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2019年12月29日 (日)

西之島 だいち2号干渉SARの観測による溶岩等の堆積高さ変動 3D・可視化

    だいち2号干渉SARの観測により2019/12/6以降に堆積した溶岩等の、観測期間中の堆積高さ変動を
観測したデータを用い、堆積量を3D・可視化しています。


1、溶岩等の堆積高さ変動の観測期間(開始日と終了日の堆積高さ差分)

 No.1: 2019/11/22 ~ 2019/12/06 (14日間) 000220514.pdf
 No.2: 2019/11/17 ~ 2019/12/15 (28日間) 000220699.pdf
 No.3: 2019/12/06 ~ 2019/12/20 (14日間) 000220809.pdf

※その他の詳細な条件は元資料を参照ください(ここでは不要なので省略)


2、3D・可視化の手法

  SAR強度画像(RGB)を分析してSAR強度成分が主にM(マゼンタ)であると推定(図4)されたので
  
  1)SAR強度画像(RGBカラー)を(CMYKカラー)に変換
  2)SAR強度成分を主にM(マゼンタ)と推定、Mのみ抽出してSAR強度モノクロ画像に変換
  3)モノクロ画像(輝度0-255)をbmp2csv.exeを使ってExcelの堆積高さDEM(0-255)に変換
  4)堆積高さDEMをExcelの3Dグラフで立体化、photoshopで編集

  ※3D・可視化した溶岩等の堆積高さの判別は「ブログの作者R1」が図から推定・簡略化した物量であり、
   国土地理院の公式なデータではありません。
  ※3Dを鳥観図式にした場合、差分成分が針状のスパイクのため判別が困難なので中止した。


3、堆積量の3D・可視化グラフ

 だいち2号干渉SARの観測による堆積した溶岩等の、観測期間中の堆積高さの差分を
3D・可視化(交差法、平行法)しています。


  1)堆積高さについて
    高さ方向は溶岩等の堆積高さを示すが高さの絶対値は不明です。
   オリジナル図の変位高さのレンジは±12cmとなっているので堆積高さの最大は
   12cmと考えられるが、実際にはもう少し大きいような気がします。
  2)海岸線を超えた領域の情報はオリジナル図にないため表示されていません。

 


(図1)2019年11月22日~2019年12月6日の解析結果

   1) 同心円を描いて広がる部分は噴出による堆積で中心が噴出点と思われます。
   2) 長く平坦に広がる部分は、溶岩流の流れで広がった部分と思われます。
   3) 3D・交差法は拡大してみることができます(1200x648)。 平行法は拡大しないで見てください。

 

   (左クリックで拡大)

01_005_01b_002_20191229024401

 

01_005_01b_002

 

(図2)2019年11月17日~2019年12月15日の解析結果

   (左クリックで拡大)

01_005_02b_002

 

01_005_02b_002_


(図3)2019年12月6日~2019年12月20日の解析結果

   (左クリックで拡大)

01_005_03b_002

 

01_005_03b_002_

 

 ※堆積量の高さは観測期間前後の差分なので、高さの変化がない領域は(理想では)平坦に見えるはずですが、
   ・海岸線は波による変動  ・陸部はカラー陰影によるノイズ?  などで平坦にはなっていません。

 ※堆積高さの絶対値が分かれば堆積物の体積が計算でき、堆積物の密度(?)を掛ければ堆積重量もわかります。

 

R1メモ (追記)

 干渉SARの変位をカラーバンド化された図から、元の変位量を復元することは不可能でした。
今回のマゼンタ色から計算した変位の方向は堆積物が高くなる方向であっていますが、
絶対値の高さは12cm単位でリセットされて見かけの最大変位が12cmを超えない図になっています。

 「生の計測データには位相差の周期数が含まれていて、変位量を正確に計算できるが一周期で
カラーバンド化された図は12cm単位の繰り返しで同じパターンの色になるため、見かけの変異が
0~-12cmに非可逆圧縮され元の数値の再現はできない。」
ことがわかりました。

_003

 


(図4)オリジナルのカラー画像から堆積高さ成分の抽出過程

   (左クリックで拡大)

Rgbtom

 


****************************************************************

画像のDEM変換:bmp2csv.exe 作者:ra-v 氏 (フリーソフト)

データーの出典:下記をもとにR1が作成。

国土地理院HP 西之島のSARデータ解析結果 だいち2号干渉SARによる変動について
https://www.gsi.go.jp/BOUSAI/R1_nishinoshima.html
000220514.pdf  000220699.pdf  000220809.pdf

解析:国土地理院 原初データ所有:JAXA

 

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