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Development of a UAV remote sensing method for benthic diatoms and the thermal environment of tidal flats

Research Project

Project/Area Number 19K04669
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 22060:Environmental systems for civil engineering-related
Research InstitutionTokai University

Principal Investigator

Niki Masato  東海大学, 海洋学部, 教授 (30408033)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 加藤 茂  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40303911)
田中 昭彦  東海大学, 清水教養教育センター, 准教授 (00758005)
丹 佑之  東海大学, 清水教養教育センター, 講師 (90770909)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords干潟 / UAV / スペクトルカメラ / リモートセンシング / 底生珪藻 / ドローン / 干潟のリモートセンシング / 干潟の物質循環
Outline of Research at the Start

干潟の持つ生態系サービスの一つに水質の浄化や炭素の固定、熱循環の緩和といった調整
サービスがある。その能力を正確に見積もるためには、これまで考慮されてこなかったミクロスケールの環境勾配を生み出す微地形を捉え評価する必要がある。そこで本研究では、干潟における面的な観測を可能とする、事を目的に、マルチコプターと多波長イメージ分光器を活用したリモートセンシング機器を開発し、それから得られた熱環境やクロロフィル量の観測結果をネットワーク型RTK-GNSS測量を組み合わせた詳細地図の上にマップ化することで、微地形の熱環境や微細藻類の分布への影響を検討する新たな観測手法の有効性を検討する。

Outline of Final Research Achievements

Tidal flats are significant areas that not only provide habitat for organisms, but also play a role in water purification and environmental regulation. The observation of tidal flats is difficult because it must be done quickly over a large area during a period of ebb tide. In this research project, a UAV(Unmanned Aerial Vehicle) equipped with a spectral camera, which is a camera capable of taking images at different wavelengths, was used to measure and map chlorophyll-a, an indicator of the amount of vegetation on tidal flats, in order to achieve observations over a large area in a short time. Remote sensing of tidal flats using UAVs is affected by the dryness of the tidal flats, the properties of the sediment, and weather conditions, but it was confirmed that the method can be used in combination with bottom sediment surveys to create maps.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

干潟は、水質の浄化機能や炭素の貯留による気候変動の緩和といった環境調整の役割が期待されているが、都市部の沿岸では埋立てによりその面積が減少している。干潟のそうした価値を最大限評価するためには、広域的な干潟を短時間で正確に計測する新たな技術の導入が不可欠である。本研究では、近年しばしば使用されるようになったマルチコプターとスペクトルカメラの干潟表面での植物量観測への適用を行い、計測手法を確立した。本成果によって、干潟における観測や価値評価手法での精度が向上し、干潟の保全に繋がると期待される。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] NUMERICAL SIMULATION OF FLOW FIELD AND SEDIMENT TRANSPORT ON TIDAL FLAT2020

    • Author(s)
      KURITANI Itsuki、KATO Shigeru、OKABE Takumi、NIKI Masato
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B3 (Ocean Engineering)

      Volume: 76 Issue: 2 Pages: I_336-I_341

    • DOI

      10.2208/jscejoe.76.2_I_336

    • NAID

      130007910276

    • ISSN
      2185-4688
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] BASIC STUDY ON THE OBSERVATION OF BENTHIC DIATOMS IN TIDAL FLATS USING MULTI-BAND IMAGING RADIOMETER2020

    • Author(s)
      NIKI Masato、TAN Hiroyuki、TANAKA Akihiko、KATO Shigeru
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B2 (Coastal Engineering)

      Volume: 76 Issue: 2 Pages: I_1357-I_1362

    • DOI

      10.2208/kaigan.76.2_I_1357

    • NAID

      130007935806

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Multi-band optical imaging sensor for coastal ocean color remote sensing2019

    • Author(s)
      Tan Hiroyuki、Oishi Tomohiko、Tanaka Akihiko、Katsumata Takaaki、Niki Masato
    • Journal Title

      Proceedings of SPIE

      Volume: - Pages: 23-23

    • DOI

      10.1117/12.2542607

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 農業用ドローンによる干潟表面のクロロフィルa量の観測の可能性2023

    • Author(s)
      仁木将人
    • Organizer
      令和4年度土木学会中部支部研究発表会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] マルチスペクトルカメラを登載したドローンによる干潟表面のクロロフィルa観測2023

    • Author(s)
      仁木将人
    • Organizer
      第70回海岸工学講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 農業用 UAVによる干潟表面のクロロフィル a量の観測の可能性2022

    • Author(s)
      仁木将人
    • Organizer
      令和3年度土木学会中部支部研究発表会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 多波長イメージ分光放射計による干潟のリモートセンシングの試験研究2021

    • Author(s)
      仁木将人
    • Organizer
      応用生態工学会 第24回研究発表会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 光を使った干潟表面のクロロフィルa 観測に関する基礎的検討2020

    • Author(s)
      仁木 将人、 藤井元紀、 飯野航太、 黒川敦史、 菱田千裕、 丹 佑之、 田中 昭彦
    • Organizer
      令和元年度土木学会中部支部研究発表会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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