2019 Fiscal Year Annual Research Report
Developing tree competition index using 3D terrestrial laser scanner
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16K07771
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
加藤 顕 千葉大学, 大学院園芸学研究科, 准教授 (70543437)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | レーザー / フラクタル / 競争 / 空間占有率 / 3次元 / 階層構造 / ボクセル / リモートセンシング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地上レーザーによる3次元データから得られる森林構造の情報から樹木の個体間競争を把握する手法を開発した。具体的には、地上レーザーによる3次元データから構造分布を正確に把握し、様々な樹種による違いを比較できるようにした。生育環境の異なる様々な場所でデータを取得し、最適な空間条件を得る汎用性の高い方法を開発したことで、競争状態が比較できるようになった。森林の競争状態を容易に把握できれば、今後の森林管理に有効な、高度な森林情報を提供できる。
本研究では森林状況を正確に把握できる地上レーザーによる3次元データを活用し、これまでできなかった森林の構造配置を正確に把握した。3次元データを用いて樹木の個体間競争、特に森林内の3次元空間における配置（垂直分布）を解析した。様々な樹種で3次元データを取得して比較した結果、構造の違いを超えて最適な林内空間の条件を見いだす方法を開発した。
研究実績としては、樹木の垂直構造を表す階層数を自動で算出するプログラムを開発した。複雑な森林構造を階層数として簡単な数値で表現ができるようにした。ボクセル解析を取り入れ、ボクセルによって樹種の違いによる空間占有率を得た。さらに、ボクセル解析とフラクタル次元を組み合わせることで、競争指数のための最適な空間占有率を得た。
競争指数は、これまで森林構造の一部の情報（幹直径や樹木個体間距離のみ）でのみ評価されてきた。競争指数は主に幹成長に関わる最適空間を得る指標であったため、光環境の競争を樹冠の大きさとの関係から指標化してきた。本研究ではボクセル解析を取り入れたことで、樹冠だけでなく樹木全体の構造における空間占有率を取り入れた個体間競争を把握した。樹木構造全体を測定できる地上レーザーを活用した競争指数は、森林現象を把握する学術的研究だけでなく、森林管理を行う上で競争環境を容易に知る方法として社会実装が容易に可能である。
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