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水利システムが創出する生態水理環境の動的解析手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H03886
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 地域環境工学・計画学
研究機関東京農工大学

研究代表者

福田 信二  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (70437771)

研究分担者 木村 匡臣  近畿大学, 農学部, 講師 (80725664)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2017年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
キーワード農業水利 / 水工水理学 / 水圏現象 / 生物多様性 / データ駆動モデル / 水資源 / 生態系修復・整備 / 人工知能 / 農業工学 / 生態水理学
研究成果の概要

本研究では、水路や河川を対象とする生態水理学的調査と数理解析に取り組んだ。具体的には、基礎データの収集により、非定常流況解析システム開発に向けた基盤を整備するとともに、淡水魚の空間分布モデルに必要となる基礎情報を収集した。調査では面的な水理調査を実施し、解析面では主要な河道や水路網の解析には非一様断面開水路1次元非定常流解析を適用し、必要に応じて平面2次元水理モデルを適用することにより、魚類生息環境の質と多様度を定量的に評価した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、現地調査からデータ処理、各種数理解析に基づく環境評価に至るプロセスを提示した。研究成果としては、水理モデルと生息場適性モデルの統合を基軸としており、機械学習の応用によりデータ駆動型生息場適性モデルを構築し、対象種の空間分布の高精度モデル化した点に特長がある。今後は、各種データの集積に伴い、様々な要素モデルの開発と高度化が進行することが予想されることから、本研究の成果はデータ駆動型解析手法の発展に寄与するものである。

報告書

(5件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (57件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件) 学会発表 (46件) (うち国際学会 16件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Tallin Institute of Technology(エストニア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] UPV Universitat Politecnica de Valencia(スペイン)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Species-specific debromination of BDE99 in teleost fish: The relationship between debromination ability and bioaccumulation patterns of PBDEs2022

    • 著者名/発表者名
      Yokota Kazuya、Matsuzawa Yuki、Fukuda Shinji、Takada Hideshige、Mizukawa Kaoruko
    • 雑誌名

      Science of The Total Environment

      巻: 806 ページ: 151265-151265

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2021.151265

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 石垣島宮良川流域の物理環境および魚類相の流程分布と河川横断構造物の影響2022

    • 著者名/発表者名
      笠原太一・福田信二・木村匡臣・浅田洋平・乃田啓吾
    • 雑誌名

      土木学会論文集G(環境)

      巻: 掲載決定

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Artificial lateral line for aquatic habitat modelling: An example for Lefua echigonia2021

    • 著者名/発表者名
      Garcia-Vega Ana、Fuentes-Perez Juan Francisco、Fukuda Shinji、Kruusmaa Maarja、Sanz-Ronda Francisco Javier、Tuhtan Jeffrey A.
    • 雑誌名

      Ecological Informatics

      巻: 65 ページ: 101388-101388

    • DOI

      10.1016/j.ecoinf.2021.101388

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 群集解析と生息場モデルに基づく魚類の生息環境評価2020

    • 著者名/発表者名
      相原 星哉・福田 信二
    • 雑誌名

      農業農村工学会論文集

      巻: 88 号: 1 ページ: I_93-I_103

    • DOI

      10.11408/jsidre.88.I_93

    • NAID

      130007803261

    • ISSN
      1882-2789, 1884-7242
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ランダムフォレストを用いたホトケドジョウの生息環境評価モデルの構築2019

    • 著者名/発表者名
      松澤優樹・福田信二・大平充
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 75(2)

    • NAID

      130007940177

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Habitat evaluation for the endangered fish species Lefua echigonia in the Yagawa River, Japan2019

    • 著者名/発表者名
      De-Miguel-Gallo, M., Martinez-Capel, F., Munoz-Mas, R., Aihara, S., Matsuzawa, Y., Fukuda, S.
    • 雑誌名

      Journal of Ecohydraulics

      巻: 4(2) 号: 2 ページ: 147-157

    • DOI

      10.1080/24705357.2019.1614886

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 定点観測からみた府中用水の生態水理環境2019

    • 著者名/発表者名
      福田信二・大平充
    • 雑誌名

      農業農村工学会誌 水土の知

      巻: 87(7) ページ: 551-554

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 新しい計測技術が拓く生態水理学2017

    • 著者名/発表者名
      福田信二
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 13 ページ: 92-94

    • NAID

      40021808112

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Random forests as a tool for modelling estuarine salinity dynamics in Ben Tre, Vietnam2021

    • 著者名/発表者名
      Fukuda, S., Kimura, M., Ngoc, T.A., Son, V.H.
    • 学会等名
      2021年国際水田環境工学会(PAWEES2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A 1D hydrodynamic model for sediment transport analysis around the Ba Lai sluice gate in the Mekong Delta, Vietnam2021

    • 著者名/発表者名
      Asano, K.,Fukuda, S., Kimura, M., Ngoc, T.A., Son, V.H.
    • 学会等名
      2021年国際水田環境工学会(PAWEES2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 動的水域生態系評価のための生態水理シミュレータの開発2021

    • 著者名/発表者名
      福田信二
    • 学会等名
      インテリジェント・システム・シンポジウム2021(FAN2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 空間スケールが物理環境の空間多様度に基づく魚類相解析に及ぼす影響評価2021

    • 著者名/発表者名
      田中智大・福田信二
    • 学会等名
      インテリジェント・システム・シンポジウム2021(FAN2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 地形データが平面二次元水理解析に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      川嶋里沙・福田信二
    • 学会等名
      インテリジェント・システム・シンポジウム2021(FAN2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ランダムフォレストと時期別事後解析を用いた湧水小河川におけるカワムツの生息環境評価2021

    • 著者名/発表者名
      地引汰一・福田信二
    • 学会等名
      インテリジェント・システム・シンポジウム2021(FAN2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 高解像度水理計測と機械学習を活用した生息場モデルの構築2021

    • 著者名/発表者名
      福田信二
    • 学会等名
      2021年度農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 府中用水谷保堰周辺における物理環境の多様度と魚類の空間分布の関係性評価2021

    • 著者名/発表者名
      田中智大・福田信二
    • 学会等名
      2021年度農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 畳み込みニューラルネットワークを用いた画像解析による水鳥の種判別2021

    • 著者名/発表者名
      西村拓真・福田信二
    • 学会等名
      2021年度農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 石垣島宮良川における河川人工構造物の魚類への影響2021

    • 著者名/発表者名
      笠原太一・福田信二
    • 学会等名
      2021年度農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] データ駆動解析手法を用いた湧水小河川におけるカワムツの生息環境評価2021

    • 著者名/発表者名
      地引汰一・福田信二
    • 学会等名
      2021年度農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ベトナム国メコンデルタの Ba Lai堰周辺における一次元不定流計算を用いた水理解析2021

    • 著者名/発表者名
      浅野航輝・福田信二
    • 学会等名
      2021年度農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 多摩川中流部河道における平面二次元水理解析2021

    • 著者名/発表者名
      川嶋里沙・福田信二
    • 学会等名
      2021年度農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] On the distribution of salinity and fish species in a channel network in the Mekong delta, Vietnam2020

    • 著者名/発表者名
      Fukuda, S., Kimura, M.
    • 学会等名
      第22回国際水理環境工学会アジア地域部会(IAHR-APD2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 矢川におけるカワムツの降下・遡上実態の解明2019

    • 著者名/発表者名
      近藤雅人・福田信二
    • 学会等名
      2019年度応用水理研究部会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 宮良川における優占魚種および塩分濃度の流程分布に関する基礎調査2019

    • 著者名/発表者名
      笠原太一・福田信二・木村匡臣・乃田啓吾
    • 学会等名
      2019年度応用水理研究部会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 超音波多層流向流速計による高解像水理計測に基づく 魚類生息環境評価の試み2019

    • 著者名/発表者名
      田中智大・福田信二
    • 学会等名
      2019年度応用水理研究部会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 水生植物の形態を考慮した魚類の生息環境解析2019

    • 著者名/発表者名
      相原星哉・福田信二
    • 学会等名
      2019年度農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 府中用水と矢川における長期生態水理調査2019

    • 著者名/発表者名
      福田信二
    • 学会等名
      2019年度農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Use of fish movement tracks in environmental sciences2018

    • 著者名/発表者名
      Fukuda, S.
    • 学会等名
      IMI共同研究プロジェクトワークショップ「数理農学における時系列データのモデル化と解析」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tracking swimming Lefua echigonia to assess the impact of crayfish introduction2018

    • 著者名/発表者名
      Fukuda, S., Tuhtan, J.
    • 学会等名
      10th International Conference on Ecological Informatics (ICEI2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fish habitat assessment based on instream flow conditions and aquatic vegetation assemblage2018

    • 著者名/発表者名
      Aihara, S., Fukuda, S.
    • 学会等名
      12th International Symposium on Ecohydraulics (ISE2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Importance of small streams: four-year monitoring of instream flow and fish fauna in an irrigation channel2018

    • 著者名/発表者名
      Fukuda, S., Aihara, S., Ohira, M.
    • 学会等名
      12th International Symposium on Ecohydraulics (ISE2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fish species turnover along hydraulic heterogeneities: designing environmental flows for species co-existence in an irrigation channel network2018

    • 著者名/発表者名
      Ohira, M., Fukuda, S.
    • 学会等名
      12th International Symposium on Ecohydraulics (ISE2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Application of SEFA, system for environmental flow analysis, to assess the habitat availability for competing fish species in a spring-fed urban stream in Tokyo, Japan2018

    • 著者名/発表者名
      De Miguel Gallo, M., Martinez-Capel, F., Fukuda, S., Kajisa, T.
    • 学会等名
      12th International Symposium on Ecohydraulics (ISE2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Expert-knowledge or data-driven fuzzy models? A comparison employing the brown trout (Salmo trutta L.)2018

    • 著者名/発表者名
      Munoz-Mas, R., Fukuda, S., Schneider, M., Mouton, A.M., Martinez-Capel, F.
    • 学会等名
      12th International Symposium on Ecohydraulics (ISE2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] データ駆動モデルによる生物の空間分布解析2018

    • 著者名/発表者名
      福田信二
    • 学会等名
      平成30年度農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 水生植物群落の機能と構成に基づく生息環境解析2018

    • 著者名/発表者名
      相原星哉・福田信二
    • 学会等名
      平成30年度農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 携帯型投げ込み式CTD 計を用いたメコンデルタ水路網における塩分観測2018

    • 著者名/発表者名
      木村匡臣・福田信二
    • 学会等名
      平成30年度農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] メコンデルタ水路網における塩分濃度と魚類相に関する基礎調査2018

    • 著者名/発表者名
      福田信二・木村匡臣
    • 学会等名
      平成30年度農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 水生植物による流速低減効果に関する野外調査と室内開水路実験2018

    • 著者名/発表者名
      船越 寛・相原星哉・福田信二
    • 学会等名
      平成30年度応用水理研究部会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 矢川の網羅的水理解析に向けた地形測量と生態水理調査2018

    • 著者名/発表者名
      近藤雅人・福田信二
    • 学会等名
      平成30年度応用水理研究部会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 府中用水と矢川における生態水理調査概要2018

    • 著者名/発表者名
      福田 信二
    • 学会等名
      平成30年度応用水理研究部会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 群集解析と生息場モデルを用いた淡水魚類の生息環境評価手法の比較検討2018

    • 著者名/発表者名
      相原 星哉・福田 信二
    • 学会等名
      平成30年度応用水理研究部会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Habitat assessment in an irrigation system conjoint with a spring-fed stream2017

    • 著者名/発表者名
      Fukuda, S.
    • 学会等名
      5th ISRS symposium (ISRS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Random forests for instream fish habitat modelling using high resolution ecohydraulic data2017

    • 著者名/発表者名
      Fukuda, S., Aihara, S.
    • 学会等名
      The International Society for Ecological Modelling Global Conference 2017 (ISEM2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Data-driven habitat modelling of aquatic flora in the Fuchu Yosui Irrigation System2017

    • 著者名/発表者名
      Aihara, S., Fukuda, S.
    • 学会等名
      The International Society for Ecological Modelling Global Conference 2017 (ISEM2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Can muliticlass classification be useful for data-driven habitat modelling in a small spring-fed river?2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuzawa, Y., Fukuda, S.
    • 学会等名
      The International Society for Ecological Modelling Global Conference 2017 (ISEM2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microhabitat modelling for an endangered freshwater fish, Lefua echigonia, in a spring-fed urban stream2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuzawa, Y., Ohira, M., Fukuda, S.
    • 学会等名
      38th IAHR World Congress (IAHR2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Data-driven habitat modelling using high resolution ecohydraulic data in an agricultural canal2017

    • 著者名/発表者名
      Fukuda, S., Ohira, M.
    • 学会等名
      IFSA2017/SCIS2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 簡易GPS機器を用いた小河川の流速分布解析2017

    • 著者名/発表者名
      福田信二
    • 学会等名
      平成29年度農業農村工学会応用水理研究部会講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 府中用水の水生植物相の季節変化2017

    • 著者名/発表者名
      相原星哉・福田信二
    • 学会等名
      平成29年度農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] クラスタリングを用いた府中用水の水生植物相と魚類相の生息環境解析2017

    • 著者名/発表者名
      相原星哉・福田信二
    • 学会等名
      平成29年度農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 室内開水路実験によるホトケドジョウの臨界遊泳速度の定量評価2017

    • 著者名/発表者名
      松澤優樹・青木興成・福田信二
    • 学会等名
      平成29年度農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 農業水路における魚類群集と微生息環境2017

    • 著者名/発表者名
      大平 充・福田信二
    • 学会等名
      平成29年度農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高速度センサーを用いたホトケドジョウの生息環境評価2017

    • 著者名/発表者名
      福田信二・Jeffrey Tuhtan・Juan Francisco Fuentes Perez・Maarja Kruusma
    • 学会等名
      平成29年度農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
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      http://shinjifukuda-medaka.com/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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