2019 Fiscal Year Research-status Report
UAVリモートセンシングによる干潟底生藻類及び熱環境の面的モニタリング手法の開発
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19K04669
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
仁木 将人 東海大学, 海洋学部, 教授 (30408033)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 茂 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40303911)
田中 昭彦 東海大学, 清水教養教育センター, 准教授 (00758005)
丹 佑之 東海大学, 清水教養教育センター, 講師 (90770909)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 干潟のリモートセンシング / ドローン / 底生珪藻 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題である、干潟域での広域的観測手法開発に向けて「面的な観測を可能とする観測機器の開発」と、「現地での適用による観測手法の有効性の確認」を実施した。
まず、「面的な観測を可能とする観測機器の開発」について、ドローンに積載する開発中の多波長分光カメラの改良を行った。現状のモデルでは重量が重く、大型のドローンが必要であるばかりでなく航行時間もかぎられる。そこで搭載時の積載重量を軽減するために総重量の軽量化を行った。また、併せて、歪曲収差（ゆがみ）の軽減や画像解像度の向上も行った。
次に「現地での適用による観測手法の有効性の確認」として、開発した多波長分光カメラを三脚に設置し，干潟の複数地点において撮影を行った．また，同じ地点において標準反射板と分光光度計を使った干潟表面の反射率の観測を行い，撮影地点の反射特性を把握した．また，撮影した干潟表面の土を薄く採泥し持ち帰り後，クロロフィル量の測定を行った．その結果、底泥のクロロフィル値と植生指数との関係においては、正規化差植生指数（NDVI）と非常に良い相関を示した。一方で、衛星からの観測と異なり解像度が高いため、局所的な生物分布の影響を強く受け、データの取り扱いに注意が必要であることが分かった。多波長イメージ分光放射計を用いて撮影した画像を画像処理ソフトにより取り込み，各波長の写真の中央部分25（5×5）ピクセルの平均出力カウント値を求めた。求められた値を各NDフィルタの透過率の影響を補正し、イメージセンサの感度の高い550nmを基準に規格化し植生指数の作成を試みた。ハイパースペクトラルメータを使用した観測を参考に，NDVIおよび差分植生指数（DVI）を作成したが，650、675、700nmの平均値と750nmの値を使用したDVIにクロロフィル量との相関が見られた。
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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
本研究は観測地点である東幡豆干潟を管理する東幡豆漁業協同組合とは、これまで様々な研究、教育で協力関係を構築していたため、本研究課題への協力も快諾頂き、計画1年目の観測を無事に実施できた。また、新たに比較区として、浜名湖の干潟でも観測を行うこととし、現地踏査により適地選定をおこない、予備的な観測を行えた。研究初年度の令和元年は、当初予定していた、干潟の反射特性の把握と取得データからアルゴリズム開発およびドローン搭載に向けての多波長分光カメラの改善を中心に行った。現地適用を考える多波長分光カメラを初めて干潟へ適用したが、適用時の問題点の基本的な整理が行えた。ある程度のデータ数は確保できたため、既存の植生指数等参考にアルゴリズム開発に向けて着手している。ドローンへの搭載にむけ、カメラの軽量化も行えたことから、予定通り来年度からドローンに搭載しての観測にチャレンジしたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、予定しているドローンへの多波長分光カメラの取り付けを実施する。ただし、干潟への適用にあたって、初年度課題として残った事象、干潟の狭領域への適用に関する問題点の解決のため、昨年度と同様、標準反射板とハイパースペクトルメータを利用した観測との比較観測も実施する。また、比較対象として設定した浜名湖における干潟の観測も測点を増やし開発したアルゴリズムの有効性に関して検討する。また、多波長分光カメラをドローンに取り付けた場合、事前に行った予備観測にくらべ解像度が落ちる。そのため、予備観測と同様、平行してハイパースペクトルメータを利用した観測も実施し、解像度の稚貝に関する検討をはじめに行う。こうした観測は基本的には、対象とする干潟での実施となるが、対象とする現地フィールドでの観測が困難な場合を想定し、大学の臨海実験所にある人工干潟での観測も検討する。予備調査に関しては、関連する学会での発表の他、土木学会誌への投稿を準備している。
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| Causes of Carryover |
当初、初年度にドローンを購入し、多波長分光カメラの搭載まで行う予定で予算を作成していた。しかし、多波長分光カメラが予定していたドローンにはサイズが大きすぎるため、積載重量の小型化を初年度に行った。これに時間を使ったため、慌ててドローンを購入せず、翌年度に延ばした。翌年度に延ばすことによりドローン自身の性能の向上も期待できる他、多波長分光カメラは、ドローンに搭載しない方法により現地で使用したため、基礎的なデータの取得・蓄積には問題が生じていない。
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Research Products
(2 results)
