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TANSO-CAI L1B（V02.00）データリリース及び

それに関連するプロダクトの更新について

GOSATプロジェクト

2016年 12月 1日

1. はじめに

2012年 1月から CAI L1A(V130.130)に対応して CAI L1B(V01.00)を提供してきたが、2016年 12月 1日

から CAI L1A(V130.131)に対応する CAI L1B(V02.00)を公開する。

CAI 系プロダクト（L1B、L1B+、L2 雲フラグ、L3全球輝度、L3全球反射率、L3植生指数）は、GDAS（GOSAT

Data Archive Service）では最新バージョンだけを提供するが、GUIG では V01.00 も 2016年 12月 28日

まで提供する。2016 年 12月 1日以前の過去分 CAI L1A(V130.131)データについては CAI L1B(V02.00)再

処理を実施しており、その再処理結果を随時、公開する。

CAI L1B(V02.00)では、JAXAから提供されたセンサハードウエア情報を反映すると共に、輝度変換処理

でのゼロレベルオフセット（暗時校正）処理を見直した。また、位置情報の基準となるバンド 3の画素に

合わせてバンド 4 画素を最近隣法で補間処理する際、バンド 4 の感度異常素子については無効値を設定

した。海陸マスクデータの改訂結果を CAI L1Bに格納されている海陸フラグに反映した。

CAI L1B(V02.00)での変更点を以下に列挙する。

ゼロレベルオフセット（暗時校正）処理の改訂及びゼロレベルの定期的更新

バンド 4感度異常素子に対する対処方法の改訂

バンド 4両端 6画素の無効値化

CAI 視線ベクトル係数の更新（源泉データは JAXAから提示）

海陸フラグの改訂（海陸マスクデータ改訂結果を反映）

なお、CAI L1B(V02.00)に関連して、CAI L1B+及び CAI高次処理プロダクトを V02.00に更新する。こ

れらのプロダクトに関しては、下記の改訂を実施した。

定期的に更新される代替校正係数による放射輝度算出（源泉データは JAXAから提示）

最小反射率計算の高分解能化（1/8°間隔のメッシュを CAI空間分解能へ高分解能化）と雲影除去

アルゴリズムの改訂

各 V02.00版プロダクトでの処理改訂概要と提供期間を表 1-1に示す。特に、CAI L1B+(V02.00)と CAI

L3全球輝度プロダクトについは、過去分データの再処理プロダクトを提供しない。

2

表 1-1 V02.00版プロダクトの処理改訂概要と提供期間

プロダクト 処理改訂概要 提供対象期間

CAI L1B 暗時校正処理の改訂、バンド 4感度異常素子の処理、バ

ンド 4両端 6画素の無効値化、CAI視線ベクトル係数の

更新、海陸マスクデータ改訂結果の反映。

全期間

（過去分処理結果は月単

位で順次公開）

CAI L1B+ CAI L1B の改訂結果が影響。

放射輝度算出の改訂。

2016年 12月 1日～

（過去分は再処理しない）

CAI L2

雲フラグ

CAI L1B の改訂結果が影響。

処理アルゴリズムは改訂しない。

但し、放射輝度算出の改訂と最小反射率計算の改訂。

全期間

（過去分処理結果は月単

位で順次公開）

CAI L3

全球輝度

CAI L1B+の改訂結果が影響。

処理アルゴリズムは改訂しない。

但し、評価画素範囲を拡大（バンド 1～3）。

2016年 12月 1日～

（過去分は再処理しない）

CAI L3

全球反射率

CAI L1B の改訂結果が影響。

処理アルゴリズムは改訂しない。

但し、評価画素範囲を拡大（バンド 1～3）。

放射輝度算出の改訂。

全期間

（過去分処理結果は月単

位で順次公開）

CAI L3

植生指数

CAI L1B の改訂結果が影響。

処理アルゴリズムは改訂しない。

但し、放射輝度算出の改訂と最小反射率計算の改訂。

全期間

（過去分処理結果は月単

位で順次公開）

2. 感度変換係数

2.1 CAI L1B (V02.00)での処理

CAI L1B(V02.00)処理ではプリスキャン画素（1～8画素目で光が当たらぬよう覆いがされている）デー

タによる暗時校正の評価方法を見直し、CAI L1Aデータのデジタル値(Digital Number; DN)から各バンド

の画素毎に、以下の式で L1B格納放射輝度[W/(m2 sr 𝜇𝜇m)] を算出する。

R�𝑐𝑐ℎ, 𝑖𝑖, 𝑗𝑗� = �DN(𝑐𝑐ℎ, 𝑖𝑖, 𝑗𝑗)− PreScanAve(𝑐𝑐ℎ, 𝑗𝑗)

IntegTimeobs(𝑐𝑐ℎ, 𝑘𝑘(𝑗𝑗))−

Dark(𝑐𝑐ℎ, 𝑖𝑖, 𝑡𝑡)IntegTimecal(𝑐𝑐ℎ,𝑘𝑘cal)

�× Response(𝑐𝑐ℎ, 𝑖𝑖)

R�𝑐𝑐ℎ, 𝑖𝑖, 𝑗𝑗�: L1B格納放射輝度 [ W/(m2 sr 𝜇𝜇m)] ]

DN(𝑐𝑐ℎ, 𝑖𝑖, 𝑗𝑗): CAI L1A データ（デジタル値）[ -- ]

PreScanAve(𝑐𝑐ℎ, 𝑗𝑗): プリスキャン画素の平均暗時レベル [ -- ]

3

PreScanAveodd(𝑐𝑐ℎ, 𝑗𝑗) = �1

17

Except Min and Max

𝑗𝑗−9≤𝑗𝑗≤𝑗𝑗+9

� �DN(𝑐𝑐ℎ, 𝑖𝑖, 𝑗𝑗)

3𝑖𝑖=3,5,7

� (𝑐𝑐ℎ = 1,2,3 の奇数画素)

PreScanAveeven(𝑐𝑐ℎ, 𝑗𝑗) = �1

17

Except Min and Max

𝑗𝑗−9≤𝑗𝑗≤𝑗𝑗+9

� �DN(𝑐𝑐ℎ, 𝑖𝑖, 𝑗𝑗)

3𝑖𝑖=4,6,8

� (𝑐𝑐ℎ = 1,2,3 の偶数画素)

PreScanAve(𝑐𝑐ℎ, 𝑗𝑗) = 0 (𝑐𝑐ℎ = 4の画素)

Dark(𝑐𝑐ℎ, 𝑖𝑖, 𝑡𝑡): 暗時出力係数 [ -- ]

IntegTime(𝑐𝑐ℎ,𝑘𝑘): 積分時間 [ msec ]

Response(𝑐𝑐ℎ, 𝑖𝑖): 工学値変換係数 [ msec W/(m2 str 𝜇𝜇m) ]

𝑐𝑐ℎ: バンド (1～4)

𝑖𝑖: 画素番号

𝑗𝑗: ライン番号

𝑘𝑘: 積分時間 ID (0～31)

𝑡𝑡: 暗時出力係数の適用年月

ここでPreScanAve(𝑐𝑐ℎ, 𝑗𝑗)は、バンド 1,2,3のプリスキャン画素（1～8番目の画素）から求められる平均

暗時レベルで、特性が異なる偶数画素と奇数画素に分けて算出する。プリスキャン画素に電気ノイズが

含まれる場合の悪影響を避けるために、処理対象ラインに前後 9 ライン分を加えた全 19 ラインのうち、

最大値と最小値を除いた 17ライン分を使って平均する。

なお、JAXA から提供されている暗時出力係数（Dark）、工学値変換係数（Response）、積分時間

（IntegTime）の情報については、2.2節～2.4節に記載した。

2.2 暗時出力係数

毎月実施されている CAI 夜間観測モードでの観測結果から算出された暗時出力係数（バンド別で各画

素子に対応した数値）は、下記 JAXA URLで公開されている。この暗時出力係数が Dark(ch, i, t) であり、

バンド（ch）と画素番号（i）について適用年月（t）毎に csvファイルで与えられる。

http://www.eorc.jaxa.jp/GOSAT/calibration_1_1_j.html

4

図 2-1 JAXA から公開されている暗時出力係数

表 2-1 暗時出力係数データ例（2016/10/25－2016/10/26）

pixel バンド 1 バンド 2 バンド 3 バンド 4

0 -999 -999 -999 0.082948

1 -999 -999 -999 0.086942

2 -999 -999 -999 0.084591

中 略

7 -999 -999 -999 0.08499

8 0.804576 0.71234 0.792235 0.0812268

中 略

510 0.712494 0.699939 0.681031 0.068804

511 0.684552 0.846767 0.80963 0.053189

512 0.752833 0.710648 0.68828 0

513 0.666091 0.698938 0.775547 0

中 略

2053 0.719768 0.635631 0.617054 0

2054 0.706469 0.686724 0.59236 0

2055 0.639527 0.809233 0.586999 0

（注）JAXA から公開されている csv データでは、画素番号が 0～2055 と記載されている。バンド 1～3

のプリスキャン画素には-999が格納されている。バンド 4は 512画素であるから、512以降には

0が格納されている。

5

2.3 工学値変換係数

旧版 V01.00 で使用している JAXA から提供された工学値変換係数を、V02.00 でも使用する。X 軸を画

素番号で表した各バンドの工学値変換係数を図 2-2 から 2-5 に示す。この図での画素番号は、バンド 1、

2、3では 1から 2056の範囲、バンド 4では 1から 512の範囲である。Y軸の最大値を越えた部分は描画

されていない。

図 2-2 バンド１の工学値変換係数

図 2-3 バンド 2の工学値変換係数

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

CAI band 1 Response [W msec/m2/str/micron]

0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

CAI band 2 Response [W msec/m2/str/micron]

6

図 2-4 バンド 3の工学値変換係数

図 2-5 バンド 4の工学値変換係数

2.4 積分時間

旧版 V01.00で使用している JAXA から提供された積分時間情報を、V02.00でも使用する。積分時間

IDと積分時間を表 2-2に示す。

CAI L1A データの scanAtrribute/lineAttribute/の Band1IntegrationTime、Band2IntegrationTime、

Band3IntegrationTime、Band4IntegrationTimeには、この積分時間 IDが格納されている。

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

CAI band 3 Response [W msec/m2/str/micron]

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0 100 200 300 400 500

CAI band 4 Response [W msec/m2/str/micron]

7

表 2-2 積分時間 IDと積分時間

単位：msec

積分時間 ID バンド 1,2,3 バンド 4

0 0.304 0.952

1 0.362 1.132

2 0.431 1.344

3 0.512 1.600

4 0.609 1.904

5 0.724 2.264

6 0.861 2.692

7 1.024 3.200

8 1.218 3.804

9 1.448 4.524

10 1.722 5.380

11 2.048 6.400

12 2.435 7.612

13 2.896 9.052

14 3.444 10.764

15 4.096 12.800

16 4.871 15.220

17 5.793 18.100

18 6.889 21.528

19 8.192 25.600

20 9.742 30.444

21 11.585 36.204

22 13.777 43.056

23 16.384 51.200

24 19.484 60.888

25 23.170 72.408

26 27.554 86.108

27 32.768 102.400

28 38.968 121.776

29 46.341 144.816

30 55.109 172.216

31 65.536 204.000

8

3. バンド 4の感度異常素子

3.1 バンド 4の感度異常素子の源泉情報

バンド 4の素子については、打上げ後、特定の素子に感度異常が発生し、発生後は感度異常が継続して

いる。暗時校正を月 1回実施しており、その素子が「平均暗時出力 > 20 DN」となった日付を発生日と

している。感度異常素子の発生日と画素番号を表 3-1に示す。この感度異常素子に関する情報は下記 JAXA

URL で公開されている。（図 3-1）

http://www.eorc.jaxa.jp/GOSAT/calibration_1_j.html

表 3-1. バンド 4の感度異常の画素子 （画素子順）

2016.9.30現在

画素番号 発生日 画素番号 発生日

18 2009/8/27 248 2011/6/24

24 2016/9/25 254 2013/8/23

42 2013/5/23 291 2013/6/25

76 2014/8/25 310 2010/10/24

77 2015/12/24 351 2010/9/24

114 2015/9/25 356 2015/8/26

121 2011/12/24 375 2013/2/25

147 2010/3/25 377 2014/8/25

154 2009/4/29 382 2016/8/26

174 2009/12/25 383 2010/12/23

206 2014/10/24 418 2013/2/25

221 2009/10/26 420 2014/1/24

229 2012/4/25 428 2011/8/23

238 2014/9/24 459 2015/1/25

240 2016/3/26 481 2010/5/24

9

図 3-1 バンド 4感度異常素子に関する JAXA 公開情報

3.2 バンド 4感度異常素子の扱い

CAI L1B V02.00プロダクトでは、位置情報の基準となるバンド 3に合わせてバンド 4データを最近隣

法で補間処理する際、感度異常素子に対応するデータには無効値（-9000.0）を格納する。バンド 4の感

度異常素子があると、3～4 素子分のデータに無効値が格納される。加えて、バンド 4 の両端 6 画素のデ

ータは本来使用するべきでは無いので、V02.00では無効値（-9999.0）を設定することとした。

4. CAI視線ベクトル係数の更新

JAXAによるバンド間レジストレーション再評価作業の結果として、CAI L1Bアルゴリズム基準書 4.1.1

CAI 視線ベクトルに記載されている CAI視線ベクトル算出に際しての視線ベクトル係数が改訂された。こ

の改訂された CAI視線ベクトル係数を表 4-1に示す。なお、バンド 4の AT角算出では、線形モデルが仮

定されている。

ここで atcθ と ctcθ はそれぞれ Along Track 角（deg）と Cross Track 角（deg）を、 10243,2,1 =cn はバンド

1,2,3（式中では mと表記）の中心画素番号（直下視となる画素の番号）、 2564 =cn はバンド 4の中心画

素番号を示している。CAI L1Aデータのバンド 1,2,3は全 2056 画素で、このうち先頭 8画素がプリスキ

33

2210 )()()( cmmxcmmxcmmxmxatc nnpnnpnnpp −+−+−+=θ

33

2210 )()()( cmmycmmycmmymyctc nnpnnpnnpp −+−+−+=θ

10

ャン画素で、有効画素が 2048 画素である。有効画素の中心である 1024 画素目を光軸に合わせている。

同様にバンド 4は全 512画素で、256画素目を光軸に合わせている。

表 4-1 CAI 視線ベクトル算出用近似式の係数

（１）AT角（deg）

係数 バンド 1 バンド 2 バンド 3 バンド 4(*) バンド 4(†)

Px3 1.082684E-11 5.934259E-12 2.343970E-12 N/A N/A

Px2 7.724055E-09 1.572716E-08 5.292100E-09 N/A N/A

Px1 9.432888E-06 7.024792E-06 1.108277E-05 4.916671E-05 4.916671E-05

Px0 7.609868E-03 1.815903E-03 1.006527E-02 1.086544E-02 1.277429E-01

(＊)偶数画素に対する幾何モデルの係数

(†)奇数画素に対する幾何モデルの係数

(2) CT（deg）

係数 バンド 1 バンド 2 バンド 3 バンド 4

Py3 -8.772801E-10 -2.651451E-09 -2.608625E-09 -2.311000E-08

Py2 1.921000E-09 -8.392777E-09 -2.309999E-08 -2.000000E-09

Py1 4.313240E-02 4.310502E-02 4.305048E-02 1.290100E-01

Py0 -6.657088E-02 -6.747014E-02 -4.142328E-02 -7.300000E-02

5. 海陸マスクデータの改訂

CAI処理で使用している海陸マスクデータは、SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) water body

data（2004年版）と AVHRR Land-Sea Mask(1996年)を源泉データとして作成されている。水域・陸域変

化が顕著な 9ヶ所（アラル海、エーア湖、死海、ウユニ塩湖、Railroad Valley、バングラデシュ、パキ

スタン、セネガル、カンボジア）を対象として、2014 年乾季 CAI 最小反射率データを利用して海陸マス

クデータを改訂した。海陸マスクデータの改訂対象地域を図 5-1に示す。

図 5-1 海陸マスクデータを改訂した地域

11

6. 代替校正と経年変化

CAI L1B+処理及び CAI L2処理では、代替校正係数を用いて放射輝度を算出している。V02.00版では、

4ヶ月単位での代替校正作業の評価結果として JAXAから提示される代替校正係数を用いて算出する。

代替校正適用後の放射輝度（R’ij）は、L1B 格納放射輝度（Rij）に対して表 6-1 に記された各バンドの

slopeと offsetを用いて、以下の式で算出する。

R’ij = Rij slopei + offseti

ここで、iはバンド番号、jは画素番号、slopeiは代替校正係数(感度項)、offsetiは代替校正係数(オフセッ

ト項)である。

2016年 10月時点での評価結果と CAI L1B+及び CAI L2処理での適用期間を表 6-1に示す。この評価結

果には、CAI画素子の経年変化による効果が織り込まれている。

表 6-1 代替校正係数

2016.10.30 現在

（注）空白部分は 2016.10.30時点で未提供。

7. CAI高次プロダクトへの影響

CAI L1B(V02.00)へのバージョンアップに伴い、CAI高次処理プロダクト(L2及び L3)のバージョンアッ

プ版を提供する。但し、CAI L3全球輝度プロダクトは CAI L1B＋データを源泉として作成されるため、

過去分データは提供しない。

CAI L2処理での変更点を以下に列挙する。

12

定期的に更新される代替校正係数による放射輝度算出（源泉データは JAXAから提示）

最小反射率計算の高分解能化（1/8°間隔のメッシュを CAI空間分解能へ高分解能化）と雲影除去

アルゴリズムの改訂

CAI L2雲フラグプロダクトの処理アルゴリズムを改訂していないが、上記 CAI L1Bでの変更点と CAI

L2処理の改訂を反映し、CAI L2雲フラグプロダクトを V02.00として公開する。また、CAI L2雲特性プ

ロダクトと CAI L2エアロソル特性プロダクトの処理アルゴリズムは改訂していないが、それぞれ V02.00

として研究者へ提供する。

CAI レベル 3 全球輝度では 3 日分の L1B+データを、CAIレベル 3全球反射率では 30日分の L1Bデータ

を用いて、0.125°間隔のメッシュ（L3メッシュとよぶ）でバンド毎に評価している。旧版 V01.00では、

バンド 4の有効画素に対応して各バンド第 237～1811 画素を L3メッシュでの評価対象としていた。バン

ド 4 の両端 6 画素の無効値化に伴い、バンド 4 の有効画素が第 256～1792 画素となり、赤道付近で 2～3

の L3 メッシュには評価結果が格納されない（無効値が格納される）状態が発生する。そこで、バンド 1

～3 については第 121～1928 画素で評価し、赤道付近で無効値が格納される L3 メッシュの発生をバンド

4に限定した。

CAI L3植生指数プロダクトの処理アルゴリズムは改訂していないが、CAI L1B での変更点と CAI L2処

理の改訂を受け V02.00として公開する。

以上