Rによる夜間光データの分析（1）データの切り出し
田中 鮎夢
2025-12-30
最終更新：2025-12-30
1 はじめに
- 阿部洋輔「夜間光を可視化する」を参考にして、VIIRS夜間光データから得たラスターデータを用いて、夜間光をRで可視化する。
- VIIRS夜間光データ（Annual VNL V2）を用いる。Colorado School of Mines（コロラド鉱山大学）の Payne Institute for Public Policy が夜間光データを提供している。
- Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) Nighttime Lights (VNL) データセットは、Earth Observation Group (EOG) によって生成されている。
- このデータは、2012年から2021年にかけての年間グローバル夜間光の時系列データである。一貫した処理方法で生成されており、経年比較が可能である。
- 日光・月光・雲を除去した後、野火などの外れ値を除外している。
- V2では12ヶ月の中央値を基準に外れ値を除去し、複数年のデータを使用して統一的な検出閾値を設定することで、年度間の一貫性を確保している。
- コロラド鉱山大学は以下の２つのデータを提供している。
- DMSP夜間光データは、1kmの解像度で1992-2013年のデータを提供。
- VIIRSデータ夜間光データは、500mの解像度で2012年以降のデータを提供。
Tang et al. (2025) によれば、この2つのデータを統合したデータセットも別途提供されている。
巨大なTIFデータを除く本ページのデータ：https://ayumu-tanaka.github.io/teaching/NightLightData.zip
https://eogdata.mines.edu/products/vnl/#annual_v2
1.1 概要
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| ファイル形式 | Tilegz (gzipped) |
| ファイル内容 | average, average-masked, cf_cvg, cvg, max, median, median-masked, min |
| 配信設定 | vcmslcfg (利用可能な場合) |
1.2 仕様
| 項目 | 仕様 |
|---|---|
| ファイル形式 | GeoTIFF |
| ユニット (average, average-masked, max, median, median-masked, min) | nW/cm²/sr |
| 座標参照システム (CRS) | EPSG:4326 (Geographic Latitude/Longitude) |
| 空間解像度 | 15 arc second (~500m at the Equator) |
| タイル処理 | No |
| カバレッジ範囲 | 180W, 75N, 180E, 65S |
1.3 ファイルの説明
| ファイル名 | 説明 |
|---|---|
| average | 年間平均の夜間光強度 |
| average-masked | マスク処理済みの平均値（ノイズ除去） |
| cf_cvg | クラウドフリー・カバレッジ |
| cvg | カバレッジ情報 |
| max | 最大値 |
| median | 中央値 |
| median-masked | マスク処理済みの中央値 |
| min | 最小値 |
2 ダウンロード手順
- Earth Observation Group (EOG) – VIIRS Nighttime Lights data https://eogdata.mines.edu/products/vnl/
Annual VNL V2— Elvidge, et al. (2021)によるデータ。- “Go to Download V2.1” をクリック。
- メールアドレス登録。
- 2021年へ移動。
- ノイズやエラーが除去された年間平均の夜間光強度データ（298M）をダウンロードする。
VNL_v21_npp_2021_global_vcmslcfg_c202205302300.average_masked.dat.tif.gz
- ダウンロードして解凍されたファイル（
VNL_v21_npp_2021_global_vcmslcfg_c202205302300.average_masked.dat.tif）は、11.61GBと巨大なデータである。 - 以下では、このデータを日本に絞り、軽量化する。
3 Rでの読み込み
terraパッケージのrast関数を用いて、GeoTIFF形式のデータを読み込む。
library(terra)## terra 1.8.86NightLight2021 <- terra::rast("VNL_v21_npp_2021_global_vcmslcfg_c202205302300.average_masked.dat.tif")4 可視化
terra::plot(NightLight2021, range = c(0.01, 100))
5 日本のデータに絞る
# 日本の範囲を指定
japan_extent <- ext(122, 153, 20, 46)
# 日本の範囲でクロップ
NightLightJapan <- terra::crop(NightLight2021, japan_extent)
# プロット
terra::plot(NightLightJapan, range = c(0.01, 100))
# 保存
terra::writeRaster(NightLightJapan, "Data_output/NightLightJapan2021.tif", overwrite=TRUE)## Warning: PROJ: proj_create_from_name: Cannot find proj.db (GDAL error 1)参考文献
阿部洋輔 (2025) 「夜間光を可視化する」 https://yo5uke.com/pages/gis_in_r/4_nighttime_light/
Elvidge, C.D, Zhizhin, M., Ghosh T., Hsu FC, Taneja J. Annual time series of global VIIRS nighttime lights derived from monthly averages:2012 to 2019. Remote Sensing 2021, 13(5), p.922, doi:10.3390/rs13050922
Tang, H., Zhong, Y., Deng, J., Xia, H., & Wei, J. (2025). Global nighttime light dataset from 1992 to 2022 with focus on low-light areas. Scientific Data, 12(1), 982. https://doi.org/10.1038/s41597-025-05246-8