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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Digital soil maps using deep learning with spectral reflectance

Research Project

Project/Area Number 22H02400
Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionForest Research and Management Organization

Principal Investigator

今矢 明宏  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (60353596)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 稲垣 昌宏  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (00343781)
木田 仁廣  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 研究員 (00828113)
石塚 成宏  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (30353577)
山下 尚之  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (30537345)
橋本 昌司  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (90414490)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords土壌特性値の深度別推定 / 火山灰影響評価 / 不確実性評価
Outline of Annual Research Achievements

交差検証法を用いた機械学習を行い火山灰影響評価モデルの頑強性を向上させた。国際的土壌分類体系において改訂された土壌深度評価方法の適用とこれに基づく土壌の再分類について検討を行い、これらを反映してモデルの再構築を行った。日本全国の森林土壌800断面データから地形特徴量に基づいて土壌特性値の深度別および深度込み推定モデルについてそれぞれランダムフォレストを用いて構築し、土壌特性値ごとに説明因子の影響を明らかにした。土壌炭素マッピングの不確実性評価を行った。数値標高モデルのメッシュの大きさの違いが地形解析によって求められる湿潤指標などの地形パラメータと、これを基に機械学習により予測される土壌型に及ぼす影響について検討を行った。マップ公開に向けた準備として森林土壌図公開システムについてスマホ表示対応や位置検索などの機能向上を図った。
また、欧州土壌炭素研究プロジェクト会合において土壌マッピングについて情報収集した。欧州では泥炭地マップがトルコを除くEU全体を対象に100m解像度で構築されているが、データ収集においては、各国での測定方法や定義の違い、データホルダーとの協議などが困難とされた。ISRICは土壌炭素、フィンランドLUKEは泥炭地など対象により役割分担されていた。ISRICはGIS上での使いやすさを高めるためWoSISシステムを開発・利用している。またEU主導のプロジェクトでは、企業や森林所有者、団体などに所属するエンドユーザーによるアドバイザリーが成果物の利用、利便性向上等の議論に参加しており、これらの点は我が国でも参考すべきと考えられた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

土壌特性値を推定するモデルを構築するなど、新たな土壌マップの創出に向けて研究が進展している。

Strategy for Future Research Activity

小型近赤外測定システムの実証試験を行い現場での迅速測定手法を確立する。火山灰影響評価モデルや土壌型判別モデルの結果を統合し、土壌特性値マップ群を創出し、WebGISを活用してデータ公開を行う。

  • Research Products

    (5 results)

All 2024 2023

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Divergent data-driven estimates of global soil respiration2023

    • Author(s)
      HASHIMOTO Shoji, ITO Akihiko, NISHINA Kazuya
    • Journal Title

      Communications Earth & Environment

      Volume: 460 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s43247-023-01136-2

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 地形特徴量による森林土壌中交換性塩基量推定モデルの機械学習を用いた検討2024

    • Author(s)
      今矢明宏、山下尚之、橋本昌司
    • Organizer
      日本森林学会
  • [Presentation] DEMスケールの違いが地形パラメータと土壌型予測に及ぼす影響2024

    • Author(s)
      稲垣昌宏
    • Organizer
      日本森林学会
  • [Presentation] 傾斜地における土壌深度の取り扱い変更が森林土壌の分類結果に及ぼす影響2023

    • Author(s)
      今矢明宏
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
  • [Presentation] 機械学習による森林土壌炭素マッピングの不確実性評価2023

    • Author(s)
      山下尚之、石塚成宏、橋本昌司、今矢明宏
    • Organizer
      日本土壌肥料学会

URL: 

Published: 2024-12-25  

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