・ネグラ火山 (南緯0度50分、西経91度10分、標高1490m) が噴火し、多量の溶岩が噴出しました。財団法人  資源・環境観測解析センターは、ASTER [ →用語] を使って、10月30日の昼間と11月2日の夜間にシエラ・ネグラ火山の画像を取得しました。産総研はこの画像を基に、噴出した溶岩の分布と被害状況を解析しました。

   【図1】は、10月30日に観測されたイザベラ島の可視近赤外 (VNIR) 画像 [ →用語] に、11月2日の夜間に得られた熱赤外 (TIR) 画像 [ →用語] から求めた地表温度分布の内、20℃以上の地域を重ねたものです。赤い部分は植生で覆われた地域、白い部分は雲、黒や水色の部分は古い溶岩が分布する地域です。画像中央のシエラ・ネグラ火山の山頂に7km×11.5kmのカルデラが見えます。
   地表温度が20℃以上の地域では、緑→黄色→オレンジとなるに従って温度が高くなります。これらの地域は今回噴出した溶岩の分布域と思われ、カルデラ内の東側とカルデラ外の北側に分布しています。地表温度が20℃以上の地域の合計面積は約16.3km2でした。もともと、これらの地域は植生が疎であるうえ、動物も人もいない地域であるため、一部の植生への影響を除き被害は少ないと思われます。

   【図2】は、ASTER立体視機能から得られた標高データ (雲で覆われた部分はShuttle Radar Topography Missionからのデータを代用) を【図1】と組み合わせて、衛星画像と温度分布を3次元表示したものです。噴出した溶岩がカルデラ内にたまり、一部が北側からカルデラ外に流出する様子がわかります。

asterで見たガラパゴスの噴火の溶岩 (2-d)
図1  昼間 (10月30日) の可視近赤外画像に
夜間 (11月2日) の熱赤外画像を重ねたもの。
(クリックすると大きな画像が表示されます。)

   今回の噴火による溶岩は高温のため熱赤外で明るく見え、これによって昔の溶岩から区別できました。ASTERデータの権利は経済産業省に帰属します。

asterで見たガラパゴスの噴火の溶岩 (3-d)
図2  標高データを使って3次元表示したもの。
(クリックすると大きな画像が表示されます。)

用語の説明

ASTER

   経済産業省が開発し、米国NASAなどと協力して1999年12月に打ち上げられたTerra衛星に搭載された地球観測センサ。可視から熱赤外域を合計14バンドで観測できる。光学センサのため雲があると観測できない。少なくとも16日に1回ずつ朝と夜の観測が可能。

可視近赤外 (VNIR) 画像

   ASTERを構成するセンサの一つ、VNIRセンサで取得される画像。可視光から近赤外域を3つのバンド観測し、植生や溶岩の分布を観測できる。

熱赤外 (TIR) 画像

   ASTERを構成するセンサの一つ、TIRセンサで取得される画像。熱赤外域を5つのバンドで観測し、地表温度を観測できる。

世界遺産

   第17回ユネスコ総会 (1972年) で採択された「世界の文化遺産及び自然遺産の保護に関する条約」によって指定された「文化遺産」、「自然遺産」、及び両方の要素を兼ね備えた 「複合遺産」のこと。ガラパゴス諸島 (エクアドル共和国) は1978年に世界で最初に「自然遺産」の指定を受けている。

up: 2005年11月28日