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リモートセンシング技術による穀物収量の早期予測手法の開発

Research Project

Project/Area Number 25850178
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Agricultural environmental engineering/Agricultural information engineering
Research InstitutionNational Institute for Agro-Environmental Sciences

Principal Investigator

坂本 利弘  国立研究開発法人 農業環境技術研究所, その他部局等, 研究員 (20354053)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2015: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2014: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2013: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywordsリモートセンシング / 作況予測 / コーンベルト / トウモロコシ / 大豆 / MODIS / Crop Phenology / Corn / remote sensing / USA / yield prediction / soybeans / drought
Outline of Annual Research Achievements

2014年産トウモロコシを対象に「トウモロコシ単収予測手法」の予測精度を検証した。9月時点の予測は統計値に対して8.2%過小であり、10t/haを超える豊作年については予測結果が過小評価される傾向にあり、予測式を2次回帰モデルへ変更するなどさらなる改良が必要であることが示唆された。また、VIIRS/Suomi-NPPの代替利用時の予測精度を解析した結果、現行手法よりも予測値が若干高くなるものの、その精度は概ね現行手法と同程度(RMSE, 現行法:0.94t/ha, 代替法:1.02t/ha)であることから、MODIS/Terraの運用終了後も継続的に予測が可能であることが示された。また、作物フェノロジー観測システムによる飼料トウモロコシの生育量(LAI, 地上部乾物重)の季節変化の準リアルタイム把握、小型ラジコンヘリによる超高解像度空撮画像の作成を行い、MODISによるトウモロコシ単収予測結果の検証を可能にするグランドトゥールースデータ取得手法を整備した。最終年度は、米国産大豆単収の早期予測への応用可能性についても検証し、2002~2013年までの早期予測シミュレーションを行った結果、9月時点の予測単収は、2003年と2008年産において23.6%, 9.3%と過大に予測されており、トウモロコシと違ってUSDAの速報結果よりも予測精度の面での優位性は確認されなかった。生育前半の植生量から単収を予測する現行法では、収穫前の環境ストレスを受けやすい大豆の最終単収を予測することは難しく、生育期後半の環境ストレスが無いことを前提とした潜在的単位収量の予測には有効である。以上のように、豊作年の予測ギャップ(トウモロコシ)や環境ストレスによる減収(大豆)など解決すべき課題は残されたものの、基礎的要素技術を含め、リモートセンシング技術による穀物収量の早期予測手法を確立した。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2014 2013 Other

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

  • [Journal Article] Near real-time prediction of U.S. corn yields based on time-series MODIS data2014

    • Author(s)
      Toshihiro Sakamoto, Anatoly A. Gitelson, Timothy J. Arkebauer
    • Journal Title

      Remote Sensing of Environment

      Volume: 147 Pages: 219-231

    • DOI

      10.1016/j.rse.2014.03.008

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 時系列MODISデータによる2012年米国トウモロコシ干ばつ被害評価2014

    • Author(s)
      Toshihiro Sakamoto, Anatoly A. Gitelson, Timothy J. Arkebauer
    • Organizer
      日本リモートセンシング学会
    • Place of Presentation
      独立行政法人 産業技術総合研究所 つくばセンター 共用講堂
    • Year and Date
      2014-05-15 – 2014-05-16
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Spatio-temporal analysis using MODIS time-series data for early prediction of US corn yield2013

    • Author(s)
      Toshihiro Sakamoto, Anatoly Gitelson, Timothy Arkebauer
    • Organizer
      MultiTemp 2013 7th Internationa Workshop on the Analysis of Multi-Temporal Remote Sensing Images
    • Place of Presentation
      Banff, Alberta, Canada
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Remarks] 衛星リモートセンシング技術を用いて米国トウモロコシ単位収量を広域把握する

    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-07-25   Modified: 2019-07-29  

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