人工衛星は地球の驚くべき姿を捉えることができるが、つい最近まで、そのデータは専門的な立場で利用する人々に限られていた。
現在では、政府衛星によるオープンアクセスデータの利用可能性が高まっており、誰もが環境変化を追跡できるようになりつつある。
ここでは、地理空間の専門家が、衛星画像の入手先と、無料で比較的簡単に使える画像ツールについて、概要を紹介する。
アマゾンの熱帯雨林の変化を追跡したい場合、ハリケーンの全容を把握したい場合、あるいは災害後にどこで支援が必要かを見極めたい場合には、地球の上空数百マイルを周回する衛星からの視点で見るほうがはるかに容易である。数百マイル上空から地球を見る。
従来、衛星データへのアクセスは、リモートセンシングや画像処理の専門知識を持つ研究者や専門家に限られてきた。しかし、LandsatやSentinelなどの政府衛星によるオープンアクセスデータの利用可能性が高まっており、さらにAmazon Web Services、Google Earth Engine、Microsoft Planetary Computerなどの無料のクラウドコンピューティング資源により、ほぼ誰もが進行中の環境変化について知見を得られるようになった。
私は地理空間ビッグデータを専門とする教授として、地理空間ビッグデータを扱っている。衛星画像の入手先と、衛星画像から誰でもタイムラプスアニメーションを作成できる、無料で比較的簡単なツールについて、概要を紹介する。
例えば、州や都市の計画担当者、あるいは新居を検討している人々は、時間の経過とともに川の流れがどのように変化してきたか、原野地域に建設がどのように広がったか、あるいは海岸線が侵食された様子を確認することができる。
環境団体は、森林破壊、気候変動が生態系に与える影響、そして灌漑などの他の人間活動によって、水域が縮小している様子を監視できる。その例として、中央アジアのアral海がある。また、災害管理者、支援団体、科学者、そして関心を持つすべての人々は、火山噴火や山火事などの自然災害を監視することができる。
LandsatとSentinelの活用
現在、地球を周回する衛星は8,000機以上に上る。これらのリアルタイムの位置は、次のサイトで地図上で確認できる。keeptrack.space。
通信用の電波を送受信する衛星もあれば、航法用の全地球測位システム（GPS）サービスを提供する衛星もある。本稿で取り上げるのは地球観測衛星であり、昼夜を問わず地球の画像を収集する。
Landsat：史上最も長く運用されている地球観測衛星ミッションであり、Landsatは、1972年以降、地球の画像を収集し続けている。このシリーズの最新衛星であるLandsat 9は、2021年9月にNASAによって打ち上げられた。
一般的に、Landsatの衛星データの空間分解能は約100フィート（約30メートル）である。拡大写真のピクセルを思い浮かべると、各ピクセルは100フィート×100フィートに相当する。Landsatの時間分解能は16日であり、地球上の同じ地点がおよそ16日に1回撮像されることを意味する。Landsat 8と9の両方が軌道上にあるため、地球全体を8日に1回の頻度で観測することができる。これにより、比較が容易になる。
Landsatのデータは、2008年以降、一般に無料で公開されている。2022年のパキスタン洪水の際、科学者たちはLandsatのデータと無料のクラウドコンピューティング資源を用いて、洪水の範囲を特定し、浸水面積の合計を推定した。
Sentinel： Sentinel地球観測衛星は、欧州宇宙機関（ESA）がコペルニクス計画の一環として打ち上げたものである。Sentinel-2衛星は2015年以降、空間分解能10メートル（33フィート）、時間分解能10日で光学画像を収集している。
GOES：米国の天気予報で最もよく目にする画像は、NOAAの静止気象衛星であるGOESの画像である。これらの衛星は赤道上空で、地球の自転と同じ速度で周回しているため、大気と地表を継続的に監視し、天気、気候、その他の環境状況に関する詳細な情報を提供することができる。GOES-16およびGOES-17は、約1.2マイル（2キロメートル）の空間分解能と、5〜10分の時間分解能で地球を撮像することができる。
独自の可視化を作成する方法
以前は、特定地域のLandsatタイムラプスアニメーションを作成するには、高度なデータ処理スキルと、数時間から場合によっては数日にわたる作業が必要だった。しかし現在では、無料で使いやすいプログラムが利用可能であり、インターネットブラウザ上でわずか数回のクリックで誰でもアニメーションを作成できる。
例えば、私は学生のためにインタラクティブなWebアプリを作成した。これは誰でも使用でき、タイムラプスアニメーションを素早く生成できる。ユーザーは地図上でズームして関心のある地域を見つけ、その地域の周囲に長方形を描いて、GeoJSONファイル（選択した地域の地理座標を含むファイル）として保存する。次に、ユーザーはそのGeoJSONファイルをWebアプリにアップロードし、表示する衛星と日付を選択して送信する。アプリがタイムラプスアニメーションを作成するまでには、約60秒かかる。
衛星アニメーションを簡単に作成できる、他の便利なツールもいくつかある。試してみる価値があるものとして、Snazzy-EE-TS-GIF（Landsatアニメーションを作成するEarth Engineアプリ）や、Planetary Computer Explorer（衛星画像を対話的に検索・可視化するエクスプローラー）などがある。
