Digital Earth Africa Explorer アプリの基本操作
まず Web アプリを開き、いくつかの画像のコンセプトについて理解を深め、アフリカ大陸の植生をハイライト表示する方法を学びます。
- Digital Earth Africa Explorer アプリを開きます。
アプリが開き、Sentinel-2 衛星画像で表されるアフリカ大陸全体が表示されます。
注意:
Sentinel-2 とは、欧州宇宙機関が 2015 年に立ち上げた地球観測衛星プログラムで、地球全体の高品質な画像を提供しています。 Sentinel-2 プログラムの詳細をご覧ください。
Sentinel-2 はマルチスペクトル画像を生成します。つまり、複数の波長範囲の情報を捉えることができます。 これらの波長範囲には人間の目に見えるもの (青、緑、赤など) と、人間の目に見えないもの (近赤外、短波赤外、コースタル エアロゾルなど) があります。 これらの範囲はそれぞれスペクトル バンドと呼ばれ、Sentinel-2 画像には 13 個のバンドが含まれます。 次の図に、電磁スペクトルの中で 13 個のバンドがどこに位置するかを示します。
13 個の Sentinel-2 スペクトル バンドを電磁スペクトルに表示した図。 バンドのリスト全体には、以下の内容が含まれています。
- バンド 1 - コースタル エアロゾル
- バンド 2 - 青
- バンド 3 - 緑
- バンド 4 - 赤
- バンド 5 - 植生レッド エッジ
- バンド 6 - 植生レッド エッジ
- バンド 7 - 植生レッド エッジ
- バンド 8 - 近赤外 (NIR)
- バンド 8A - 近赤外 (NIR) ナロー
- バンド 9 - 水蒸気
- バンド 10 - 短波赤外 (SWIR) - Cirrus
- バンド 11 - 短波赤外 (SWIR)
- バンド 12 - 短波赤外 (SWIR)
マルチスペクトル画像は、観測する地形について、さまざまな興味深い洞察を提供してくれます。
バンドの使い方の 1 つとして、3 つのバンドを選択して組み合わせ、コンポジット画像を作成する方法があります。 バンド割り当ては無数にあり、それぞれによって画像の表示が異なります。 特定のタイプの地形フィーチャや特性をハイライト表示するのに適した組み合わせもあります。
3 つのスペクトル バンド (左) を組み合わせてコンポジット画像にしたもの (右)。 次に、アプリに表示されている現在のバンド割り当てについて詳しく見ていきます。
- 必要に応じ、[縮小] ボタンを 1 回クリックして大陸全体を表示します。
- サイドバーで [画像の探索] ボタンをクリックします。
- [画像の探索] ウィンドウの [レイヤー] で、[Sentinel-2 Annual GeoMAD] が選択されていることを確認します。 [Rendering] で [Natural Color with DRA] が選択されていることを確認します。
現在のバンド割り当ては [DRA を使用した自然色] です。 青、緑、赤のバンドを組み合わせ、人間の目で普通に見える色に近い色を表示します。 DRA は Dynamic Range Adjustment (ダイナミック レンジ調整) の略語で、画像のコントラストを向上するテクニックです。
ヒント:
このチュートリアルでは、[Explore Imagery] ウィンドウに表示される赤い文字のメッセージ ([Zoom in to select images] など) は無視してかまいません。 また、[画像の探索] ウィンドウをドラッグし、対象フィーチャを妨げないようにアプリ内の任意の場所に移動できます。
マップを見ると、アフリカ大陸はベージュ、茶、濃い緑など、アース カラーが多いことがわかります。
宇宙から地球を見ると、この画像のようになります。 [ナチュラル カラー] バンド割り当ては一部のアプリケーションで役立ちますが、多くの場合アナリストは、ハイライト表示する特定のフィーチャに基づいて他のバンド割り当てを選択します。
ここで、バンド割り当てをカラー赤外に変更します。これは、近赤外、赤、緑のバンドを組み合わせたものです。 この組み合わせは植生をハイライト表示するのに特に有効です。植生は明るい赤色で表示されます。
- [画像の探索] ウィンドウの [レンダリング] で [DRA を使用した赤外カラー] を選択します。
注意:
画像にバンド割り当てやその他の処理を適用して表示を変更する手順は、[レンダリング] と呼ばれます。
しばらくすると、アフリカを表す画像が更新され、植生が豊富な地域が明るい赤で表示されます。 画像の上にラベルや国境を表示すると、方向がわかりやすくなります。
注意:
他の大陸の表示は変更されません。 それは、このアプリにはアフリカのマルチスペクトル画像しか含まれていないためです。 それ以外の地域では、このようなマルチスペクトル レンダリングをサポートしない、シンプルな衛星画像ベースマップが表示されます。
中央アフリカでは赤のトーンが大半を占めており、植生の存在が多いことがわかります。 赤色が最も鮮やかなのは、大部分が熱帯雨林であり、豊かな植生に覆われた赤道地域です。 少し暗めの赤色は熱帯気候の地域で、ここも植生が豊かです。
アフリカ北部のサハラ砂漠はほとんどが白とベージュで覆われており、植生が存在しないことを意味します。 地中海沿岸には、地中海性気候の恩恵を受けて豊かな植生に恵まれたゾーンがいくつかあります。
アフリカ南部では、東部の湿潤地域は植生がかなり豊かであるのに対し、西部はカラハリ砂漠やナミブ砂漠によって乾燥しているため、植生が少なくなっています。
カラー赤外で表示された衛星画像は、アフリカ大陸の植生分布の概要を明確に示します。
- [拡大] ボタンを 2 回クリックします。
- 必要に応じ、鮮やかな赤色の中央アフリカがマップ中心に配置されるまで、マウスでマップをドラッグして画面移動します。
マップに斜めのストライプ模様が入ります。 これは、衛星が画像のピクチャ (またはシーン) を 1 枚ずつ捉える際にたどった軌跡を表します。 ここで目にしているのは、大陸全体を捉えた 1 枚の大きな画像ではありません。 数千枚もの個々の画像をつなぎ合わせた (モザイク化した) ものです。 場合によっては、画像の境界がわずかに見え、このような斜めのストライプ模様になることがあります。
また、このような画像には、どこにも雲がありません。 衛星は雲の上を飛び、雲に部分的に遮られた画像を撮影することも多いことを考えると、驚くべきことです。
雲を捉えた画像の例。 マップに雲が表示されていないのは、現在の画像レイヤーである [Sentinel-2 Annual GeoMAD] はシンプルな衛星画像で構成されていないためです。 代わりに、雲のような小さな障害物を取り除いた画像を、1 年ごとにまとめて提供しています。
注意:
現在、アプリの [Sentinel-2 Annual GeoMAD] レイヤーには、2016 年から 2019 年までの 1 年ごとのサマリー画像が含まれています。 GeoMAD レイヤーがどのように作成されているかについては、DE Africa のドキュメントをご参照ください。
アビジャンの植生分布の評価
大陸全体のパターンを見るのも興味深いですが、画像は局所的なエリアを観測するためにもよく使われます。 次に、コートジボワールのアビジャンのある地域における植生の分布を評価します。 400 万人以上の人口を擁するアビジャンは、コートジボワール最大の都市です。

まず、マップ上でアビジャンの位置を確認します。
- 必要に応じ、[画像の探索] ウィンドウを閉じます。 検索ボックスに「Abidjan」と入力し、Enter キーを押します。
マップが更新され、新しい場所が表示されます。 しばらくすると高解像度の画像が表示され、詳細を確認できるようになります。
- これ以降 [Search result] ウィンドウは使用しないので閉じておきます。
DRA レンダリングを使用するカラー赤外により、植生はここでも鮮やかな赤色で表示され、建物が密集するアビジャンの市街地は青みがかったグレー、水域は青みがかった黒で表示されます。
- 地域の植生分布を調べます。
ひと目見ると、この地域は植生が豊かでしょうか? どのような気候タイプだと思われますか? アビジャン市内はどうでしょうか。建物が密集しているように見えますか? 植生に覆われたエリアはありますか?
- 市内や地域のさまざまなエリアを拡大したり画面移動したりして、さらに観察します。
注意:
ズーム ボタンを使用せずに拡大縮小するには、マウスのホイール ボタンを使用します。 拡大または画面移動するたびに、画像が更新されるまで少し時間がかかることがあります。
ラベルや地域の境界のほか、主要道路も画像の上に描画されます。 これは目的によっては便利ですが、ここでは画像を妨げるものが少ない方がいいでしょう。 この追加情報はベースマップの一部なので、情報量の少ない別のベースマップに切り替えます。
- サイドバーで [ベースマップ ギャラリー] ボタンをクリックします。
- [ベースマップ ギャラリー] ウィンドウで [キャンバス (ライト グレー)] を選択します。
画像の上に表示されていた追加情報のほとんどが表示されなくなります。 基になるベースマップもライト グレーのテーマに変わりますが、現在は画像で覆われているため見えません。
- [ベースマップ ギャラリー] ウィンドウを閉じます。
地域の評価を続けるには、[DRA を使用した農業] のレンダリングを試します。
- [画像の探索] ウィンドウをもう一度開きます。 [Rendering] で [Agriculture with DRA] を選択します。
マップで画像が更新されます。
農業バンド割り当てでは、短波赤外、近赤外、青のバンドを使用します。 これは植生を (明るい緑色で) ハイライト表示するのに適しており、その名のとおり、多くの場合は農業用途で使用されます。 しかし、他のフィーチャも明確に表示されます。たとえば、建物が密集する都市部周辺はピンクか紫、水域は濃い青、砂浜や土はオレンジか明るい茶で示されます。 そのため、このレンダリングは多目的で使用されます。
- 新しいレンダリングで街の観察を続けます。
新しいレンダリングによって、新たな洞察や、異なる洞察を得ることができますか? たとえば、カラー赤外と比べて、建物の密集地域と砂地を区別しやすくなりました。 また、市内の小さな水域も簡単に特定できるようになりました。
- 一度拡大して画面移動し、市内南部を観察します。
エブリエ潟湖はアビジャンの南部に位置し、ほぼ全長にわたって延びる細長い海岸線によって大西洋と隔てられています。 大西洋沿岸のほとんどに、オレンジがかった黄色で示される砂浜が広がります。 ポールブエ周辺には、他の砂浜も見られます。 植生の分布については、南部の一部地域は市街地が密集しており、残りは植生が多くなっています。
- 画面移動し、市内北部を調べてみましょう。
特に目を引くのは、市の西部にある巨大な原生林保護区であるバンコ国立公園です。 周辺は都市部が密集しているものの、市の東側には市街地と植生が混在しています。
- 縮小し、市を取り囲む植生を調べます。 拡大して画面移動し、地域内のさまざまな詳細を探索します。
アビジャンは植生に囲まれています。 市の大部分は、熱帯湿潤広葉樹林から成る東ギニア森林生態地域内に位置します。 アビジャン周辺の地域には、この原生林と、コーヒー、ココア、バナナ、アブラヤシなどの耕地が点在しています。 マップ上では、森林地帯は濃い緑、畑は小さな四角形や薄い緑の斑点として表示されます (市の北東のアフトゥエ周辺など)。
アビジャン市と同地域の植生分布を視覚的に評価しました。 この知識は、都市や地域の設計者、環境活動家、農業活動の拡大を目指している農業協同組合などにとって有益です。 Digital Earth Africa Explorer アプリでアフリカのあらゆる場所の詳細の画像を視覚化する方法を学びました。
エジプトでのオアシス探索
画像の探索を別の国で続けましょう。次はエジプトです。 今回は、砂漠の中にあるオアシスを探し、解析することが目的です。 まず、国全体の湿潤レベルを観察し、乾燥地域と水分が豊富な地域を区別します。 次に、オアシスを特定して、そこに何があるかを解析します。 そのプロセスの中で、特定の地形プロパティを識別するために使用されるスペクトル指数の使い方を学びます。 最初に、画像のレンダリングとベースマップをリセットし、マップでエジプトの位置を確認します。
- [画像の探索] ウィンドウの [レイヤー] で、[Sentinel-2 Annual GeoMAD] が選択されていることを確認します。 [レンダリング] で [DRA を使用した自然色] を選択します。
マップが更新され、人間の目で普通に見える色になります。
- サイドバーで [ベースマップ ギャラリー] ボタンをクリックします。 [ベースマップ ギャラリー] ウィンドウで [ラベル付き衛星画像] を選択します。
これから行う探索には、国境とラベルがあると便利です。
- [ベースマップ ギャラリー] ウィンドウを閉じます。
- 検索ボックスに「Egypy」と入力し、Enter キーを押します。
マップが更新されて新しい場所が表示されます。しばらくすると、その場所の [Sentinel-2 Annual GeoMAD] 画像が表示されます。
- [検索結果] ウィンドウを閉じます。
[DRA を使用した自然色] レンダリングでは、国の大半はベージュのトーンで表示され、部分的に濃い緑のエリアがあります。
国全体の水分レベルをすばやく把握します。 水域 (河川、湖、海など) はもちろん、植生で覆われたエリアも水分量が豊富です。 これは、水分量が非常に低い砂漠や市街地とは対照的です。
湿潤指数と呼ばれるスペクトル指数を使用しましょう。 スペクトル指数では、これまで見てきた色の組み合わせとは対照的な方法でマルチスペクトル画像を使用します。 数学的な計算を適用して、画像内の各ピクセルについて異なるバンド間の比率を計算することで、特定の現象をハイライト表示します。 [湿潤指数] の場合、関係するバンドは近赤外 (NIR) と短波赤外 (SWIR) で、式は次のようになります。
(NIR - SWIR) / (NIR + SWIR)
注意:
アプリでは、自分で計算する必要はありません。スペクトル指数は、すぐに使えるレンダリングとして提供されます。
- [画像の探索] ウィンドウの [レンダリング] で [湿潤指数 (NDMI)] を選択します。
しばらくするとマップが更新され、水分量が豊富なピクセルは青色のトーン、水分量が低いピクセルはオレンジがかった茶色のトーンで示されます。
エジプトの大部分はかなり乾燥しており、水分量が低い土地です。 国土の大半をサハラ砂漠が占めているので無理もありません。 しかし顕著な例外が 2 か所あります。それは国の東部にあるナイル川の渓谷とデルタ地域で、いずれも水分量が非常に豊富です。 エジプトを囲む地中海、スエズ湾、紅海といった水域も、非常に水分量が豊富です。
- 次のサンプル画像に示すように、ナイル川の渓谷とデルタ地域にズームします。
ヒント:
特定の範囲にズームするには、Shift キーを押したままマップ上の拡大したいエリアの周りにボックスを描画します。
しばらくするとマップが更新され、画像が詳しく表示されるようになります。 ナイル川は渓谷とデルタ地域全体に灌漑を提供しており、豊かな植生を可能にしています。 次のサンプル画像に示すように、ナイル川から離れているにもかかわらず、水分量が豊富に見えるハート型の地域があります。
これは、古代エジプト時代から存在する、エル ファイユームと呼ばれる巨大なオアシスです。 これを詳しく見ていきます。
エル ファイユーム オアシスの景観。 まず、ベースマップを変更して余分な情報を削除します。
- サイドバーで [ベースマップ ギャラリー] ボタンをクリックし、[キャンバス (ライト グレー)] ベースマップに更新します。
- エル ファイユーム オアシスを拡大。
しばらくすると画像が更新されます。 ハート型の地域は全体的に水分量が多いようです。 オアシスの中で、エル ファイユームの町とその他の村々は、水分量が低いことを意味するオレンジと茶色のドットとして表されます。
ほとんどが砂漠に覆われた地域で水分量が多い地域をすばやく特定するには、湿潤指数が効果的なツールです。
注意:
湿潤指数は、渇水レベルを監視し、砂漠化傾向の計測にも使用されます。
次に、エル ファイユーム オアシスで水分量が多い地域に何があるかを把握します。 まず、水域の特定に特化した指数 (正規化水指数 (NDWI)) を適用します。 式では、近赤外と緑のバンドを使用します。
(NIR – Green) / (NIR + Green)
- [画像の探索] ウィンドウの [レンダリング] で [水指数 (NDWI)] を選択します。
マップが更新され、水のピクセルが青で表示されます。 水以外のピクセルは、ライト グレーからダーク グレーで表示されます。
複数の水域を特定できます。 1 つ目は北部にあるカルン湖で、エル ファイユーム オアシスの主要な湖です。 オアシスの南西にも小さな湖があります。 東側には、ナイル渓谷を流れるナイル川がはっきりとわかります。
- 次のサンプル画像に示すように、オアシスとナイル渓谷を結ぶ細長い部分を拡大します。
- さらに拡大と画面移動を続け、次のサンプル画像に示す地域を表示します。
細長い部分を流れる水の流れが、明るい青色でハイライト表示されます。
運河は 2 つあります。 曲がりくねった運河は、古代エジプト時代以来ナイル川からオアシスに水を供給してきた主な運河である、ユーセフ運河です。 まっすぐな方は補助的な運河です。 運河から少し離れると、小さな貯水池や池が点在しています。
NDWI では、その地域にある大小さまざまな水域をすばやく特定できます。
注意:
より高度な技術を使えば、水域として特定されたピクセルを抽出し、それを個別のレイヤーに保存して、他の解析で後から再利用することもできます。
次に、植生の特定に特化した指数 (正規化植生指数、NDVI) を使用します。 この式では、近赤外と赤のバンドを使用します。
(NIR – Red) / (NIR + Red)
- オアシス全体が表示されるまで縮小します。
- [画像の探索] ウィンドウの [レンダリング] で [植生指数 (NDVI)] を選択します。
マップが更新され、植生のピクセルは明るい緑から濃い緑のトーン、植生以外のピクセルは茶色からベージュのトーンで表示されます。 濃い緑のピクセルは、最も豊かで健全な植生を表します。
オアシスの大半は植生で覆われています。
- オアシスの中心を拡大し、画面移動して植生を調べます。
植生の多くは、中程度の緑と薄い緑の小さな長方形のモザイクとして表されます。これらは耕作地です。 緑が濃く、より均一的な地域は木立を表します。 エル ファイユーム オアシスの植生には、綿花、クローバー、穀物などの作物が含まれます。 オリーブ畑や果樹園が多く、他の作物に交じってヤシの木も点在しています。 (ファイユーム)
中程度の茶色は植生地域の間にある町や村、黄色はそれらを結ぶ道路であることがわかります。
水と植生のスペクトル指数により、水分量の多いエル ファイユーム オアシスには大きな湖、運河、耕作地、木立、町や村などがあることがわかりました。
エジプトの砂漠の中にあるオアシスを特定し、そこに何があるかを解析しました。 スペクトル バンド間の比率を計算し、特定の土地被覆や地形の特性を捉えることに特化したスペクトル指数について学びました。 スペクトル指数を使用すると、調査対象地域において水分量が豊富な地域、植生、水域、その他の興味深い要素を迅速に、かつ正確に把握できます。
アフリカ最大の石油精製所建設の視覚化
これまで、Sentinel-2 Annual GeoMAD 画像レイヤーを使用して、ある瞬間を表す画像を見てきました。 経時的な傾向を追跡したい場合はどうでしょうか。 アビジャンの現在の都市開発と 10 年前の様子を比較したり、エル ファイユーム オアシスの湖が過去数十年でどのように拡大縮小してきたかを見たい場合はどうすればいいでしょうか。
ここからは、経時的な変化を視覚化する方法を学びましょう。 その一例として、ナイジェリアのレッキ地域で数年間にわたって建設が進められているダンゴート石油精製所の開発を視覚化します。 これが完成すると、アフリカ最大の石油精製所になります。 国内の燃料需要をすべて賄うとともに精製品の輸出も可能になり、その地域で 13 万 5000 人の正規雇用が創出されることになります。
プロジェクトが着工した時期を把握し、さまざまな建設段階を追跡します。 プロジェクト サイトを経時的に視覚化するには、Landsat 画像レイヤーを使用します。
注意:
Landsat は、米国の地球観測衛星プログラムです。 1972 年以来、地球全体の画像を継続的に提供してきました。 Sentinel-2 と同様、マルチスペクトル画像を生成します。 Landsat の詳細については、プログラムの Web サイトをご参照ください。
アプリに含まれる Landsat レイヤーは、1972 年から現在までの Landsat 画像の膨大なセレクションを提供します。
ダンゴート石油精製所は、ナイジェリアのアイダソという町の近くにあります。 これを探します。 その前に、無彩色に近いレンダリングに切り替えます。
- [画像の探索] ウィンドウの [レンダリング] で [DRA を使用した自然色] を選択します。 [画像の探索] ウィンドウを閉じます。
- 検索ボックスに「Idaso, Nigeria」と入力します。
検索エンジンが [Idaso, Epe, Lagos, NGA] (Epe は地区名、Lagos はアイダソが位置する州) とオートコンプリートします。
- [Idaso, Epe, Lagos, NGA] をクリックします。
マップが更新され、新しい場所が表示されます。
- [検索結果] ウィンドウを閉じます。
- 次のサンプル画像に示すように、ダンゴート石油精製所の敷地全体が表示されるまで縮小します。
ギニア湾沿岸に位置する精製所は、ほとんどが白とライト グレーのトーンで表され、小都市ほどの規模があります。 現在のビューは、2019 年の [Sentinel-2 Annual GeoMAD imagery] レイヤーです。 これを [Lansat] レイヤーに切り替えます。
- [画像の探索] ウィンドウで、次のパラメーターを設定します。
- [レイヤー] で [Landsat] を選択します。
- [Rendering] で [Natural Color with DRA] が選択されていることを確認します。
- 必要に応じて、表示データが [2019 年 12 月 28 日] になるまで [日付] のスライダーを調整します。
注意:
お使いのコンピューターのタイム ゾーンによって、日付が 1 日ずれて表示されることがあります。 また、Landsat 画像は常に更新されているため、タイム スライダーに表示される最新の画像の日付はサンプル画像より新しいこともあります。
マップで画像が更新されます。
画像は精製所の西側で途切れており、それ以降はライト グレーのベースマップが広がっています。 Landsat レイヤーをここまで拡大すると、特定の日付に撮影された単一の画像 (またはシーン) が 1 枚ずつしか表示されません。
[画像の探索] ウィンドウの [日付] セクションでは、タイム スライダーが、Landsat プログラムの初期から最新の日付までの個々の画像をすべて表示しています。 この地域の場合、最も古い画像は 1972 年 11 月のもので、最新の画像は数週間前に撮影されたものです。 スライダーは [2019 年 12 月 28 日] に置かれているので、その画像がマップに表示されています。
次に、時間をスクロールしていきます。
- スライダーを [1972 年 11 月 6 日] (タイム ゾーンによっては [1972 年 11 月 7 日]) にドラッグします。
画像が更新されます。 最も古い Landsat 衛星で撮影された最初の数シーンは、後の画像ほど高画質ではありません。 しかし、古いシーンのいくつかを見ると、世界の変化の様子を理解するのに役立ちます。 最初のいくつかのシーンのほとんどは地形がかすんでいるため無視します。
- タイムラインの右側にあるプラス ボタンをクリックし、この地域で次に撮影されたシーンに移動します。
- [1984 年 12 月 17 日] (または [1984 年 12 月 18 日]) に到達するまでプラス ボタンをクリックします。
シーンの画質はやや粗いですが、後に精製所の建設地となる場所はまったく未開発で、植生 (濃い緑) で覆われているか、土がむき出しになった部分が点在しています (茶色のトーン)。 敷地の南側にある海岸沿いには、アイダソの町とその他の市街地 (明るい茶色) があります。 敷地の北側にはレッキ潟湖 (青みがかった黒) があります。
- プラス ボタンを引き続きクリックし、地域の変化の様子を観察します。
注意:
画像データを要約して雲のない画像を提供する Sentinel-2 Annual GeoMAD レイヤーとは異なり、Landsat レイヤーは個々のシーンで構成されているので、雲が写りこむこともあります。 そのため、シーンを見直して、ニーズに最適なものを選ぶ必要があります。
また、シーン間をスクロールすると、すべてのシーンの範囲が必ずしも同じではないことがわかります。 東に伸びるものもあれば、西に伸びるものもあります。 これは、シーンを撮影したときの衛星の位置によるものです。
特に、次の日付の画像を観察します。
- [1999 年 12 月 12 日] (または 13 日) - 精製所の敷地はまったく手つかずです。
- [2011 年 1 月 2 日] (または 3 日) - やや雲がかかっているものの、このシーンでは将来の精製所の西側で道路やいくつかの建物が建設されている様子がわかります。 これは、この地域内の事業と産業の設立と発展を容易にすることを目的とする Lekki Free Trade Zone プロジェクトの一環です。
- [2013 年 12 月 18 日] - 南側の敷地に、精製所の工事の形跡が初めて見られます。
- [2015 年 1 月 15 日] - 地面の一部が掘削され、敷地が整備されています。
- [2017 年 1 月 4 日] - 敷地の大部分から植生がなくなり、整備が活発に行われているため、真っ白に表示されます。
- [2019 年 1 月 1 日] - 碁盤目の道路と多くの建物が見えます。
- [2022 年 2 月 2 日] - 最規模な産業用の建物の開発が進んでいます。 精製所の敷地の南側の海岸では、港のような構造も現れています。
ヒント:
[プラス] ボタンをクリックする代わりに、タイム スライダーの左側にある [ドロップダウン リストに画像を表示] ボタンをクリックしてドロップダウンの日付リストに切り替えることもできます。
最新のシーンでは、精製所はまだ完全に機能していませんが、建設は順調に進んでいるようです。 新しい画像が Landsat レイヤーに追加されることで、サイトのさらなる変化を引き続き確認できるようになります。
2022 年 2 月 2 日のダンゴート精製所の様子。 ダンゴート精製所の経時的な変化を観察しました。 Landsat の画像は 1970 年代までさかのぼることができるため、アフリカのどこでも数十年前からの変化を視覚できることがわかりました。 そのため、環境の変化、都市開発、産業や土木の発展などを観察し、理解を深める機会がたくさんあるのです。
ガーナの湖の水位の観察
次に、欠かすことができない資源である水の経時的変化を追跡します。 Landsat 画像から生成され、アフリカ大陸全体の水の有無に限定して表示する Water Observation from Space (WOfS) Annual Summary レイヤーを使用しましょう。
注意:
WOfS Annual Summary レイヤーは、アフリカ大陸全体で年間を通して水がどこで、どれくらいの頻度で見られるかを年ごとにまとめて提供します。 これにより、ユーザーは水域の場所、その経時的な変化、氾濫が発生したと思われる場所、その他の水の動きを理解できるようになります。 現在、このレイヤーには 1983 年から 2020 年までのデータが含まれています。 WOfS データセットの詳細をご覧ください。
例として、レイヤーを使用してガーナのヴォルタ湖の水位を監視します。 ヴォルタ湖は、1961 年から 1965 年にかけて建設されたアコソンボ ダムから生まれた大きな水域です。 このダムはガーナの電力需要の大部分を賄うとともに、ここで発電された電気は周辺諸国にも輸出されています。

漁業や観光業などの活動により、ヴォルタ湖はこの地域の主要な生計手段にもなっています。 湖の水位の変動は、発電量や地域の経済活動に大きな影響を与えます。 気候変動により、この変動を監視し、理解することがますます重要となっています。
ヴォルタ湖の場所に移動し、WOfS Annual Summary レイヤーを表示します。
- 検索ボックスに「Lake Volta, Ghana」と入力し、Enter キーを押します。
マップが更新され、新しい場所が表示されます。
- [検索結果] ウィンドウを閉じます。
- [画像の探索] ウィンドウの [レイヤー] で [WOfS Annual Summary] を選択します。 [レンダリング] で [WOfS Annual Frequency] が選択されていることを確認します。
画像が更新され、2021 年の WOfS レイヤーが表示されます (日付は [2020 年 12 月 31 日] または [2021 年 1 月 1 日])。
このワークフローでは、ヴォルタ湖の支流の 1 つであるオボサム川河口の水位に注目します。
ここでは、2012 年から 2021 年までの各年における水の有無を視覚化します。
- オボサム川の河口がはっきりと見えるようになるまで、マップを南方向に少し画面移動します。
- [画像の探索] ウィンドウの [日付] で、タイム スライダーを [2011 年 12 月 31 日] または [2012 年 1 月 1 日] にドラッグします。
湖のこの部分の水位は、2011 年はかなり高くなっていました。
レイヤーで使用されているシンボルは次のとおりです。
- 濃い青 - 1 年を通して常に水が存在していたピクセル。
- 緑と黄 - 1 年のうち、たまに水が存在することがあったピクセル。
- 赤 - めったに水が存在しなかったピクセル。
- 無色のピクセル - 1 年を通して水が存在したことがないピクセル。
湖の大半は濃い青で表示されています。 湖岸線に近い緑、黄、または赤の細いラインは、季節によるわずかな変動を表します。つまり、乾燥した季節には水位はわずかに下がり、湖面の表面積が少し縮小します。
- [画像の探索] ウィンドウでプラス ボタンをクリックし、次の 4 年間を表示し、各年のマップを調べます。
2016 年のオボサム川の様子。 2012 年から 2016 年にかけて、湖の表面積は年々縮小しているようです。 参考までに、その下にあるグレーのベースマップと比較できます。これは、湖の最も拡大した湖岸線が中程度のグレーで表示されます。
- プラス ボタンをクリックし、次の 4 年間を表示します。
2021 年のオボサム川の河口の様子。 水位が戻ると、湖の表面積は再び拡大しています。
[画像の比較] ツールを使用して 2 つの日付の画像を比較するのも、変化を視覚化する面白い方法です。
- サイドバーで [Compare Imagery] ボタンをクリックします。
[画像の比較] ウィンドウが表示されます。 このツールでは、マップの左側と右側に表示する 2 つの画像を指定し、その間をスワイプして切り替えることができます。
- [画像の比較] ウィンドウで、左側の画像について次のオプションを設定します。
- [Left Image] が選択されていることを確認します。
- [レイヤー] で [WOfS Annual Summary] を選択します。
- [レンダリング] で [WOfS Annual Frequency] が選択されていることを確認します。
- [日付の選択] チェックボックスをオンにします。
- タイム スライダーを [2011 年 12 月 31 日] または [2012 年 1 月 1 日] にドラッグします。
- 右側の画像について、次のオプションを設定します。
- [Right Image] をクリックして選択します。
- [レイヤー] で [WOfS Annual Summary] を選択します。
- [レンダリング] で [WOfS Annual Frequency] が選択されていることを確認します。
- [日付の選択] チェックボックスをオンにします。
- タイム スライダーを [2015 年 12 月 31 日] または [2016 年 1 月 1 日] にドラッグします。
- スワイプ ハンドルをつかみ、左右に繰り返しスワイプすると、2 つの画像を比較できます。
[画像の比較] ツールでは、2 つの画像間の違いを詳しく調べることができます。
- 必要に応じ、[画像の比較] ウィンドウで、左と右の画像に対して 2012 年から 2021 年までの別の日付を選択し、スワイプ ツールで比較します。
水位の変化は、地形が特殊であることから、オボサム川の河口で特に顕著です。 しかし、湖の他の部分でも同じような傾向が見受けられます。
調査によると、ヴォルタ湖の水位に見られるこのような変動の大きな原因は、この地域で長期間にわたって降雨量が少なく、干ばつ状態が続いたことであることがわかっています。 興味深いことに、アコソンボ ダムの複雑な変遷の過程により、干ばつ期間が湖の水位にもたらす影響は最大で数年遅れて出現することがあります (Ndehedehe & al.)。 これは視覚化したデータに見られます。2010 年から 2013 年にかけて降雨量が少なかったことが報告されると、湖の水位は 2012 年から 2016 年にかけて下がっていることが観察されます。
ヴォルタ湖のオボサム川の河口での水位を観察しました。 WOfS Annual Summary レイヤーを使えば、アフリカ全土の水域を綿密に観察できるとともに、水資源をより積極的、かつ持続可能な形で管理するための重要な情報を得られます。 また、[画像の比較] ツールで 2 つの画像を比較する方法も学びました。
視覚化の結果の保存
マップで興味深い視覚化を行うと、後から使用できるよう保存しておくことができます。 このセクションでは、コンピューター上のローカル イメージ ファイルとして、またはオンライン画像レイヤーとして保存する方法を習得します。 例として、チュートリアルの前半で視覚化したエル ファイユーム オアシスの NDVI によるレンダリングを保存します。
まず、そのビューに切り替えます。
- 検索ボックスに「El Fayoum」と入力し、Enter キーを押します。 [検索結果] ウィンドウを閉じます。
- オアシス全体が表示されるまで縮小します。
- [画像の探索] ウィンドウを開き、次のオプションを選択します。
- [レイヤー] で [Sentinel-2 Annual GeoMAD] を選択します。
- [レンダリング] で [植生指数 (NDVI)] を選択します。
- [日付] で [2020 年 1 月 1 日] を選択します。
マップが更新され、保存したい画像ビューが表示されます。
- サイドバーで [画像のエクスポート] ボタンをクリックします。
- [画像のエクスポート] ウィンドウで [デフォルト画像] を選択します。
最初のオプションでは、現在の画像ビューをコンピューターに保存します。
- [保存場所] で [ディスクに保存] を選択します。 [TIFF ダウンロード オプション] で [表示されたとおり] が選択されていることを確認します。
- [保存] をクリックします。
しばらくすると、TIFF 画像がコンピューター (通常は[ダウンロード] フォルダー) にダウンロードされます。 お使いの Web ブラウザーの設定に応じて、自動的にプレビュー モードで表示されることもあります。 この画像は、作成しているレポート ドキュメントに含めるなど、自由に共有できます。
また、現在の画像ビューをオンライン画像レイヤーとして保存する方法もあります。 これには、ArcGIS Online のアカウントが必要です。
注意:
ArcGIS Online アカウントがない場合は、Africa GeoPortal から無料で取得できます ([サイン イン] をクリックし、[Africa GeoPortal アカウントを作成します] をクリックして、手順に従います)。 Afica GeoPortal は、Esri がサポートするオープンなマッピング コミュニティで、アフリカ全体でデータと洞察を提供するために連携しています。
または、無料の ArcGIS 個人アカウント を作成できます ([ArcGIS 個人向けアカウントの作成] をクリックし、手順に従います)。
ArcGIS Online を使用すると、コミュニティで共有できる動的な Web マップを作成できます。
- [Image Export] ウィンドウで次のオプションを設定します。
- [保存場所] で [ポータルに保存] を選択します。
- [タイトル (必須)] で「Vegetation in the El Fayoum oasis」と入力します。
- [説明] で「Sentinel-2 Annual Geomad layer with NDVI rendering, showing the presence of healthy vegetation」と入力します。
- [タグ (必須)] で「Imagery, Egypt, vegetation」と入力します。
- [プレビュー] をクリックします。 [サイン イン] ウィンドウで ArcGIS ユーザー名とパスワードを使用してサイン インします。
[画像のエクスポート] ウィンドウにサムネイル プレビューが表示されます。
- [保存] をクリックします。
ArcGIS Online で保存したばかりの画像を表示してみましょう。
- ArcGIS Online に移動し、画像の保存に使用したアカウントを使用してサイン インします。
- リボンの [コンテンツ] をクリックします。
- コンテンツのリストで [Vegetation in the El Fayoum oasis] をクリックします。
- [Vegetation in the El Fayoum] アイテム ページで [Map Viewer で開く] をクリックします。
ArcGIS Online Map Viewer にレイヤーが表示されます。
これで、このマップを保存して、同僚やコミュニティと共有できるようになります。 また、データ レイヤーまたはその他の種類の有益な情報を追加することもできます。
注意:
ArcGIS Online で独自の Web マップを作成する方法については、はじめての ArcGIS Online をご参照ください。
その他の場所の探索
探索をさらに続けられるよう、Digital Earth Africa Explorer アプリには複数のブックマークされた場所が含まれます。 そのうちの 1 つでも複数でも調べることができます。 さらに洞察を得るためには、このチュートリアルで学んだように、画像レイヤーを変更し、別のバンド割り当てとスペクトル指数を適用します。 ブックマークは次のとおりです。
- ラゴス、ナイジェリア
- ダカール、セネガル
- Apamprama 森林保護区、ガーナ
- Maasai Mau の森、ケニア
- エフィデュース、ガーナ
- グル自治区、ウガンダ
- イフェ自治区、ナイジェリア
- アサバ オニチャ氾濫原、ナイジェリア
- ウェイジャ貯水池、ガーナ
- バヒ湿地帯、タンザニア
- ンガミ湖、ボツワナ
- [画像の探索] ウィンドウの [レイヤー] で、[Sentinel-2 Annual GeoMAD] を選択します。 [Rendering] で [Natural Color with DRA] が選択されていることを確認します。
- [日付] で、最も新しい日付が選択されていることを確認します。
- サイドバーで [ブックマーク] ボタンをクリックします。
- [ブックマーク] ウィンドウで、ブックマークのリストを下方向にスクロールし、いずれか 1 つをクリックします。
マップが更新され、その場所が表示されます。
- その地域を探索し、理解を深めましょう。
水域はありますか?経時的にどのような変化を遂げましたか? 植生はどのように分布していますか? 人間が居住している場所や、都市部はありますか?
- 他のブックマークも探索してみます。
- または、検索ボックスを使用して興味のある地域を探し、さらに探索を続けます。
このチュートリアルでは、Digital Earth Africa Explorer アプリを使用してアフリカ大陸を旅しました。マルチスペクトル画像や、その機能の一部について学びました。 さまざまなスペクトル バンド割り当てと指数を使用し、土地被覆と地形の特性を観察しました。 また、経時的な変化を視覚化しました。 これで、画像を使用して自分の興味のある地域を観察し、重要な課題に対処するための重要な洞察を得られるようになりました。
「アフリカの衛星画像の探索」シリーズで同様のチュートリアルをご覧になれます。