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Development of paddy rice monitoring method based on UAV remote sensing and application for environmental study

Research Project

Project/Area Number 17J01308
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Agricultural environmental engineering/Agricultural information engineering
Research InstitutionChiba University
Research Fellow 濱 侃  千葉大学, 大学院理学研究科, 特別研究員(DC2)
Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsドローン / 生育管理 / スマート農業 / リモートセンシング / 光合成 / 食味評価
Outline of Annual Research Achievements

本研究は,UAV(ドローン)を用いた近接空撮に基づくリモートセンシングによる水稲モニタリング手法の高度化とその検証を目的とし,平成30年度は主に以下の項目の検討を行った。①UAVモニタリングに用いる近赤外カメラの検討と比較を行った結果,放射輝度から算出されたYubaflexベースのNDVI(正規化差植生指数)と反射率から算出されたRedEdgeベースのNDVIには,決定係数で0.968と高い相関があることがわかった。これは,本研究においては,近赤外カメラの違いによるNDVIのレンジの違いや,放射輝度から計算したYubaflexベースのNDVIは,実用上問題ないことを示している。②平成29年度までにNDVIpv(植生のみを抽出し算出したNDVI)を説明変数に使用し導出した草丈推定モデルを,千葉試験地の多年次および新潟試験地,埼玉試験地に適用した結果,モデルの RMSEは0.048mとなり,多年次,他地域に同一の草丈推定モデルを適用した場合でも推定結果に大きな差はなかった。UAVを用いた生育観測は,点レベルで行っていた生育調査を面的に拡張し,地図化することで,生育状態を面的に可視化し,労力と時間を費やして行う従来の生育調査に代わる新たな調査法となる可能性が高い。③UAVモニタリングによる出穂期のNDVIpvと日射量を用いた収量推定モデルを,千葉試験地の多年次および新潟試験地,埼玉試験地に適用した結果,RMSEが25.3g/m^2となり,生育条件が異なる条件における収量の多少を再現することができた。また,本研究ではHimawari-8地表面下向き日射量を用いることで,雲量の多い日本においても高い精度で収量を推定することができた。本研究の収量推定のフレームワークは,日本のAMeDASのような気象観測網がない海外においても適用可能であると考えられる。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report

Research Products

(14 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] ドローンに搭載可能な近赤外カメラの比較と検討2018

    • Author(s)
      濱侃、田中圭、田寛之、近藤昭彦
    • Journal Title

      日本リモートセンシング学会誌

      Volume: 38 Pages: 451-457

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 精密農業実現に向けたドローンの活用2018

    • Author(s)
      田中圭、濱侃、近藤昭彦
    • Journal Title

      電子情報通信学会誌

      Volume: 101 Pages: 1181-1185

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Journal Article] UAVリモートセンシングおよび登熟期の気象データに基づく玄米タンパク含有率推定2018

    • Author(s)
      濱 侃、田中 圭、望月 篤、鶴岡 康夫、近藤 昭彦
    • Journal Title

      日本リモートセンシング学会誌

      Volume: 38 Pages: 35-43

    • NAID

      130007472346

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Estimating Paddy Rice Plant Height and Yield Using UAV Remote Sensing and Solar Radiation2018

    • Author(s)
      濱 侃、田中 圭、望月 篤、新井 弘幸、平田 俊之、八幡 竜也、鶴岡 康夫、近藤 昭彦
    • Journal Title

      JOURNAL OF JAPAN SOCIETY OF HYDROLOGY AND WATER RESOURCES

      Volume: 31 Issue: 2 Pages: 68-82

    • DOI

      10.3178/jjshwr.31.68

    • NAID

      130006627474

    • ISSN
      0915-1389, 1349-2853
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 水稲の栄養素への温暖化の影響2019

    • Author(s)
      濱侃、田中圭、望月篤、鶴岡康夫、近藤昭彦
    • Organizer
      日本地理学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] UAVリモートセンシングに基づく米の食味の推定とグラフ化2018

    • Author(s)
      濱侃、田中圭、望月篤、鶴岡康夫、近藤昭彦
    • Organizer
      JpGU Meeting 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Estimation of Rice Yield Based on the Integration of UAV Remote Sensing and Solar Radiation Data2017

    • Author(s)
      Akira Hama・Kei Tanaka・Atsushi Mochizuki・Hiroyuki Arai・Toshiyuki Hirata・Ryuya Yawata・Eunice Nduati・ Yasuo Tsuruoka・Akihiko Kondoh
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] RICE MONITORING AND YIELD ESTIMATION BASED ON UAV REMOTE SENSING AND SOLAR RADIATION2017

    • Author(s)
      Akira Hama・Kei Tanaka・Atsushi Mochizuki・Hiroyuki Arai・Toshiyuki Hirata・Ryuya Yawata・Eunice Nduati・ Yasuo Tsuruoka・Akihiko Kondoh
    • Organizer
      International Symposium on Remote Sensing 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] UAVリモートセンシングによる水稲のフェノロジー観測2017

    • Author(s)
      濱侃・田中圭・望月篤・鶴岡康夫・近藤昭彦
    • Organizer
      日本地理学会秋季学術大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] UAVリモートセンシングと気象データの統合に基づく水稲の収量および玄米タンパク含有率の推定2017

    • Author(s)
      濱侃・田中圭・望月篤・鶴岡康夫・近藤昭彦
    • Organizer
      日本写真測量学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] UAVリモートセンシングおよび気象データを用いた水稲モニタリング2017

    • Author(s)
      濱侃・田中圭・近藤昭彦
    • Organizer
      陸水物理研究会2017年度大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] UAVリモートセンシングに基づく“楽”農技術と持続可能な農業への展開2017

    • Author(s)
      濱侃
    • Organizer
      千葉大学Future Earthシンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] UAVリモートセンシングに基づく水稲の玄米タンパク含有率推定と味のグラフ化2017

    • Author(s)
      濱侃・田中圭・望月篤・鶴岡康夫・近藤昭彦
    • Organizer
      日本地理学会春季学術大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] UAVリモートセンシングによる作物モニタリング

    • URL

      https://a4k4i8r8a.wixsite.com/on-demand-agri-rs

    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2019-12-27  

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