Physical World to Cyber Digital Twin

過去・現在・未来をデータで紐解く

現実世界とサイバー空間の同期(デジタルツイン)

本研究室は、2024年4月に開設された研究室で、教員1名、4年生8名、3年生7名、2年生1名が所属(2026年8月時点)しています。2年生1名は、環境システム学科のさきどり制度によって1年早く研究室に配属された学生です。

私たちは、現実世界(フィジカル空間)における地球環境や災害の動向を正確に捉え、未来の環境保全および防災・減災に寄与する研究に取り組んでいます。具体的には、人工衛星をはじめとする各種センサで取得された気象・交通・人流などの膨大なデータ(ビッグデータ)を解析し、サイバー空間上に現実世界を同期・再現する「デジタルツイン」の構築を進めています。

例えば、現在、地球軌道上には約1,500基の地球観測衛星と10,500基以上の通信衛星が存在しており、宇宙開発の進展に伴い今後もさらに増加する見込みです。それに伴い、衛星同士の衝突リスクをはじめとする新たな課題の顕在化が懸念されています。この問題を解決するためには、運用中の衛星状況をリアルタイムでサイバー空間上に再現・把握することが必要不可欠です。下図はサイバー空間で再現した地球軌道上の人工衛星の動きを表しています。

フィジカル空間の現象を高精度にサイバー空間へ再現できれば、以下のことが実現できます。

  
  • サイバー空間上で正確かつ詳細な状況把握を行うことで、環境変化(気候変動など)や災害へ迅速かつ的確な対応(意思決定や行動変容)が可能となります。
  • サイバー空間上で高精度なシミュレーションを実施することで、実効性の高い環境対策(地球温暖化対策など)や防災・減災計画の立案が可能となります。

軌道投入された人工衛星のシミュレーション

  • NORAD / CelesTrak カタログに基づく地球観測衛星(1,500基)、通信衛星(10,500基)の周回軌道シミュレーション (全12,000基)
  • 視認性を良くするために、地球の自転速度と人工衛星の速度は実際のものとは異なります。
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センサー別絞り込み
ドラッグで自由回転 3D DIGITAL TWIN
Terra / Aqua
705km傾斜角: 98.2° (NASA)
Sentinel シリーズ
786km傾斜角: 98.6° (ESA)
TerraSAR-X
514km傾斜角: 97.4° (DLR)
ALOS-2 (だいち)
628km傾斜角: 97.9° (JAXA)
Landsat-8/9
705km傾斜角: 98.2° (USGS)
PlanetScope (200+)
525km200基超 (Planet社)
MicroSAR (30+)
560km傾斜角: 97.7° (ICEYE)
ひまわり9号 / GOES
35,786km傾斜角: 0.0° (静止軌道)

環境・災害情報システム学研究室のサイトマップ

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