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深層学習モデリングによる広域穀物単収予測手法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 17K08037
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
研究機関国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

研究代表者

坂本 利弘  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境変動研究センター, 上級研究員 (20354053)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード機械学習 / 食料安全保障 / トウモロコシ / 大豆 / 小麦 / フェノロジー / 作柄予測 / 作付分類 / 単収予測 / 高頻度観測衛星 / リモートセンシング / 作物収量予測 / 収量予測 / コーンベルト / Deep Learning / Deep Leaerning
研究成果の概要

米国産農作物の作柄早期予測技術の確立を目指し、1.作物フェノロジー把握技術の汎用性向上(8作物36生育ステージに適用可能)、2.気象環境条件を考慮した作柄早期予測手法の高精度化(トウモロコシ・大豆単収予測精度の向上)、3.早期作付分類手法の高度化(ミクセル分解、分類精度向上)を行った。これにより、高頻度観測衛星センサデータ(MODIS)および気象環境データを複合利用する機械学習アルゴリズムを活用した新たな予測手法を構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

日本は、輸入トウモロコシ・大豆の約7割、輸入小麦の約5割を米国からの輸入に依存している。また、世界的な食料需給情勢の不安定化を背景に、国際的な政策協調として、世界の農業・食料市場に関する正確かつ透明な情報を取得するための衛星リモートセンシング技術を用いた監視ネットワークの構築が推進されている。本研究成果は、作柄早期予測を確立するための基盤的な知見を提供するとともに、国内外の食料安全保障に資する技術としても活用が期待される。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Early classification method for U.S. corn and soybean by incorporating MODISestimated phenological data and historical classification maps in random forest regression algorithm2021

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Sakamoto
    • 雑誌名

      Photogrammetric Engineering & Remote Sensing

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 衛星リモートセンシングデータによる作物生育広域モニタリング2021

    • 著者名/発表者名
      坂本利弘
    • 雑誌名

      日本リモートセンシング学会誌

      巻: -

    • NAID

      130008077706

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Incorporating environmental variables into a MODIS-based crop yield estimation method for United States corn and soybeans through the use of a random forest regression algorithm2020

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Toshihiro
    • 雑誌名

      ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing

      巻: 160 ページ: 208-228

    • DOI

      10.1016/j.isprsjprs.2019.12.012

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Refined shape model fitting methods for detecting various types of phenological information on major U.S. crops2018

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Toshihiro
    • 雑誌名

      ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing

      巻: 138 ページ: 176-192

    • DOI

      10.1016/j.isprsjprs.2018.02.011

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 変わりゆく世界の農業環境を見える化:地球観測衛星から考える食料安全保障2020

    • 著者名/発表者名
      坂本利弘
    • 学会等名
      ナイスステップな研究者2019講演会 「近未来への招待状~ナイスステップな研究者2019からのメッセージ~」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 機械学習による作物単収予測モデルの高精度化2019

    • 著者名/発表者名
      坂本利弘
    • 学会等名
      日本写真測量学会 令和元度秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Shape Model Fitting法による米国産作物のフェノロジー推定2017

    • 著者名/発表者名
      坂本利弘
    • 学会等名
      日本リモートセンシング学会 第63回(平成29年度秋季)学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] GAEN-View 世界の農業環境閲覧システム

    • URL

      https://gaenview.rad.naro.go.jp/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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