JP2022167343A - 地球表面状況把握方法、地球表面状況把握装置、および地球表面状況把握プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】地球表面の状況を把握する頻度を向上させること。【解決手段】地球表面状況把握方法は、互いに異なる軌道上を飛翔する複数の飛翔体に搭載された撮影手段によって地球表面を観測地点毎に撮影して得られた複数の過去画像を、観測地点と撮影時期とを特定するデータに紐付けた状態で、記憶装置に蓄積し；第１の軌道上を飛翔する第１の飛翔体に搭載された撮影手段によって地球表面上の所定の観測地点を撮影して得られた新規画像を取得し；複数の過去画像の中から、第１の軌道とは異なる第２の軌道上を飛翔する第２の飛翔体に搭載された撮影手段によって所定の観測地点と同じ地点を撮影して得られた１つの直近の過去画像を選定して、選定した過去画像を出力し；地点情報に基づいて、新規画像と選定した過去画像とを位置合わせし；倒れ込みの影響を考慮に入れて、位置合わせした後の新規画像と選定した過去画像とを比較して、変化領域を検出する。【選択図】図４

Description

本発明は、地球表面状況把握方法、地球表面状況把握装置、および地球表面状況把握プログラムに関し、特に、人工衛星や航空機等の飛翔体（プラットフォーム）に搭載された合成開口レーダ（Synthetic Aperture Radar:以下「ＳＡＲ」とも略称する）により取得したＳＡＲ画像を用いて、地球表面の状況を把握する手法に関するものである。

人工衛星は、昼夜・天候に拘わらず地球表面を観測することが可能であり、その観測して得られた衛星画像を用いて、定期的に地球表面の状況を観測することに利用されている。そして、リモートセンシングの研究および利活用が盛んになり、様々な手法が提案されている。特に、レーダにおける干渉技術は、電波が有する位相情報を利用しており、人工衛星に搭載されたレーダを用いることで、広域の計測を効率よく実施することができる。このような背景から、レーダを搭載した周回衛星が数多く打ち上げられ、レーダ画像の取得頻度や入手性が向上している。

例えば、レーダ画像を用いて地球表面を画像解析する様々な情報処理システムが開発されている。この中には、人工衛星や航空機等の飛翔体（プラットフォーム）に搭載された合成開口レーダ（ＳＡＲ）で取得されたレーダ画像を用いて地球表面を解析するもの（以下、「ＳＡＲ画像解析」と略称する）が知られている。なお、合成開口レーダ（ＳＡＲ）とは、航空機や人工衛星などの飛翔体（プラットフォーム）にレーダ装置を搭載し、飛翔体（プラットフォーム）を移動させながらマイクロ波を地球表面などに照射することで、レーダ画像を取得できるレーダである。ＳＡＲで取得されたレーダ画像（衛星画像）は、上記ＳＡＲ画像とも呼ばれる。また、ＳＡＲを搭載した人工衛星は、ＳＡＲ衛星とも呼ばれる。

ＳＡＲの主な特徴として、レーダ装置からマイクロ波を自ら発信し、雲などを透過するマイクロ波を用いることで、天候および昼夜に関係なく地球表面を観測でき、かつ上空から観測することで一気に広範囲の地球表面を観測できることが挙げられる。そのため、ＳＡＲ画像は、災害時の被害状況を把握することや、洋上の船舶の細かい挙動を把握すること等に利用されている。

地球表面の状況を把握する場合、同一の条件（すなわち、同一軌道上を飛翔する飛翔体）で、且つ、異なる撮影時期で、特定の観測地点を撮影して得られた、２枚のＳＡＲ画像を比較することによって、地球表面（観測地点）の変化（変化領域）を検出する。なお、本明細書において、「観測地点」とは、地球表面上の１点だけでなく、当該１点を包含する所定の領域をも含むことを意味すると理解されたい。また、観測地点は「撮影地点」とも呼ばれる。

例えば、特許文献１は、同一の地域を異なる時期に撮影したＳＡＲ画像を解析の対象としている。特許文献１に開示された「画像解析装置」は、安定反射点特定部と、クラスタリング部とを含む。安定反射点特定部は、安定反射点を特定する。特定された安定反射点に介して、クラスタリング部は、クラスタリングする。道路及びビルの例と、クラスタリングの結果とを対比させることで、画像解析装置の利用者は、安定反射点と道路又はビルとの対応付けを容易に行なうことができる。安定反射点と道路又はビルの対象との関係が可視化される。また、特許文献１は、「安定反射点と対象との対応関係が分かりにくくする原因の一つは、レイオーバー又は倒れ込みと呼ばれる現象である。レイオーバーは、地理的に離れた場所にある複数の安定反射点が、ＳＡＲ画像においては同じ又は近接した箇所に入り混じって現れる現象である。」ことを記載している。

特許文献２は、より正確な調査結果が得られる「地盤変化の調査方法」を開示している。干渉計測法の工程では、調査すべき地盤の複数のレーダ画像が用いられる。これらのレーダ画像は、少なくとも１つの人工衛星によって、異なる時点で、取得される。レーダ波反射部材はそれぞれ、人工衛星の視軸に一致するように配置されている。レーダ波反射部材は、互いに異なる軌道を通る人工衛星の視軸に一致することができるように方向転換可能であるという特徴を有する。人工衛星で取得されるレーダ画像について、参照ポイントの真の座標を含む最小二乗法による誤差分布アルゴリズムを実行する。当該アルゴリズムは、２つのレーダ画像間の変化量に適用される。現時点での補正された座標の変化量を得るための工程は、第２のレーダ画像が取得された時点と現時点との間で適用される。地理情報システムの地図上に、調査ポイントの位置及びその高度の補正された変化量が表示されている。

特許文献３は、災害発生を予測し、災害に対して迅速に対応できるようにした「災害発生予測方法及び災害発生予測装置」を開示している。特許文献３に開示された災害発生予測技術では、定期的に観測又は予測される自然現象に基づいて衛星画像データを自動的に注文し、入手した衛星画像データを自動的に解析して災害発生を予測している。より具体的には、特許文献３では、異常時衛星画像データと平常時衛星画像データとの差分をとった差分画像データを作成し、その差分画像データに基づいて、災害発生が予測される異常領域を抽出している。また、特許文献３は、「なお、異常時衛星画像データと平常時衛星データとは、同一条件での比較が可能となるように、所定の位置補正及び輝度補正などが施されたものを使用する。」と記載しています。

特許文献４は、高度が異なる複数の合成開口レーダ間で観測対象物を一致させ、２つの衛星の観測データ間の相関を適切に保つ「干渉合成開口レーダシステム」を開示している。特許文献４に開示された「干渉合成開口レーダシステム」は、第１の合成開口レーダ衛星（第１の飛行体）と、第２の合成開口レーダ衛星（第２の飛行体）と、解析装置（飛行体制御装置）とを備える。第１の合成開口レーダ衛星と第２の合成開口レーダ衛星は異なる軌道に乗っている。第２の合成開口レーダ衛星の軌道と第１の合成開口レーダ衛星が観測した観測対象物の位置に基づいて、第２の合成開口レーダ衛星のオフナディア角を算出し、第２の合成開口レーダ衛星の指向性アンテナの指向性を算出したオフナディア角に設定することを示す制御信号を生成する。これにより、第１の合成開口レーダ衛星と第２の合成開口レーダ衛星の観測対象物を一致させることができる。特許文献４は、「２回の時間差で観測したデータにより地殻変動を検出することにも使用できる。」ことを記載している。

国際公開第２０１８／１２３７４８号 特表２０１２－５３３７４４号公報 特開２００３－２８１６６４号公報 特開２０１０－０７８３９６号公報

Phillip Isola, Jun-Yan Zhu, Tinghui Zhou, Alexei A. Efros: Image-to-Image Translation with Conditional Adversarial Networks. CVPR 2017: 5967-5976

しかしながら、上記特許文献１乃至４には、次に述べるような問題がある。

すなわち、特許文献１は、単に、同一の地域を異なる時期に撮影したＳＡＲ画像を解析の対象としているに過ぎない。特許文献１では、安定反射点の各々をクラスタリングし、クラスタリングされた安定反射点のクラスタを用いることで、クラスタを単位とした安定反射点と対象との対応付けを可能としているに過ぎない。また、特許文献１は、倒れ込みと呼ばれる現象について記載してはいるが、その現象は、安定反射点と対象との対応関係が分かりにくくする原因の一つであることを述べているに過ぎない。

特許文献２も、単に、少なくとも１つの人工衛星によって、レーダ画像を、異なる時点で、取得することを開示しているに過ぎない。そして、特許文献２は、参照ポイントとしてレーダ波反射部材を使用することや、互いに異なる軌道を通る人工衛星の視軸に一致することができるように、レーダ波反射部材を方向転換可能とすることを開示しているだけである。また、特許文献２では、調査ポイントの生の座標、参照ポイントの生の座標、及び、参照ポイントの真の座標に基づいて、最小二乗法による誤差分布アルゴリズムを実行することで、調査ポイントの補正された座標を算出したり、地図上に変化量を表示しているだけである。

特許文献３も、異常時衛星画像データと平常時衛星画像データとの差分画像データに基づいて、災害発生が予測される異常領域を抽出する技術的思想を開示しているに過ぎない。なお、特許文献３は、「所定の位置補正及び輝度補正などが施されたものを使用する。」と記載してはいるが、具体的な位置補正や輝度補正については何ら記載も教示もしていない。

このように、特許文献１乃至３のいずれも、同一条件で、且つ、異なる時期に観察された、ＳＡＲ画像（レーダ画像：衛星画像データ）を取得して、地球表面の状況を把握している。そのため、地球表面の状況を把握する頻度が制限されてしまう。何故なら、人工衛星が同じ軌道上の位置から特定の観測地点（撮影地点）を撮影できる頻度は、人工衛星の回帰日数や機数に依存するからである。一方、人工衛星の回帰日数を変更するには軌道そのものを変更する必要があり、人工衛星を運用する上で制約が大きくなる。また、人工衛星の機数を増やすには膨大なコストが必要となる。

一方、特許文献４は、単に、異なる軌道に乗っている、第１の合成開口レーダ衛星と第２の合成開口レーダ衛星の観測対象物を一致させる、技術的思想を開示しているに過ぎない。したがって、引用文献４では、第１の合成開口レーダ衛星と第２の合成開口レーダ衛星とによって、ほぼ同一の観測時期に、同一の観測対象物に対して電波を放射して、反射した電波を受信することになる。よって、特許文献４においても、地殻変動を検出するためには、２回の時間差（異なる時期）で観測した観測データが必要である。また、特許文献４は、倒れ込みの影響について何ら記載しておらず、認識もしていない。

本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、その目的は、地球表面の状況を把握する頻度を向上させることができる、地球表面状況把握方法、地球表面状況把握装置、および地球表面状況把握プログラムを提供することにある。

本発明の１つの態様として、地球表面状況把握方法は、互いに異なる軌道上を飛翔する複数の飛翔体に搭載された撮影手段によって地球表面を観測地点毎に撮影して得られた複数の過去画像を、前記観測地点と撮影時期とを特定するデータに紐付けた状態で、記憶部に蓄積する蓄積工程と；第１の軌道上を飛翔する第１の飛翔体に搭載された撮影手段によって前記地球表面上の所定の観測地点を撮影して得られた新規画像を取得する取得工程と；前記記憶部に蓄積されている前記複数の過去画像の中から、前記第１の軌道とは異なる第２の軌道上を飛翔する第２の飛翔体に搭載された撮影手段によって前記所定の観測地点と同じ地点を撮影して得られた１つの直近の過去画像を選定して、選定した過去画像を出力する選択工程と；地点情報に基づいて、前記新規画像と前記選定した過去画像とを位置合わせする位置合わせ工程と；倒れ込みの影響を考慮に入れて、位置合わせした後の前記新規画像と前記選定した過去画像とを比較して、変化領域を検出する比較工程と；を含む。

本発明の他の態様として、地球表面状況把握装置は、互いに異なる軌道上を飛翔する複数の飛翔体に搭載された撮影手段によって地球表面を観測地点毎に撮影して得られた複数の過去画像を、前記観測地点と撮影時期とを特定するデータに紐付けた状態で、記憶部に蓄積する蓄積部と；第１の軌道上を飛翔する第１の飛翔体に搭載された撮影手段によって前記地球表面上の所定の観測地点を撮影して得られた新規画像を取得する取得手段と；前記記憶部に蓄積されている前記複数の過去画像の中から、前記第１の軌道とは異なる第２の軌道上を飛翔する第２の飛翔体に搭載された撮影手段によって前記所定の観測地点と同じ地点を撮影して得られた１つの直近の過去画像を選定して、選定した過去画像を出力する選択手段と；地点情報に基づいて、前記新規画像と前記選定した過去画像とを位置合わせする位置合わせ手段と；倒れ込みの影響を考慮に入れて、位置合わせした後の前記新規画像と前記選定した過去画像とを比較して、変化領域を検出する比較手段と；を含む。

本発明の他の態様として、地球表面状況把握プログラムは、コンピュータを、互いに異なる軌道上を飛翔する複数の飛翔体に搭載された撮影手段によって地球表面を観測地点毎に撮影して得られた複数の過去画像を、少なくとも前記観測地点と撮影時期とを特定するデータに紐付けた状態で、記憶部に蓄積する蓄積手段と；第１の軌道上を飛翔する第１の飛翔体に搭載された撮影手段によって前記地球表面上の所定の観測地点を撮影して得られた新規画像を取得する取得手段と；前記記憶部に蓄積されている前記複数の過去画像の中から、前記第１の軌道とは異なる第２の軌道上を飛翔する第２の飛翔体に搭載された撮影手段によって前記所定の観測地点と同じ地点を撮影して得られた１つの直近の過去画像を選定して、選定した過去画像を出力する選定手段と；地点情報に基づいて、前記新規画像と前記選定した過去画像とを位置合わせする位置合わせ手段と；倒れ込みの影響を考慮に入れて、位置合わせした後の前記新規画像と前記選定した過去画像とを比較して、変化領域を検出する比較手段と；して機能させる。

本発明によれば、地球表面の状況を把握する頻度を向上させることができる。

倒れ込みの原理を説明するための図である。 撮影した時の衛星の軌道上の位置が異なると、倒れ込みが異なる２枚のＳＡＲ画像が撮影されることを説明するための図である。 異なる軌道上の位置から撮影したＳＡＲ画像を利用した変化検出による効果を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係る地球表面状況把握装置の構成を示すブロック図である。 図４に示した地球表面状況把握装置に用いられる変化検出装置で実施される変化検出方法について説明するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る地球表面状況把握装置の構成を示すブロック図である。 図６に示した地球表面状況把握装置に用いられる変化検出装置で実施される変化検出方法について説明するためのフローチャートである。 本発明の第１の実施例に係る地球表面状況把握装置の構成を示すブロック図である。 図８に示した地球表面状況把握装置の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施例に係る変化検出装置の構成および動作を示す図である。 視点の異なる画像を生成する別の手法として、画像生成モデルを学習する方法を説明するための図である。 本発明の第３の実施例に係る変化検出装置の構成および動作を示す図である。 軌道情報を入力した変化検出モデルを学習する方法を説明するための図である。 本発明の各実施形態に係る地球表面状況把握装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

最初に、本発明の理解を容易にするために、その概略について説明する。

異なる軌道上の人工衛星や準回帰軌道上の人工衛星には、異なる軌道上の位置から同一の観測地点を撮影できる機会がある。これらの人工衛星が撮影した複数枚のＳＡＲ画像を利用することによって、地球表面の状況を把握する頻度を向上させることができる。

しかしながら、ＳＡＲの特性上、撮影する人工衛星の軌道上の位置によって、ＳＡＲ画像上の建物や地形等の倒れ込み方が異なる。よって、単に２枚のＳＡＲ画像間の画素値そのものを比較する変化抽出手法（すなわち、倒れ込みの影響を考慮していない変化検出手法）では、倒れ込みの影響を強く受けてしまう。そのため、異なる軌道上の位置から撮影した２枚のＳＡＲ画像に対する変化検出には、多くの誤検出が発生する危険性があり、実用化は困難である。

以下に、異なる軌道上の位置から撮影した複数枚のＳＡＲ画像を利用する場合、倒れ込みの影響により高精度に変化を検出することが困難となる理由について、更に詳細に説明する。

ＳＡＲ画像にはセンサの特性によって発生する歪みがある。その一つとして、倒れ込み（フォアショートニング）がある。

図１に、倒れ込みが発生する原理を示す。ＳＡＲは斜め照射により、センサと地上のターゲットの距離を計測して画像化する。そのため、建物や山などの高さがある物体を撮影したとき、レーダに面する斜面はレーダ側に倒れ込み短く写る。一方、後ろ向きの斜面は逆に長く写る。

そのため、図２に示すように、撮影した時の人工衛星の軌道上の位置が異なると、倒れ込みが異なる２枚のＳＡＲ画像が撮影されることになる。そのため、異なる軌道上の位置から撮影された２枚のＳＡＲ画像間から地球表面の変化を検出する際、上述した単純な画素値の比較では倒れ込みの違いを変化として検出してしまう。

そこで、本発明では、異なる軌道上の位置から撮影した２枚のＳＡＲ画像間に対して、誤検出の少ない変化検出を実現する手法を利用する。このような変化検出手法は、例えば、非特許文献１に記載されている、Pix2Pixのような異なる視点のＳＡＲ画像を生成する技術や、撮影時の軌道の組み合わせごとに作成した変化検出モデルを利用することにより実現することができる。これにより、異なる軌道上の位置から撮影した２枚のＳＡＲ画像間の倒れ込みの影響を軽減させ、誤検出の少ない変化検出を行うことが可能となる。

換言すれば、本発明では、軌道情報を入力した変化検出モデル等を利用したシステムを利用することで、異なる軌道上の位置から撮影した２枚のＳＡＲ画像間に対しても頑健な変化検出を行い、地球表面の状況を高頻度に把握することが可能になる。

上記の変化検出手法により、新規に撮影したＳＡＲ画像（新規ＳＡＲ画像）に対する比較用のＳＡＲ画像を、人工衛星の軌道上の位置に関係なく選定することができる。さらに、新規ＳＡＲ画像と、同じ観測地点を撮影した直近の過去のＳＡＲ画像との間の変化を確認することが可能となり、地球表面の状況を把握する頻度を向上させることができる。

本発明を利用することにより、図３に示されるように、より短い時間で地球表面の変化を確認すことができ、地球表面の状況の推移を正しく把握することができる。

また、上述したように、人工衛星が同じ軌道上の位置から撮影した２枚のＳＡＲ画像間のみでしか地球表面の変化を検出できない場合、より頻繁に地球表面の状況を把握するためには、同じ軌道上を通る人工衛星の機数を増加させる必要がある。

これに対して、本発明では、異なる軌道上の位置の人工衛星が撮影した２枚のＳＡＲ画像間で、地球表面の変化を検出することが可能になる。このことにより、異なる軌道上を通る既存のＳＡＲ衛星を活用することができるため、新規に人工衛星を開発するコストを抑えることもできる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１の実施形態］
図４は、本発明の第１の実施形態に係る地球表面状況把握装置１００の構成を示すブロック図である。図示の地球表面状況把握装置１００は、記憶装置１１０と、変化検出装置１２０とを備える。変化検出装置１２０は、蓄積部１２１と、取得部１２２と、選定部１２３と、位置合わせ部１２４と、比較部１２５とを備える。

蓄積部１２１は、互いに異なる軌道上を飛翔する複数の飛翔体に搭載された撮影手段によって地球表面を観測地点毎に撮影して得られた複数の過去画像を、観測地点と撮影時期とを特定するデータに紐付けた状態で、記憶装置１１０に蓄積する。ここで、「飛翔体」は、例えば、人工衛星、航空機、ドローン、飛行船、およびヘリコプターのグループから選択された１つから成ってよい。より具体的には、飛翔体は、上記撮影手段として合成開口レーダ（ＳＡＲ）を搭載した人工衛星である、ＳＡＲ衛星から成ってよい。

取得部１２２は、第１の軌道上を飛翔する第１の飛翔体に搭載された撮影手段によって地球表面上の所定の観測地点を撮影して得られた新規画像を取得する。ここで、飛翔体が上記ＳＡＲ衛星から成る場合、上記複数の過去画像および上記新規画像の各々は、ＳＡＲ画像から成る。

次に、ＳＡＲ衛星の概略について説明する。ＳＡＲ衛星は、図示はしないが、衛星本体と、ＳＡＲアンテナと、通信アンテナとを備える。ＳＡＲ衛星は、所定の軌道方向に軌道運動しつつ、ＳＡＲアンテナから同一条件で地球表面上の観測地点へ向けて斜め方向に異なる複数時刻（時期）で、それぞれ複数の送信波を送信（照射）する。ここで、「同一条件」とは、緯度、経度、および高度や送信波の照射角度等が同じことを指す。また、「観測地点」は、例えば、１０ｋｍ×１０ｋｍの矩形領域であってよい。本例では、送信波はマイクロ波から成る。

ＳＡＲアンテナは、各送信波が観測地点により後方方向へ後方散乱されてなる後方散乱波を、後方散乱受信波データとして受信する。各後方散乱受信波データは、各観測時期の当該観測地点におけるＳＡＲ画像を示す。ＳＡＲ衛星は、このＳＡＲ画像を、観測地点と撮影時期とを特定するデータに紐付けた状態で、通信アンテナから、地上に設置された地上受信局（図示せず）に向けて送信する。地上受信局には、図４に図示された地球表面状況把握装置１００が接続されている。

よって、蓄積部１２１および取得部１２２の各々は、地上受信局から、観測地点と撮影時期とを特定するデータに紐付けられたＳＡＲ画像を受けることになる。なお、観測地点は、ＳＡＲ衛星の位置情報と一対一に対応することに注意されたい。何故なら、上記「斜め方向」は、各ＳＡＲ衛星において固定された方向だからである。

選定部１２３は、記憶装置１１０に蓄積されている複数の過去画像の中から、上記第１の軌道とは異なる第２の軌道上を飛翔する第２の飛翔体に搭載された撮影手段によって上記所定の観測地点と同じ地点を撮影して得られた１つの直近の過去画像を選定して、選定した過去画像を出力する。

位置合わせ部１２４は、地点情報に基づいて、新規画像と選定した過去画像とを位置合わせする。比較部１２５は、倒れ込みの影響を考慮に入れて、位置合わせした後の新規画像と選定した過去画像とを比較して、変化領域を検出する。

例えば、比較部１２５は、異なる視点の画像を生成する手法（画像生成モデル）を利用して、位置合わせした後の新規画像と選定した過去画像とを比較して、変化領域を検出する。或いは、比較部１２５は、撮影時の軌道の組み合わせごとに作成した変化検出モデルを利用して、位置合わせした後の新規画像と選定した過去画像とを比較して、変化領域を検出する。尚、「画像生成モデル」や「変化検出モデル」については、後で図面を参照して詳細に説明する。

次に、図５を参照して、変化検出装置１２０で実施される変化検出方法について説明する。

まず、蓄積部１２１は、上記複数の過去画像を記憶装置１１０に蓄積する（ステップＳ１０１）。

引き続いて、取得部１２２は、上記新規画像を取得する（ステップＳ１０２）。尚、新規画像は「最新画像」とも呼ばれる。

そして、選定部１２３は、記憶装置１１０から、上記直近の過去画像を選定して、選定した過去画像を出力する（ステップＳ１０３）。尚、選定した過去画像は「比較画像」とも呼ばれる。

次に、位置合わせ部１２４は、地点情報に基づいて、新規画像（最新画像）と選定した過去画像（比較画像）とを位置合わせする（ステップＳ１０４）。

最後に、比較部１２５は、上述したように倒れ込みの影響を考慮に入れて、位置合わせした後の新規画像と選定した過去画像とを比較して、変化領域を検出する（ステップＳ１０５）。

次に、本第１の実施形態の効果について説明する。

第１の実施形態によれば、地球表面の状況を把握する頻度を向上させることができるという効果を奏する。その理由は、異なる軌道上の位置から撮影した２枚の画像の間の変化を確認しているからである。

［第２の実施形態］
図６は、本発明の第２の実施形態に係る地球表面状況把握装置１００Ａの構成を示すブロック図である。図示の地球表面状況把握装置１００Ａは、変化検出装置の構成および動作が後述するように相違すると共に、表示装置１３０を更に備えている点を除いて、図４に示した地球表面状況把握装置１００と同様の構成を有し、動作をする。したがって、変化検出装置に１２０Ａの参照符号を付している。図４に示したものと同様の構成要素には同一の参照符号を付し、説明の簡略化のために、以下では相違点についてのみ説明する。

表示装置１３０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＰＤＰ（Plasma Display Panel）などの表示装置からなる。表示装置１３０は、変化検出装置１２０Ａからの指示に応じて、各種情報を表示する機能を有する。

変化検出装置１２０Ａは、特定部１２６と表示部１２７とを更に備える点を除いて、図４に示した変化検出装置１２０と同様の構成を有し、動作をする。

特定部１２６は、上記変化領域の座標を特定する。表示部１２７は、その特定した座標に基づいて、上記新規画像に変化領域を重畳して、表示装置１３０の表示画面上に表示する。

次に、図７を参照して、変化検出装置１２０Ａで実施される変化検出方法について説明する。図７のステップＳ１０１～Ｓ１０５は、図５のステップＳ１０１～Ｓ１０５と同じであるので、それらの説明を省略し、以下ではそれ以後の動作について説明する。

特定部１２６は、上記変化領域の座標を特定する（ステップＳ１０６）。

引き続いて、表示部１２７は、特定した座標に基づいて、上記新規画像に変化領域を重畳して、表示装置１３０の表示画面上に表示する（ステップＳ１０７）。

次に、本第２の実施形態の効果について説明する。

第２の実施形態によれば、上記第１の実施形態の効果に加えて、地球表面の状況の推移を正しく把握することができるという効果をも奏する。その理由は、新規画像に変化領域を重畳して表示しているからである。

図８は、本発明の第１の実施例に係る地球表面状況把握装置２００の構成を示すブロック図である。本第１の実施例は、飛翔体がＳＡＲを搭載した人工衛星（ＳＡＲ衛星）２０１である場合の例である。尚、図８では、１機のＳＡＲ衛星２０１のみを図示しているが、互いに異なる軌道上を飛翔する、複数のＳＡＲ衛星が存在することに注意されたい。各ＳＡＲ衛星２０１からは、地上受信局２０２へ向けて、ＳＡＲ画像とそのメタデータが送られてくる。メタデータには、ＳＡＲ画像を識別するための画像識別子（画像ＩＤ）、ＳＡＲ画像を撮影した時のＳＡＲ衛星の位置情報および撮影時期が含まれる。ＳＡＲ衛星２０１および地上受信局２０２の代わりに、衛星画像配布外部機関２０３を備えていてもよい。

図示の地球表面状況把握装置２００は、データサーバ２１０と、変化検出装置２２０と、変化確認用端末２３０とを備える。

データサーバ２１０は、衛星画像蓄積装置２１２と、メタデータ蓄積装置２１４と、変化検出結果蓄積装置２１６とを備える。

衛星画像蓄積装置２１２は、後述するように、新規のＳＡＲ画像および複数の過去ＳＡＲ画像を各画像ＩＤに対応して蓄積する。メタデータ蓄積装置２１４は、後述するように、メタデータを蓄積する。よって、衛星画像蓄積装置２１２に蓄積された各ＳＡＲ画像は、画像ＩＤによって、メタデータ蓄積装置２１４に蓄積された対応するメタデータと紐付けられることになる。変化検出結果蓄積装置２１６は、後述するように、変化検出結果を蓄積する。

変化検出装置２２０は、比較画像選定部２２２と、画像位置合わせ部２２４と、変化検出部２２６とを含む。図示の変化検出装置２２０では、図４や図６に示したような、蓄積部１２１と取得部１２２とを省略している。

比較画像選定部２２２は、後述するように、複数の過去ＳＡＲ画像の中から１枚の比較用のＳＡＲ画像を選定する。画像位置合わせ部２２４は、後述するように、新規のＳＡＲ画像と比較用ＳＡＲ画像との間の位置合わせをする。変化検出部２２６は、後述するように、位置合わせした後の、新規のＳＡＲ画像と比較用のＳＡＲ画像とに対して、倒れ込みの影響を考慮した変化検出を行なう。

変化確認用端末２３０は、後述するように、表示画面上に新規のＳＡＲ画像と変化領域とを表示する。

地球表面状況把握装置２００は、概略、以下のように動作する。

地球表面状況把握装置２００では、観測地点を撮影した新規のＳＡＲ画像を取得し、データサーバ２１０に登録する。新規のＳＡＲ画像の登録をトリガーとして、変化検出装置２２０は、新規のＳＡＲ画像の変化領域を後述するように検出する。まず、変化検出装置２２０は、変化検出に利用する比較用のＳＡＲ画像を、平時より蓄積している複数の過去のＳＡＲ画像の中から自動選定する。このとき、変化検出装置２２０の比較画像選定部２２２は、同じ観測地点が写っている１枚の過去ＳＡＲ画像を、それを撮影したＳＡＲ衛星の軌道上の位置に関係なく選定する。変化検出装置２２０の変化検出部２２６は、新規のＳＡＲ画像と選定した比較用のＳＡＲ画像とに対して、倒れ込みの影響を考慮した変化検出を行い、変化領域の座標を特定する。変化検出結果から、作業者の変化確認用端末２３０は、新規のＳＡＲ画像と変化領域とを重畳して表示する。

次に、図９のフローチャートを参照して、地球表面状況把握装置２００の動作について更に説明する。

（Ｓ２０１： 新規に撮影したＳＡＲ画像登録）
地球表面状況把握装置２００は、ＳＡＲ衛星２０１で撮影した新規のＳＡＲ画像とそのメタデータとを、それぞれ、データサーバ２１０の衛星画像蓄積装置２１２とメタデータ蓄積装置２１４とに登録する。もしくは、地球表面状況把握装置２００は、衛星画像配布外部機関２０３から取り寄せた新規のＳＡＲ画像とそのメタデータとを、それぞれ、データサーバ２１０の衛星画像蓄積装置２１２とメタデータ蓄積装置２１４とに登録する（図８のＳ３０１）。メタデータには、前述したように、ＳＡＲ画像を識別する画像ＩＤ、ＳＡＲ画像を撮像した時の衛星の位置情報および撮影時期が含まれる。

（Ｓ２０２：比較用の過去画像を選定）
新規のＳＡＲ画像がデータサーバ２１０に登録されたことをトリガーにして、比較画像選定部２２２は、比較用のＳＡＲ画像を選定する。比較用のＳＡＲ画像を選定する際には、比較画像選定部２２２は、メタデータ蓄積装置２１４に登録されたＳＡＲ画像のメタデータを参照し（図８のＳ３０２）、同じ観測地点が写っている１枚の過去のＳＡＲ画像を選定する。このとき、ＳＡＲ画像を撮影した際のＳＡＲ衛星の軌道上の位置は異なっていても良い。比較用のＳＡＲ画像を選定後、比較画像選定部２２２は、新規のＳＡＲ画像の画像ＩＤと比較用のＳＡＲ画像の画像ＩＤとを画像位置合わせ部２２４に送信する（図８のＳ３０３）。

（Ｓ２０３：ＳＡＲ画像間の位置合わせ）
変化検出技術を用いるための事前処理として、画像位置合わせ部２２４は、新規のＳＡＲ画像と比較用のＳＡＲ画像との位置関係をピクセル単位で合わせる。詳述すると、比較画像選定部２２２から受け取った上記画像ＩＤに基づき、画像位置合わせ部２２４は、新規のＳＡＲ画像と比較用のＳＡＲ画像とを参照し（図８のＳ３０４）、それらを変化確認用端末２３０に表示する（図８のＳ３０５）。作業者は、変化確認用端末２３０上で、表示したＳＡＲ画像に対して同じ地点の情報を入力する（図８のＳ３０６）。入力された地点の情報に基づき、画像位置合わせ部２２４は両方のＳＡＲ画像間を位置合わせする。

（Ｓ２０４：変化領域を自動検出）
位置合わせした後の、新規のＳＡＲ画像および比較用のＳＡＲ画像（図８のＳ３０７）に対して、変化検出部２２６は、倒れ込みの影響を考慮した変化検出を行う。これにより、異なる軌道上の位置から撮影した２枚のＳＡＲ画像間に対しても誤検出の少ない変化検出が可能になる。変化検出部２２６は、この技術により検出した変化領域の座標を、新規のＳＡＲ画像と紐づけて、データサーバ２１０の変化検出結果蓄積装置２１６に登録する（図８のＳ３０８）。

（Ｓ２０５：変化領域の可視化）
データサーバ２１０に登録された新規のＳＡＲ画像と変化検出結果とに基づいて、作業者の変化確認用端末２３０は、新規のＳＡＲ画像と変化領域とを表示する（図８のＳ３０９）。

本第１の実施例によれば、より短い時間で変化を検出することができ、地球表面の状況の推移を正しく把握することができる（図３参照）。

前述したように、変化検出部２２６は、倒れ込みの影響を考慮に入れるために、視点変換した画像を生成する手法（画像生成モデル）か、または撮影時の軌道の組み合わせごとに作成した変化検出モデルを利用することができる。以下では、図８に示した変化検出装置（変化検出部）を、画像生成モデルを利用する例を「第２の実施例」として、変化検出モデルを利用する例を「第３の実施例」として、説明する。

図１０は、本発明の第２の実施例に係る変化検出装置２２０Ａの構成および動作を示す図である。図示の変化検出装置２２０Ａは、比較画像選定部２２２と、画像位置合わせ部２２４と、変化検出部２２６Ａとを含む。尚、以下の説明では、ＳＡＲ画像を単に画像とも記し、ＳＡＲ衛星を単に衛星とも記して説明することにする。

本第２の実施例では、２枚のＳＡＲ画像を比較する際に衛星が撮像した時の視点の違いによる影響を抑えるため、比較画像を最新画像と同じ視点に変換した画像を生成し、視点変換後の比較画像と最新画像とを比較する。これを実現する単純な手法として、本第２の実施例では、オルソ補正のように２枚の画像を撮影した際の衛星の位置や姿勢の情報を用いた幾何学変換を利用する。このとき、ＳＡＲ画像はカメラとの距離情報とも考えることができ、撮影時のカメラの位置と姿勢とが分かれば２つの視点変換を計算することができる。

比較画像選定部２２２は、比較用の画像を用意するために、最新画像を撮影した撮影地点の座標と撮影時刻から、過去に同撮影地点を撮影した画像を衛星画像蓄積装置２１２から選定する。

引き続いて、画像位置合わせ部２２４は、最新画像と比較画像とから同じ撮影領域の範囲をトリミングする。これより、二枚の画像を重ねたときに同じ地点が重なる画像が生成される。

変化検出部２２６Ａは、先ず、最新画像と比較画像それぞれの撮影した視点情報（衛星の位置、衛星の姿勢、撮影時刻）を利用して、オルソ補正等の幾何学的変換を行うことにより、比較画像を最新画像の視点に変換した画像に生成する（ステップＳ４０１）。

次に、変化検出部２２６Ａは、最新画像と同じ視点に変換したトリミング後の比較画像と、トリミング後の最新画像とに対して、同じ地点の画素値の差分に基づいて変化を検出する（ステップＳ４０２）。変化検出部２２６Ａは、変化検出結果として、トリミング後の最新画像と同じ解像度のヒートマップ等を作成する（Ｓ３０８）。

また、視点の異なる画像を生成する別の手法として、非特許文献１に記載した、Pix2pix等のＡＩ（artificial intelligence）を利用した手法を採用してもよい。この手法を図１１に示す。

図１１に示されるように、この手法では、先ず、２つの軌道（以下、「軌道Ａ」、「軌道Ｂ」とする）から地球表面上の同一領域を撮影したＳＡＲ画像を用意する。そして、この手法では、「軌道Ａで撮像した画像、軌道Ａで撮像した画像の軌道情報（衛星の位置、姿勢、撮像時間）、軌道Ｂで撮像した画像の軌道情報」を学習データ（入力データ）５１０、「軌道Ｂで撮像した画像」を正解データ５２０として学習させることで、画像生成モデル５３０を作成する。

この画像生成モデル５３０を利用して、変化検出部２２６Ａは、軌道Ａで撮像した画像を軌道Ｂ視点の画像として生成する（Ｓ４０１）。そして、変化検出をする際に、変化検出部２２６Ａは、比較画像から最新画像を撮影した軌道の視点として生成した画像と、最新画像とを比較することにより、視点の違いによる影響を抑えた変化検出を行う（Ｓ４０２）。

図１２は、本発明の第３の実施例に係る変化検出装置２２０Ｂの構成および動作を示す図である。図示の変化検出装置２２０Ｂは、変化検出部の構成および動作が後述するように相違する点を除いて、図１０に示した変化検出装置２２０Ａと同様の構成を有し、動作をする。したがって、変化検出部に２２６Ｂの参照符号を付している。図１０に示したものと同様の構成要素には同一の参照符号を付し、説明の簡略化のために、以下では相違点についてのみ説明する。

よって、変化検出装置２２０Ｂは、比較画像選定部２２２と、画像位置合わせ部２２４と、変化検出部２２６Ｂとを含む。尚、以下の説明でも、ＳＡＲ画像を単に画像とも記し、ＳＡＲ衛星を単に衛星とも記して説明することにする。

本第３の実施例では、２つの軌道から地上の同一領域を撮影した画像とその軌道情報を学習データとして、人手でアノテーションした変化領域を正解データとして学習させることにより、変化領域を検出する。

比較画像選定部２２２および画像位置合わせ部２２４の動作は、図１０を参照して説明したものと同一であるので、それらの説明を省略し、以下では、変化検出部２２６Ｂの動作についてのみ説明する。

変化検出部２２６Ｂは、最新画像、最新画像の軌道情報（衛星の位置、衛星の姿勢、撮影時刻）、比較画像、比較画像の軌道情報を入力として、変化検出モデル６３０を利用して、変化を検出する（ステップＳ４０３）。そして、変化検出部２２６Ｂは、変化検出結果として、トリミング後の最新画像と同じ解像度のヒートマップ等を作成する（Ｓ３０８）。

次に、図１３を参照して、上記変化検出モデル６３０を生成（学習）する方法について説明する。この生成（学習）方法では、軌道Ａで撮像した画像と軌道情報、軌道Ｂで撮像した画像と軌道情報を学習データ（入力データ）６１０とし、人手で変化のある領域をアノテーションした変化領域マップを正解データ６２０として学習させ、変化検出モデル６３０を作成する。この時、変化のある領域をアノテーションしたマップは、学習させる軌道ＡおよびＢの画像と同じ解像度とする。変化検出時は、この変化検出モデル６３０に、最新画像とその軌道情報、比較用画像とその軌道情報を入力することで、変化領域のマップが出力される。

［ハードウェア構成］
上述した本発明の実施形態に係る地球表面状況把握装置は、ハードウェアによって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。また、地球表面状況把握装置は、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせによって実現してもよい。

図１４は、地球表面状況把握装置を構成する情報処理装置（コンピュータ）の一例を示すブロック図である。

図１４に示すように、情報処理装置７００は、制御部（ＣＰＵ：Central Processing Unit）７１０と、記憶部７２０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）７３０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）７４０と、通信インターフェース７５０と、ユーザインターフェース７６０とを備えている。

制御部（ＣＰＵ）７１０は、記憶部７２０またはＲＯＭ７３０に格納されたプログラムをＲＡＭ７４０に展開して実行することで、地球表面状況把握装置の各種の機能を実現することができる。また、制御部（ＣＰＵ）７１０は、データ等を一時的に格納できる内部バッファを備えていてもよい。

記憶部７２０は、各種のデータを保持できる大容量の記憶媒体であって、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、およびＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶媒体で実現することができる。また、記憶部７２０は、情報処理装置７００が通信インターフェース７５０を介して通信ネットワークと接続されている場合には、通信ネットワーク上に存在するクラウドストレージであってもよい。また、記憶部７２０は、制御部（ＣＰＵ）７１０が読み取り可能なプログラムを保持していてもよい。

ＲＯＭ７３０は、記憶部７２０と比べると小容量なフラッシュメモリ等で構成できる不揮発性の記憶装置である。また、ＲＯＭ７３０は、制御部（ＣＰＵ）７１０が読み取り可能なプログラムを保持していてもよい。なお、制御部（ＣＰＵ）７１０が読み取り可能なプログラムは、記憶部７２０およびＲＯＭ７３０の少なくとも一方が保持していればよい。

なお、制御部（ＣＰＵ）７１０が読み取り可能なプログラムは、コンピュータが読み取り可能な様々な記憶媒体に非一時的に格納した状態で、情報処理装置７００に供給してもよい。このような記憶媒体は、例えば、磁気テープ、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ（Compact Disc-Recordable）、ＣＤ－Ｒ／Ｗ（Compact Disc-ReWritable）、半導体メモリである。

ＲＡＭ７４０は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）およびＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の半導体メモリであり、データ等を一時的に格納する内部バッファとして用いることができる。

通信インターフェース７５０は、有線または無線を介して、情報処理装置７００と、通信ネットワーク（図示せず）とを接続するインターフェースである。通信インターフェース７５０は、通信ネットワークを介してまたは無線により受信したデータを、制御部（ＣＰＵ）７１０へ送出する機能を有する。図示の例では、通信インターフェース７５０は、地上受信局２０２または衛星画像配布外部機関２０３（図８参照）と有線または無線により接続されている。

ユーザインターフェース７６０は、入力装置と出力装置とを含む。入力装置は、キーボードや、タッチパネル、マウスなどから成る。入力装置は、オペレータの操作を検出して、その操作情報を制御部（ＣＰＵ）７１０へ送出する機能を有する。出力装置は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＰＤＰ（Plasma Display Panel）などの表示装置やプリンタからなる。出力装置は、制御部（ＣＰＵ）７１０からの指示に応じて、各種情報を表示したり、最終結果を印字出力する機能を有する。なお、入力装置と出力装置との組み合わせとして、タッチパネル付き表示器を使用してもよい。

換言すれば、上述した地球表面状況把握装置１００、１００Ａ、２００の各部は、コンピュータシステムのハードウェアとソフトウェアとの組み合わせを用いて実現することができる。このコンピュータシステムは、所望の形態に合わせた、１ないし複数のプロセッサとメモリを含んでよい。また、このコンピュータシステムの形態では、各部は、上記メモリに地球表面状況把握プログラムが展開され、この地球表面状況把握プログラムに基づいて１ないし複数のプロセッサ等のハードウェアを実行命令群やコード群で動作させることによって、実現すればよい。この際、必要に応じて、この地球表面状況把握プログラムは、オペーレティングシステムや、マイクロプログラム、ドライバなどのソフトウェアが提供する機能と協働して、各部を実現することとしてもよい。

メモリに展開されるプログラムデータは、プロセッサを１ないし複数の上述した各部として動作させる実行命令群やコード群、テーブルファイル、コンテンツデータなどを適宜含んでよい。

また、このコンピュータシステムは、必ずしも一つの装置として構築される必要はなく、複数のサーバ／コンピュータ／仮想マシンなどが組み合わさって、所謂、シンクライアントや、分散コンピューティング、クラウドコンピューティングで構築されてもよい。また、コンピュータシステムの一部／全ての各部をハードウェアやファームウェア（例えば、一ないし複数のLSI：Large-Scale Integration，FPGA：Field Programmable Gate Array，電子素子の組み合わせ）で置換することとしてもよい。同様に、各部の一部のみをハードウェアやファームウェアで置換することとしてもよい。

また、この地球表面状況把握プログラムは、記録媒体に非一時的に記録されて頒布されても良い。当該記録媒体に記録された地球表面状況把握プログラムは、有線、無線、又は記録媒体そのものを介してメモリに読込まれ、プロセッサ等を動作させる。

尚、本明細書では、記録媒体は、類似するタームの記憶媒体やメモリ装置、ストレージ装置なども含むこととする。この記録媒体を例示すれば、オプティカルディスクや磁気ディスク、半導体メモリ装置、ハードディスク装置、テープメディアなどが挙げられる。また、記録媒体は、不揮発性であることが望ましい。また、記録媒体は、揮発性モジュール（例えばRAM：Random Access Memory）と不揮発性モジュール（例えばROM：Read Only Memory）の組み合わせを用いることとしてもよい。

なお、実施形態および実施例を例示して本発明を説明した。しかしながら、本発明の具体的な構成は前述の実施形態および実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があってもこの発明に含まれる。例えば、上述した実施形態および実施例のブロック構成の分離併合、手順の入れ替えなどの変更は本発明の趣旨および説明される機能を満たせば自由であり、上記説明が本発明を限定するものではない。また、上記実施例では、倒れ込みの影響を考慮に入れる手法として、「画像生成モデル」や「変化検出モデル」を利用する手法のみについて説明したが、それ以外の他の手法を採用しても良いのは勿論である。

また、上記の実施形態の一部又は全部は、以下のようにも記載されうる。尚、以下の付記は本発明をなんら限定するものではない。

［付記１］
互いに異なる軌道上を飛翔する複数の飛翔体に搭載された撮影手段によって地球表面を観測地点毎に撮影して得られた複数の過去画像を、前記観測地点と撮影時期とを特定するデータに紐付けた状態で、記憶装置に蓄積する蓄積工程と、
第１の軌道上を飛翔する第１の飛翔体に搭載された撮影手段によって前記地球表面上の所定の観測地点を撮影して得られた新規画像を取得する取得工程と、
前記記憶装置に蓄積されている前記複数の過去画像の中から、前記第１の軌道とは異なる第２の軌道上を飛翔する第２の飛翔体に搭載された撮影手段によって前記所定の観測地点と同じ地点を撮影して得られた１つの直近の過去画像を選定して、選定した過去画像を出力する選定工程と、
地点情報に基づいて、前記新規画像と前記選定した過去画像とを位置合わせする位置合わせ工程と、
倒れ込みの影響を考慮に入れて、位置合わせした後の前記新規画像と前記選定した過去画像とを比較して、変化領域を検出する比較工程と、
を含む地球表面状況把握方法。

［付記２］
前記変化領域の座標を特定する特定工程と、
該特定した座標に基づいて、前記新規画像に前記変化領域を重畳して表示する表示工程と、
を更に含む、付記１に記載の地球表面状況把握方法。

［付記３］
前記飛翔体は、人工衛星、航空機、ドローン、飛行船、およびヘリコプターのグループから選択された１つから成る、付記１又は２に記載の地球表面状況把握方法。

［付記４］
前記飛翔体は、前記撮影手段として合成開口レーダ（ＳＡＲ）を搭載したＳＡＲ衛星から成り、
前記複数の過去画像および前記新規画像の各々は、ＳＡＲ画像から成る、
付記３に記載の地球表面状況把握方法。

［付記５］
前記比較工程は、異なる視点の画像を生成する手法を利用して、位置合わせした後の前記新規画像と前記選定した過去画像とを比較して、前記変化領域を検出する、
付記１乃至４のいずれか１つに記載の地球表面状況把握方法。

［付記６］
前記比較工程は、撮影時の軌道の組み合わせごとに作成した変化検出モデルを利用して、位置合わせした後の前記新規画像と前記選定した過去画像とを比較して、前記変化領域を検出する、
付記１乃至４のいずれか１つに記載の地球表面状況把握方法。

［付記７］
互いに異なる軌道上を飛翔する複数の飛翔体に搭載された撮影手段によって地球表面を観測地点毎に撮影して得られた複数の過去画像を、前記観測地点と撮影時期とを特定するデータに紐付けた状態で、記憶装置に蓄積する蓄積手段と、
第１の軌道上を飛翔する第１の飛翔体に搭載された撮影手段によって前記地球表面上の所定の観測地点を撮影して得られた新規画像を取得する取得手段と、
前記記憶装置に蓄積されている前記複数の過去画像の中から、前記第１の軌道とは異なる第２の軌道上を飛翔する第２の飛翔体に搭載された撮影手段によって前記所定の観測地点と同じ地点を撮影して得られた１つの直近の過去画像を選定して、選定した過去画像を出力する選定手段と、
地点情報に基づいて、前記新規画像と前記選定した過去画像とを位置合わせする位置合わせ手段と、
倒れ込みの影響を考慮に入れて、位置合わせした後の前記新規画像と前記選定した過去画像とを比較して、変化領域を検出する比較手段と、
を含む地球表面状況把握装置。

［付記８］
前記変化領域の座標を特定する特定手段と、
該特定した座標に基づいて、前記新規画像に前記変化領域を重畳して表示する表示手段と、
を更に含む、付記７に記載の地球表面状況把握装置。

［付記９］
前記飛翔体は、人工衛星、航空機、ドローン、飛行船、およびヘリコプターのグループから選択された１つから成る、付記７又は８に記載の地球表面状況把握装置。

［付記１０］
前記飛翔体は、前記撮影手段として合成開口レーダ（ＳＡＲ）を搭載したＳＡＲ衛星から成り、
前記複数の過去画像および前記新規画像の各々は、ＳＡＲ画像から成る、
付記９に記載の地球表面状況把握装置。

［付記１１］
前記比較手段は、異なる視点の画像を生成する手法を利用して、位置合わせした後の前記新規画像と前記選定した過去画像とを比較して、前記変化領域を検出する、
付記７乃至１０のいずれか１つに記載の地球表面状況把握装置。

［付記１２］
前記比較手段は、撮影時の軌道の組み合わせごとに作成した変化検出モデルを利用して、位置合わせした後の前記新規画像と前記選定した過去画像とを比較して、前記変化領域を検出する、
付記７乃至１０のいずれか１つに記載の地球表面状況把握装置。

［付記１３］
コンピュータを、
互いに異なる軌道上を飛翔する複数の飛翔体に搭載された撮影手段によって地球表面を観測地点毎に撮影して得られた複数の過去画像を、少なくとも前記観測地点と撮影時期とを特定するデータに紐付けた状態で、記憶装置に蓄積する蓄積手段と、
第１の軌道上を飛翔する第１の飛翔体に搭載された撮影手段によって前記地球表面上の所定の観測地点を撮影して得られた新規画像を取得する取得手段と、
前記記憶装置に蓄積されている前記複数の過去画像の中から、前記第１の軌道とは異なる第２の軌道上を飛翔する第２の飛翔体に搭載された撮影手段によって前記所定の観測地点と同じ地点を撮影して得られた１つの直近の過去画像を選定して、選定した過去画像を出力する選定手段と、
地点情報に基づいて、前記新規画像と前記選定した過去画像とを位置合わせする位置合わせ手段と、
倒れ込みの影響を考慮に入れて、位置合わせした後の前記新規画像と前記選定した過去画像とを比較して、変化領域を検出する比較手段と、
して機能させるための地球表面状況把握プログラム。

［付記１４］
前記コンピュータを、
前記変化領域の座標を特定する特定手段と、
該特定した座標に基づいて、前記新規画像に前記変化領域を重畳して表示する表示手段と、
して更に機能させる、付記１３に記載の地球表面状況把握プログラム。

［付記１５］
前記飛翔体は、人工衛星、航空機、ドローン、飛行船、およびヘリコプターのグループから選択された１つから成る、付記１３又は１４に記載の地球表面状況把握プログラム。

［付記１６］
前記飛翔体は、前記撮影手段として合成開口レーダ（ＳＡＲ）を搭載したＳＡＲ衛星から成り、
前記複数の過去画像および前記新規画像の各々は、ＳＡＲ画像から成る、
付記１５に記載の地球表面状況把握プログラム。

［付記１７］
前記比較手段は、異なる視点の画像を生成する手法を利用して、位置合わせした後の前記新規画像と前記選定した過去画像とを比較して、前記変化領域を検出する、
付記１３乃至１６のいずれか１つに記載の地球表面状況把握プログラム。

［付記１８］
前記比較手段は、撮影時の軌道の組み合わせごとに作成した変化検出モデルを利用して、位置合わせした後の前記新規画像と前記選定した過去画像とを比較して、前記変化領域を検出する、
付記１３乃至１６のいずれか１つに記載の地球表面状況把握プログラム。

本発明は、一般的に合成開口レーダが良く利用されている、災害監視、海洋監視、油田監視、農業、漁業、都市部における活動監視などの地球観測分野に幅広く利用可能である。

１００、１００Ａ 地球表面状況把握装置
１１０ 記憶装置
１２０、１２０Ａ 変化検出装置
１２１ 蓄積部
１２２ 取得部
１２３ 選定部
１２４ 位置合わせ部
１２５ 比較部
１２６ 特定部
１２７ 表示部
１３０ 表示装置
２００ 地球表面状況把握装置
２０１ ＳＡＲ衛星
２０２ 地上受信局
２０３ 衛星画像配布外部機関
２１０ データサーバ
２１２ 衛星画像蓄積装置
２１４ メタデータ蓄積装置
２１６ 変化検出結果蓄積装置
２２０、２２０Ａ、２２０Ｂ 変化検出装置
２２２ 比較画像選定部
２２４ 画像位置合わせ部
２２６、２２６Ａ、２２６Ｂ 変化検出部
２３０ 変化確認用端末
５１０ 学習データ（入力データ）
５２０ 正解データ
５３０ 画像生成モデル
６１０ 学習データ（入力データ）
６２０ 正解データ
６３０ 変化検出モデル
７００ 情報処理装置
７１０ 制御部（ＣＰＵ）
７２０ 記憶部
７３０ ＲＯＭ
７４０ ＲＡＭ
７５０ 通信インターフェース
７６０ ユーザインターフェース

Claims (10)

1. 互いに異なる軌道上を飛翔する複数の飛翔体に搭載された撮影手段によって地球表面を観測地点毎に撮影して得られた複数の過去画像を、前記観測地点と撮影時期とを特定するデータに紐付けた状態で、記憶装置に蓄積する蓄積工程と、
   第１の軌道上を飛翔する第１の飛翔体に搭載された撮影手段によって前記地球表面上の所定の観測地点を撮影して得られた新規画像を取得する取得工程と、
   前記記憶装置に蓄積されている前記複数の過去画像の中から、前記第１の軌道とは異なる第２の軌道上を飛翔する第２の飛翔体に搭載された撮影手段によって前記所定の観測地点と同じ地点を撮影して得られた１つの直近の過去画像を選定して、選定した過去画像を出力する選定工程と、
   地点情報に基づいて、前記新規画像と前記選定した過去画像とを位置合わせする位置合わせ工程と、
   倒れ込みの影響を考慮に入れて、位置合わせした後の前記新規画像と前記選定した過去画像とを比較して、変化領域を検出する比較工程と、
   を含む地球表面状況把握方法。
2. 前記変化領域の座標を特定する特定工程と、
   該特定した座標に基づいて、前記新規画像に前記変化領域を重畳して表示する表示工程と、
   を更に含む、請求項１に記載の地球表面状況把握方法。
3. 前記飛翔体は、人工衛星、航空機、ドローン、飛行船、およびヘリコプターのグループから選択された１つから成る、請求項１又は２に記載の地球表面状況把握方法。
4. 前記飛翔体は、前記撮影手段として合成開口レーダ（ＳＡＲ）を搭載したＳＡＲ衛星から成り、
   前記複数の過去画像および前記新規画像の各々は、ＳＡＲ画像から成る、
   請求項３に記載の地球表面状況把握方法。
5. 前記比較工程は、異なる視点の画像を生成する手法を利用して、位置合わせした後の前記新規画像と前記選定した過去画像とを比較して、前記変化領域を検出する、
   請求項１乃至４のいずれか１つに記載の地球表面状況把握方法。
6. 前記比較工程は、撮影時の軌道の組み合わせごとに作成した変化検出モデルを利用して、位置合わせした後の前記新規画像と前記選定した過去画像とを比較して、前記変化領域を検出する、
   請求項１乃至４のいずれか１つに記載の地球表面状況把握方法。
7. 互いに異なる軌道上を飛翔する複数の飛翔体に搭載された撮影手段によって地球表面を観測地点毎に撮影して得られた複数の過去画像を、前記観測地点と撮影時期とを特定するデータに紐付けた状態で、記憶装置に蓄積する蓄積手段と、
   第１の軌道上を飛翔する第１の飛翔体に搭載された撮影手段によって前記地球表面上の所定の観測地点を撮影して得られた新規画像を取得する取得手段と、
   前記記憶装置に蓄積されている前記複数の過去画像の中から、前記第１の軌道とは異なる第２の軌道上を飛翔する第２の飛翔体に搭載された撮影手段によって前記所定の観測地点と同じ地点を撮影して得られた１つの直近の過去画像を選定して、選定した過去画像を出力する選定手段と、
   地点情報に基づいて、前記新規画像と前記選定した過去画像とを位置合わせする位置合わせ手段と、
   倒れ込みの影響を考慮に入れて、位置合わせした後の前記新規画像と前記選定した過去画像とを比較して、変化領域を検出する比較手段と、
   を含む地球表面状況把握装置。
8. 前記変化領域の座標を特定する特定手段と、
   該特定した座標に基づいて、前記新規画像に前記変化領域を重畳して表示する表示手段と、
   を更に含む、請求項７に記載の地球表面状況把握装置。
9. 前記飛翔体は、人工衛星、航空機、ドローン、飛行船、およびヘリコプターのグループから選択された１つから成る、請求項７又は８に記載の地球表面状況把握装置。
10. コンピュータを、
    互いに異なる軌道上を飛翔する複数の飛翔体に搭載された撮影手段によって地球表面を観測地点毎に撮影して得られた複数の過去画像を、少なくとも前記観測地点と撮影時期とを特定するデータに紐付けた状態で、記憶装置に蓄積する蓄積手段と、
    第１の軌道上を飛翔する第１の飛翔体に搭載された撮影手段によって前記地球表面上の所定の観測地点を撮影して得られた新規画像を取得する取得手段と、
    前記記憶装置に蓄積されている前記複数の過去画像の中から、前記第１の軌道とは異なる第２の軌道上を飛翔する第２の飛翔体に搭載された撮影手段によって前記所定の観測地点と同じ地点を撮影して得られた１つの直近の過去画像を選定して、選定した過去画像を出力する選定手段と、
    地点情報に基づいて、前記新規画像と前記選定した過去画像とを位置合わせする位置合わせ手段と、
    倒れ込みの影響を考慮に入れて、位置合わせした後の前記新規画像と前記選定した過去画像とを比較して、変化領域を検出する比較手段と、
    して機能させるための地球表面状況把握プログラム。

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