時系列三次元リモートセンシングによる広域森林資源シミュレーションシステムの開発

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23580197
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 露木 聡 東京大学, 農学生命科学研究科, 准教授 (90217381)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 龍原 哲 東京大学, 農学生命科学研究科, 准教授 (40227103) ; 美濃羽 靖 京都府立大学, 生命環境科学研究科(系), 講師 (80285246) ; 古家 直行 国立研究開発法人森林総合研究所, 北海道支所, 研究員 (50391181) ; 廣嶋 卓也 東京大学, 農学生命科学研究科, 講師 (40302591) ; 松村 直人 三重大学, 生物資源学研究科, 教授 (30332711) ; 尾張 敏章 東京大学, 農学生命科学研究科, 准教授 (00292003) ; 中島 徹 東京大学, 農学生命科学研究科, 助教 (10598775)
• Project Period (FY): 2011-04-28 – 2015-03-31
• Keywords: LiDAR / 3次元森林構造 / 森林資源 / 成長予測

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、複数の時点で計測された現地調査データやLiDARデータから、森林の現況や成長を予測した。対象樹種は、主要な造林樹種であるスギなどとし、東京大学演習林等で蓄積された単木ごとの現地調査データを使用した。現地調査データとLiDARデータとの結合には、現地で把握された立木位置図や樹冠投影図や、Watershed法および局所最大化フィルタを数値表層モデルに適用する方法等を用いた。なお、立木位置が不明確な林分においては、追加のGPS測量や現地確認によって得られたデータから、単木ごとに現地計測とレーザ計測データとを突合することによって情報を補完した。
蓄積された現地データとレーザ計測によって得られたポイントデータを比較し、胸高直径(cm)、地上４m上部直径(cm)、樹高(m)、立木材積(m3)の現況を推定した。これらの結果から、ポイントデータから構築したラスタデータ等の二次的データからではなく、ポイントデータから直接単木レベルで現況を把握できることを検証した。実測値と推定値を比較することによって得られた樹高、胸高直径、地上上部直径、立木材積の現況の推定における誤差の標準偏差はそれぞれ1.30 m (6.7%), 5.2 cm (22.2%), 3.8 cm (18.7%) and 0.22 m3 (43.3%)であった。なお、回帰式によって、推定値は実測値のおよそ69～77%を説明することができた。さらに、胸高直径、地上上部直径、立木材積の成長を推定したところ、胸高直径、地上上部直径、立木材積の成長の推定における誤差の標準偏差はそれぞれ0.15 cm/年(43.7%), 0.1 cm/年 (31.0%) and 0.008 m3/年 (58.5%)であった。以上から、現地計測とLiDAR計測を用いることで、上空から得られたポイントデータから、単木ごとの現況や将来の成長を予測し得ることを確認した。