地球環境資源としての地表植生の広域測定とその機能評価システムの開発

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08306007
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 末田 達彦 愛媛大学, 農学部, 教授 (90109314)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 馬淵 和雄 気象庁気象研究所, 気候研究部, 主任研究員 ; 石橋 整司 東京農工大学, 農学部, 助教授 (30212921) ; 福嶌 義宏 名古屋大学, 大気水圈科学研究所, 教授 (00026402) ; 木田 秀次 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60252417) ; 及川 武久 筑波大学, 生物科学系, 教授 (70011682)
• Keywords: 地球環境資源 / 広域的森林計測 / レーザー測距 / フーリエ解析 / 植生縦断面 / バイオマス / 葉面積 / 平均自由視程

Research Abstract

航空機に搭載した赤外線レーザー測距儀で地表植生の縦断面を計測したうえ、10〜20cmの間隔で捉えたこの植生縦断面にフーリエ解析を施し、広域にわたる森林の樹冠高、樹高、樹冠直径、単木材積、立木密度、森林蓄積、バイオマス、葉面積などの諸特性を定量的に推定する方法を開発した。
まず、レーザー測距の直接的な測定値である航空機から地表までの鉛直距離を、GPSで捉えた航跡で補正することにより、一部に林床からの反射を含む地表の縦断面を得た。この地表縦断から林床反射だけを抽出してスプラインを当てはめ、連続的な地形の縦断面を推定したうえ、これと地表断面との差を取り地形変化を含まない植生断面を得た。植生断面にスペクトル解析をほどこし、フーリエ変換の初項として平均樹冠高を、パワースペクトルの極大値に対応した波長として平均樹冠直径を求めたうえ、これら二つの森林特性値から従来の写真航測の手法により、平均樹高、単木材積、立木密度、森林蓄積など他の森林特性値を求めた。
この新手法の開発には、昨年度計測した御嶽山の中腹から王滝頂上に至る長さ10kmの連続地表プロフィールを用い、本年度の解析によって得られた推定値を現地で測定したグランドトゥル-スと対比した。結果はおおむね満足のゆくものだったが、推定値が多少不安定で過大気味に現れるという問題も明らかになった。解析の結果、その原因が地形面の推定の不安定性にあると判明したので、来年度はその精度を上げるとともに、フーリエ解析に代わり、『縦断面積分法』や『平均自由視程法』など新しい手法による広域的な森林特性の推定法の開発を目指す。