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30 · 2018. 7. 16. · ~街と星空の共存を目指して~ 星空公団 100 200 500 1000 Artificial Light (Count) 19 20 21 22 23 00 01 02 03 04 05 Local Time (JST) 17.0 17.5

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~街と星空の共存を目指して~星空公団

~街と星空の共存を目指して~星空公団

デジカメ星空診断のしくみ

小野間 史樹[email protected]

長野県星空継続観察ミーティング in 塩尻(2018-7-7)

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~街と星空の共存を目指して~星空公団

~街と星空の共存を目指して~星空公団

まずはじめに

1

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~街と星空の共存を目指して~星空公団

~街と星空の共存を目指して~星空公団夜空の明るさの単位

見える星の数天の川が

見えるか何等星まで見えるか

単位面積あたりの等級

2

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~街と星空の共存を目指して~星空公団

~街と星空の共存を目指して~星空公団限界等級と夜空の明るさ

18 19 20 21 22

4.5

5

5.5

6

6.5

7

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~街と星空の共存を目指して~星空公団

~街と星空の共存を目指して~星空公団明るさを測る単位

• カンデラ毎平方メートル(cd/m2)ü 国際単位系(SI)のひとつü 照明分野で多く使われる

• 等級/□”(magnitude/arcsec2)ü 単位平方秒あたりの等級ü 天文学で多く使われる

【平方度】中心から角度αとβで区切られた角度の面積.中心からの距離が変わっても平方度は変わらない.

βα

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~街と星空の共存を目指して~星空公団

~街と星空の共存を目指して~星空公団全国の夜空の明るさ比較

デジカメ星空診断 調査結果

東京都内: 15.0等級/□”

南牧村: 21.1等級/□”鳥取市: 21.1等級/□”

四万十市: 21.2等級/□”

石垣島: 22.0等級/□”

星空で有名な地域は21等級前後

5

弟子屈町: 21.5等級/□”

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~街と星空の共存を目指して~星空公団

~街と星空の共存を目指して~星空公団八重山諸島での測定結果

ALAN 2016

Going for The Gold: Quantifying and Ranking Visual Night Sky Quality in International Dark Sky Places

Theme: Measurement and Modeling

John C. Barentine1

1 International Dark-Sky Association, Tucson, Arizona, USA [email protected]

The International Dark-Sky Association (IDA), a U.S.-based NGO, offers accreditation

through its International Dark Sky Places (IDSP) Program to protected public and private lands that proactively manage their use of outdoor light at night and educate visitors on the value of natural nighttime darkness. IDA Dark Sky Parks, Reserves and Sanctuaries must establish their eligibility for participation in the program in part by submitting night sky zenith luminance measurements. Candi-dates are currently ranked according to increasing mean zenith luminance in ‘Gold’ (>21.75 magnitudes per square arcsecond, or mpsa), ‘Silver’ (21.74-21.00 mpsa) and ‘Bronze’ (20.99-20.00) tiers. These values, typically obtained using the Unihedron Sky Quality Meter (SQM; Cinzano 2005), are supplemented with horizon photography documenting artificial light domes, nar-rative descriptions of observed faint night sky phenomena, and naked-eye limiting magnitude and Bortle Scale (Bortle 2001) estimates. A histogram of over 5,000 indi-vidual SQM-L (narrow acceptance cone) measurements obtained from 29 IDSPs around the world, shown in Figure 1, illustrates the range of sky luminances encountered on various protected lands considered ‘dark’ at some level.

It is increasingly clear that while SQM measurements reliably characterize sky luminances in

the presence of significant skyglow from anthropogenic light pollution, their reliability breaks down in situations where there is little or no artificial skyglow (Bará+ 2014). In those circumstances, the temporally variable intensity of airglow often dominates, and in all cases the zenith luminance is at best a quasi-periodic function of time. Furthermore, although zenith luminance measurements offer better inter-comparability of different sites, they fail to account for light domes along the horizon that may significantly affect visibility over a large fraction of the sky. Reliance on qualitative descriptions of night sky quality and quantitative measurements obtained solely at the zenith anecdotally undercuts the integrity of the Gold/Silver/Bronze tier scheme, which itself has been criticized on the basis of visibility studies (Crumey 2014). Even the names of the tier labels are problematic, evoking a psychology of winners and losers, and creating the potential for misrepresentation of sky conditions by IDSP applicants when site reputation and future tourism revenue are considered to be at stake.

Fig 1: Frequency histogram of 5,343 SQM-L measurements obtained in IDA Dark Sky Parks, Reserves and Sanctuaries

from 2011-2016. Thresholds for the Gold, Silver and Bronze IDA sky quality tiers are indicated.

Going for The Gold: Quantifying and Ranking Visual Night Sky Quality in International Dark Sky Places, John C. Barentine, ALAN2016

市街地から離れることで22.0等級と理想的な夜空の明るさが確認された

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~街と星空の共存を目指して~星空公団

~街と星空の共存を目指して~星空公団

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200

500

1000

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19 20 21 22 23 00 01 02 03 04 05Local Time (JST)

時刻/曜日変化の調査例

<甲府市内の調査結果>・街明かりと夜空の明るさに関係がある・街明かりは日によってあまり変わらない・夜空の明るさは日々変化

7

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~街と星空の共存を目指して~星空公団

~街と星空の共存を目指して~星空公団

夜空の明るさを測る

8

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~街と星空の共存を目指して~星空公団

~街と星空の共存を目指して~星空公団

デジタル一眼カメラ

Sky QualityMeter-L

肉眼による観察

測定範囲◎

0.1°以下(照明の影響を受けにくい)

×約20°

(照明の影響を受けやすい)

◎0.1°以下

(照明の影響を受けにくい)

コスト ○¥50,000~

○¥40,000

◎¥0

測定信頼性◎

基準の星と背景の明るさを比較

△測定器で明るさを測定(星の明るさも測定してしまう)

△見える星の数を人間がカウント

特徴 全国星空継続観察で環境省が採用

限られた地域向けの測定器

GLOBE at NIGHTで実施

夜空の明るさ測定方法の比較

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~街と星空の共存を目指して~星空公団

~街と星空の共存を目指して~星空公団肉眼による観察

GLOBE at NIGHTという世界的な星空観察の取り組みでは肉眼による観察を実施

観察シートの星図と比較して,最も近いものを選ぶ

精度はそれほど高くないが,手軽に参加できるメリット

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~街と星空の共存を目指して~星空公団

~街と星空の共存を目指して~星空公団Sky Quality Meter-Lによる測定

• 専用の光測定素子を使用した測定装置• 測定値を単位立体角あたりの等級で表示• 測光範囲は半値幅10°程度

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~街と星空の共存を目指して~星空公団

~街と星空の共存を目指して~星空公団

撮影した画像

基準となる星の明るさを基準に背景の明るさを測定

デジタルカメラを使った測定

基準となる星の明るさ

背景の明るさ

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~街と星空の共存を目指して~星空公団

~街と星空の共存を目指して~星空公団

実際に測ってみる

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~街と星空の共存を目指して~星空公団

~街と星空の共存を目指して~星空公団使用できるカメラとレンズ

使用できるカメラRAW形式で保存可能なレンズ交換式デジタル一眼カメラ(2008年以降に発売された機種を推奨)

使用できるレンズ標準レンズ.フルサイズ換算50 mm前後(APS-Cでは30~35 mm前後)の焦点距離で,開放F値が5.6よりも小さい(明るい)もの

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~街と星空の共存を目指して~星空公団

~街と星空の共存を目指して~星空公団カメラの種類

レンズ交換式一眼レフカメラ

レンズ交換式ミラーレス一眼カメラ

レンズ一体型コンパクトカメラ

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~街と星空の共存を目指して~星空公団

~街と星空の共存を目指して~星空公団「レフ」とは?

“一眼”

レンズ交換式ミラーレス一眼カメラ

“一眼レフ”(電子ビューファインダー)

まとめて「一眼カメラ」としましょう

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~街と星空の共存を目指して~星空公団

~街と星空の共存を目指して~星空公団カメラの保存形式

形式 説明 拡張子JPEG よく使われる画像の保存形式

画像上の細かい情報を削除してしまう不可逆圧縮測定用途には向かない

.jpg

.jpeg

TIFF 情報を削除しない可逆圧縮で保存できる保存時にガンマ特性を変化させて保存することが多いため注意

.tif

.tiff

RAW カメラメーカ独自の形式撮影したデータをほとんど加工することなく保存メーカごとに保存フォーマットが異なるため読み出しにはそれぞれのフォーマットに対応したソフトウェアが必要

.crw / .cr2 (Canon)

.raf (FUJIFILM)

.nef (NIKON)

.orf (OLYMPUS)

.rw2 (Panasonic)

.pef (PENTAX)

.arw (SONY)DNG Adobe SystemsによってRAWフォーマットに互換性を

持たせる目的で開発された保存形式撮影したデータをほとんど加工することなく保存Adobe DNG Converterを使用することでRAW形式から変換可能PENTAXなどではカメラの保存フォーマットとして採用

.dng

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~街と星空の共存を目指して~星空公団

~街と星空の共存を目指して~星空公団カメラの感度特性(RAW)

18

1

10

100

1000

10000

100000

Canon EOS 5D MarkIICanon Kiss Digital X2NIKON D700NIKON D700FUJIFILM S3ProFUJIFILM S5ProCanon EOS Kiss X3NIKON D3

カメラのデジタル出力

カメラ入射光量100%10%1%0.1%0.01%

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~街と星空の共存を目指して~星空公団

~街と星空の共存を目指して~星空公団メーカ現像ソフトウェア使用時

19

1

10

100

1000

10000

100000

Data

Cou

nt

0.01 0.1 1 10 100Exposure Time

Image Data Converter

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~街と星空の共存を目指して~星空公団

~街と星空の共存を目指して~星空公団

カメラでの撮影

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~街と星空の共存を目指して~星空公団

~街と星空の共存を目指して~星空公団カメラで夜空を撮影する(1)

カメラのダイヤルを『M』に合わせます

カメラの設定画面からシャッタースピード 30秒F 5.6ISO 800保存形式 RAW長秒時ノイズ低減 ON高感度ノイズ低減 OFFに設定21

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~街と星空の共存を目指して~星空公団

~街と星空の共存を目指して~星空公団カメラの設定

②カメラの時計合わせも忘れずに

①撮影画質はRAW

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~街と星空の共存を目指して~星空公団

~街と星空の共存を目指して~星空公団カメラで夜空を撮影する(2)

焦点距離を30mm前後に、フォーカスモードをMFにします

遠くの風景でピントを合わせます

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~街と星空の共存を目指して~星空公団

~街と星空の共存を目指して~星空公団カメラで夜空を撮影する(3)

カメラを三脚にセットします.カメラは真上(天頂)に向け,画面の長辺が東西方向に向くようにします

シャッタースピード30秒で撮影します

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~街と星空の共存を目指して~星空公団

~街と星空の共存を目指して~星空公団撮影データの確認

画面の左から右方向へ星が流れて写っていることを確認する25