地球上の自然環境に関する情報を得る方法として、 リモートセンシング(remote sensing、遠隔観測)がある。 リモートセンシングの全部ではないが多くのものは人工衛星によって 電磁波を観測することによりその電磁波を射出・反射・透過した物体に関する 情報を得るものである。 (太陽放射あるいは地球放射を観測する受動型と、 人工的に発信した電磁波を観測する能動型が含まれる。)
リモートセンシングに関する本はいろいろあるが、 本書は柴田(2001)と同じ「データサイエンスシリーズ」の一冊であり、 数理統計学の立場から地球観測データに適用できる方法論を考えている編者たちが企画し、 リモートセンシング技術(センサー開発とデータ処理の両面を含む) あるいはそのデータを必要とする対象(たとえば気象)を専門とする人の 参加を得てつくった本である。 全部で12人の分担執筆なので、記述態度は一定ではないが、 分担人数のわりにはまとまりのある著作だといえる。
多様なリモートセンシング技術を説明するのはむずかしい課題だ。 あまり一般的に述べたのでは実際に使える知識にならないし、 個別の応用の話題を紹介したのではそれ以外の目的をもった人に役にたちにくい。 本書では、3つのセンサーを具体的にとりあげ、 それぞれのセンサーの特性や利用目的に応じて生じるデータ処理の課題を紹介する。 しかし、特定の応用にはあまり踏みこまない。 したがって、書かれたことは、 とりあげられたセンサーのデータを使う人には直接役にたつ知識である。 ADEOSとその後継のADEOS-IIは残念ながら電源系統の故障でそれぞれ1年未満しか観測が続けられなかったが、 LandsatとTRMMは期待以上に長い期間運用されているので、利用者は多いだろう。 また、それ以外のセンサーを使う人にとっても、具体的な問題とその解決を含む参考事例集として有益なことがあると思う。
各論にはいる前に、第1章として観測の原理に重点をおいた概説がおかれ、 宇宙開発事業団(現: 宇宙航空研究開発機構)で地球観測衛星の企画にかかわっている 人たちが執筆している。
第2章ではLandsat 4号・5号にのせられたTM (Thematic Mapper)を扱う。 これは主として地表面で反射された太陽放射をいくつかの波長で観測し、 地形・植生・土地利用などの情報を得るのに使われるものである。 Landsat 7号の「ETM+」もこの上位互換のセンサーとみることができる。 衛星から受信されたまま(俗にいう「生データ」)に近い形で配布されているので (それはそのまま画像として地図と比較できるという意味ではわかりやすいものであるが)、 地上で認識されたものと対応できる情報を取り出す作業はユーザー側の仕事となる。 そのうちの、 地理情報との位置合わせ(画像の立場でいえば精密幾何補正)、 ノイズの低減、 地表面状態の判別(分類)などの作業について、 その代表的方法を、基本となる数式を中心に解説している。
第3章ではADEOS (通称「みどり」)にのせられたILAS (改良型大気周縁赤外分光計)を扱う。 これは大気を透過した太陽光を観測することによって主として成層圏の大気成分の鉛直分布の情報を得るものである。 第4章ではTRMM (熱帯降雨観測衛星)にのせられたPR (降雨レーダー)を扱う。 衛星にのせられた降水用レーダーとしては世界初めてのもので、 受動型センサーでは得られない降水粒子の3次元分布が得られる特徴がある。 ILASは国立環境研究所、TRMMは通信総合研究所(現: 情報通信研究機構)と 宇宙開発事業団(現: 宇宙航空研究開発機構)が開発・運用の中心になってきた センサーである。 また、いずれも、生データのままではなく、 ILASならばオゾン濃度など、TRMMならば降水強度(時間あたり降水量)などの 物理変数に変換された標準プロダクトのデータセットが多くの人に使われる。 そこで本書では、 生データから標準プロダクトをつくる仕事のデータの流れをたどりながら、 そこでどんな応用数学的手法が使われているか、 その選択は対象やセンサーのどのような特性にもとづいたものであるか、 プロダクトの誤差をどのように評価するか、 が紹介される。
【あとがきの編者の回顧談を見て、 わたしも同じころTRMMの構想と出会い、 G.R. North博士から対数正規分布が重要だと聞いてCrow and Shimizu (1988)を読むべき本のリストには入れた --実際には読まずに来てしまったが-- のを思い出した。 わたしは自分ではTRMMにほとんど貢献できなかったが、 後輩の人たち、とくに本書の分担執筆者でもある沖理子さんが、 ミッションの中核をになうところまで成長したのはうれしいことである。】
他の参考書を少しだけあげると、 日本リモートセンシング研究会編(2001)は、本書1章文献[20]の改訂版で、 応用を考えている人向けの資料集的な本である。 岡本編(1999)は、センサー設計側の人たちによる、センサーの原理を中心とした 教科書的な本である。