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学習帳4:衛星データの構成

学習帳4:衛星データの構成

地球観測衛星のデータは、衛星によって異なる特殊な画像フォーマットを持っています。 デジタル化された画像データは通常決まった画像フォーマットTIFF、JPG、PNG、GIF、BMPなどをよく使っていると思います。ヘッダやフッタ、データ圧縮の方式が決まっており、その法則に従ってコンピュータ側が判断する汎用的なものです。

左は各波長にデータが並べられている方式(BSQ:Band Sequential)の事例です。以前はコンピュータの処理速度が遅かったため、ライン毎のデータ形式(BIL:Band Interleave by Line)などが併用された時期がありましたが、現在は各波長毎のデータが主流です。

衛星画像データは、衛星ごとにヘッダやフッタがことなります。また、イメージ(画像)領域のデータは3色ではなく、観測する波長毎にデータがあるマルチバンドデータとなっています。4バンドの波長で観測している衛星では、画像もBSQ形式の4つの層から構成されています。

なお、衛星ごとにこれらのバンド数が異なる他、配給元によってデータフォーマットや付属データファイルの添付方法が異なります。データ解析には専用ソフトウェアを必要とします。

また、イメージデータ1画素については、8bitのものだけではありません。 8bitのデータの場合は、1画素の値が0から255までの範囲の値を持っています。ソフトウェアにより画像表示すると、この値を0(黒)から255(白)のグレイスケールにわりつけて表現されます。

多くの衛星画像データは、イメージ部分が数千画素(pixel)×数千画素という大きなものです。 ヘッダなどを無視し、1画素が8bitとして7000pixel×7000pixelのイメージ部分が4波長だとしても、196MByteものデータ量となります。 こうした背景から、通常の画像ソフトウェアで利用しようとすると、困難が生じます。
しかし、近年ではデジタルカメラなど民生品大容量のデータ加工も盛んになっており、計算機能力の向上もあって、適切なソフトウェアを利用すれば加工も容易になってきました。