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ハイパースペクトル画像計測によるりんご樹の栄養診断と収量推定・予測システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 16K07968
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 農業環境・情報工学
研究機関弘前大学

研究代表者

叶 旭君  弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (10708168)

研究分担者 張 樹槐  弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (90261429)
研究協力者 阿部 汐里  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードハイパースペクトルイメージング / リンゴ / 画像処理 / 栄養診断 / 収量推定・予測 / ハイパースペクトル画像計測 / 栄養評価 / 非破壊計測 / 可視化 / 果実判別 / 栄誉診断
研究成果の概要

本研究では、リンゴ樹の栄養状態の評価法及び可視化技術の開発に重点を置いて研究活動を実施してきた。ハイパースペクトル画像計測及び化学分析を行って、少数の波長のスペクトルに基づいた窒素含有量やクロロフィル含有量の推定モデルを構築し、リンゴ成葉と樹冠レベルの窒素やクロロフィルの空間分布の可視化に成功した。また、マクセル株式会社で開発中のライススキャンを用いてリンゴ成葉の栄養状態を評価するための新たな葉色指数(Leaf Color Index)及びそのLCIをベースにした簡易なカラーチャートの開発に成功した。今後これらの成果を基に実装技術を確立すれば、リンゴ樹の簡易栄養診断への応用が大いに期待できる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ハイパースペクトル画像計測によるリンゴ樹体生育状況取得、様々なケモメトリックス解析とモデリング手法および画像処理も統合した技術開発である点に学術的意義がある。また、果樹園の精密管理の実現に資する栄養診断と収量予測技術の利活用により、樹体毎のニーズに応じた施肥作業による環境負荷の低減、樹体の生産持続性の向上および管理作業の省力化が図れる点で社会的意義が高い。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Estimation and mapping of nitrogen content in apple trees at leaf and canopy levels using hyperspectral imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Xujun Ye, Shiori Abe, Shuhuai Zhang
    • 雑誌名

      Precision Agriculture

      巻: 印刷中 号: 1 ページ: 198-225

    • DOI

      10.1007/s11119-019-09661-x

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] ハイパースペクトル画像計測による農作物の栄養状態および農畜産物の品質状況の可視化2019

    • 著者名/発表者名
      叶 旭君
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] ハイパースペクトル画像計測によるリンゴ成葉の窒素含有量推定モデルの構築2016

    • 著者名/発表者名
      阿部汐里、張 樹槐、叶 旭君
    • 雑誌名

      農業食料工学会東北支部報

      巻: 63 ページ: 29-32

    • NAID

      40021075575

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] ライススキャンを用いたリンゴ樹の栄養状態評価のための簡易な葉色指数とカラーチャートの開発2018

    • 著者名/発表者名
      叶 旭君,阿部汐里,張 樹槐,芳村裕之
    • 学会等名
      農業環境工学関連学会2018年合同大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] リンゴ樹の栄養状況評価の検討2018

    • 著者名/発表者名
      叶 旭君
    • 学会等名
      あおもり産学官金連携Day2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Application of spectroscopy and hyperspectral imaging for agriculture and food research2018

    • 著者名/発表者名
      Xujun Ye, Shuhuai Zhang
    • 学会等名
      3rd IPFS-FAFU 2018 International Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ハイパースペクトル画像計測を用いたリンゴ樹の個葉および樹冠レベルの栄養状態評価と可視化2017

    • 著者名/発表者名
      叶 旭君,阿部 汐里,張 樹槐
    • 学会等名
      第76回農業食料工学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ライススキャンとSPADによるリンゴ成葉の窒素含有量の推定2017

    • 著者名/発表者名
      阿部汐里,張 樹槐,叶 旭君,河内遥香,芳村裕之
    • 学会等名
      第76回農業食料工学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ハイパースペクトル画像計測によるリンゴ成葉の窒素含有量推定モデルの構築2016

    • 著者名/発表者名
      阿部汐里,張 樹槐,叶 旭君
    • 学会等名
      平成28年度(2016)農業食料工学会東北支部大会
    • 発表場所
      北里大学(十和田市)
    • 年月日
      2016-08-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ハイパースペクトル計測によるリンゴ成葉の窒素含有量推定モデルの構築2016

    • 著者名/発表者名
      叶 旭君、阿部汐里、張 樹槐
    • 学会等名
      第75回農業食料工学会年次大会
    • 発表場所
      京都大学(京都市)
    • 年月日
      2016-05-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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