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Automated time-lapse image capturing for monitoring runoff from sloping farmland

Research Project

Project/Area Number 24580381
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Agricultural information engineering
Research InstitutionKagoshima University

Principal Investigator

SHIBAYAMA Michio  鹿児島大学, 農学部, 教授 (10354060)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) ABE Kaoru  独立行政法人農業環境技術研究所, 物質循環研究領域, 領域長 (70355551)
ITAHASHI Sunao  独立行政法人農業環境技術研究所, 物質循環研究領域, 主任研究員 (80354009)
Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) BANZAI Kenji  独立行政法人農業環境技術研究所, 物質循環研究領域, 専門員 (90370296)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2014: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2012: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywords傾斜農耕地 / 流出 / 画像解析 / 画像観測 / 懸濁物質 / 画像処理 / 土壌懸濁水 / 栄養塩 / 重金属
Outline of Final Research Achievements

The increased incidence of intense rainfall events in recent years has prompted concern about the increased environmental loading due to elevated levels of suspended solids (SS), nutrient salts and heavy-metals such as Zn in surface runoffs from sloping farmlands.
We devised an automated system that recorded color images of the field surface during rainfalls, measured the runoff volume and collected samples of runoff water for subsequent chemical analyses. Using observed data, we modified an empirical model describing dynamics of rainfall-induced runoff volume for Andosols. Chemical analyses showed that a large portion of Zn was strongly absorbed to SS. The time-lapse images provided volumes of accumulated muddy water appearing at the bottom of sloping plot during runoff, and that were correlated to the measured volumes of runoff water. We also showed that the moving picture captured the flow velocity of the surface runoff. Thus images may be usable for instant runoff estimation.

Report

(4 results)
  • 2014 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2013 Research-status Report
  • 2012 Research-status Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2015 2014 2013 2012 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (6 results) Book (2 results) Remarks (4 results)

  • [Journal Article] 農地流出水のイベントベース画像キャプチャリングの試み2015

    • Author(s)
      坂西研二・芝山道郎・中村乾・綽宏二郎・板橋直・阿部薫・木村昭彦
    • Journal Title

      農業農村工学会誌

      Volume: 83 Pages: 101-104

    • NAID

      130007967972

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 傾斜畑からの亜鉛の流出に及ぼす家畜ふんたい肥施用の影響2013

    • Author(s)
      糟谷真宏・坂西研二・板橋直・阿部薫・鈴木良地
    • Journal Title

      土壌肥料学会誌

      Volume: 84(2) Pages: 71-79

    • Related Report
      2013 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 傾斜畑の土壌および栄養塩流出過程観測支援のための自動撮影装置-装置の概要と野菜畑における観測事例-2012

    • Author(s)
      芝山道郎・坂西研二・中村 乾
    • Journal Title

      システム農学

      Volume: 28 Pages: 97-106

    • NAID

      130005074404

    • Related Report
      2012 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 傾斜畑における降雨に伴う表面流出の画像計測法~流出動画自動撮影装置の試作~2014

    • Author(s)
      綽宏二郎、瀬戸口耕平、板橋直、坂西研二、阿部薫、木村昭彦、神田英司、芝山道郎
    • Organizer
      システム農学会
    • Place of Presentation
      京都大学(京都府、京都市)
    • Year and Date
      2014-10-17 – 2014-10-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 自動撮影による傾斜畑表面流出量の推定2014

    • Author(s)
      坂西研二、清水登子、芝山道郎、綽宏二郎、板橋直、阿部薫
    • Organizer
      農業農村工学会
    • Place of Presentation
      新潟コンベンションセンター朱鷺メッセ(新潟県、新潟市)
    • Year and Date
      2014-08-26 – 2014-08-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 自動撮影による傾斜畑表面流出量の推定2014

    • Author(s)
      坂西研二・清水登子・芝山道郎・綽宏二郎・板橋直・阿部薫
    • Organizer
      農業農村工学会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] レタス畑からの表面流出および流出土壌に関する映像と観測2013

    • Author(s)
      坂西研二・芝山道郎・矢口直輝
    • Organizer
      日本土壌物理学会
    • Place of Presentation
      福島大学
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 豚ぷん堆肥連用傾斜圃場における亜鉛の土壌蓄積と化学形態及び表面流出2012

    • Author(s)
      阿部薫, 坂西研二, 板橋直, 糟谷真宏
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
    • Place of Presentation
      鳥取大学(鳥取市)
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 農業・農村域を対象とした亜鉛負荷流出実態と水生生物に対する生態リスク評価2012

    • Author(s)
      板橋直, 阿部薫, 糟谷真宏, 鈴木良地, 和木美代子, 鈴木一好, 坂西研二, 村上哲生
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
    • Place of Presentation
      鳥取大学(鳥取市)
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Book] 農地を知る-農地土壌の物理性-2013

    • Author(s)
      坂西研二(監修 井上久義)
    • Total Pages
      139
    • Publisher
      農地土壌の物理性編集委員会、三重大学大学院生物資源学研究科安全・安心科学技術研究センター
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Book] 農地を知る-農地土壌の物理性-(井上久義、佐藤泰一郎、成岡市監修)2013

    • Author(s)
      坂西研二
    • Total Pages
      139
    • Publisher
      三重大学大学院生物資源学研究科安全・安心科学技術研究センター
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Remarks] 傾斜畑の表面流出を見る

    • URL

      http://www.niaes.affrc.go.jp/techdoc/movie.html

    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Remarks] 撮影ロボットによる傾斜畑表面流の観測

    • URL

      http://rdc.kagoshima-u.ac.jp/rdc/search/upload/shibayama-agr.pdf

    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Remarks] 傾斜畑の表面流出を見る

    • URL

      http://www.niaes.affrc.go.jp/techdoc/movie.html

    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Remarks] 撮影ロボットによる傾斜畑表面流の観測

    • URL

      http://rdc.kagoshima-u.ac.jp/rdc/search/upload/shibayama-agr.pdf

    • Related Report
      2012 Research-status Report

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Published: 2013-05-31   Modified: 2019-07-29  

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