OPERA: 衛星データで社会ニーズに応える

導入

リモート センシング分析によるエンドユーザー向けの観測製品 (OPERA) プロジェクトは、連邦政府機関によって特定された重要な衛星データのニーズに対処するために設計された戦略的取り組みを表しています。 NASA/ジェット推進研究所 (JPL) によって 2021 年に設立された OPERA は、ホワイトハウス管理予算局 (OMB) と科学技術政策局 (OSTP) が招集する省庁間機関である衛星ニーズ作業グループ (SNWG) によって特定された優先事項に対応しています。 SNWG は 2 年ごとに連邦政府機関を調査し、衛星データの最大のニーズを決定しています。この記事では、その権限を含む OPERA について概要を説明し、その後、米国農務省 (USDA) 農業研究局 (ARS) が米国中西部の農業の健全性を監視するために OPERA をどのように使用しているかを示すケーススタディを紹介します。

OPERA の使命とアプローチ

OPERA プロジェクトの中核となる使命は、すぐに使用でき、すぐに分析できる形式でデータ製品を提供するという取り組みにあります。 OPERA は、広範な処理専門知識を必要とする生の衛星データを提供するのではなく、複雑な衛星観測を標準化されたアクセス可能な製品に変換し、連邦政府機関が既存のワークフローに迅速に統合して、国家安全保障、環境監視、災害対応、インフラ管理をサポートできるようにします。このアプローチにより、政府機関による衛星データの効果的な使用を妨げる技術的な障壁が取り除かれ、政府機関はデータ処理の課題ではなく、ミッションクリティカルなアプリケーションに集中できるようになります。

連邦政府機関が必要とする規模でこの目標を達成するために、OPERA は連邦ユーザーの動的なニーズを満たすデータ製品を効率的かつ一貫して生成できる洗練されたクラウドベースの制作システムを開発しました。 2025 年の時点で、OPERA はさまざまな NASA 分散アクティブ アーカイブ センター (DAAC) を通じて、動的な地表水の範囲、地表の乱れ、地表変位データを公開することに成功しました。垂直陸上運動製品は、2028 年から始まる OPERA の次の製品になります – を参照してください。 図1。

オペラミッション

OPERA は、連邦政府機関が環境の変化をより適切に監視し、自然災害に対応し、インフラストラクチャのリスクを評価し、データに基づいた意思決定を行うことを可能にする、高品質ですぐに使用できる衛星由来の情報を提供します。この目標を説明するために、2025 年 9 月 11 日に開催された OPERA の第 5 回年次ステークホルダー エンゲージメント ワークショップでは、このアプローチの実際の応用例が詳しく説明されました。

ケーススタディ: OPERA データを利用して米国中西部の作物の健全性をマッピングする

農地に水が滞留すると、その影響はしばしば外部に波及し、作物の損失、土壌の健全性の変化、炭素貯蔵量の変化をもたらします。アイオワ州中央部のサウスフォーク流域の起伏に富んだ地形では、農家、研究者、作物保険会社にとって、こうした課題は日常的な現実となっています。これらの懸念に対処するために、米国農務省農業研究局 (USDA-ARS) の国立農業環境研究所 (NLAE) の科学者たちは、NASA の OPERA プロジェクトと提携しています。

USDA と NLAE の研究者は、OPERA の動的地表水範囲 (DSWx) および地表撹乱 (DIST) 製品スイートを使用して、水田全体に水が一貫してたまる窪地を特定するプロセスを開始しました。 図2。

これらの場所は多くの場合、迷惑な水たまり以上のものです。それらは、収量の減少した地域、作物枯死のリスク、炭素と栄養素の蓄積のホットスポットを示します。 OPERA のクラウドフリーの高解像度モザイクと USDA および大学パートナーによる現場ベースの測定を組み合わせることで、OPERA-NLAE 共同チームは浸水地帯を正確に示す実用的な地図を作成しています。 図3。農家はこれらの地図を使用して土壌の健康を改善し、土地管理の決定を行うことができます。

OPERA 製品は、より広範な流域管理もサポートしています。中西部の強力なデレチョ現象による河川の移動、三日月湖の形成、暴風雨の被害を分析すると、OPERA データが圃場区画を超えてより広い地域にどのように拡張されているかがわかります。 DSWx と DIST は、持続的な浸水と植生の健全性の変化の両方を検出することで、タイル排水の改善により作物の健全性が向上し、収量が増加する可能性がある地域を特定する相乗的な情報を提供します。このアプローチは、表土侵食と栄養分の輸送を緩和して、有害な藻類の発生や、ミシシッピデルタをはるかに超えた影響を与える無酸素地帯の発生を制御するためにも使用できます。

結論

USDA-ARS による米国中西部の作物の健康状態の地図作成と監視に OPERA データを使用することは、この重要なデータ製品が地球科学と農業の回復力の間のギャップをどのように埋めるかを浮き彫りにしています。このコラボレーションの成果は、最先端の衛星観測を農家を支援し、土壌と水の保全を改善し、米国農業の回復力を強化する有用なツールに変換するという OPERA の使命を強調するものです。この協力は、SNWG ソリューションプロバイダーとして、連邦ユーザーの観測ニーズを満たすという OPERA の使命を意味します。 OPERA のすべてのデータ製品は、さまざまな NASA DAAC から無料で一般公開されており、NASA Earthdata Search プラットフォームから見つけることができます。チームは個々の連邦、州、学界、商業関係者との直接的な関わりを歓迎しており、[email protected] を通じて連絡することができます。

スティーブン・K・チャン
カリフォルニア工科大学ジェット推進研究所
[email protected]

レナト・プラタ・デ・モラエス・フラッソン
カリフォルニア工科大学ジェット推進研究所
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アル・ハンドヴェルガー
カリフォルニア工科大学ジェット推進研究所
[email protected]