地理情報学と地球統計学: 概要

MODIS および DMSP-OLS 夜間光データから不浸透表面積の割合を推定する改良法

松下 B、ポック S、ジャン D、ハムザ R

流域の不浸透面積の割合（ISA%）は、1990年代から流域の健全性を評価するための重要な指標であると示唆されてきました。したがって、意思決定者や環境管理者は、正確で頻繁に更新されるISA%マップを必要としています。最近、Pokは、中解像度イメージング分光放射計（MODIS）の時系列と国防気象衛星プログラムの運用ラインスキャンシステム（DMSP-OLS）の夜間光（NTL）データからISA%を推定するための、簡単に実装できる方法（以下、Pok17法と呼ぶ）を開発しました。しかし、Pok17法は、農村地域（つまり、ISA%値の低いピクセル）のISA%値を系統的に過大評価することが判明しました。本研究では、これらの過大評価を軽減するために、元のPok17法を改良しました。まず、Pok17法における過大評価の原因を分析し、Pok17法でISA%推定の入力として使用される農村地域の強化植生指数調整NTL指数（EANTLI）値に大きな不確実性が存在することが原因であることを発見しました。本研究では、農村地域ではEANTLI値の代わりに元のNTLデータを使用することを提案しました。都市部と郊外地域では、元のNTLデータの飽和問題とブルーミング効果を修正するために、引き続きEANTLIデータが使用されました。結果は、改良されたPok17法が、平均二乗根誤差（RMSE）10.3％、システム誤差（SE）4.3％、決定係数0.88で、元の方法よりも優れていることを示しました。ISA%値が20％未満のピクセルでは、RMSEが9.7％から8.1％に、SEが6.1％から3.3％に減少し、顕著な改善が見られました。この改善は、流域の健全性を評価する上で重要です。なぜなら、流域の ISA% 値は各ピクセルの ISA% 値を累積することによって取得され、ISA% 値が低いピクセルが通常、流域内のほとんどの領域を占めるからです。