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超高解像度パノラマ画像による簡易森林計測システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K07478
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 森林科学
研究機関名古屋大学

研究代表者

山本 一清  名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (40262430)

研究分担者 井上 昭夫  熊本県立大学, 環境共生学部, 教授 (80304202)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード画像解析 / ステレオ画像 / 森林 / 立木位置 / テンプレートマッチング / Structure from Motion / UAV / 間伐 / 単木抽出 / ステレオペア画像 / Semi-GlobalMatching / 視差画像 / 3次元点群 / 3Dカメラ / 3次元計測 / 立木個体抽出 / 胸高直径 / 自動回転雲台 / 樹幹表面積
研究成果の概要

本研究では、ステレオ撮影した超高解像度(ギガピクセル)パノラマ画像(複数の望遠画像を合成したパノラマ画像)を利用した簡易森林計測システムの開発を目的として、その基盤となる望遠ステレオ画像によるプロットスケールの3次元計測技術について研究を行った。手法としては、 民生用ステレオカメラを使った簡易的な樹木の三次元計測システムのプロトタイプ及び森林内のUAV撮影により得られた画像群から、Semi-Global Matching手法及びSfM(Structure from Motion)手法を用いた手法を提案し、これらの手法により立木位置及び胸高直径の簡易推定が可能であることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、回転雲台を利用したステレオカメラ及びUAVによる撮影画像群から簡易的に森林内の3次元解析を行い、立木位置及び胸高直径を推定するシステムについて研究を行った。近年、地上レーザーを利用した森林計測に関する研究が行われているが、現状では高価な機器であり、普及については多くの課題を残す。しかし、本研究で明らかにした手法は、安価かつ容易に森林計測を実施できる新たな手法であり、学術的な価値は大きいものと考えられる。さらに、今後本研究の成果を利用した新たな測定機器を開発することも可能であり、その基盤的な成果として本研究の社会的価値は大きいものと考えられる。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] 航空機LiDARによる単木樹種分類手法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      中武 修一, 山本 一清, 吉田 夏樹, 山口 温, 宇野女 草太
    • 雑誌名

      日本森林学会誌

      巻: 100 号: 5 ページ: 149-157

    • DOI

      10.4005/jjfs.100.149

    • NAID

      130007539638

    • ISSN
      1349-8509, 1882-398X
    • 年月日
      2018-10-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Allometric equations for predicting culm surface area of three bamboo species (Phyllostachys spp.)2018

    • 著者名/発表者名
      Inoue, A., Miyazawa, Y., Sato, M. and Shima, H.
    • 雑誌名

      Forests

      巻: 9 号: 6 ページ: 295-295

    • DOI

      10.3390/f9060295

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Maximum size-density relationship in bamboo forests: case study of Phyllostachys pubescens forests in Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Inoue, A., Sato, M. and Shima, H.
    • 雑誌名

      Forest Ecology and Management

      巻: 425 ページ: 138-144

    • DOI

      10.1016/j.foreco.2018.05.044

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Survival time of Princess Kaguya in an air-tight bamboo chamber2018

    • 著者名/発表者名
      Inoue, A. and Shima, H
    • 雑誌名

      Forma

      巻: 33

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of culm volume reduction factors in five bamboo species (Phyllostachys spp.)2018

    • 著者名/発表者名
      Inoue, A., Shimada, M., Sato, M. and Shima, H.
    • 雑誌名

      Journal of Forestry Research

      巻: 29

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparing the methods for quantifying the culm surface area of bamboo, Phyllostachys pubescens2017

    • 著者名/発表者名
      Inoue, A. and Sakamoto, M.
    • 雑誌名

      Ecological Research

      巻: 32

    • NAID

      40021199169

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 航空機LiDARによる森林計測手法2016

    • 著者名/発表者名
      山本一清
    • 雑誌名

      レーザー研究

      巻: 44 ページ: 326-330

    • NAID

      130007957218

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conservation rule of stem surface area: a hypothesis.2015

    • 著者名/発表者名
      Inoue, A. and Nishizono, T
    • 雑誌名

      European Journal of Forest Research

      巻: 134 号: 4 ページ: 599-608

    • DOI

      10.1007/s10342-015-0875-1

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] モウソウチク林における密度管理図の調製2019

    • 著者名/発表者名
      井上昭夫・佐藤太裕・島 弘幸
    • 学会等名
      第130回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 地上レーザスキャナのための樹高推定の理論の構築2019

    • 著者名/発表者名
      越河一樹・溝上展也・山本一清・井上昭夫
    • 学会等名
      第130回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] UAV による間伐施業評価法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      成田修平・山本一清
    • 学会等名
      第130回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 航空機 LiDAR による樹木個体樹種分類手法の 汎用性評価2019

    • 著者名/発表者名
      山本一清・中武修一・吉田夏樹・山口 温・宇野女草太
    • 学会等名
      第130回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 正形数と形状指数2018

    • 著者名/発表者名
      井上昭夫・佐藤太裕・島 弘幸
    • 学会等名
      第74回九州森林学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 地上レーザースキャナーを用いた立木の計測における誤差要因についての検討2018

    • 著者名/発表者名
      末松直輝・太田徹志・溝上展也・井上昭夫・吉田茂二郎・北里春香・草野秀雄・甲斐博文・大政康史
    • 学会等名
      第74回九州森林学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] UAVによる列状間伐施業評価法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      成田修平・山本一清
    • 学会等名
      第8回 中部森林学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 航空機LiDARによる簡易林相区分評価法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      岩附慶大・山本一清
    • 学会等名
      第8回 中部森林学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 竹林の自己間引き2018

    • 著者名/発表者名
      井上昭夫・佐藤太裕・島 弘幸
    • 学会等名
      第129回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 地上レーザによる森林計測精度の評価2018

    • 著者名/発表者名
      山﨑浩司・山本一清
    • 学会等名
      第129回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 航空機LiDARによる樹木個体樹種分類精度評価(II):混交林での特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      中武修一・山本一清・宇野女草太・吉田夏樹・都竹正志
    • 学会等名
      第129回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 航空機LiDARによる間伐効果評価法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      山本一清・安田裕美・島田博匡
    • 学会等名
      第129回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 森林内調査におけるUAVの有効性の検討2017

    • 著者名/発表者名
      山本一清・山下翔之・中武修一・三谷綾香・島田博匡
    • 学会等名
      第128回日本森林学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2017-03-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 航空機LiDARによる樹木個体の樹種分類精度評価2017

    • 著者名/発表者名
      中武修一・山本一清・宇野女草太・吉田夏樹・山口温
    • 学会等名
      第128回日本森林学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2017-03-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ステレオ画像を用いた樹木位置計測の自動化手法の検討2017

    • 著者名/発表者名
      三谷綾香・山本一清
    • 学会等名
      第128回日本森林学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2017-03-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Reineke式再考2017

    • 著者名/発表者名
      井上昭夫・島 弘幸
    • 学会等名
      第128回日本森林学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2017-03-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 樹幹表面積に基づく林分密度指標の提案2017

    • 著者名/発表者名
      井上昭夫・西園朋広
    • 学会等名
      第73回九州森林学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 樹幹表面積に基づく林分密度の表現2017

    • 著者名/発表者名
      井上昭夫・西園朋広
    • 学会等名
      2017年度森林計画学会秋季発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 航空機LiDARを用いた間伐施業評価法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      安田裕美・山本一清・島田博匡
    • 学会等名
      第7回中部森林学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 航空機LiDARによる単木誤検出評価法の検討2016

    • 著者名/発表者名
      山﨑浩司・山本一清・宇野女草太・吉田夏樹・都竹正志
    • 学会等名
      第6回中部森林学会大会
    • 発表場所
      三重大学
    • 年月日
      2016-10-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] UAV (小型無人航空機) とSfM(Structure from Motion) を用いた森林内調査法の検討2016

    • 著者名/発表者名
      山下翔之・山本一清
    • 学会等名
      第6回中部森林学会大会
    • 発表場所
      三重大学
    • 年月日
      2016-10-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Allometric relationship between stem diameter and sapwood area2016

    • 著者名/発表者名
      Nagano, M., I, F., Shima, H. and Inoue
    • 学会等名
      The 2016 World Congress on Advances in Civil, Environmental, and Materials Research
    • 発表場所
      Jeju Island, Korea
    • 年月日
      2016-08-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rational bending properties of wild bamboo with peculiar tissue structures and nodes2016

    • 著者名/発表者名
      Tanigaki, T., Sato, Y., Sato, M., Shima, H. and Inoue, A
    • 学会等名
      The 2016 World Congress on Advances in Civil, Environmental, and Materials Research
    • 発表場所
      Jeju Island, Korea
    • 年月日
      2016-08-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Unveil the bamboo wisdom: plant-mimetic design toward less-material and high-strength structure2016

    • 著者名/発表者名
      Shima, H., Sato, M. and Inoue, A.
    • 学会等名
      The 2016 World Congress on Advances in Civil, Environmental, and Materials Research
    • 発表場所
      Jeju Island, Korea
    • 年月日
      2016-08-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 竹の節・組織構造が織り成す円筒体としての合理的な構造特性の理論的解明2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤太裕・谷垣俊行・佐藤諭佳・島 弘幸・井上昭夫
    • 学会等名
      第19回応用力学シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2016-05-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 3Dカメラによる簡易森林計測システムの開発─自動回転雲台による立木位置図推定手法の検討─2016

    • 著者名/発表者名
      三谷綾 香 ・山本一清
    • 学会等名
      第127回日本森林学会大会
    • 発表場所
      日本大学生物資源科学部
    • 年月日
      2016-03-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 簡易3Dカメラ計測システムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      山本一清・三谷綾香・中武修一
    • 学会等名
      第127回日本森林学会大会
    • 発表場所
      日本大学生物資源科学部
    • 年月日
      2016-03-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 自己間引き指数は3/2と4/3のどちらなのだろうか?2016

    • 著者名/発表者名
      井上昭夫
    • 学会等名
      第127回日本森林学会大会
    • 発表場所
      日本大学生物資源科学部
    • 年月日
      2016-03-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 3Dカメラによる簡易森林計測システムの開発 -光学倍率による距離推定精度の差異について-2015

    • 著者名/発表者名
      三谷綾 香 ・山本一清
    • 学会等名
      第5回中部森林学会大会
    • 発表場所
      静岡大学
    • 年月日
      2015-10-03
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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