航空機搭載Pi-SAR2による世界最高分解能の霧島新燃岳噴煙下レーダ画像の計測

NICTでは、平成22年度に世界最高の分解能30cmを持ち、航空機から天候に関係なく地上を観測できるレーダシステム(Pi-SAR2)を開発しました。Pi-SAR2は、広い観測幅(5km-10km)を持ち、インターフェロメトリやポラリメトリといった、先進機能も装備しています。また、Pi-SAR2では、航空機上の処理システムを開発し、2km四方の領域の画像を約10分で画像に再生することができます。NICTは、このレーダ開発に先立って分解能1.5mの航空機搭載合成開口レーダ(Pi-SAR) を平成10年に開発しており、高分解能の合成開口技術の先導的研究を行うとともに、平成12年の有珠山及び三宅島の火山噴火災害や平成16年に発生した新潟県中越地震に際しては、広域にわたる被災地の状況を観測し、現地の災害対策や復興の一助となりました。

平成23年2月22日に県営名古屋空港を離陸し、13時30分から14時30分の間に図1に示す観測範囲のデータを取得しました(図2)。レーダ画像は通常は地上の計算機で再生処理を行いますが、今回は航空機上で全体の観測データのうち火口を中心とした2km四方の領域を切りだして処理を行い、空港到着後に直ちに気象庁・火山噴火予知連絡会をはじめとする関係機関に速報として報告しました。

このレーダデータは、幅7kmの広い観測をしており、また同時にインターフェロメトリ機能により2m以下の精度で地表の高さを計測できます。今後は持ち帰ったデータの詳細な解析を行い、火山周辺の地表面の高さ地図を作成します。同様に平成12年にPi-SARにより取得した同じ場所のデータ（図4）に対して同じ処理を行い、その比較から火山灰の堆積状況を推定します。これにより、土石流や泥流といった災害の予測等に役立たせるべく、関係機関に提供する予定です。また、火山の活動状況により継続的に観測を実施する予定です。

【図1】
Pi-SAR2による2月22日の観測領域。新燃岳火口（×印）を中心とし、紫色にハッチした領域（観測幅は約7km）のデータを取得。航空機は領域の長い辺に沿って、2方向の往復で飛行し、計4回の観測を行った。航空機の高度は約8700m。

合成開口レーダは、航空機や衛星の進行方向に対して斜め下方に電波を照射し、地表面を航空写真のような画像として観測することができる。光学写真と違っ て、雲や火山の噴煙に邪魔されないことや高い高度で観測しても分解能（観測の細かさ）を高くすることができる。Pi-SAR2は通常6,000mから12,000mの高さで観測しても30cmの分解能があり、一度に5km-10kmの幅の領域を観測できるのが特徴。火山噴火時には噴煙に影響されず安全 に観測ができる。