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リモートセンシング技術を用いた水域植生分類手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18H01569
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分22060:土木環境システム関連
研究機関京都大学

研究代表者

山敷 庸亮  京都大学, 総合生存学館, 教授 (20335201)

研究分担者 辰己 賢一  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (40505781)
石川 可奈子  滋賀県琵琶湖環境科学研究センター, 総合解析部門, 専門研究員 (80393180)
須崎 純一  京都大学, 工学研究科, 教授 (90327221)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2019年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
キーワードリモートセンシング / GCOM-C / 深層強化学習 / 沈水植物 / 軟体サンゴ / 水中生物 / 自動判別 / 沈水植物(SAV) / 深層学習 / 全球湖貯水池レポジトリ(GLR) / 植物プランクトン / 電離放射線 / SAV / 湖
研究成果の概要

本研究において、従来研究において浅水深の琵琶湖南湖のみにおいて適用したGCOM-Cを用いた沈水植物の分布状況の解析を、水深の深い北湖にまで適用し、全湖における判別が可能なアルゴリズムの作成を行い、本アルゴリズムを北米タホ湖等への適用を行なった。また田辺湾海底における軟体サンゴであるオオトゲトサカ類の、深層強化学習を用いた判別アルゴリズムを作成し、水中画像による判別実験を行なった。リモートセンシング技術の適用限界をあらかじめ判定し水中画像を追加することにより、双方画像データによる水域植生分類と水中生物の判別アルゴリズムの統合的活用方法を提案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究においては、水中の実測においてのみ調査可能であった沈水植物SAVのバイオマスを気候変動観測衛星(GCOM-C)画像を用いて判別可能とし、従来の適用範囲を琵琶湖全湖に広げたことの意義は大きく、今後の湖や貯水池管理に資する。同時に、深層強化学習を用いた水中画像判別による水中生物の判別は、リモートセンシングの適用限界を超えた場所とスケールでの湖や貯水池における生物相モニタリングの新しい手法を示し、これらを統合することにより、淡水域や沿岸域でのモニタリング技術開発に大いに貢献できる可能性を秘めている。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 2件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 図書 (4件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] NASA Goddard Space Flight Center(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Community capability building for environmental conservation in Lake Biwa (Japan) through an adaptive and abductive approach2021

    • 著者名/発表者名
      Yasuhisa Kondo, Eiichi Fujisawa, Kanako Ishikawa, Satoe Nakahara, Kyohei Matsushita, Satoshi Asano, Kaoru Kamatani, Satoko Suetsugu, Kei Kano, Terukazu Kumazawa, Kenichi Sato, Noboru Okuda
    • 雑誌名

      Socio-Ecological Practice Research

      巻: online only 号: 2 ページ: 167-183

    • DOI

      10.1007/s42532-021-00078-3

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 重回帰モデルと単時期の地表面反射率を用いたGCOM-C SGLI陸域アルベドの推定2020

    • 著者名/発表者名
      須﨑純一・佐藤啓明・栗木周・梶原康司・本多嘉明
    • 雑誌名

      写真測量とリモートセンシング

      巻: 59(4) ページ: 158-166

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cost estimation for alternative aviation plans against potential radiation exposure associated with solar proton events for the airline industry2020

    • 著者名/発表者名
      Yosuke A. Yamashiki, Moe Fujita, Tatsuhiko Sato, Hiroyuki Maehara, Yuta Notsu, Kazunari Shibata
    • 雑誌名

      Evolutionary and Institutional Economics Review

      巻: 00163 号: 2 ページ: 487-499

    • DOI

      10.1007/s40844-020-00163-4

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Monitoring of Phytoplankton Species in Lake Biwa Using a Real-Time PCR Assaywith DNA Extraction from Cells Trapped by Filtering a Lake-Water Sample2020

    • 著者名/発表者名
      Mizuguchi, H., S. Fujii, S. Fujii, R. Higa, K. Ishikawa, T. Okamoto, K. Hayakawa, Y. Fuse, E. Yamada
    • 雑誌名

      Limnological Study (陸水研究)

      巻: 7 ページ: 29-38

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of Stellar Superflares on Planetary Habitability2019

    • 著者名/発表者名
      Yamashiki Yosuke A.、Maehara Hiroyuki、Airapetian Vladimir、Notsu Yuta、Sato Tatsuhiko、Notsu Shota、Kuroki Ryusuke、Murashima Keiya、Sato Hiroaki、Namekata Kosuke、Sasaki Takanori、Scott Thomas B.、Bando Hina、Nashimoto Subaru、Takagi Fuka、Ling Cassandra、Nogami Daisaku、Shibata Kazunari
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 881 号: 2 ページ: 114-114

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab2a71

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Seasonal changes in the chemical composition and anaerobic digestibility of harvested submerged macrophtes2019

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara, M., M. Koyama, S. Akizuki, K. Watanabe, K. Ishikawa, S. Ban, T. Toda
    • 雑誌名

      BioEnergy Research

      巻: 10082 号: 2 ページ: 683-692

    • DOI

      10.1007/s12155-019-10082-x

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Determining suitable submerged macrophyte biomass in terms of dissolved oxygen concentration and biodiversity in the South Basin of Lake Biwa、 Japan. Limnology、 20: 69-822019

    • 著者名/発表者名
      Kanako Ishikawa、 Hiroki Haga、 Eiso Inoue、 Syuhei Ban
    • 雑誌名

      Limnology

      巻: 20 号: 1 ページ: 69-82

    • DOI

      10.1007/s10201-018-0566-y

    • 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] 斜面の影響を考慮したBRDFモデルの開発と陸域 アルベドの推定2019

    • 著者名/発表者名
      須﨑純一・宮垣亮汰・栗木周
    • 雑誌名

      写真測量とリモートセンシング

      巻: 58 ページ: 14-23

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Examination of terrain effect for terrestrial albedo estimation via BRDF model parameter, ISPRS Annals of the Photogrammetry2019

    • 著者名/発表者名
      Junichi Susaki, Ryota Miyagaki, Amane Kuriki, Shengye Jin
    • 雑誌名

      ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences

      巻: IV-3/W1 ページ: 49-56

    • 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] Chlorophyll estimation of lake water and coastal water using LANDSAT-8 and SENTINEL-2A satellite2019

    • 著者名/発表者名
      S. Yadav, Y. Yamashiki, J. Susaki, Y. Yamashita, and K. Ishikawa
    • 雑誌名

      International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences

      巻: XLII-3/W7 ページ: 77-82

    • 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] Spatial pattern of plutonium and radiocaesium contamination released during the Fukushima Daiichi nuclear power plant disaster2018

    • 著者名/発表者名
      James A. Dunne, Peter G. Martin, Yosuke Yamashiki, Ian X. Y. Ang, Tom B. Scott & David A. Richards
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/s41598-018-34302-0

    • 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
  • [学会発表] 海洋生物識別精度向上のための深層強化学 習を用いた自動前処理手法2020

    • 著者名/発表者名
      岡村森・山敷庸亮
    • 学会等名
      日本海洋学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] GCOM-C/SGLIプロダクトのための重回帰モデルと一日の反射率データを用いた陸 域アルベドの推定2020

    • 著者名/発表者名
      須﨑純一・栗木周・佐藤啓明・梶原康司・本多嘉明
    • 学会等名
      令和2年度日本写真測量学会年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Application of remote sensing techniques in the classification of aquatic vegetation and phytoplankton in Lakes and Reservoirs2019

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Yamashiki
    • 学会等名
      EO-based and other innovative water quality monitoring tools, World Water Forum
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 侵略的外来植物ウスゲオオバナミズキンバイ群落の発達に伴う溶存酸素濃度の低下と生物相に関する野外調査研究2019

    • 著者名/発表者名
      石川可奈子・酒井陽一郎・焦春萌・中井克樹
    • 学会等名
      日本陸水学会第84回大会(金沢)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 琵琶湖南湖における水草管理に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      石川可奈子
    • 学会等名
      第300回生態研セミナー、京都大学生態学研究センター(大津市)(2018年10月19日)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 琵琶湖の水草大量繁茂、刈取り除去による管理と有効利用の現状と課題2018

    • 著者名/発表者名
      石川可奈子
    • 学会等名
      日本水処理学会第55回大会公開シンポジウム、 日本水処理学会、 日本大学工学部キャンパス(郡山市)(2018年11月2日)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 藍藻類がもたらす新たな問題 ~琵琶湖南湖で見られる底生糸状藻類の増加について~2018

    • 著者名/発表者名
      石川可奈子
    • 学会等名
      日本藻類学会第43回京都大会公開シンポジウム、 日本藻類学会、 京都大学(京都)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] Occurrences of Uroglena red tides and cyanobacterial blooms In Hiroya K, M. Nishino, M. Maehata (Eds) “Lake Biwa: Relationship between Nature and People” Second Edition2020

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa, K., S. Tsujimura, M. Nakamura
    • 出版者
      Springer Academic
    • ISBN
      9783030169688
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] Submerged macrophyte flora and their long-term changes In Hiroya K, M. Nishino, M. Maehata (Eds) “Lake Biwa: Relationship between Nature and People” Second Edition.2020

    • 著者名/発表者名
      Hamabata, E., Y. Yabu’uchi, K. Ishikawa
    • 出版者
      Springer Academic
    • ISBN
      9783030169688
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] Explosive development and control of aquatic weeds In Hiroya K, M. Nishino, M. Maehata (Eds) “Lake Biwa: Relationship between Nature and People” Second Edition.2020

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa, K., E. Inoue, E. Hamabata
    • 出版者
      Springer Academic
    • ISBN
      9783030169688
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 琵琶湖の水生植物 ~関わりあう暮らし~ 琵琶湖の科学 みずのこと・いきもののこと (琵琶湖環境科学研究センターブックレット)2020

    • 著者名/発表者名
      石川可奈子(2020)
    • 出版者
      サンライズ出版
    • ISBN
      9784883256822
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] EO-based and other innovative water quality monitoring tools, World Water Week 20192019

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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