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Reliable and fast identification method for stand-level optimal harvesting schedule

Research Project

Project/Area Number 19K15872
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 40010:Forest science-related
Research InstitutionKochi University

Principal Investigator

Moriguchi Kai  高知大学, 教育研究部自然科学系農学部門, 講師 (70814979)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords森林施業体系 / 大域的最適解 / 焼きなまし法 / 高速化 / ゾーニング / GIS / 造林補助金制度 / ニューラルネットワーク / 補助制度設計 / 最適伐採スケジュール / 最適植栽密度 / GPU / 施業体系 / 最適化 / GPGPU / 森林 / 伐採 / 間伐 / 主伐 / スケジュール / 伐採スケジュール / 林業 / 収益性
Outline of Research at the Start

森林の成長モデルとコンピュータの力を借りて導き出す最適伐採(主間伐)スケジュールは、個々の林分を効率的に経営する際や、全国規模の効率的な収穫計画や補助金制度を設計する際に、有用な情報となる。しかし、「真に最適」な伐採スケジュールを実用的な時間で導き出すためには、様々な工夫がいる。現在のところ、時間をかければ殆ど「真に最適」な伐採スケジュールを発見できるようになっている。そこで本研究では、この技術を現場でも実用可能にすることを目標として、「最適さ」に関する信頼性を持ち、かつ高速な探索が可能な、最適伐採スケジュールの探索手法の開発を行う。

Outline of Final Research Achievements

This study investigated reliable and fast methods for identifying optimal forest management systems using forest growth models and modern parallel computing techniques. Using GPGPU and improving the optimization model, the methods to provide the optimal harvesting model in a short time were developed. Furthermore, the framework for designing forest stand selection and associated subsidization policy by using the stand-level optimal management schedules was investigated. Furthermore, a method to apply the framework under actual situations using neural networks was proposed.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

最適施業体系の探索手法は、目的とする森林の機能を最大限に発揮するための方策を考案するための基盤技術であるが、得られた解が真に最適である、もしくは十分にそれに近いという信頼性は、長年曖昧なままであった。本研究ではこの信頼性を一定程度保証する解を、実用的な時間で与える手法を開発した。さらに、最適施業体系の持つ情報は、補助金制度下における木材生産林のゾーニングでとりわけ重要であることを示すとともに、無数の林分が存在する地域・国スケールでも実用可能な、ゾーニングへの現実的な応用方策を示した。

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

    (9 results)

All 2023 2021 2020 2019

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 3 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Accelerating forest stand selection for subsidization using neural networks2023

    • Author(s)
      Moriguchi Kai、Shirasawa Hiroaki、Aruga Kazuhiro
    • Journal Title

      Computers and Electronics in Agriculture

      Volume: 205 Pages: 107595-107595

    • DOI

      10.1016/j.compag.2022.107595

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of the Change of Harvesting Profit Induced by the Increase of Wood Use for Biomass Fuels on the Annual Supply and Minimal Expense for Subsidy2021

    • Author(s)
      Moriguchi Kai、Shirasawa Hiroaki
    • Journal Title

      Journal of the Japanese Forest Society

      Volume: 103 Issue: 6 Pages: 435-442

    • DOI

      10.4005/jjfs.103.435

    • ISSN
      1349-8509, 1882-398X
    • Year and Date
      2021-12-01
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Identifying optimal forest stand selection under subsidization using stand-level optimal harvesting schedules2021

    • Author(s)
      Moriguchi Kai
    • Journal Title

      Land Use Policy

      Volume: 108 Pages: 105674-105674

    • DOI

      10.1016/j.landusepol.2021.105674

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Developing reliable and fast simulated annealing for stand-level forest harvesting schedule with virtual dimensionality reduction2021

    • Author(s)
      Moriguchi Kai
    • Journal Title

      Computers and Electronics in Agriculture

      Volume: 191 Pages: 106494-106494

    • DOI

      10.1016/j.compag.2021.106494

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Acceleration and enhancement of reliability of simulated annealing for optimizing thinning schedule of a forest stand2020

    • Author(s)
      Moriguchi Kai
    • Journal Title

      Computers and Electronics in Agriculture

      Volume: 177 Pages: 105691-105691

    • DOI

      10.1016/j.compag.2020.105691

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Establishing optimal forest harvesting regulation with continuous approximation2020

    • Author(s)
      Moriguchi Kai、Ueki Tatsuhito、Saito Masashi
    • Journal Title

      Operations Research Perspectives

      Volume: 7 Pages: 100158-100158

    • DOI

      10.1016/j.orp.2020.100158

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Estimating polymorphic growth curve sets with nonchronological data2020

    • Author(s)
      Moriguchi Kai
    • Journal Title

      Ecology and Evolution

      Volume: 10 Issue: 17 Pages: 9100-9114

    • DOI

      10.1002/ece3.6528

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 地利条件を考慮した最適造林補助配分による木材生産林のゾーニン グ2020

    • Author(s)
      守口海・白澤紘明
    • Organizer
      第131回日本森林学会大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 需要-供給バランスによる価格の変動を考慮した長期・広域伐採計画の立案手法2019

    • Author(s)
      守口海
    • Organizer
      第4回「未利用木材利用可能量推計および収穫システム」研究会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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

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