New methodologies using MODIS time‒series imagery were developed for revealing spatio‒temporal changes of agricultural environments and land use patterns in the Vietnamese Mekong Delta. The following methodologies were proposed:a Wavelet based Filter for Crop Phenology (WFCP), a Wavelet‒based fi lter for evaluating the spatial distribution of Cropping Systems (WFCS), and a Wavelet‒based fi lter for detecting spatio‒temporal changes in Flood Inundation(WFFI). The WFCP algorithm involves smoothing the temporal profi le of the Enhanced Vegetation Index (EVI) using the wavelet transform approach. As a result of validation using the agricultural statistical data in Japan, it was shown that the WFCP was able to estimate rice growing stages, including transplanting date, heading date and harvesting date from the smoothed EVI data, with 9‒12 days accuracy(RMSE). The WFCS algorithm was developed for detecting rice‒cropping patterns in the Vietnamese Mekong delta based on WFCP. It was revealed that the spatial distribution of rice cropping seasons was characterized by both annual fl ood inundation around the upper region in the rainy season and salinity intrusion around the coastal region in the dry season. The WFFI algorithm was developed for estimating start and end dates of fl ood inundation by using time‒series Land Surface Water Index and EVI. Annual intensity of Mekong fl oods was evaluated from 2000 to 2004, at a regional scale. Applying a series of wavelet‒based methodologies to the MODIS data acquired from 2000 to 2006, it was confi rmed that the cropping season for the winter‒spring rice in the fl ood‒prone area fl uctuated depending on the annual change of fl ood scale. It was also confi rmed that the triple rice‒cropped area in the An Giang province expanded from 2000 to 2005, because the construction of a ring‒dike system and water‒resource infrastructure made it possible to sustain a third rice cropping season during the fl ood season. The proposed methodologies(WFCP, WFCS, WFFI) based on MODIS time‒series imagery made it clear that while the rice cropping in the Vietnamese Mekong Delta was quantitatively(annual fl ooding) and qualitatively(salinity intrusion) affected by water‒resource changes, there were some regions where the cultivation system was changed from double rice cropping to triple rice cropping because of the implementation of measures against fl ooding.日本の食料自給率 (2005年時の供給熱量ベース) は、40% と先進7カ国の中で最も低い。日本は、その食料海外依存度の高さから、世界的な食料価格の変動の影響を最も受け易い国と言える。近年の経済発展に伴う中国の大豆輸入量の増加や世界的なエネルギー政策の転換 (バイオエタノール政策) は、世界の穀物需給バランスを不安定にさせつつあり、世界的な問題となっている。さらに、地球温暖化による農業生産影響、増加し続ける世界人口、鈍化する穀物生産性を考えれば、世界の食料需給バランスが将来にわたって安定し続けると言うことはできないだろう。他方、食料増産・生産性向上を目的とした集約的農業の展開は、発展途上国の農業環境にさらなる負荷を与えるかもしれない。世界の食料生産と密接な関係にある日本は、自国の食料安全保障を議論する前提として、急速に変わり行く世界の農業生産現場やそれを取り巻く農業環境を客観的に理解し、世界の農業環境情報を独自の手法によって収集・整理する必要がある。そこで、筆者は、衛星リモートセンシング技術を活用することによって、地球規模の視点で、時間的・空間的な広がりを持って変わり行く農業生産活動とそれを取り巻く農業環境情報を把握・理解するための時系列衛星データ解析手法の確立を目指すこととした。本研究では、インドシナ半島南端に位置するベトナム・メコンデルタを調査対象領域とした。ベトナムは、タイに次ぐ世界第2位のコメ輸出国であり、その輸出米の9割近くが、ベトナム・メコンデルタで生産されたものである。筆者は、ベトナム・メコンデルタを世界の食料安全保障を考える上で重要な食料生産地帯の一つであると考え、本地域における農業環境及び土地利用パターンの時空間変化を明らかにするためのMODIS データを用いた新たな時系列解析手法の開発を行った。 本研究において提案する時系列解析手法は、次の三つである。1. Wavelet‒based Filter for Crop Phenology (WFCP) ,2. Wavelet‒based Filter for evaluating the spatial distribution of Cropping System (WFCS) , 3. Wavelet‒based Filterfor detecting spatio‒temporal changes in Flood Inundation (WFFI) . WFCP は、時系列植生指数 (EVI) を平滑化するためにウェーブレット変換手法を利用しており、日本の農業統計データを用いた検証結果から、水稲生育ステージ (田植日、出穂日、収獲日) を約9－12日 (RMSE) の精度で推定可能であることが示された。WFCP を基に改良されたWFCS は、水稲作付パターンの年次把握を可能にし、ベトナムメコンデルタにおける水稲作付時期の空間分布が、上流部において毎年雨期に発生する洪水と沿岸部において乾季に発生する塩水遡上によって特徴づけられていることを明らかにした。WFFI は、時系列水指数 (LSWI) と植生指数 (EVI) から、湛水期間、湛水開始日・湛水終息日を広域把握し、メコン川洪水強度の年次変化を地域スケールで評価することを可能にする。そして、ウェーブレット変換を利用した一連の手法を、2000～2006年までのMODIS 時系列画像に適用することによって、メコンデルタ上流部の洪水常襲地帯において、冬春米の作付時期が、年次変化する洪水規模に依存していることを明らかにした。また、An Giang 省において、堤防建設 (輪中) や水利施設の建設によって、洪水期における水稲三期作が可能になった地域が、2000～2005年にかけて拡大していることを明らかにした。本研究で提案したMODIS 時系列画像を利用した時系列解析手法 (WFCP、WFCS、WFFI) によって、ベトナムメコンデルタにおける水稲生産が水資源の量的 (洪水) ・質的 (塩水遡上) 変動影響を受ける一方、洪水対策の実施によって、栽培体系を二期作から三期作に変更している地域があることを明らかにした
