客观日本

日本国土地理院利用人造卫星绘制全国地壳变动地图,用于防灾对策

2023年04月26日 能源环境

日本国土地理院以人造卫星“大地2号(ALOS-2)”的观测数据为基础,绘制出了可以一目了然地掌握日本各地地壳变动状况的全国地图,并向公众公开。通过图像可以确认火山活动状况以及地面的沉降情况。这将有助于地方政府进行岩盘状况调查和测量工作等防灾对策。

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使用“大地2号”的数据绘制了全国地图(供图:三菱电机)

地球观测卫星大地2号于2014年发射升空,由日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)运营。该卫星安装了名为“SAR(合成孔径雷达)”的设备,根据自2014年开始实施的全国观测数据为基础绘制了分布图,并由国土地理院于3月28日公开。其内容可以在该院运营的“地理院地图”上看到,今后计划每年更新一次。

除了地面沉降外,火山活动时也会引发地面隆起。国土地理院的全国地图能够以东西、上下方向每隔几厘米的距离捕捉到此类地面变化。卫星数据的解析从北海道开始进行,近期包括西日本在内的全部数据已完成解析,并向公众公开地图。

据国土地理院推测,该地图不仅能够简明易懂地掌握发生地面沉降的位置,还可以更为详细地调查沉降状况。除了将其应用于作为测量基准的坐标管理外,还可以启发普通民众学习了解地壳变动的相关知识。

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全国各地的地壳运动情况一目了然(摘自国土地理院网页)

大地2号上配备的SAR与一般的光学图像不同,具有能利用电磁波穿透云层等捕捉图像的特性。特别是通过使用大地2号卫星可观测到的被称为“L波段”的波长的电磁波,可以详细掌握包括森林下方在内的全国的地基状况。

但是,当使用SAR捕捉地面缓慢而长期的变化时,由于噪声的存在,很难实现可视化。本次使用了利用观测数据的统计处理去除噪音的分析方法,制作了该地图。具有特殊外观的SAR图像需要独特的数据分析技术。JAXA与国土地理院之间的技术合作,目前已经可以详细把握全国的情况了。

被定位为大地2号后任的“大地4号”也在开发之中。和2号一样,4号同样能使用L波段的电磁波。观测幅度将扩大到约4倍的200公里,同时观测精度将维持在2号以上。其目标是进行更广范围和更高频度的观测。

在使用观测卫星提供图像数据方面,正在逐渐形成由小型卫星负责数据收集,企业等可以低成本进行使用的环境。目前由美国Planet Labs和Maxar Technologies等公司引领这一潮流,日本的QPS研究所(福冈市)和Synspective公司(东京江东区)也在推进观测网络的建设。通过进一步利用本次制作的图像数据,有望带动新产业的出现。

日文:松添亮甫,《日经产业新闻》,2023/4/12
中文:JST客观日本编辑部