Aerial Bitterlich's method: Development of the simple forest inventory method using a drone
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21K05690
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 40010:Forest science-related
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
井上 昭夫 近畿大学, 農学部, 教授 (80304202)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | ドローン / 針葉樹 / 人工林 / 森林計測 / 森林調査 / 航空機レーザ / ビッターリッヒ法 / 平田法 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の目的は，針葉樹の人工林を対象として，ドローンを用いた実用的な森林調査法（空中ビッターリッヒ法）を開発することにある。この方法は，ビッターリッヒ法を樹高推定に応用した平田法を，本来の地上からではなく，ドローンを用いて空中から行い，林分の平均樹高と林分密度を推定しようとするものである。本研究では，この方法の基本的な考え方を提示する。次いで，立木位置図によるシミュレーションと現実林分での実証試験を通して，空中ビッターリッヒ法のプロトコルを確立するとともに，推定誤差の範囲と適用可能な条件を明示する。さらに，上層木平均樹高と林分密度から，林分の平均胸高直径を推定するためのモデルも開発する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，針葉樹の人工林を対象として，UAVを用いた実用的な森林調査法を開発することにある。令和５年度には，令和３年度に考案した「空中ビッターリッヒ法」について，立木位置図上でのシミュレーションをさらに発展させ，実施した。前年度と同様，具体的には，紀伊地方のスギ人工林を対象とし，林齢20年，40年，60年および80年の収穫表に示された値をもとに林分を復元し，ドローンの飛行高度，１林分あたりの写真の撮影地点，定角の大きさを変化させることで，これら３つの条件の最適な組み合わせについて検討した。ここで，シミュレーション用の立木位置図の作成に際し，前年度は植栽位置を正方形植栽と仮定し，ランダムに立木を間引くことで作成していた。これに対し，今年度は，細田らの方法をもとに，植栽位置と本数減少に乱数を用い，より実際に近い条件でのシミュレーションを実施した。その結果，最適な組み合わせ条件のもとで空中ビッターリッヒ法を行うことにより，90％以上の場合において，±1.0 m以内の誤差で平均樹高を推定できることがわかった。このことは，前年度の知見に矛盾しなかった。また，前年度に開発した上層木平均樹高と林分密度から平均胸高直径を推定するためのモデルについて，スギとヒノキを対象としたパラメータの決定と精度検証を行い，（１）実用に耐えうる精度で平均直径を推定できること，（２）モデルによる推定値が樹幹表面積と樹高と胸高直径との積との関係の回帰式に対してロバストであることの２点を明らかにした。これらの成果について論文をまとめ，Journal of Forest Researchに公表した。さらに，今年度はアカマツとカラマツのデータをもとに，パラメータの決定と精度検証を行い，スギ・ヒノキの場合と同様の結果を得た。これにより，わが国における針葉樹人工林の90％を占める４樹種のパラメータを明らかにできた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
シミュレーション方法の改善を優先したため，現地調査による検証に遅れが生じている。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和５年度においては，シミュレーションによる方法論の検討と並行して，スギとヒノキの人工林において，ドローンによる写真を撮影した。令和６年度においては，これらの写真の解析を進めることで，空中ビッターリッヒ法の精度を検証するとともに，従来のドローン画像による森林調査法との比較検討を試みることを計画している。
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Report
(3 results)
Research Products
(17 results)
