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非測量用マルチビームLiDARによる水稲草丈・茎数の広域モニタリング手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K05901
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分41040:農業環境工学および農業情報工学関連
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

高橋 一義  長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (00332651)

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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード精密農業 / LiDAR / ドローン / 生育量 / 草丈 / 茎数 / 三次元点群 / 生育調査 / 入射角 / リモートセンシング / レーザースキャナ / 生育モニタリング / 水稲 / スマート農業 / 廉価
研究成果の概要

LiDAR計測により水稲の草丈・茎数を推定する基本手法(LiDAR計測基礎手法)の適用範囲の拡張には、取得される水稲群落の3D点群情報がレーザ入射角により変動する性質(レーザ入射角特性)の理解が不可欠である。本研究では、製作したUAV-LiDARシステムによりレーザ入射角特性を検討する基礎データ取得し、水稲群落の3D点群情報を集約するLiDAR計測指標とレーザ入射角の関係を調査した。その結果、LiDAR計測基礎手法が拡張可能性は入射角40度以下の領域であること、高度10mからのUAV-LiDAR計測にLiDAR基礎手法を適用し草丈・茎数が推定可能(誤差12%)であることを確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

稲作のスマート農業の進展には生育量を適宜、広範囲で知ることが重要である。本研究では、低価格なLiDARによる水稲草丈・茎数の広域測定を実現するため、水稲群落の三次元点群がレーザ入射角により変動する特性の検討に取り組んだ。その結果、入射角40度以下の領域なれば申請者が非測量用途のLiDARを念頭に開発したLiDAR計測基礎手法の拡張可能性があること、ドローンを利用した広域推定の可能性を確認した。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Estimation of Rice Plant Height from a Low Cost UAV- Based Lidar Point Clouds2021

    • 著者名/発表者名
      Anh Thu Thi Phan,Kazuyoshi Takahashi
    • 雑誌名

      International Journal of Geoinformatics

      巻: 17 ページ: 89-98

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] 車載LiDAR搭載UAVシステムによる水稲の茎数推定検討2020

    • 著者名/発表者名
      市沢元規、Anh Thu Thi Pan、高橋一義
    • 雑誌名

      日本リモートセンシング学会 第69回学術講演会論文集

      巻: 69 ページ: 17-18

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] 車載LiDAR搭載UAVシステムによる低高度からの水稲草丈モニタリングの検討2019

    • 著者名/発表者名
      山根怜, 高橋一義, PHAN Anh Thu Thi, 佐藤栄一
    • 雑誌名

      第67回日本リモートセンシング学会学術講演会論文集(CD-ROM)

      巻: 67

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 低高度UAV-LiDAR計測による水稲草丈推定手法の検討2018

    • 著者名/発表者名
      山根 怜,合屋渉太,高橋一義
    • 雑誌名

      日本写真測量学会平成30年度秋季学術講演発表会論文集

      巻: - ページ: 137-138

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 車載LiDAR搭載UAVシステムによる水稲の茎数推定検討2020

    • 著者名/発表者名
      市沢元規、Anh Thu Thi Pan、高橋一義
    • 学会等名
      日本リモートセンシング学会 第69回学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ドローン搭載LiDARによる水稲生育モニタリングの試み2020

    • 著者名/発表者名
      高橋一義
    • 学会等名
      日本ドローンコンソーシアム・フォーラム2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 車載LiDAR搭載UAVシステムによる低高度からの水稲草丈モニタリングの検討2019

    • 著者名/発表者名
      山根怜
    • 学会等名
      日本リモートセンシング学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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