植物の形状成長と物質生産モデルとの結合に関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08660321
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 本條 毅 東海大学, 開発工学部, 助教授 (60173655)
• Keywords: 植物モデリング / 形状測定 / 三次元形状 / テキスチャ解析 / 成長モデル / 成長曲線 / ハイブリッドモデル / 物質生産

Research Abstract

本研究では従来行ってきた植物三次元形状の測定、モデル化に関する知見に加え、植物の形状モデル化のための基礎的なデータを効率的に得るため、画像による植物の形状の記録手法についてや、成長モデルと形状モデルと組み合わせによって、より精密な植物形状モデルの構築を試みた。
植物の成育データや形状の測定は、非常に手間がかかるため、画像測定を併用して、群落の概形を測定し、詳細な測定の代替えとなりうるかを検討した。記録方法としては、デジタルビデオによりあらゆる方向から植物画像を撮影し、その取得画像を統合したム-ビ-作成を行うことにより、効率的な形状記録が可能であることを示した。これら撮影した多数の二次元画像データのテキスチャを解析することにより、三次元的な群落の構造が、ある程度予測できることがわかった。また、その画像データを元に、関数により植物三次元形状を関数近似することにより、形状表示および記録に必要なデータ量を大きく減らすことができた。
従来の成長モデルは、物質生産、移動を既述するものが主であり、形状についての情報はほとんど考慮されていない。植物の成長と環境条件との関係をモデル化できる手法の開発を目的とし、物質生産モデルと、形状成長モデルとを結合する第一段階として、単純な成長曲線をいくつか選び、従来の形状モデルに組み込んだ。樹木の幹の成長などの、非常に単純化した場合であるが、成長パラメータを変化させた場合の植物の成長をモデル化し、可視化を行った。同様な手法をすべての軸に応用することにより、植物の成長と環境条件との相互作用をモデル化ができるようになると考えられる。

Research Products

• [Publications] 本條毅,中村哲也: "ダイズ分枝パターンの測定とマルコフ連鎖による分枝のモデル化" 植物工場学会誌. 8巻3号. 154-159 (1996)
• [Publications] Honjo.T.and Mitani,T.: "Simulation of Thermal Environment in Plant Factory by using Mathematical Manupulation System" Acta Horciculturae. No.440. 304-309 (1996)
• [Publications] 本條毅・竹田伸也: "温室、植物工場の可視化に関する研究" 植物工場学会誌. 8巻3号. 140-145 (1996)