氏 名 Hasti Widyasamratri 博士の専攻分野の名称 博士（工学） 学 位 記 番 号 医工博甲第３０２号 学 位 授 与 年 月 日 平成２６年９月２５日 学 位 授 与 の 要 件 学位規則第４条第１項該当 専 攻 名 環境社会創生工学専攻
学 位 論 文 題 目 Analysis of the urban thermal environment associated with socio economic conditions in Jakarta, Indonesia using satellite remote sensing
（衛星リモートセンシングを用いたインドネシア・ジャカルタ市 における熱環境と社会経済条件の比較分析） 論 文 審 査 委 員 主査 教 授 末 次 忠 司 教 授 坂 本 康 准教授 石 平 博 准教授 市 川 温 准教授 小 林 拓 准教授 相 馬 一 義
学位論文内容の要旨
インドネシアの人口は2006 年までに 225 百万人に達し、50%以上の人口が総面積の約 7%を占めるジャワ島に集中している。都市化は農地のそれ以外の土地利用への改変によっ て特徴付けられ、それは植生域の不浸透面への変化につながる。気温上昇や交通の過密化 をもたらす都市部での植生減少はジャカルタのヒートアイランドの最も重要な原因である ことが指摘されている。都市部の過密な人口も都市環境条件を悪化させる。一部の開発地 域では、地上から高さ 1.5～2m の気温(Ta)を測定する地上気象観測点が密に設置されてい る。しかし、このような密な地上観測点の設置は発展途上国では困難である。 また、大きな空間スケールでの熱環境を含む物理的な要素を検出するために衛星リモー トセンシングが広く利用されている。地表面温度(TS)の空間分布については衛星による熱赤 外線リモートセンシングデータより推定可能である。Ta は地表面に入射する太陽放射の吸 収、長波放射の放出、顕熱・潜熱による損失などの熱収支により決まっている。これらのTa を決定する要素は、衛星リモートセンシングから抽出可能な TSから推定することが可能 である。 以上を踏まえて、本研究では衛星リモートセンシングによる都市熱環境の抽出、および 熱環境と社会経済的条件との比較分析を目的とする。 第一に、我々は都市部における土地表面の特徴の分布を把握するために、1989 年と 2006 年にジャカルタで土地被覆を推定した。その結果、市街地が外側へ拡大し、植生領域が減 少したことを示した。直接測定による熱環境観測(2012 年 9～10 月)から、特に夜間の市内 中心部における高い気温によって特徴づけられた、ジャカルタにおけるヒートアイランド の特徴が捉えられた。ジャカルタでの熱環境は北部地域ではジャワ海からの潮風の、南部 地域では山岳地帯の影響を受けていることが分かった。 第二に、衛星リモートセンシングから抽出されたTSからTa を推定するために、1989 年 と2006 年の Landsat 衛星データに単回帰(SR)法を適用した。地上観測より得られた TSと Ta の比較から、それらは Ta の推定に使用するのに十分な強い相関を持っている(R2＝0.74) ことが示された。1989 年における Ta 推定値の最小値は 20.1℃であり、最大値は 35.6℃で あり、標準偏差(SD)は 5.9℃であった。2006 年では最小値は 31.8℃、最大値は 37.6℃、標 準偏差は6.4℃であった。これらの結果における大きな標準偏差より、この手法は改善の余 地があると考えられた。 手法を改善するために、2012 年乾季における MODIS データに単回帰と地表面エネルギ ー収支(SEB)法を適用した。SR 法を MODIS データに適用した推定値では、夜間の Ta に ついてRMSE は 15.5℃、最大値は 22.5℃、最小値は 19.6℃であった。昼間の Ta について は、RMSE は 11.7℃であり、最小値は 21.6℃、最大値は市の中心部で見られた 31.6℃であ った。続いて、Ta の推定における誤差を低減するために、同じデータセットに SEB 法を適 用した。SEB 法を MODIS データに適用した推定値では、夜間の Ta について RMSE は 11.4℃、最小値は 23.4℃、最大値は 25.0℃であった。昼間の Ta については、RMSE は 9.8℃、 最小値は25.0℃、最大値は 30.0℃であった。これらの結果から、SEB 法におけるバイアス がSR 法のものよりも小さいことが示された。 最後にジャカルタの都市熱環境と都市化との関係を検出するために、物理的および社会 経済的変数を組み合わせた都市生活指標を検討した。物理的な変数としてTa を使用し、社 会経済的変数として、人口、電気を利用できる世帯数、貧困家庭用健康保険を活用してい る世帯数、貧困家庭の認定を受けている世帯数を使用した。重み付け分析およびArcGIS の オーバーレイ技術を活用した。MODIS データセットから推定した平均気温(Ta)は午前 1 時 を除いて、人口と密接な相関関係を示した。この関係より、Ta と人口を結合し、環境指標
として表した。低い環境指標は、夜間(36.1%)と昼間(29.6%)の両方で都市域の内側で検出さ れた。社会経済指標は、PODES2010 から人口データを除いた社会経済的変数を組み合わ せることによって作成され、調査地域における世帯の豊かさを表す。ジャカルタで世帯数 の37.7%が居住している 45.9%の領域において、良好な社会経済指標が見られた。都市生 活指標は調査地域において環境指標と社会経済指標を合成して作成したものである。その 検討を通じて、ジャカルタの中心部は、低い環境指標と高い社会経済指標により特徴づけ られた低い都市生活指標を示すことが明らかとなった。 本研究では、地上気象測定の空間的不足を克服し、都市化を検出するために必要な物理 的なパラメータである広域でのTa を推定するために、リモートセンシングデータの活用が 有効であることを示した。SEB 法は SR 法よりも Ta を良く推定することが可能であり、 MODIS データへの適用において良好な性能を示した。また、熱的、社会経済的変数を組み 合わせた指標が都市生活を評価する有効な指標であることを示した。
論文審査結果の要旨
最終審査には、審査委員のほか、約 30 名の研究者及び学生が出席して行われた。約 40 分間のプレゼンテーションでは、58 枚のパワーポイントを用いて、｢衛星リモートセンシン グを用いたインドネシア・ジャカルタ市における熱環境と社会経済条件の比較分析｣に関し て、研究内容をよく整理し、分かりやすく説明した。その後の約20 分間におよぶ質疑では、 主に植生変化が気温変化におよぼす影響、都市環境指標の設定などについて議論された。 発表内容はインドネシアのジャカルタ市を対象に、都市熱環境について現地観測した結 果の報告、リモートセンシングデータ等を用いた相関法について行った検討などである。 また、人口、貧困家庭の認定を受けている世帯数などのデータを用いて行われた社会経済 指標に関する検討により、ジャカルタ中心部が低い環境指標と高い社会経済指標により特 徴づけられた低い都市生活指標を示すことが明らかにされた。 最終審査に引き続く論文審査委員会（主査1 名、委員 5 名の計 6 名）における審査では、 以下のような点が新たな研究成果であり、これらは当該分野において学術的に高く評価で きる研究功績であると結論づけられた。 ・現地において詳細な気象観測を行い、また土地被覆の推定を行うという労力を要する研 究テーマに対して、積極的な調査を行った点は評価できる。また、地域ごとに見て熱環 境が影響を受けている因子を明らかにした点はすぐれている。・気温の評価法として、MODIS データによる単回帰法と地表面エネルギー収支(SEB)法を 適用し、比較検討の結果、バイアスから見て、SEB 法が単回帰法よりすぐれていること を明らかにしている。 ・ジャカルタにおける環境指標と社会経済指標を組み合わせた都市生活指標を用いて、ジ ャカルタ中心部は低い都市生活指標を示すことを明らかにした点は評価できる。 このように、最終審査において、数多くの質疑が行われたが、当人はスライドを用いて、 適切な回答・説明を行い、審査委員などの質問者に理解して頂くなど、高い評価を得た。 以上に基づき、同審査委員は全員一致で、本論文が博士論文として十分な水準にあると判 断し、学位論文審査結果を合格とした。
