2009 Fiscal Year Annual Research Report
空間情報を高度に活用した湖沼群の水環境形成機構の解明と制御
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20248027
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
野口 伸 北海道大学, 大学院・農学研究院, 教授 (40228309)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 浩之 北海道大学, 大学院・農学研究院, 助教 (10374620)
石井 一暢 北海道大学, 大学院・農学研究院, 准教授 (70301009)
海津 裕 北海道大学, 大学院・農学研究院, 准教授 (70313070)
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| Keywords | 農業生産環境 / リモートセンシング / 産業用無人ヘリコプタ / GIS / 画像処理 |
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| Research Abstract |
本研究では空間情報を高度に活用して湖沼群の水環境形成機構を解明し、数理工学的手法に基づいて回復策を提案できる方法論の提案を最終目標としている。本年度は産業用無人ヘリコプタを用いたモニタリングシステムの開発を行い、低高度から湖沼の水質を調査する方法論の確立を試みた。また、情報をマップ化することで、湖沼の汚染モデルの入力と出力、汚濁傾斜などの情報を取得した。
センシングプラットフォームとして産業用無人ヘリコプタを供試した。施肥・農薬散布などに使われる無線で操縦できる産業用無人ヘリコプタの薬剤タンクなどの機材を取り外し、分光放射計などの光学センサを搭載した。北海道美唄市に位置する宮島沼を調査地として、反射率の計測を行った。取得された反射率はGIS処理ソフトArcGISで作成された40×40mメッシュに格納され、対応する位置の水質データと照合できるようにした。重回帰分析やPLS回帰分析を用いて、水質を評価するにあたり有用な波長データの特定を行い、推定モデルを作成した。濁度は誤差8.97mg/L、クロロフィルaは誤差6.05μg/Lで推定を行うことができた。また、電気伝導度は推定誤差0.87mS/m、誤差割合6.93%と高い精度で推定できることを明らかにした。さらに、水質推定を行う上で重要な波長を特定することができた。濁度推定には赤630nm、680nm、近赤外1000nm、中間赤外1500nm、クロロフィルa推定には緑550nmから近赤外800nm、中間赤外1550nmが採択された。この推定モデルを用いて宮島沼全体の濁度やクロロフィルaの推定マップを作成した。構築したシステムにより湖沼の水質推定モデルを精度良く作成できた。また、GISの活用により広域の空間分布情報の取得・解析を可能にした。
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