ハイパースペクトル画像の各ピクセルには、センサーが収集したフルスペクトルのエネルギーが含まれており、オブジェクトやシーンの化学構成、物理的な特性、その他の特徴に関する詳細な情報を提供します。 複素数データはラスター データセットに変換され、モザイク データセット内で格納および管理できます。
ハイパースペクトル ラスター タイプを使用してモザイク データセットを作成する際、波長情報はモザイクデータセット内に含まれます。 既定では、すべてのバンドがモザイク データセットに追加されます。 または、[モザイク データセットにラスターを追加 (Add Rasters To Mosaic Dataset)] ツールの [組み合わせ] パラメーターを使用して、波長またはバンド ID の範囲に基づいてバンドのサブセットを追加できます。
ハイパースペクトル モザイク データセットの作成
モザイク データセットを使用して、複雑なハイパースペクトル データを管理および操作すると効果的です。 モザイク データセットでは、すべてのハイパースペクトル データ タイプがサポートされています。
[モザイク データセットにラスターを追加 (Add Rasters To Mosaic Dataset)] ツールを使用して、モザイク データセット内のバンドのサブセットを指定するには、次の手順を実行します。
- モザイク データセットにラスターを追加 ツールを開きます。
- [モザイク データセット] のパラメーターの値にラスターを指定します。
- [ラスター タイプ] ドロップダウン リストから [EMIT] を選択します。
- [ラスター タイプ] パラメーターで、[プロパティ] ボタンをクリックします。
[ラスター タイプ プロパティ] ダイアログ ボックスが現れます。
- [ラスター タイプ プロパティ] ダイアログ ボックスで、サイドパネルの [処理] をクリックしてください。
[バンド割り当て] パラメーターが表示されます。
- [方法] パラメーターで、ドロップダウン リストから [バンド ID] を選択します。
- バンドの組み合わせを [組み合わせ] テキスト ボックスに入力します。
バンドは、スペース区切りのリストとして入力され、バンドの範囲として指定できます。 たとえば、[方法] パラメーターで ID オプションを使用してサブセットを指定する場合、値に「20-50 60-100 200」と入力すると、20 ～ 50 と 60 ～ 100 (両端の値を含む) の ID のバンド、および ID 200 のバンドが抽出されます。
- [OK] をクリックして [ラスター タイプ プロパティ] ダイアログ ボックスを閉じます。
- [モザイク データセットにラスターを追加 (Add Rasters To Mosaic Dataset)] ツールで [実行] をクリックします。
指定されたハイパースペクトル画像バンドを含むモザイク データセットが作成され、[コンテンツ] ウィンドウとマップに読み込まれます。
サポートされているセンサーとラスター データセット
サポートされているハイパースペクトル センサーおよびラスター データセットの詳細について説明します。
AVIRIS
航空機搭載可視赤外イメージング分光計 (AVIRIS) は、400 ～ 2,500 ナノメートルの波長を持つ、224 の連続スペクトル バンドで画像を撮影する航空機搭載センサーです。 AVIRIS-Classic としても知られるこのセンサーは、1986 年から使用され、380 ～ 2,510 ナノメートルの波長範囲を測定する次世代センサー AVIRIS-NG (Next Generation) に置き換えられました。 両センサーで撮影されたハイパースペクトル画像は、ENVI 形式で保存されます。 AVIRIS ハイパースペクトル画像の適用例としては、メタン漏洩の追跡、石油流出の検出、湿地帯の変化解析の実施などがあります。 これらのセンサーについて、またその適用やデータ アクセスの詳細は、「AVIRIS-Classic」および「AVIRIS-NG」をご参照ください。
AVIRIS ラスター タイプは、AVIRIS-Classic と AVIRIS-NG の両方のデータをサポートとします。 ラスター タイプの処理テンプレートは [デフォルト] テンプレートのみです。このテンプレートは、放射輝度および地表面反射率データをサポートし、モザイク データセットにすべてのバンドを追加します。
注意:
.hdr ファイル拡張子は、[カタログ] ウィンドウではラスター データセットとして参照できないので、[ハイパースペクトル データの追加] ダイアログ ボックスを使用して 1 つの AVIRIS 画像をマップに追加します。
| プロダクト タイプ | 処理テンプレート |
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EMIT
Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (EMIT) は、ハイパースペクトル イメージング分光法を使用してダスト源領域の鉱物組成をマッピングする NASA のミッションです。 EMIT 画像は 285 のバンドで構成され、波長の範囲は 381 ～ 2492 ナノメートルです。 EMIT と用途の詳細については、「Jet Propulsion Laboratory」の Web サイトをご参照ください。
EMIT プロダクトは NetCDF ファイルとして保存されます。 EMIT レベル 1 およびレベル 2 プロダクトを操作するには、EMIT ラスター タイプを使用してモザイク データセットを作成します。 単一のファイルを操作する場合は、ハイパースペクトル データの追加 ダイアログボックスまたは [ラスター レイヤーの作成 (Make Raster Layer)] ツールを使用します。
EMIT ラスター タイプでは、すべてのバンドがモザイク データセットに追加され、リストの 1 つ目のシーンの波長情報によってモザイク データセットの波長が定義されます。 サポートされる EMIT プロダクト レベルと処理テンプレートを以下に示します。
| プロダクト タイプ | 処理テンプレート |
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注意:
- レベル 2 マスク プロダクトには、いくつかのタイプのマスクが格納されます。 [反射率マスク] 処理テンプレートでは、すべてのマスクをマルチバンドとしてモザイク データセットに追加します。 [バンド抽出] 関数を使用して、必要なマスクのタイプを抽出するか、すべてのマスクタイプを含む 8 番目のバンドを抽出します。
- [反射率] テンプレートと [反射率マスク コンポジット] テンプレートでは、レベル 2 マスク プロダクトからすべてのデータ バンドと 8 番目のバンドが追加されます。
- グループ 1 およびグループ 2 の鉱物 ID、バンド深度、バンド深度 UNC は、鉱物 ID、フィット、バンド深度、およびバンド深度不確実性の製品にアクセスします。 個別の製品をラスター レイヤーとして追加する場合やモザイク データセットに追加する場合は、対応する処理テンプレートを使用してください。 ラスター レイヤーの作成ツールまたはスクリプトでこれらの製品にアクセスするには、入力パスで接頭辞 r と接尾辞を付けてサブ データセット名を指定する必要があります。 たとえば、レベル 2 マスク プロダクトからのバンドの場合、以下のように指定します。
EMITL2MIN:"<path to nc file>":group_1_band_depth
EMITL2MIN:"<path to nc file>":group_1_mineral_id
- EMIT レベル 3 およびレベル 4 は CF 準拠の標準 NetCDF ファイルに保存されます。 これらのプロダクトを操作するには、NetCDF ラスター タイプまたは [多次元ラスター レイヤーの作成 (Make Multidimensional Raster Layer)] ツールを使用します。
EnMAP
EnMAP ラスター タイプを使用すると、EnMAP (Enterprise Drone Mapping and Analysis) 衛星センサーから収集されたラスター データを追加できます。 EnMAP はドイツのハイパースペクトル衛星ミッションであり、420 ～ 2,450 ナノメートルの範囲にわたる 246 のスペクトル バンドで地球観測データを提供し、環境モニタリング、鉱物の調査、エコシステムの解析をサポートしています。
EnMAP のデータは複数の処理レベルで提供されており、900 ～ 2450 ナノメートルの短波赤外 (SWIR) および、420 ～ 2450 ナノメートルの可視、近赤外 (VNIR) といったスペクトルの範囲をカバーしています。
| プロダクト タイプ | 処理テンプレート |
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注意:
データは通常、GeoTIFF (.tif) 形式で格納され、メタデータは JSON (.json) および XML (.xml) 形式で提供されます。 EnMAP により、30 メートルの空間分解能と 30 キロメートルの観測幅で、地域規模の詳細なスペクトル解析が可能となります。 詳細については、「EnMAP の Web サイト」をご参照ください。
Hyperion
Hyperion は、Earth-Observing One (EO-1) ミッションに搭載されたハイパースペクトル センサーで、0.357 〜 2.576 マイクロメートルの範囲で 220 の一意なスペクトル チャネルを 10 ナノメートルの転送量で収集します。すべてのバンドの空間分解能は 30 メートルです。 標準のシーン幅は 7.7 キロメートル、標準のシーン長は 42 キロメートルです。
EO-1 は、最初の技術ミッションを完了した後、2017 年 3 月に運用終了しました。 NASA と USGS は、EO-1 プログラムを延長ミッションとして継続することに合意し、これによりハイパースペクトルの Hyperion データとマルチスペクトルの Advanced Land Imager (ALI) データを収集および配信しています。
このハイパースペクトル ラスター タイプは、TIFF 形式で提供される Hyperion 製品をサポートしています。 [デフォルト] の処理テンプレートがあり、これを使用するとすべてのバンドをモザイク データセットに追加できます。 オプションで、バンド ID または 10 や 100 150 200 などの波長範囲を使用してバンドの組み合わせを定義することで、バンドのサブセットを追加することができます。
PACE OCI
PACE は NASA のプランクトン、エアロゾル、雲、海洋生態系ミッションです。 PACE OCI ラスター タイプでは、全球海洋生物、エアロゾル (大気中に浮遊する微小粒子)、雲の観測に使用する PACE OCI 装置のレベル 3 データを追加できます。 PACE は、海洋の食物連鎖を支える植物性プランクトン (微小な植物や藻類) の分布を測定することで、海洋の健全性の評価を進めています。 また、大気質と地球の気候に関連する主な大気変数の体系的な記録も継続的に行っています。
PACE の主な科学装置は OCI (Ocean Color Instrument) です。これは、非常に高度な光学分光計で、より細かい波長分解能 (350～ 885 ナノメートル、5 ナノメートル間隔) で光を計測し、ハイパースペクトル画像プロダクトを生成します。 海洋の色は、太陽光が海中に存在する物質や粒子 (植物性プランクトンや陸生植物に含まれる緑色の光合成色素であるクロロフィルなど) と相互作用することによって決まります。
詳細については、PACE Web サイトをご参照ください。 PACE OCI ラスター タイプは、以下のテンプレートを通じてハイパースペクトル プロダクトと、その派生プロダクトをサポートします。
| プロダクト タイプ | 処理テンプレート |
|---|---|
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Tanager
Tanager は、Planet が打ち上げたハイパースペクトル センサーです。 400 ～ 2500 ナノメートルの可視光から短波赤外のフル スペクトルをカバーしています。 スペクトル分解能は 5 ナノメートル、空間分解能は 30 メートルで、約 424 バンドを捕捉します。 詳細については、Tanager Web サイトをご参照ください。
| プロダクト タイプ | 処理テンプレート |
|---|---|
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注意:
現在、オルソ放射輝度データセットのみがサポートされています。