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カオス時空間解析による生物生産システム時空間ダイナミクスの同定・分級・予測

研究課題

研究課題/領域番号 14360148
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 農業機械学
研究機関東京農工大学

研究代表者

酒井 憲司  東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究部, 助教授 (40192083)

研究分担者 星野 義延  東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究部, 助教授 (00143636)
神崎 伸夫  東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究部, 助教授 (80234152)
笹尾 彰  東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究部, 教授 (70032993)
渋沢 栄  東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究部, 教授 (50149465)
岡本 博史  北海道大学, 農学研究科, 助手 (40322838)
田村 仁  日本工業大学, 工学部, 専任講師 (60251584)
浅田 真一  神奈川農業総合研究所, 根府川試験場, 主任研究員
研究期間 (年度) 2002 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
14,700千円 (直接経費: 14,700千円)
2005年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
2004年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
2003年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2002年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
キーワード時空間ダイナミクス / カオス / 非線形時系列解析 / リモートセンシング / ハイパースペクトル / マルチスペクトル / 非線形力学 / 隔年結果 / 豊凶 / 生態情報学 / ヤコビ行列推定 / コナラ / ハイパースペクトル画像 / マルチスペクトルイメージング / PCA / PLS / 温州みかん / 国際研究者交流 / 非線形予測 / Wavelet解析 / 国際情報交流 / 国際情報交流2-997
研究概要

研究背景:本研究のモチベーションは農林地の時空間変動を引き起こすメカニズムの究明に必要な方法の探索である。即ち、耕地、果樹園、森林の各種属性パラメータの時空間変動が内在的な決定論的ダイナミクス、確率過程、環境外乱の何れによるものか、もしくはそれらの貢献度を定量化したいということである。そこで、本研究では、耕地、果樹園、森林、草地など生物生産の場における時空間変動メカニズムの解明のための技術として、カオス時空間解析手法を開発し,耕地、果樹園、森林における時空間変動データに対して当該解析手法を応用して変動メカニズムの解明を行い、その有用性を実証することを目的とした。
農林生態系を対象として工学的なアプローチを実施しようとした場合、(1)データサイズ問題、(2)オブザベーション問題、(3)マニピュレーション問題、の3課題を克服しなくてはならない。データサイズ問題とは、農林生態系の諸現象においては年に1点というようなスケールでしか時系列データが得られない場合も多く、非線形時系列解析などが数千点以上のデータサイズを要求するのに対して極めてデータサイズが小さい。この極めて短い時系列データを如何にして非線形時系列解析の枠組みに適用させるかという問題がデータサイズ問題である。これについては、第1部で扱った。ここでは、データサイズ問題をアンサンブル時系列によるダイナミクスの再構成として課題化した。大域的線形・局所線形ダイナミクスの再構成を試み、1年先の収量予測によって手法の妥当性を示した.第2部ではオブザベーション問題を扱った.特に,航空ハイパースペクトル画像,マルチスペクトル画像を用いて温州みかんおよびコナラの個体レベルでの収量推定の可能性を明らかにした.

報告書

(5件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (49件)

すべて 2006 2005 2004 2003 2002 2000 その他

すべて 雑誌論文 (34件) 図書 (2件) 産業財産権 (1件) 文献書誌 (12件)

  • [雑誌論文] Transition of Chaotic Motion to Limit Cycle by Intervention of Economic Policy : An Empirical Analysis in Agriculture,2006

    • 著者名/発表者名
      Sakai, K., S.Managi, N.Vitatov, K.Demura
    • 雑誌名

      J. Nonlinear Dynamics, Psychology, and life Science, (accepted)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 航空マルチスペクトルイメージングを用いたコナラ収量推定法の開発,2006

    • 著者名/発表者名
      秋田鉄也, 酒井憲司ほか
    • 雑誌名

      農業機械学会誌,68(4), (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ハイパースペクトル画像解析フレームワークを利用したリモートセンシングソフトウェアの開発2006

    • 著者名/発表者名
      岡本博史, 酒井憲司, 村田哲郎, 片岡 崇, 端 俊一
    • 雑誌名

      農業情報研究, 15(2),(印刷中)

    • NAID

      130000115756

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ハイパースペクトル画像解析フレームワークを利用したリモートセンシングソフトウェアの開発2006

    • 著者名/発表者名
      岡本博史, 酒井憲司, 村田哲郎, 片岡 崇, 端 俊一
    • 雑誌名

      農業情報研究 (掲載決定)

    • NAID

      130000115756

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Hyper-Spectral Imaging to Construct Observers of Citrus Alternate Bearing Dynamics- Estimation of tree crop yields using a neural network modeling2006

    • 著者名/発表者名
      Xujun Ye, Kenshi Sakai^*, Leroy Ortega Garciano, Shin-Ichi Asada, Akira Sasao
    • 雑誌名

      J. Ecological Modeling (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Transition of Chaotic Motion to Limit Cycle by Intervention of Economic Policy : An Empirical Analysis in Agriculture2006

    • 著者名/発表者名
      Sakai, K., S.Managi, N.Vitatov, K.Demura
    • 雑誌名

      J.Nonlinear Dynamics, Psychology, and life Science (accepted)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Acorn Yield Estimation Based on Airborne Multi-Spectral Imaging2006

    • 著者名/発表者名
      T.Akita, S.Sakai, et al.
    • 雑誌名

      JSAM 68(4)(accepted)

    • NAID

      10017622370

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of Remote Sensing Software Based on Hyperspectral Imaging Framework2006

    • 著者名/発表者名
      H.Okamoto, K.Sakai, et al.
    • 雑誌名

      Agricultural Information Research, 2006 15(2)(accepted)

    • NAID

      130000115756

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Object-Oriented Software Framework Developed for Agricultural Hyperspectral Imaging Analysis2006

    • 著者名/発表者名
      H.Okamoto, K.Sakai, et al.
    • 雑誌名

      Agricultural Information Research, 2006 (accepted)

    • NAID

      130000115411

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Hyper-Spectral Imaging to Construct Observers of Citrus Alternate Bearing Dynamics- Estimation of tree crop yields using a neural network modeling2006

    • 著者名/発表者名
      Xujun Ye, Kenshi Sakai*, Leroy Ortega Garciano, Shin-Ichi Asada, Akira Sasao
    • 雑誌名

      J.Ecological Modeling (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Airborne hyperspectral imaging for investigating the dynamics of alternate bearing in citrus2006

    • 著者名/発表者名
      Xujun Ye, Kenshi Sakai
    • 雑誌名

      Agricultural Information Research, 14(4)

      ページ: 261-272

    • NAID

      130003367871

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Hyper-Spectral Imaging to Construct Observers of Citrus Alternate Bearing Dynamics-Estimation of tree crop yields using a neural network modeling2006

    • 著者名/発表者名
      Xujun Ye, Kenshi Sakai, Leroy Ortega Garciano, Shin-Ichi Asada, Akira Sasao
    • 雑誌名

      J.Ecological Modeling (accepted)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] ハイパースペクトル画像による多目的解析に対応したオブジェクト指向ソフトウェアフレームワークの構築2006

    • 著者名/発表者名
      岡本博史, 酒井憲司, 村田哲郎, 片岡 崇, 端 俊一
    • 雑誌名

      農業情報研究 15-2(印刷中)

    • NAID

      130000115411

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 航空マルチスペクトルイメージングを用いたコナラ収量推定法の開発2006

    • 著者名/発表者名
      秋田鉄也, 酒井憲司ほか
    • 雑誌名

      農業機械学会誌 (accepted)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Airborne hyperspectral imaging for investigating the dynamics of alternate bearing in citrus2005

    • 著者名/発表者名
      Xujun Ye, Kenshi Sakai
    • 雑誌名

      Agricultural Information Research 14(4),

    • NAID

      130003367871

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of AN "Auto-Regressive Error Distribution Function(AREF)" to Investigate Hierarchical Orders of Soil Cutting Force Data in a Yolo Loam Field.2005

    • 著者名/発表者名
      Sakai, K., P.Andrade-Sanchez, S K.Upadhyaya:
    • 雑誌名

      Transaction of ASBAE 48(6),

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] On correlations and fractal characteristics of time series2005

    • 著者名/発表者名
      Vitanov, N., Sakai, K., Elka D.Yankulova
    • 雑誌名

      J. of Theoretical and Applied Mechanics, 35(2)

      ページ: 73-90

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Experimentally Obtained Bifurcation Phenomenon Chaotic Tractor Vibrating in Time and Frequency Domain2005

    • 著者名/発表者名
      Garciao, L., K.Sakai, R.Torisu:
    • 雑誌名

      Int. J. of Bifurcation and Chaos 15-2

      ページ: 225-231

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Airborne hyperspectral imaging for investigating the dynamics of alternate bearing in citrus2005

    • 著者名/発表者名
      Xujun Ye, Kenshi Sakai
    • 雑誌名

      Agricultural Information Research 14(4)

      ページ: 261-272

    • NAID

      130003367871

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of AN "Auto-Regressive Error Distribution Function(AREF)" to Investigate Hierarchical Orders of Soil Cutting Force Data in a Yolo Loam Field.2005

    • 著者名/発表者名
      Sakai, K., P.Andrade-Sanchez, S K.Upadhyaya
    • 雑誌名

      Transaction of ASBAE (American Society of Biological & Agricultural Engineers) 48(6)

      ページ: 1-8

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ON CORRELATIONS AND FRACTAL CHARACTERISTICS OF TIME SERIES2005

    • 著者名/発表者名
      Vitanov, N., Sakai, K., Elka D.Yankulova
    • 雑誌名

      J.of Theoretical and Applied Mechanics vol.35 No 2

      ページ: 73-90

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Experimentally Obtained Bifurcation Phenomenon Chaotic Tractor Vibrating in Time and Frequency Domain2005

    • 著者名/発表者名
      Garciao, L., K.Sakai, R.Torisu
    • 雑誌名

      Int.J.of Bifurcation and Chaos 15-2

      ページ: 225-231

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Experimentally Obtained Bifurcation Phenomenon Chaotic Tractor Vibrating in Time and Frequency Domain2005

    • 著者名/発表者名
      L.Garciao, K.Sakai, R.Torisu
    • 雑誌名

      International Journal of Bifurcation and Chaos 15-1

      ページ: 225-231

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 撮像画像による物体堆積量の計測手法2004

    • 著者名/発表者名
      田村 仁, 酒井憲司:
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C, 124(3),

    • NAID

      10012646318

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Complexity of Agricultural Commodity Cycle : A Chaotic Time Series Analysis2004

    • 著者名/発表者名
      Sakai, K., S.Managi, K.Demura
    • 雑誌名

      Int.J.of Agricultural Resource, Governance and Ecology 3(3/4)

      ページ: 266-287

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Method of Measurement Amount of Piled-up Object Using Texture Image of Them2004

    • 著者名/発表者名
      H.Tamura, K.Sakai
    • 雑誌名

      IEEJ Trans Vol.124, No.3

      ページ: 647-652

    • NAID

      10012646318

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 撮像画像による物体堆積量の計測手法2004

    • 著者名/発表者名
      田村仁, 酒井憲司
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C 124・3

      ページ: 647-652

    • NAID

      10012646318

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Complexity of Agricultural Commodity Cycle : A Chaotic Time Series Analysis2004

    • 著者名/発表者名
      K.sakai, S.managi, K.Demura
    • 雑誌名

      International Journal of Agricultural Resource, Governance and Ecology 3(3/4)

      ページ: 266-287

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] ウンシュウミカン隔年結果現象のモデリング-果数のアンサンブルデータを用いた線形ダイナミクス同定-2003

    • 著者名/発表者名
      野口優子, 酒井憲司^*, 浅田真一, Leroy Garciano, 笹尾彰:
    • 雑誌名

      農業機械学会誌 65(6)

      ページ: 55-61

    • NAID

      10011903448

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] シロクローバ-冬雑草系競争ダイナミックス-モデルパラメータの推定と双安定ダイナミクスの同定-2003

    • 著者名/発表者名
      駄本良平, 酒井憲司^*, 澁澤 栄, 笹尾 彰:
    • 雑誌名

      日本草地学会誌 49(2),

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Modeling of Alternate Bearing in Satsuma Mandarin2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Noguchi, K.Sakai, et al.
    • 雑誌名

      JSAM 65(6)

      ページ: 55-61

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The White Clover-Winter Weed System Competition Dynamics.2003

    • 著者名/発表者名
      R.Damoto, K.Sakai, et al.
    • 雑誌名

      Grassland Science 49(2)

      ページ: 141-148

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] テクスチャ画像解析によるシロクローバとイネ科雑草群落の判別2002

    • 著者名/発表者名
      田村 仁, 阿刀田央一, 酒井憲司^*:
    • 雑誌名

      農業機械学会誌, 64(1),

    • NAID

      10012318865

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Texture Image Analysis for Discrimination Colonies of Clover and Grass Weed2002

    • 著者名/発表者名
      H.Tamura, O.Atoda, K.Sakai
    • 雑誌名

      JSAM 64(1)

      ページ: 43-51

    • NAID

      10012318865

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [図書] 複雑現象工学(農のカオス解析)2005

    • 著者名/発表者名
      産業総合研究所編(酒井憲司分担執筆)
    • 総ページ数
      396
    • 出版者
      プレアデス出版
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] 農のカオス解析,複雑系工学(産業総合研究所編)2004

    • 著者名/発表者名
      酒井憲司
    • 総ページ数
      396
    • 出版者
      プレアデス社
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 特許2000

    • 発明者名
      酒井憲司
    • 権利者名
      JST
    • 出願年月日
      2000
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 駄本良平, 酒井憲司 ほか: "シロクローバ冬雑草競争ダイナミクス"Grassland Science. 49・2. 141-148 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 野口優子, 酒井憲司 ほか: "ウンシュウミカン隔年結果現象のモデリング"農業機械学会誌. 65・6. 55-61 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 田村仁, 酒井憲司: "撮像画像による草の乾物質量の推定"第9回画像センシングシンポジウム講演論文集. 111-116 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 田村仁, 酒井憲司: "撮像画像による物体堆積量の計測手法"電気学会論文誌C. 124・3. 647-652 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] N.K.Vitanov, K.Sakai: "Upper bounds on the number of significant of noise influenced oscillations of moving machines"Systems Analysis Modeling Simulation. 43. 815-828 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] L.Garciao, K.Sakai, R.Torisu: "Experimentally Obtained Bifurcation Phenomenon Chaotic Tract Vibrating in Time and Frequency Domain"International Journal of Bifurcation and Chaos. (掲載決定). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 産業総合研究所編(酒井憲司分担執筆): "複雑現象工学(農のカオス解析)"産業総合研究所(予定). 350 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 駄本良平: "シロクローバ冬雑草競争ダイナミクス"Grassland Science. 49・2(印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 野口優子: "ウンシュウミカン隔年結果現象のモデリング"農業機械学会誌. 掲載予定.

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 酒井憲司: "耕地の非線形現象"電子情報学会技術研究報告. 102・724. 99-101 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 野口優子: "温州みかん隔年結果現象のヤコビ行列推定によるダイナミクスの再構成と予測"電子情報学会技術研究報告. 102・725. 89-92 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Sakai: "Modeling and Prediction Technique for Alternate Bearing Data Based on Deterministic Chaos Theory"ASAE Paper. 02347. (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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