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分光偏光度特性による予見的植物活力度の評価法に関する基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 13660139
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 林学
研究機関群馬大学

研究代表者

稲村 實  群馬大学, 工学部, 教授 (10011206)

研究分担者 沖 一雄  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 講師 (50292628)
伊藤 直史  群馬大学, 工学部, 講師 (20223159)
吉田 正夫  茨城大学, 農学部, 助教授 (90291286)
田幡 勝  群馬大学, 工学部, 助手 (80334134)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2003年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2002年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2001年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワードリモートセンシング / 植生指数(NDVI) / 植物活力度 / 分光反射率 / 分光偏光度 / 分光偏光度画像 / 水分ストレス / 光ストレス / 分光偏光度特性 / 偏光度画像 / 酸性雨 / 葉面テキスチャー / 植生評価指数(NDVI) / 水分指数(WI) / 植生活力度 / 緑葉・黄葉・枯葉 / 森林環境
研究概要

1.分光反射率測定とNDVIによる植生評価:植生解析にはNDVIが常用されている。今回、NDVIの根拠であるレッドエッジの性能を評価すべく連続分光スペクトル測定を波長を変数として微分をした。当然、レッドエッジで大きなピークが観測されるが、このピークが植物(ここではキャベツ)へのストレスで短波長側にシフトし、かつピーク値も大きくなっている事が分かった。すなわち、植物へのストレスがレッドエッジ、従ってNDVIに反映されている事を確認した。しかし、このスペクトル微分では0.5μm付近でもピーク値があり、同ストレスに対するこのピーク値の変化の方がレッドエッジでのそれよりも高感度であり、この波長での新たなNDVIの定義の方が有効である事を見出した。
2.分光偏光度特性による植生状態の評価、およびNDVIとの関係:植物(キャベツ)へのストレスに対するNDVIと分光偏光度の計測感度の比較を行った。因子分析により663,1450nmを選択し、これら2波長での分光偏光度特性とNDVIとのストレス負荷後の反応比較では、NDVIでは19日後、1450nmの分光偏光度では10日後、663nmの分光偏光度では7日後に一定の変化が現れた。すなわち、分光偏光度がNDVIに比べて日数で3倍程度、感度が良い事を示している事が分かった。
3.分光偏光度画像計測とその植生活力度評価への応用:簡易CCDカメラに帯域フィルタと偏光フィルタをセットし、分光偏光度画像を取得した。植物葉を点で計測するのと葉全体の偏光度画像をパターンとして観測するのとは情報の質と量に大差がある。キャベツやジキタリスにストレシを与えて分光偏光度画像を測定し、これを普通のカラー画像を参照し、比較した。ジキタリスの葉表面はちぢみ状態であり、偏光度画像がカラー画像に比して有用な情報を先行的に得る事は出来なかった。一方、キャベツ葉では、Blue, Green, Red, Infrared間の葉全体のデータを使ったB, G, R, Iの組み合わせで相関係数を求め、これをストレス日数との関係で日変化を見るとこの挙動に大きな差異が確認できた。ストレスなしではB-G, R-Iの相関係数の日変化が類似し、別にB-I, G-I, B-Rが類似した。また、この2グループの日変化の挙動は逆傾向にある。しかし、各種ストレスが加わるにつれて、これらの関係や秩序が順次、乱れて錯綜する。すなわち、カラー画像では確認できない植物へのストレスを、偏光度画像の相関係数とその時間的挙動は捕らえていた。
4.植物の活力度測定とは:研究計画の最終年度にあたり植物の活力度測定について再考した。従来のリモートセンシングによる植生計測・植生解析は人間で言えば「人口密度調査」であったと考える。これに対して植生の「活力度計測や評価」とは人間の「健康診断、体力測定」に対応するもので、この視点からのアプローチが必要である事に気がついた。森林がどれだけ元気かは単に森林密度やクロロフィル量(人間なら人口)だけで定義できるものではなく、別冊の研究報告に述べる様な、新たな視点と計測・評価方法が必要であると言う考えに気がついた。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (29件)

  • [文献書誌] Yao Lu: "Spatial resolution improvement of remote sensing images by fusion of subpixel-shifted multi-observation images"International Journal of Remote Sensing. Vol.24, No.23. 4647-4660 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yao Lu: "Super-Resolution Image Pyramid"IEICE Trans.on Information and Systems. Vol.E86-D, No.8. 1436-1446 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 石田晴海: "多重分光画像データを利用する土地被覆カテゴリー分類法の分類傾向解析"日本リモートセンシング学会誌. Vol.23, No.2. 126-136 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yao Lu: "Pyramid-Based Super-Resolution of the Undersampled and Subpixel Shifted Image Sequence"International Journal of Imaging Systems and Technology. Vol.12, No.6. 254-263 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yao Lu: "Super-Resolution of the Undersampled and Subpixel Shifted Image Sequence by Pyramid Iterative Back-Projection"IEICE Trans.on information and Systems. Vol.E85-D, No.12. 1929-1937 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 石田晴海: "ミクセルデータに対する多重分光画像のカテゴリー分類性能評価"日本リモートセンシング学会誌. Vol.22, No.1. 2-11 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yao Lu, Minoru Inamura: "Super-Resolution Image Pyramid"IEICE Trans.on Information and Systems. Vol.E86-D, No.8. 1436-1446 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yao Lu, Minoru Inamura: "Spatial resolution improvement of remote sensing images by fusion of subpixel-shifted multi-observation images"International Journal of Remote Sensing. Vol.24, No.23. 4647-4660 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Harumi Ishida, Minoru Inamura: "Classification tendency analysis of the land cover category classification methods using multispectral image data (in Japanese)"Journal of Remote Sensing Society of Japan. Vol.23, No.2. 126-136 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yao Lu, Minoru Inamura: "Pyramid-Based Super-Resolution of the Undersampled and Subpixel Shifted Image Sequence"International Journal of Imaging Systems and Technology. Vol.12, No.6. 254-263 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yao Lu, Minoru Inamura: "Super-Resolution of the Undersampled and Subpixel Shifted Image Sequence by Pyramid Iterative Back-Projection"IEICE Trans.on Information and Systems. Vol.E85-D, No.12. 1929-1937 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Harumi Ishida, Minoru Inamura: "Evaluation method for category classification of mixel data (in Japanese)"Journal of Remote sensing Society of Japan. Vol.22, No.1. 2-11 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yao Lu: "Spatial resolution improvement of remote sensing images by fusion of subpixel-shifted multi-observation images"International Journal of Remoto Sensing. Vol.24, No.23. 4647-4660 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yao Lu: "Super-Resolution Image Pyramid"IEICE Trans. on Infomation and Systems. Vol.E86-D, No.8. 1436-1446 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 石田晴海: "多重分光画像データを利用する土地被覆カテゴリー分類法の分類傾向解析"日本リモートセンシング学会誌. Vol.23, No.2. 126-136 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yao Lu: "Pyramid-Based Super-Resolution of the Undersampled and Subpixel Shifted Image Sequence"International Journal of Imaging Systems and Technology. Vol.12, No.6. 254-263 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yao Lu: "Super-Resolution of the Undersampled and Subpixel Shifted Image Sequence by Pyramid Iterative Back-Projection"IEICE Trans.on Information and Systems. Vol.E85-D, No.12. 1929-1937 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 石田晴海: "ミクセルデータに対する多重分光画像のカテゴリー分類性能評価"日本リモートセンシング学会誌. Vol.22, No.1. 2-11 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 石田晴海: "ミクセルデータに対する多重分光画像分光画像のカテゴリー分類性能評価"日本リモートセンシング学会誌. 22・1. 2-11 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yao Lu: "Super Resolution of the Undersampled and Subpixel Shifted Image Seguence by Pyramid Iterative Back Projection"IEICE Trans. on Information and Systems. E85D.2. 1929-1937 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yao Lu: "Super resolution of remote sensing image using pyramid iterative back projection"Third International Asia Pacific Environmental Remote Sensing Symposium 2002 : Image Processing and Pattern Recognition in Remote Sensing Published by SPIE, USA. 4898 20 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yao Lu: "Super resolution of remote sensing image with subpixel shift"Third International Asia Pacific Environmental Remote Sensing Symposium 2002 : Image Processing and Pattern Recognition in Remote Sensing Published by SPIE, USA. 4898 31 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yao Lu: "Spatial Resolution Improvement of Spatial Shift Multi Observation Images by Neural Network"Proceedings of 2002 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium, Toronto, Canada. (CD-ROM). (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Maria del Carmen Valdes: "Spatial Resolution Improvement of Remotely Sensed Images by a Fully Interconnected Neural Network Approach"IEEE Trans. on Geoscience and Remote Sensing. 38・5. 2426-2430 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 沖 一雄: "ハイパー スペクトル データによる画素内特定被服率推定に関する研究-植生被服率の推定-"日本リモートセンシング学会誌. 20・3. 17-33 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 沖 一雄: "リモートセンシングによる植生環境評価のための計測シミュレーション"日本リモートセンシング学会誌. 20・3. 94-102 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Maria del Carmen Valdes: "Improvement of Remotely Sensed Low Spatial Resolution Images by Back-propagated Neural Networks Using Data Fusion Techniques"International Journal of Remote Sensing. 22・4. 629-642 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yao Lu: "Filtered Multiple Observation Images Superposition"Proc. CD-ROM of The IEEE 2001 IGARSS, Univ. of New South Wales, Sydney, Australia. (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Harumi Ishida: "Improvement of IKONOS Images with Estimation of Spatial information by Neural networks"Proc. CD-ROM of The IEEE 2001 IGARSS, Univ. of New South Wales, Sydney, Australia. (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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