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ドローンで芝を時系列比較するとき、撮影時刻をそろえるのはなぜ?

ドローン・時系列計測

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まず答え

撮影時刻が変わると太陽の高さと向きが変わり、同じ芝でも明るさ・影・反射条件が変わるからです。芝の変化と撮影条件の差を混同しないため、できるだけ同じ時刻帯・天候・飛行条件で比較します。

詳しい解説

ドローン画像を時系列で比べる目的は、芝そのものの変化を捉えることです。しかし撮影時刻が違うと、芝が同じ状態でも画像の見え方が変わります。最大の理由は、太陽の高度と方位が時間によって変化するためです。

時刻や季節で太陽の高度・方位が変わると、同じ芝でも影や反射条件が変わります。図は高度による影の長さだけを取り出した例です。同じ時計時刻でも季節が違えば同じ太陽位置とは限りません。

USGSは、衛星画像でも太陽照射角とセンサーの観測角度が時間と場所によって変わることを示し、異なる取得間では太陽角の違いが大きくなり得ると説明しています。ドローンでも原理は同じで、太陽が低い時間は影が長くなり、正午近くでは影が短くなるため、反射値や植生指数の比較条件が変わります。

特に樹木、バンカー縁、アンジュレーションのある場所では、時刻の違いによる影の位置が大きく変わります。その影を芝の色落ちやストレスと誤認すると、時系列比較の意味が薄れます。NDVIなどの数値を使う場合も、照明条件の違いは可能な範囲で抑える必要があります。

実務では、毎回ほぼ同じ時刻帯に飛ばし、飛行高度、カメラ設定、飛行方向、重なり率もできるだけ統一します。雲量や雨後の濡れ、なども反射へ影響するため、撮影時刻だけそろえれば十分というわけではありません。

重要なのは「同じ時刻そのもの」ではなく、比較時の光学条件をできるだけ揃えることです。条件をそろえたうえで変化した場所を追うと、芝の実際の変化と撮影条件の差を分けやすくなります。