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植物らしさとは何か:ディープラーニングによる革新的な植生自動識別手法の開発と応用

研究課題

研究課題/領域番号 18H03357
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63010:環境動態解析関連
研究機関京都大学

研究代表者

伊勢 武史  京都大学, フィールド科学教育研究センター, 准教授 (00518318)

研究分担者 佐藤 永  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(北極環境変動総合研究センター), 研究員 (50392965)
渡部 俊太郎  京都大学, フィールド科学教育研究センター, 研究員 (00782335)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2019年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード人工知能 / CNN / 非接触観測 / 外来生物 / 林業 / 物質循環 / 生物多様性 / 深層学習 / 自動識別 / リモートセンシング / コンピュータビジョン / 外来種
研究成果の概要

本研究は、植生の非接触観測にディープラーニングを用いることで革新的な進歩をもたらすことを目的として実施された。ディープラーニング技法の開発・改良を実施し、また複数の対象植生の識別実験を行った。その結果、森林植生のタイプやサイズの推定や、外来植物の分布推定などで精度の高い結果を出すことができた。開発されたディープラーニング技法は今後さまざまな応用の可能性を秘めている。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究によって、従来は識別が困難とされていた不定形な植物を画像中で認識することが可能となった。ドライブレコーダーのような手段で撮影された画像からも特定の植物を認識することが可能であることが示されたため、今後は効率的に収集された大量の画像データを自動処理し、人力では不可能な範囲における植物の分布を一律の基準で定量的に推定することにつながる。これは、外来植物の分布の把握や、植物が人の心理に与える文化的生態系サービスの理解など、多様な社会的意義を持つ。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Predicting global terrestrial biomes with the LeNet convolutional neural network2022

    • 著者名/発表者名
      Sato Hisashi、Ise Takeshi
    • 雑誌名

      Geoscientific Model Development

      巻: 15 号: 7 ページ: 3121-3132

    • DOI

      10.5194/gmd-15-3121-2022

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Practicality and Robustness of Tree Species Identification Using UAV RGB Image and Deep Learning in Temperate Forest in Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Masanori Onishi, Shuntaro Watanabe, Tadashi Nakashima, Takeshi Ise
    • 雑誌名

      Remote Sensing

      巻: 14 号: 7 ページ: 1-22

    • DOI

      10.3390/rs14071710

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] CORRESPONDENCE BETWEEN FEELINGS TOWARDS NEIGHBORS AND APPEARANCE OF NEIGHBORHOOD: ANALYSIS BY COMBINING A MAIL SURVEY AND GOOGLE STREET VIEW2022

    • 著者名/発表者名
      UCHIDA Atsuhiko、ISE Takeshi、MINOURA Yukihisa、HITOKOTO Hidefumi、TAKEMURA Kosuke、UCHIDA Yukiko
    • 雑誌名

      PSYCHOLOGIA

      巻: 64 号: 2 ページ: 112-135

    • DOI

      10.2117/psysoc.2021-B023

    • ISSN
      0033-2852, 1347-5916
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Automatic detection of alien plant species in action camera images using the chopped picture method and the potential of citizen science2022

    • 著者名/発表者名
      Takaya Kosuke、Sasaki Yu、Ise Takeshi
    • 雑誌名

      Breeding Science

      巻: 72 号: 1 ページ: 96-106

    • DOI

      10.1270/jsbbs.21062

    • NAID

      130008158096

    • ISSN
      1344-7610, 1347-3735
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Assessing streetscape greenery with deep neural network using Google Street View2022

    • 著者名/発表者名
      Kameoka Taishin、Uchida Atsuhiko、Sasaki Yu、Ise Takeshi
    • 雑誌名

      Breeding Science

      巻: 72 号: 1 ページ: 107-114

    • DOI

      10.1270/jsbbs.21073

    • NAID

      130008163780

    • ISSN
      1344-7610, 1347-3735
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Explainable identification and mapping of trees using UAV RGB image and deep learning2021

    • 著者名/発表者名
      Masanori Onishi, Takeshi Ise
    • 雑誌名

      scientific reports

      巻: 11 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-020-79653-9

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] マクロ生物学分野における画像認識・識別技術の利用2021

    • 著者名/発表者名
      渡部俊太郎、伊勢武史
    • 雑誌名

      画像ラボ

      巻: 32 ページ: 45-50

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 深層学習による画像認識技術の生態学への応用-植物種と植生の識別を中心に-2020

    • 著者名/発表者名
      渡部俊太郎、大西信徳、皆川まり、伊勢武史
    • 雑誌名

      保全生態学研究

      巻: 25 号: 1 ページ: n/a

    • DOI

      10.18960/hozen.1822

    • NAID

      130007866089

    • ISSN
      1342-4327, 2424-1431
    • 年月日
      2020-03-05
    • 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] VARENN: graphical representation of periodic data and application to climate studies2020

    • 著者名/発表者名
      Ise Takeshi、Oba Yurika
    • 雑誌名

      npj Climate and Atmospheric Science

      巻: 3 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41612-020-0129-x

    • NAID

      120006875255

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Explainable Deep Learning Reproduces a ‘Professional Eye’ on the Diagnosis of Internal Disorders in Persimmon Fruit2020

    • 著者名/発表者名
      Akagi Takashi、Onishi Masanori、Masuda Kanae、Kuroki Ryohei、Baba Kohei、Takeshita Kouki、Suzuki Tetsuya、Niikawa Takeshi、Uchida Seiichi、Ise Takeshi
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 61 号: 11 ページ: 1967-1973

    • DOI

      10.1093/pcp/pcaa111

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identifying the vegetation type in Google Earth images using a convolutional neural network: a case study for Japanese bamboo forests2020

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Shuntaro、Sumi Kazuaki、Ise Takeshi
    • 雑誌名

      BMC Ecology

      巻: 20 号: 1

    • DOI

      10.1186/s12898-020-00331-5

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ディープラーニングで実現するシチズンサイエンス2022

    • 著者名/発表者名
      伊勢武史
    • 学会等名
      日本生態学会第69回全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ドローンとディープラーニングを用いた単木単位での樹種・材積推定GISシステムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      大西信徳, 伊勢武史
    • 学会等名
      日本生態学会第69回全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Heterogeneity of land-sea connectivity across Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Oba Y, Ise T
    • 学会等名
      日本生態学会第69回全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ディープラーニングを用いたオオサンショウウオの個体識別2022

    • 著者名/発表者名
      高屋浩介, 田口勇輝, 伊勢武史
    • 学会等名
      日本生態学会第69回全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Using deep learning to reveal the distribution of thermokarst2021

    • 著者名/発表者名
      Takaya K, Ise T
    • 学会等名
      第12回極域科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Toward high-throughput forest inventory with deep learning2021

    • 著者名/発表者名
      Ise T
    • 学会等名
      iLEAPS Japan 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Automatic detection of thermokarst in satellite images using deep learning2021

    • 著者名/発表者名
      Takaya K, Ise T
    • 学会等名
      iLEAPS Japan 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ディープラーニングを用いたセイタカアワダチソウの自動識別2021

    • 著者名/発表者名
      高屋浩介, 家島輝, 芝田篤紀, 伊勢武史
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] シチズンサイエンスによる環境データ取得と社会発信2021

    • 著者名/発表者名
      伊勢武史
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ドローンとディープラーニングを用いたボルネオでの指標樹種識別と森林健全度評価2021

    • 著者名/発表者名
      大西 信徳、竹重 龍一、青柳 亮太、今井 伸夫、伊勢 武史、北山 兼弘
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 自然を知り環境を守るための新技術・新発想2021

    • 著者名/発表者名
      伊勢武史
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ディープラーニングを用いたセイタカアワダチソウの自動識別2020

    • 著者名/発表者名
      高屋浩介, 家島輝, 芝田篤紀, 伊勢武史
    • 学会等名
      日本生態学会第68回全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] シチズンサイエンスによる環境データ取得と社会発信2020

    • 著者名/発表者名
      伊勢武史
    • 学会等名
      日本生態学会第68回全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ドローンとディープラーニングを用いたボルネオでの指標樹種識別と森林健全度評価2020

    • 著者名/発表者名
      大西 信徳、竹重 龍一、青柳 亮太、今井 伸夫、伊勢 武史、北山 兼弘
    • 学会等名
      日本生態学会第68回全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 自然を知り環境を守るための新技術・新発想2020

    • 著者名/発表者名
      伊勢 武史
    • 学会等名
      日本生態学会第68回全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Estimating the species level leaf phenology patterns of broad leaved deciduous tree using data assimilation.2020

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Watanabe, Shigeki Ikeda, Kazuhito Ichii, Takeshi Ise
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 畳み込みニューラルネットワークによる衛星写真中の植生識別2019

    • 著者名/発表者名
      渡部俊太郎、伊勢武史
    • 学会等名
      種生物学会シンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Forecasting the species specific leaf out phenology in Japan archipelago. Data assimilation approach2019

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Watanabe
    • 学会等名
      マクロ生物学百花繚乱2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 畳み込みニューラルネットワークによる航空写真中の植生識別とその応用2019

    • 著者名/発表者名
      渡部 俊太郎、角 和暁、伊勢 武史
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 2050年の地球を予測する2022

    • 著者名/発表者名
      伊勢 武史
    • 総ページ数
      176
    • 出版者
      筑摩書房
    • ISBN
      9784480684189
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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