A-UVI: GNSS支援型UV指数推定手法

概要

紫外線（UV）への過度または不十分な曝露は、皮膚がん、白内障、骨粗鬆症などの健康被害を引き起こします。地球観測（EO）ベースのUV指数推定は開けた屋外環境では有効ですが、日陰環境では十分な精度が得られません。また、モバイル・ウェアラブルUVセンサを用いた従来の個人レベルUVモニタリングは、計測やユーザビリティの面で長期的な使用に課題があります。

A-UVIは、GNSS（全球測位衛星システム）の生信号を活用してEOベースのUV指数の精度を向上させる手法です。EOベースのUV指数とGNSS生信号から推定した減衰比を統合することで、建物や樹木などの遮蔽物の影響を受ける環境でも推定精度を大幅に改善します。

アプローチ

• EOベースUV指数: 衛星由来の雲量・オゾンデータを用いたエリアレベルのUV指数推定
• GNSS信号減衰: GNSS生信号の信号強度からUV減衰を推定（日陰・樹木・建物等の遮蔽度を反映）
• ハイブリッド推定: EOベースUV指数とGNSS由来の減衰比を組み合わせ、追加センサなしで個人レベルの精密推定を実現

結果

• 既存手法に対し44.25%以上の精度改善
• 森林環境においてEOベースラインと比較し5.53倍の推定精度向上
• 市販スマートフォンのGNSSレシーバ使用時にベースラインに対し23%の精度改善
• 異なるGNSSレシーバ、移動シナリオ、観測エリアにおいて複数日間にわたり検証

意義

A-UVIは、専用のUVセンサや特別な計測行為を必要とせず、日常のスマートフォンを用いた受動的な個人レベルUV曝露モニタリングを可能にします。これにより、単純な曝露追跡を超えた適応的・個人化されたUV防護戦略の実現に貢献します。