JP2010079336A - 炭酸ガス排出量取得システム - Google Patents

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Abstract

【課題】グローバルな地図情報、衛星画像、付加情報から、地域、国単位で消費炭酸ガスの排出量と消費量を求める。
【解決手段】指定された地域の衛星画像を含む動的情報と地図データを含む静的情報を緯度と経度により座標軸をあわせ、組み合わせ解析し、動的情報の種別を判別し、緑地面積、車両台数、住宅や工場の電力消費量のうち少なくても１つを含む炭酸ガス排出要因データを算出する。算出した炭酸ガス排出要因データと統計データを組み合わせて指定された地域の炭酸ガスの排出量を算出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、衛星画像と地図情報を重ね合わせ炭酸ガスの情報をレポート出力する技術に関する。
近年、環境問題として地球温暖化に関する関心が高まっている。また、地球温暖化の原因の１つとして、人為的に排出され、かつ年々増加し続けているのは炭酸ガスが注目されている。なかでも石油や石炭など化石燃料を燃焼させるときに発生する炭酸ガスが問題になっている。そこで、各国が炭酸ガスをどのくらい排出しているのかを測定するシステムが望まれているという事情がある。
このような事情に鑑み、特許文献１には、管理者が、設定期間における製造装置から排出される目標炭酸ガス排出量に対する実排出量を定期的、またはリアルタイムに認識できる環境負荷管理システムが開示されている。
２００８−７１１３４号公報
ここで特許文献１に開示された環境負荷管理システムは、各ライフステージの製造装置において、管理者が設定期間における製造装置から排出される炭酸ガスの排出量をリアルタイムに認識することを目的とし、供給物資の使用量測定手段と、使用量から炭酸ガスの排出量を換算し、目標排出量、および計測している排出量から閾値管理を行い、管理者に対して警告を行う。
しかしながら、特許文献１に開示された環境負荷管理システムにおいては、例えば一般家庭や、車の交通量などにより変化する炭酸ガスの排出量、および緑地による炭酸ガスの消費量をリアルタイムに収集することは困難であり、地域や国など管理者を設定しにくい単位で炭酸ガスの排出量を測定することは難しいといった問題がある。
本発明は、上記問題に着目してなされたものであり、グローバルに取得できる地図情報、衛星画像、および付加情報から、一般的に消費する炭酸ガスの排出量と消費量を求め、地域や国などの単位で炭酸ガスの排出量を求めることができる炭酸ガス排出量取得システム、炭酸ガス排出量算出方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明に係る炭酸ガス排出量取得システムは、指定された地域の炭酸ガス排出量を取得するシステムであって、指定された地域の衛星画像を含む動的情報と地図データを含む静的情報を緯度と経度により座標軸をあわせ、組み合わせ解析することを特徴とする。
前記動的情報と静的情報から、動的情報の種別を判別し、緑地面積、車両台数、住宅や工場の電力消費量のうち少なくても１つを含む炭酸ガス排出要因データを算出する。
前記炭酸ガス排出要因データと統計データを組み合わせて指定された地域の炭酸ガスの排出量を算出し、効果的な自然環境の改善を実現することができることを特徴とする。
請求項１に記載した発明は、衛星により上空から撮影した衛星画像と、地理情報をエリア毎に分類した地図情報とを用いて前記衛星画像中のエリア内の炭酸ガスの排出状況を認識する炭酸ガス排出量取得システムであって、前記衛星画像中の緑地を表す部分の炭酸ガス消費量を計算する緑地データ処理部を有するものである。
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した炭酸ガス排出量取得システムであって、前記緑地データ処理部は、季節・天候・時間帯を考慮した緑地部分の平均色を決定し、前記衛星画像中の当該平均色から一定以上の範囲に収まる色を有する部分を緑地と認識し、緑地面積から炭酸ガス排出量を計算するものである。
請求項３に記載した発明は、衛星により上空から撮影した衛星画像と、地理情報をエリア毎に分類した地図情報とを用いて前記衛星画像中のエリア内の炭酸ガスの排出状況を認識する炭酸ガス排出量取得システムであって、前記衛星画像中の道路を表す部分を走行する車両が排出する炭酸ガス排出量を計算する車両データ処理部を有するものである。
請求項４に記載した発明は、請求項３に記載した炭酸ガス排出量取得システムであって、前記車両データ処理部は、天候・時間帯を考慮した道路部分の平均色を決定し、前記衛星画像中の当該平均色から一定以上離れた色を一定面積以上有する部分を車両と認識し、車両台数から炭酸ガス排出量を計算するものである。
請求項５に記載した発明は、衛星により上空から撮影した衛星画像と、地理情報をエリア毎に分類した地図情報とを用いて前記衛星画像中のエリア内の炭酸ガスの排出状況を認識する炭酸ガス排出量取得システムであって、前記衛星画像中の建物を表す部分で使用する電力使用量から炭酸ガス排出量を計算する電力消費量データ処理部を有するものである。
請求項６に記載した発明は、請求項５に記載した炭酸ガス排出量取得システムであって、前記電力消費量データ処理部は、天候・時間帯を考慮した周囲との明暗差の平均色を決定し、前記画像中の当該平均色から一定以上離れた色を有する部分で光源を使用していると認識して、光源使用面積から電力消費量を計算するものである。
請求項７に記載した発明は、衛星により上空から撮影した衛星画像と、地理情報をエリア毎に分類した地図情報とを用いて前記衛星画像中のエリア内の炭酸ガスの排出状況を認識する炭酸ガス排出量取得システムであって、工場・焼畑で直接排出される炭酸ガス排出量を計算する炭酸ガス排出要因データ処理部を有するものである。
請求項８に記載した発明は、請求項７に記載した炭酸ガス排出量取得システムであって、前記炭酸ガス排出要因データ処理部は、前記衛星画像から検索したエリアの面積を計算し、その面積に基づいて炭酸ガスの排出量を計算するものである。
本発明は以上のように構成されているから次のような効果がある。
本発明によれば任意の第３者が衛星画像データ、および地図データから指定された地域の炭酸ガスの排出量を定量的に求めることができ、国、文化、モラルに左右されない自然環境の改善への絶対的な指標として比較することができるといった効果を有する。
周期的に定量的に求めた炭酸ガスの排出量を取得し、その情報を一定期間蓄積して、状態遷移の経緯を分析することができ、自然環境の改善への絶対的な指標として比較することができるといった効果を有する。
国や自治体、企業団体の自然環境改善活動推進や排出権取引に向けて情報の配信ができるといった効果を有する。
以下、添付図面を参照しながら、本発明を炭酸ガス排出量取得システムの一実施の形態について説明する。
図１は、本発明の炭酸ガス排出量取得システムのシステム構成を概略的に示す図である。図１において、本システムは、炭酸ガス排出量を算出するために必要なデータと算出した情報を保存する記憶装置１１６と、衛星画像１０９中の情報処理と炭酸ガス排出状況レポートを送受信する処理装置１０８と、炭酸ガス排出状況レポートの取得要求と取得結果を表示する利用者端末１０１で構成されており、処理装置と利用者端末はネットワーク１０２上に接続されている。
なお、利用者端末１０１は、パーソナルコンピュータ、携帯電話、携帯情報端末、デジタル放送受信機をもつテレビジョン装置などであってよい。
なお、ネットワーク１０２は、専用の有線または無線、公共の有線または無線であってよい。
記憶装置１１６は、炭酸ガス排出量を算出するために必要なデータとして、地理情報をエリア毎に分類した地図データ１０９、衛星により上空から撮影した衛星画像１１０、緑地面積単位の炭酸ガス消費量や、車両１台毎の炭酸ガス排出量や、光源面積単位の電気消費量や、気温による敷地面積単位の電気消費量や、電気消費量単位の炭酸ガス排出量や、工場・焼畑面積単位の炭酸ガス排出量をまとめた統計データ１１１を保存する。また、処理装置１０８で算出した炭酸ガス排出量の情報を、緑地面積データ１１２、車両台数データ１１３、電力消費量データ１１４、炭酸ガス排出要因データ１１５に保存する。
なお、統計データ１１１は、炭酸ガス以外の温室効果ガスや環境負荷物質などであってもよい。
処理装置１０８は、緑地データ処理部１０３、車両データ処理部１０４、電力消費量データ処理部１０５、炭酸ガス排出要因データ処理部１０６、レポート情報送受信部を実行する。各処理の詳細については、後述する。
図２は、図１に示す記憶装置１１６に格納されている地図データ１０９、衛星画像１１０の具体例を示す図である。
地図データは、地理情報をエリア毎に分類したデータである。図示２０２するようにエリア毎にエリアＩＤ２０３を割り当て、分類２０４と付加情報２０５として建物の場合は建物の構成、道路の場合は道路幅等のデータをもつ。
衛星画像は予め取得されている画像データである。
以下、図１に示す処理装置１０８が実行する炭酸ガス排出量を計算する処理について詳細を説明する。
図３は、緑地データ処理部１０３、車両データ処理部１０４、電力消費量データ処理部１０５、炭酸ガス排出要因データ処理部１０６で、それぞれの分類と一致する部分を衛星画像から判別する処理のフローチャートである。図３において、まず指定された分類の平均色を決定する（ステップ３０１）。このステップでは、衛星画像から指定された分類部分を判別するための基準を決定している。続いて、衛星画像の判別範囲を特定するために、地図データから指定された分類のエリアを選択して（ステップ３０２）、その範囲と一致する衛星画像中の画素をマーキングする（ステップ３０３）。マーキングした座標の画素の色と指定された分類の平均色との距離を計算して変数xに代入する（ ステップ３０４）。平均色との距離は、例えば、画素の色を輝度、色相、鮮やかさのパラメータで表し、各パラメータの差分を重み付けして加算した値として計算することができる。この変数xを一定の閾値と比較し（ステップ３０５）、閾値を超える場合にはその座標点Ａを指定された分類と判別し（ステップ３０６）、閾値以下である場合にはその座標点Ａを分類外と判別する（ステップ３０７）。以上の処理をマーキングしたすべての座標（ステップ３０８）と、地図データのすべてのエリア（ステップ３１０）について実施する。
緑地データ処理部１０３は、図３のフローチャートで判別した緑地の面積を計算して、記憶装置１１６の緑地面積データ１１２に保存する（ステップ３０９）。緑地面積データは図７で示すように、エリアＩＤ７０１毎に緑地面積７０２と統計データから計算した炭酸ガス消費量７０３をもつデータである。
車両データ処理部１０４は、図３のフローチャートで判別した道路上にある道路以外の画像について、図４で示す車両を判定するフローチャートに従って車両台数を計算する。図４において、まず道路上にある道路以外の画像についてラベリングを行う（ステップ４０１）。ラベリングとは、連続する座標が道路以外の画像としてマーキングされている場合に、それをひとまとまりの画像としてまとめてラベル付けをし、リスト化する処理のことである。ラベリングした画像のうち未判定の画像を１つ選択し、その面積を計算して変数ｓに代入する（ステップ４０２）。この変数ｓを所定の閾値と比較し（ステップ４０３）、変数ｓが閾値より大きければ、その画像を車両と分類する（ステップ４０４）。変数ｓが閾値より小さければ、その画像は車両以外の地上物と分類する（ステップ４０５）。以上の処理をラベリングしたすべての画像（ステップ４０６）について実施する。計算した車両台数は記憶装置１１６の車両台数データ１１３に保存する。車両台数データは図７で示すように、エリアＩＤ７０４毎に車両台数７０５と統計データから計算した炭酸ガス排出量７０６をもつデータである。
電力消費量データ処理部１０５は、図５で示す光源の電力消費量と空調の電力消費量のフローチャートに従って電力消費量を計算して、記憶装置１１６の電力消費量データ１１４に保存する。電力消費量データは図８で示すように、エリアＩＤ８０１毎に電力消費量８０２と統計データから計算した炭酸ガス排出量８０３をもつデータである。図５において、まず住宅・工場などの建物で光源を使用している面積を図３のフローチャートで判別する（ステップ５０１）。建物の電力消費量は階数といった構造で変わってくるため、地図データの付加情報２０５の情報を加味して電力消費量を計算する（ステップ５０２）。続いて、気温による空調の使用量で電力消費量も変動するため、衛星画像を撮影した時間帯の気温２０１と地図データの付加情報２０５の情報を加味して電力消費量を計算する（ステップ５０３）。光源での電力消費量と空調での電力消費量を合計して（ステップ５０４）処理を終了する。
炭酸ガス排出要因データ処理部１０６は、図６で示す工場・焼畑など直接炭酸ガスを排出するエリアの面積と炭酸ガス排出量を求めるフローチャートに従って炭酸ガス排出量を計算して、記憶装置１１６の炭酸ガス排出要因データ１１５に保存する。炭酸ガス排出要因データは図８で示すように、エリアＩＤ８０４毎に炭酸ガスの排出要因８０５と、その面積８０６と、統計データから計算した炭酸ガス排出量８０７をもつデータである。図６において、まず地図データの分類２０４から工場・畑など直接炭酸ガスを排出するエリアを検索し（ステップ６０１）、そのエリアの面積を図３のフローチャートで判別する（ステップ６０２）。直接炭酸ガスを排出する面積と統計データから炭酸ガス排出量を計算して（ステップ６０３）処理を終了する。
本発明の炭酸ガス排出量取得システムは、数値として炭酸ガスの排出量を認識することで、意識改革を促すとともに、取得した情報により、効果的な炭酸ガスの排出量削減案の実現や排出権取引などによる地方自治体の活性化を促進することに利用可能である。
本発明の実施の形態の一例を示すシステム構成図である。 指定された地域の炭酸ガス排出量を求めるための一例を示す衛星画像、地図データおよび地図データのエリア情報である。 衛星画像、地図データを元に緑地面積を求めるためのフローチャートの一例である。 衛星画像、地図データを元に幹線道路から車両を判別し交通量を測定するためのフローチャートの一例である。 衛星画像、地図データを元に工場、住宅地などの消費電力量を求めるためのフローチャートの一例である。 衛星画像、地図データを元に工場、焼畑など炭酸ガスの消費量を求めるためのフローチャートの一例である。 緑地面積、および車両台数データの炭酸ガス消費量、または炭酸ガス排出量を格納するデータ構造の一例である。 電力消費量データ、炭酸ガス排出要因データの炭酸ガス排出量を格納するデータ構造の一例である。
符号の説明
１０１ 利用者端末
１０２ ネットワーク
１０３ 緑地データ処理部
１０４ 車両データ処理部
１０５ 電力消費量データ処理部
１０６ 炭酸ガス排出要因データ処理部
１０７ 情報送受信部
１０８ 処理装置
１０９，２０２ 地図データ
１１０，２０６ 衛星画像
１１１ 統計データ
１１２ 緑地面積データ
１１３ 車両台数データ
１１４ 電力消費量データ
１１５ 炭酸ガス排出要因データ
１１６ 記憶装置
２０１ 衛星画像取得時の情報
２０３，７０１，７０４，８０１，８０４ エリアＩＤ
２０４ 分類
２０５ 付加情報
７０２ 緑地面積
７０３ 炭酸ガス消費量
７０５ 車両台数
７０６，８０３，８０７ 炭酸ガス排出量
８０２ 電力消費量
８０５ 要因
８０６ 面積

Claims (8)

  1. 衛星により上空から撮影した衛星画像と、地理情報をエリア毎に分類した地図情報とを用いて前記衛星画像中のエリア内の炭酸ガスの排出状況を認識する炭酸ガス排出量取得システムであって、
    前記衛星画像中の緑地を表す部分の炭酸ガス消費量を計算する緑地データ処理部を有する炭酸ガス排出量取得システム。
  2. 請求項１に記載した炭酸ガス排出量取得システムであって、
    前記緑地データ処理部は、
    季節・天候・時間帯を考慮した緑地部分の平均色を決定し、前記衛星画像中の当該平均色から一定以上の範囲に収まる色を有する部分を緑地と認識し、緑地面積から炭酸ガス排出量を計算することを特徴とする炭酸ガス排出量取得システム。
  3. 衛星により上空から撮影した衛星画像と、地理情報をエリア毎に分類した地図情報とを用いて前記衛星画像中のエリア内の炭酸ガスの排出状況を認識する炭酸ガス排出量取得システムであって、
    前記衛星画像中の道路を表す部分を走行する車両が排出する炭酸ガス排出量を計算する車両データ処理部を有する炭酸ガス排出量取得システム。
  4. 請求項３に記載した炭酸ガス排出量取得システムであって、
    前記車両データ処理部は、
    天候・時間帯を考慮した道路部分の平均色を決定し、前記衛星画像中の当該平均色から一定以上離れた色を一定面積以上有する部分を車両と認識し、車両台数から炭酸ガス排出量を計算することを特徴とする炭酸ガス排出量取得システム。
  5. 衛星により上空から撮影した衛星画像と、地理情報をエリア毎に分類した地図情報とを用いて前記衛星画像中のエリア内の炭酸ガスの排出状況を認識する炭酸ガス排出量取得システムであって、
    前記衛星画像中の建物を表す部分で使用する電力使用量から炭酸ガス排出量を計算する電力消費量データ処理部を有する炭酸ガス排出量取得システム。
  6. 請求項５に記載した炭酸ガス排出量取得システムであって、
    前記電力消費量データ処理部は、天候・時間帯を考慮した周囲との明暗差の平均色を決定し、前記画像中の当該平均色から一定以上離れた色を有する部分で光源を使用していると認識して、光源使用面積から電力消費量を計算することを特徴とする炭酸ガス排出量取得システム。
  7. 衛星により上空から撮影した衛星画像と、地理情報をエリア毎に分類した地図情報とを用いて前記衛星画像中のエリア内の炭酸ガスの排出状況を認識する炭酸ガス排出量取得システムであって、
    工場・焼畑で直接排出される炭酸ガス排出量を計算する炭酸ガス排出要因データ処理部を有する炭酸ガス排出量取得システム。
  8. 請求項７に記載した炭酸ガス排出量取得システムであって、
    前記炭酸ガス排出要因データ処理部は、前記衛星画像から検索したエリアの面積を計算し、その面積に基づいて炭酸ガスの排出量を計算することを特徴とする炭酸ガス排出量取得システム。
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