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Development of Virtual Forest Creation Method Based on UAV Observations for Estimating Photosynthetic Active Radiation

Research Project

Project/Area Number 22K21340
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 1101:Environmental analyses and evaluation, environmental conservation measure and related fields
Research Institution防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)

Principal Investigator

Fujiwara Takumi  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 電気情報学群, 助教 (40966248)

Project Period (FY) 2022-08-31 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2023: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsボクセルモデル / 放射伝達 / 光合成有効放射吸収割合 / ドローン / 衛星リモートセンシング / 森林構造 / UAV観測 / 反射率シミュレーション / UAV計測 / 落葉広葉樹
Outline of Research at the Start

森林に到達・吸収される光合成有効放射量(PAR)は、光合成生産量を推定するための重要な要因であるが、計測が煩雑である。そこで、仮想森林を用いたアプローチにより衛星画像からPARを推定するためのアルゴリズムが開発されている。しかし現実の森林との乖離や、多種多様な樹種・季節変化は考慮されていないため不確実性が高い。
そこで本研究では、無人航空機(UAV)により取得した精緻な多方向観測データを基に、これらの課題についての検討と仮想森林の新たな作成方法を探る。樹種ごとに多方向観測による反射率の変化を解析し、それを属性に与えたボクセルモデルにより構成する仮想森林を開発する。

Outline of Final Research Achievements

In this study, a voxel-based virtual forest was parameterized with topographic slope and leaf inclination, and a method was developed to calculate the shadow fraction in the voxel caused by these parameters.
The validity of the slope parameters was verified by simulating satellite images of an actual mountainous area. For the leaf inclination, various leaf inclination distributions were given to simulate changes in the shadow fraction for the whole tree.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

仮想森林は、衛星センサが観測した反射率と森林物理量との関係を解析するときに用いられる。仮想森林が現実の森林に近いほどより高精度な解析が期待されるが、一方でパラメータの確らしさの検証も必要になる。本研究では仮想森林に地形や葉の傾斜を与えるように改良しており、衛星センサが観測した反射率と影割合との関係を理解する上で重要なツールであり、これは衛星観測技術向上に資する学術的意義を有する。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (2 results)

All 2024 2022

All Journal Article (1 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] 森林構造を反映した樹冠反射率シミュレーションモデル2024

    • Author(s)
      藤原 匠
    • Journal Title

      アグリバイオ

      Volume: 8 Pages: 79-83

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 山間地域での樹木と地形の影を考慮した反射率シミュレーション2022

    • Author(s)
      藤原 匠
    • Organizer
      一般社団法人 日本写真測量学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2022-09-01   Modified: 2025-01-30  

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