海洋・海事分野のリモートセンシングデータ利活用に関する活動紹介 - 広島大学と呉市のとりくみ

呉市民や地場産業から、この一年聞き取り調査した意見をご紹介します。
海運造船業に関しては、船員不足、事故、気象海象の予測困難さなど、いくつかの課題があります。脱炭素化を達成するためのゼロエミッション船導入に向けた取り組みが国を挙げて行われており、省エネ船の開発・教育が急務となっています。その教育には、広島大学が大きな役割を果たすことになっています。
カキ養殖の課題とは、過酷な夏場の採苗作業や、瀬戸内海の水質改善による栄養塩不足のほか、気象の影響による不作もあります。 また、カキ筏に使用するプラスチックが山口県にまで流出するという広島特有の問題に対して、追跡システムを作ってほしいという要望もあります。ここには、リモートセンシングと密接に関わる様々な問題があるということがわかってまいりました。
街づくりに関しては、若者たちから「呉で育ったという誇りを大切にしたい。」「一旦は都会へ出ても戻りたくなる・定住したくなる街を作ってください。」という意見がありました。
調査を通じてわかったのは「つながる」がキーワードとなることです。そこで、リモートセンシングで様々な人とつながる、伝統をつなげる、あるいは新しい伝統を生むというような活動を行っています。3月に開催したシンポジウムでは、レーダー分野で著名な大内和夫先生に、船舶検出の最前線として合成開口レーダーに関するご講演をいただき、そのご縁で広島大学の客員教授に就任いただきました。もともと、広島工業大学の教員のご経験もあり、広島にも造詣が深いということです。 7月には、安岡先生にリモートセンシング技術と社会競争をどう実現するかというご講演をいただきました。 このように、いろいろな先生方に助けていただきながら、呉や広島大学から海洋リモートセンシングを広めていこうという動きを始めたところです。
では、何を行うかというと、ブルーカーボンやカキの養殖だけでは産業規模があまり大きくなく、自動運転、船舶、コンテナやタンカーなどの物流が絡まないと、なかなか経済の仕組みにのりません。そこで、今抱えている様々な課題へ貢献できるプロダクトを開発し、ゆくゆくは産業となることを目指しております。また、地域の環境も非常に大事です。カキ養殖の産業と共に、ブルーカーボン（藻場）のモニタリングというのは非常に重要です。皆さんご存じかわかりませんが、カキは平たくいえば少し濁りの塊のようなものを栄養として取り込んで育ちます。一方、ブルーカーボンは非常にクリーンな環境で育ちます。今は、産業とブルーカーボンが上手に共生しています。しかし、これが崩れそうなところを、技術で回復させようというのが、本プロジェクトの研究の1つです。企業にも参画いただき、水中ドローンや無人水上艇（USV）を利用したカキやブルーカーボンのモニターについて準備を行っています。また、カキはモニターだけではなく、カキ筏の自動運転にも取り組んでいます。カキは水温が20度を下回らないと育ちません。昔は10月頃から適温となりましたが、現在は12月にようやく適温となります。そこで、「みちびき」を利用してカキ筏を適温の水域へ上下左右に動かして、需要の高まるお正月に合わせて収穫ができるように取り組んでいます。
リモートセンシングというと、衛星やドローンを利用すると思いがちですが、広島大学の強い技術のひとつに、水中音響トモグラフィーがあります。水流や音を利用した技術も駆使したリモートセンシングあるいはライダーを利用した水深推定など、様々なことに取り組んでいます。

皆さんは、呉市について呉港やヤマトミュージアムをご存じかと思います。その向かい側にある広島大学の練習船基地へ、将来の広島大学第四キャンパスの拠点となる海洋海事未来研究所が、2025年10月1日に設置されました。
呉港からのフェリーの松山航路には、幅100ｍ～120ｍほどと非常に狭く、潮流も大変激しい「音戸の瀬戸」という海峡があります。大きな船も潮待ちなどをしながら高度な技術で運行します。しかも、周辺には多くの プレジャーボートや筏もあって、非常に危険なところです。また、大規模な造船所も複数あり、タンカーに近いような百メーター級の大型船の試運転も周辺で行われています。 気象関係では、国内でも十数カ所にしかない灰ヶ峯気象レーダーが設置されていますし、アメダスも周辺3カ所にありますが、潮流や波高がわからなくて、非常に困っているという課題があります。そのような点も、我々のプロジェクトの中で解決したいと考えています。 それから、海岸線の藻場保全に関する目玉として、AERONET-OC（Aerosol Robotic Network - Ocean Color）の誘致や、常設コーナーリフレクターを利用した自動校正による小型SAR衛星の精度向上にも取り組んでいます。コーナーリフレクターは、広島大学の学生が銀紙で手造りしたものですが、将来的にはこれもビジネスにしたいと考えて大学と産業との連携もすすめています。海のバリデーション拠点構想「うみばる（仮）」です。こういった活動に皆さんに協力を得たいと考えています

具体的な活動をひとつご紹介します。
雲などの影響により衛星データでは見えない個所について、時空間を補間して常に見えるようにします。また、補間だけではなく、予測として水深方向への拡張・高解像度化や水温・海色・水流の実測検証へも取り組むところです。カキ筏モニタリングには海上保安庁が、カキ筏のエリアを公開していますが、実際には、点在するカキ筏の間を小型の船舶がすり抜けており、船舶識別装置を持っていない小型船舶の事故が多く発生しています。そこで今、ベンチャー企業と一緒に、AIS的なものを搭載しカキ筏を自動検出し、ぶつからないようにする仕組みを開発中です。 この、水温やカキ筏モニタリング結果を「くればる通信」として去年から市役所のホームページにも掲載しています。その企画として、市区町村対抗のリフレクターで描いた人文字の検証や、ビート板のような浮体にみちびきの受信機を設置して地上絵を描くことなど、イベント要素を入れたリモートセンシング活用も考えております。
COI-NEXTの育成期間2年は2025年で一旦終わり、1月の再審査で承認されれば、10年延長されます。 今後については、今年10月に発足した海洋海事未来センターに、来年は海洋リモートセンシング技術センターを開設し、海洋海事の学位プログラムへの学生受け入れを開始予定です。修士博士の5年間を経て出る初めての卒業生に、先ほどのベンチャーを立ち上げてもらうという淡い期待を抱いているところです。関連イベントとして、6000人ほど集まる「海洋文化都市くれ海博」もありますし、2027年にはPan Ocean Remote Sensing Conference（PORSEC）という海洋リモートセンシングの国際会議を呉に誘致しました。ぜひ皆さんお越しいただければと思います。また、できればプロジェクト最後の年には世界海洋リモセン博を開催したいと構想しています。
このような取り組みにおいて我々の拠点が目指す海洋文化都市像とは、災害に強い、環境と共生ができる、新しいモノづくり文化、また、若者が挑戦できる・誇れる街です。呉が一つの見本となって海洋文化都市を作るということに、リモートセンシングが一役買うことを目指しております。

広島大学で実施している海洋・海事リモートセンシングの研究プロジェクトを5つご紹介します。
ひとつは可視近赤外を応用した、海洋の流れ藻評価。 二つ目の海洋プラスチックは、主に近赤外。三つ目の水温による底質DO推定は、熱赤外。それから小型船舶型の検出については、SAR/AISを使っております。 最後にご紹介するのは、土砂災害予測に関する研究です。これはGSMaPとXRAIN（Xバンド雨レーダー）を利用しています。

流れ藻研究については、水産庁関係のブルーカーボンのプロジェクトにおいて、リモセン分野からは唯一選出され、昨年度まで5年間取り組んでいました。流れ藻に関しては、JAXAが流れ藻モニターを公開していますが、我々のプロジェクトは、そういったシステムを作るのではなく、日本の周りにある流れ藻とCO2吸収量を、衛星から同定するというものです。では、流れ藻とは何か？ というと、海面に漂っているホンダワラ類の海藻の塊です。皆さんイメージしやすいのはひじきのようなものです。 結構大きなもので、流れや波によって基質から引き剥がされ沖合に流れますが、その間も光合成しCO2を吸収しています。衛星が観測した流れ藻の分布は、流れ藻指数（FAI）としてモニターされています。これを利用したブルーカーボンの評価事例を紹介したいと思います。

2018年から2021年の4年間を対象に、海域ごとに流れ藻量の時期的変化特性を算出した結果では、 日本海・北海道・東北太平洋側の海域のピークは春先から夏にかけての1回ですが、東海地方・南西諸島・九州四国では、3月から6月にピークがあって、夏にもう一回ピークがある感じになります。また、４年間の推移からは、徐々に藻が減少していると考えられます。そして、年変動も大きいということもわかりました。2019年と2020年の1月から12月までの分布をみると、春先に東シナ海の方から流れてくる藻が多く、冬になるとほぼなくなります。流れ藻の遺伝子を調べてみると、中国由来であることは確かですが、どう流れているのかは、衛星から見てもわかりません。
水産研究・教育機構が中心となって算出した深海輸送される流れ藻量は、日本近海では、最大で13万トンから低くて6万トンになります。 ただ、最初にお伝えしたように、面積はある程度正確だと考えらえれますが、単位面積あたりのCo2吸収量の影響が大きいため、その点の研究が進まないと、研究者としてはすっきりしない感じではあります。

現在は、海岸の波打ち際に打ち上げられているゴミを、自治体が掬い取って、顕微鏡でプラスチックの割合を確認しています。これを自動で測定できるようにしたいと考えています。そのために、NDVI指標のようにプラスチックインデックスを作っています。広島市内の陸上で検出した例では、FRP製の船舶やプラスチック製の陸上競技場のトラックも赤色で検出されており、技術的にはある程度手ごたえを感じています。 ただ、近赤外は水の反射はほぼゼロになってしまうことから水をかぶる海上では検出が難しいことなど、いろいろな問題はあります。しかし、海中は難しくても波打ち際のモニタリングなら頑張ればできるところまできています。

他には、衛星データを利用した小型船舶や筏の検出も実施しています。こちらは、光学とSARそれぞれで取り組んでいます。これは、どのように二値化するかがカギとなります。自動二値化でよく用いられるCFARフィルターを用いてカキ筏がどう検出できるか実施した結果、かなり細かい船も検出できそう なことがわかりました。一方、検出できていない場所を実際に検証すると、船や筏ではないこともわかりました。自動化までは、なかなか難しいところです。
SARでは、VVの偏波の方が検出しやすいのですが、VHも同じように検出できます。二つを組み合わせたらよいのではないかと考え、掛け合わせたようなアルゴリズムを作っています。ある程度の大きさの船であれば精度はほぼ100%です。また、Sentinel-2でもSnetinel-1でもおしなべて70%から80%ぐらいの精度で検出できます。ですので、将来的にはSARで天候にかかわらず検出することを想定しています。

最後に土砂災害に関する研究です。
呉は土砂災害も非常に多い土地です。気象庁は、2時間先までの土砂災害が起きる危険度を、土砂災害警戒情報（土砂キキクル）として1㎞メッシュでネット配信しています。広島大学は、国土交通省のレーダー雨量計XRAINなどを活用した雨量指標R’を開発し、数時間先からの危険度を250m解像度で予測することを目指しています。長期実行雨量と短期実行雨量を用いて、斜面崩壊発生の危険度を判定する指標です。