2016 Fiscal Year Research-status Report
超高解像度パノラマ画像による簡易森林計測システムの開発
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15K07478
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
山本 一清 名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (40262430)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 昭夫 熊本県立大学, 環境共生学部, 教授 (80304202)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 3Dカメラ / テンプレートマッチング / UAV / Structure from Motion / ３次元計測 / 立木個体抽出 / 胸高直径 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ステレオ撮影した超高解像度（ギガピクセル）パノラマ画像（複数の望遠画像を合成したパノラマ画像）を利用した簡易森林計測システムの開発を目的として、今年度は以下の４点について研究を遂行した。
１）基盤となる望遠ステレオ画像による３次元計測技術の確立：民生用３ＤカメラFinePix REAL 3D W3（富士フィルム社製）における距離推定の高精度化を目的として、レンズキャリブレーション手法について検討するとともに、画像領域内の距離精度分布について検討した。
２）ＵＡＶによる高頻度林内空撮画像を用いた森林計測手法の開発：森林内におけるより簡易な画像撮影方法として、ＵＡＶ（DJI社製PhantomⅢ Professional）を用いた林内の樹冠下飛行による空撮手法について試行するとともに、得られた画像をSfM(Structure from Motion)解析して得られた点群情報から、DTM(Digital Terrain Model)推定、立木個体抽出、胸高位置の樹幹表面点群抽出、さらには胸高直径推定を行うシステムのプロトタイプを作成し、三重県林業研究所実習林内のヒノキ人工林内で地上レーザー測量による調査結果と比較・検討し、その有効性を明らかにした。
３）検証プロット計測及び解析：名古屋大学稲武フィールド内及び三重県林業研究所実習林内のスギ・ヒノキ人工林内に複数のプロットを新たに設置し、地上レーザーによる３次元計測を行うとともに、上記３Ｄカメラによる撮影およびＵＡＶによる森林内部撮影を実施した。
４）竹の形状に関する理論的解析：竹の円筒体としての合理的な構造特性の理論的解明を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ステレオ撮影した超高解像度（ギガピクセル）パノラマ画像（複数の望遠画像を合成したパノラマ画像）を利用した簡易森林計測システムの基盤技術は揃いつつあり、また新たな手法としてＵＡＶによる高頻度林内空撮画像による森林計測手法について、その有効性を明らかにすることができた。特に、ＵＡＶによる高頻度林内空撮画像による森林計測手法では、既に立木位置及び胸高直径推定システムのプロトタイプが開発済みで、この技術はこれまで行ってきたテンプレートマッチングによるステレオ画像解析から得られる３次元点群データの解析にも応用可能な技術であると考えられる。以上のことから、現在まで研究はおおむね順調に進捗しているものと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
以下の項目を重点的に実施する予定である。
１）調査プロットの超高解像度（ギガピクセル）パノラマ画像撮影の実施：平成２８年度に地上レーザーによる３次元計測を実施したプロットにおいて、様々な条件（天候・季節等）で撮影を行うとともに、それによる解析手法の検証及び考察する。
２）調査プロットのＵＡＶによる高頻度林内空撮の実施：平成２８年度にその有効性を示したＵＡＶによる高頻度林内空撮手法について、撮影手法の効率化及び撮影時の課題について検討するため、平成２８年度に地上レーザーによる３次元計測を実施したプロットにおいてＵＡＶによる高頻度林内空撮を順次実施する。
３）立木位置及び胸高直径推定システムのプロトタイプの再検討：１）２）の解析結果をもとに、プロトタイプで用いた各解析技術の再検討を行い、システムの完成を目指すとともに、さらなる森林パラメータの推定可能性について検討を行う。
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| Causes of Carryover |
2016年に発生した熊本地震において、共同研究者も被災し、現地調査や会議等も支障が出る可能性が十分考えられたため、当初予定していた追加試験地に関しては、熊本県内ではなく、三重県林業研究所から短期での地上レーザーの借用が可能であったことから、愛知県と三重県内に確保することとした。地上レーザー測量及びその解析手法の検討に時間を要したため、全調査地の調査を次年度にも実施することとしたため、申請者及び調査補助の大学院生等の旅費の大部分を次年度に繰り越すこととなった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
これまでに設置した調査地の地上レーザーでの調査は完了しておらず、今年度も実施する予定である。昨年度の実施経験から、地上レーザーでの調査では、当初よりも遥かに効率的・高精度での測定が可能であることが分かったが、追加物品（バッテリー、現地での測定データの確認・記録用のノートパソコン等）が必要であることがわかり、また昨年度の成果であるＵＡＶによる高頻度林内空撮画像を他の設置プロットで実施するための追加物品（UAV・バッテリー）購入が必要であることから、次年度使用額をこれらの費用の一部としたい。
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Research Products
(12 results)
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[Presentation] Rational bending properties of wild bamboo with peculiar tissue structures and nodes2016
Author(s)
Tanigaki, T., Sato, Y., Sato, M., Shima, H. and Inoue, A
Organizer
The 2016 World Congress on Advances in Civil, Environmental, and Materials Research
Place of Presentation
Jeju Island, Korea
Year and Date
2016-08-28 – 2016-09-01
Int'l Joint Research
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