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GRASSによるリモートセンシング画像処理:演習4

演習内容:

  1. UTM座標系の衛星画像(Landsat ETM+)の表示、植生指数(NDVI)画像の作成GUIを用いた操作の説明
  2. 等経緯度座標系の標高データ(SRTM)の表示、モザイク合成、3次元表示
  3. ASTER画像からのNDVI、輝度温度の計算、標高データとの3次元表示
  4. 植生・水指数の時系列変化を用いたトンレサップ湖周辺およびメコン川氾濫域の抽出(牧雅康先生)

この演習4で最終的に得られる画像

MODISデータから特定した氾濫域(カンボジア)
前回まではUTM座標系のETM+画像(演習1)やASTER画像(演習3),等緯経度座標系のSRTMという標高データ(演習2)を用いたが,ここからは等緯度経度座標系のTERRA/MODIS画像を用いた話を展開する。

等緯経度座標系(MODIS用)のデータフォルダの作成

GRASS起動後にWindow右下の「Projection values」をクリック

  1. LOCATION, MAPSET, DATABASEの指定:
    LOCATION:  latlon2
    MAPSET:    PERMANENT
    DATABASE:  /home/student
    
    と入力したら、Escを押しながらEnter
    
  2. 座標系の指定:Latitude-Longitudeを指定
    Please specify the coordinate system for location <utm>
    
    A   x,y
    B   Latitude-Longitude
    C   UTM
    D   Other Projection
    RETURN to cancel
    
    >B
    
  3. 測地系の指定:
    Do you wish to specify a geodetic datum for this location? (y/n) [y] y
    
    Please specify datum name
    Enter 'list' for the list of available datums
    or 'custom' if you wish to enter custom parameters
    Hit RETURN to cancel request
    
    >list
    
    (種々の測地系が表示される)
    Short Name  Long Name / Description
    
    (中略)
    tokyo   Tokyo       (bessl ellipsoid)
    wgs72   WGS_1972    (wgs72 ellipsoid)
    wgs84   WGS_1984    (wgs84 ellipsoid)
    
    Please specify datum name
    Enter 'list' for the list of available datums
    or 'custom' if you wish to enter custom parameters
    Hit RETURN to cancel request
    
    >wgs84
    
    Now select Datum Transformation Parameters
    Please think carefully about the area covered by your data
    and the accuracy you require before making your selection.
    
    Enter 'list' to see the list of available Parameter sets
    Enter the corresponding number, or <RETURN> to cancel request
    
    >list
    
    Number Details
    ---
    1    Used in whole wgs84 region
         (PROJ.4 Params towgs84=0.000,0.000,0.000)
         Default 3-Parameter Transformation (May not be optimum for older datums;
     use this only if no more appropriate options are available.)
    ---
    
    (中略)
    
    >1
    
    
                      DEFINE THE DEFAULT REGION
    
    
                 ====== DEFAULT REGION ======
                 | NORTH EDGE: 15          |
                 |                          |
      WEST EDGE  |                          |EAST EDGE
      102    |                          |108
                 | SOUTH EDGE: 10          |
                 ============================
    
      PROJECTION: 3 (Latitude-Longitude)      ZONE: 0
    
                        GRID RESOLUTION
                            East-West:     0.00429
                          North-South:     0.00429
    
    
    と入力した後で、Escを押しながらEnter
    
  4. → GRASSのWindowが起動する

MODISデータの移動:

/home/student/data/modisの中にある全てのファイルを/home/student/latlon2/PERMANENTの中に移動

[/home/student/data/modis内の画像]
  • 2003-2004evi_cambodia
  • 2003-2004ndwi_cambodia

※Windowsのエクスプローラーを使っても、あるいはCygwinのWindow内でコマンドで指定しても可能

MODISデータのインポートと表示

等緯経度座標系のMODISデータから算出した植生指数(EVI)と水指数(NDWI)画像を使用して演習を行う。

  1. 作業ディレクトリの変更:画像ファイルのあるディレクトリへ移動(GUIを使用する場合には不要)
    > cd /home/student/latlon2/PERMANENT
    
  2. 画像ファイル(TIFFフォーマット)のインポート(GUIの方が簡単に指定可能)← 以下のファイルには、それぞれ46個の画像が含まれている。
    > r.in.gdal input=2003-2004evi_cambodia.tif  output=evi
    > r.in.gdal input=2003-2004ndwi_cambodia.tif  output=ndwi
    
  3. 画像ファイルの表示(EVI画像の第一レイヤー表示の例)(GUIの方が簡単に指定可能)
    > d.mon x0
    > d.rast evi.red
    
    > r.colors map=evi.red rules=evi(EVIのカラーテーブルの読込)
    > d.rast evi.red
    
    ※evi.red以外(evi.blue, evi.green, evi.6, ndwi.red, など)に対しても、同様の処理を行ってみよう。

水域の抽出と水域画素数の計算

  1. 画像ファイルのインポート(「MODISデータのインポートと表示」で既にインポートしてあればこの処理は不要)
    > r.in.gdal input=2003-2004evi_cambodia.tif  output=evi
    > r.in.gdal input=2003-2004ndwi_cambodia.tif  output=ndwi
    
  2. 画像範囲の指定(「等緯経度座標系(MODIS用)のデータフォルダの作成」で北緯10度〜15度、東経102〜108度を指定していれば、この処理は不要)
    > g.region w=102 e=108 n=15 s=10 res=0.00429
    
  3. 各日の水域の抽出(全ての日について)
    > r.mapcalc "water1=if(evi.red==0, 0, ndwi.red>=evi.red, 1)"
                   ・
                   ・
                   ・
    > r.mapcalc "water46=if(evi.46==0, 0, ndwi.46>=evi.46, 1)"
    
  4. 水域画素数の計算(全ての日について)
    > r.stats -c input=water1
            ・
            ・
            ・
    > r.stats -c input=water46
    
    (アウトプットの例)
    
    0 1231368   ← 「0」:水域以外,「131368」:画素数
    1 16206    ← 「1」:水域,「16206」:画素数
    * 383660
    

最大・最小水域面積の日の画像を表示

  1. 画像ファイルの表示
    > d.mon x0
    > d.rast water??  ← 最小水域面積画像
    > d.mon x1
    > d.rast water??? ← 最大水域面積画像
    

参考にしたWebサイト


[演習1:UTM座標系の衛星画像(Landsat ETM+)の表示、NDVI画像の作成]
[演習2:等経緯度座標系の標高データ(SRTM)の表示、モザイク合成、3次元表示]
[演習3:ASTER画像からのNDVI、輝度温度の計算、標高データとの3次元表示]
[演習4:植生・水指数の時系列変化を用いたトンレサップ湖周辺およびメコン川氾濫域の抽出(牧雅康先生)]
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須崎純一 京都大学大学院 工学研究科社会基盤工学専攻 空間情報学講座