カオス制御理論に基づく温州みかん隔年結果制御技術の実証と確立

• 研究課題/領域番号: 19380141
• 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: 農業環境工学
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 酒井 憲司 東京農工大学, 大学院・農学研究院, 教授 (40192083)
• 研究分担者: 星野 義延 東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 准教授 (00143636)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 19,760千円 (直接経費: 15,200千円、間接経費: 4,560千円); 2010年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2009年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2008年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2007年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
• キーワード: 隔年結果 / カオス / OGY制御 / 予測 / アンサンブル再構成 / 温州ミカン / ハイパースペクトル / スペクトルカメラ / 非線形力学 / 制御 / 生態系 / ダイナミクス / PLS / 非線形予測 / ハイパースペクトルカメラ / 分光画像 / フィールドサーバ / ネットワーク / カバークロップ / 農業機械 / 利用技術 / マルチスペクトルカメラ / RSM / 決定論的非線形予測 / OGY / サドル

研究概要

温州みかんの隔年結果の制御原理の実証的確立に関して、ダイナミクスのオブザーバ計測も実施し、アンサンブル再構成によって構築された局所線形ダイナミクスによる非線形ダイナミクスへのOGY制御理論の開発を実施し、局所線形化されたダイナミクスの抽出法を実データを対象に実装できた。制御原理の実証に関しては、ハイパースペクトルカメラによるオブザーバー計測においてMolans' Iや各種空間変動の計測指標の有効性を検証した。WEBベースの予測量算出システム、制御量算出システムの試作に着手した。個体数カウントデータだけではなく、リモートセンシングによって得られたオブザベーションデータの計測方法を検討した。オブザベーション計測の高精度化において、従来継続してきた校正手法の精度向上を進めるとともに、航空ハイパースペクトル画像およびマルチスペクトル画像を用いて、収量の校正モデルの精度向上を検討し、携帯型ハイパースペクトルイメージングシステムを用いて、地上計測を行った。さらに、空間自己相関の検出方法を検討しGStaticsの有効性を明確にした。

研究成果

• [雑誌論文] Measurement of Nitrate Concentration Distribution in Vegetables bt Near-Infrared Hyperspectral Imaging (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Itoh, S. Kanda, N, Shiraishi, K. Sakai, A. Sasao
  • 雑誌名: Environ. Control. Biol 巻: 48(2) ページ: 37-49
  • 査読あり
• [雑誌論文] アンサンブル再構成法による生態系ダイナミクスの同定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 酒井憲司
  • 雑誌名: 計測自動制御学会誌 巻: 第54巻
• [雑誌論文] High Spatial Resolution Hyperspectral Mapping for Forest Ecosystem at Tree Species Level (2010)
  • 著者名/発表者名: Gang Shen, Kenshi Sakai and Yoshinobu Hoshino
  • 雑誌名: Agricultural Information Research 巻: 19(3) ページ: 71-78
  • NAID: 130000395643
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mapping spatial variation in acorn production from hyperspectral imagery (2010)
  • 著者名/発表者名: Zhong Yao, Kenshi Sakai
  • 雑誌名: Forestry Science China 巻: 12(2) ページ: 49-54
  • 査読あり
• [雑誌論文] High spatial resolution hyperspectral mapping for forest ecosystem at tree species level (2010)
  • 著者名/発表者名: Shen Gang, Kenshi Sakai
  • 雑誌名: 農業情報研究 巻: 19(3) ページ: 71-78
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mapping spatial variation in acorn production from airborne hyperspectral imagery (2010)
  • 著者名/発表者名: Zhong Yao, Sakai, K.
  • 雑誌名: Foresty study in china 12(2) ページ: 49-54
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlling Chaos(OGY) Implemented on Reconstructed Ecological Two Dimensional Map (2009)
  • 著者名/発表者名: Kenshi Sakai, Noguchi, Y
  • 雑誌名: Chaos Solitons & Fractals 巻: 41(2) 号: 2 ページ: 630-641
  • DOI: 10.1016/j.chaos.2008.02.041
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimation of citrus yield from canopy spectral features determined by airborne hyperspectral imagery (2009)
  • 著者名/発表者名: Ye Xujun, Sakai, K., et al.
  • 雑誌名: International Journal of Remote Sensing 巻: 30(18) 号: 18 ページ: 4621-4642
  • DOI: 10.1080/01431160802632231
  • 査読あり
• [雑誌論文] NONDESTRUCTIVE ANALYSIS OF CHLORPYRIFOS ON APPLE SKIN USING UV REFLECTANCE (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Makino, S. Oshita, Y. Murayama, M. Mori, Y. Kawagoe, K. Sakai
  • 雑誌名: Transaction of ASABE 巻: 52(6) ページ: 1955-1960
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hyperspectral imaging for nondestructive determination of internal qualities for oil palm (Elaeis guineensis Jacq. var. tenera) (2009)
  • 著者名/発表者名: P. Junkwon, T. Takigawa, H. Okamoto, H. Hasegawa, M. Koike, K. Sakai, et al.
  • 雑誌名: 農業情報研究 巻: 18 号: 3 ページ: 130-141
  • DOI: 10.3173/air.18.130
  • NAID: 130000117375
  • ISSN: 0916-9482, 1881-5219
  • 査読あり
• [雑誌論文] Potential Application of Color and Hyperspectral Images for Estimation of Weight and Ripeness of Oil Palm (2009)
  • 著者名/発表者名: P. Junkwon, T. Takigawa, H. Okamoto, H. Hasegawa, M. Koike, K. Sakai, et al.
  • 雑誌名: 農業情報研究 巻: 18(2) ページ: 72-81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlling Chaos (OGY) Implemented on Reconstructed Ecological Two Dimensional Map (2009)
  • 著者名/発表者名: Kenshi Sakai, Noguchi, Y.
  • 雑誌名: Chaos Solitons & Fractals(Elsevier) 41 (2) ページ: 630-641
• [雑誌論文] Estimation of citrus yield from canopy spectral features determined by airborne hyperspectral imagery (2009)
  • 著者名/発表者名: Ye Xujun, Sakai, K., et al.
  • 雑誌名: International Journal of Remote Sensing 18 ページ: 72-81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlling Chaos(OGY)Implemented on Reconstructed Ecological Two Dimensional Map (2009)
  • 著者名/発表者名: Kenshi SAKAI, Yuko NOGUCHI
  • 雑誌名: Chaos Solitons & Fractals 41(2) ページ: 630-641
  • 査読あり
• [雑誌論文] SSA,PCA,TDPSC,ACFA : Useful combination of methods for analysis of short and nonstationary time series<cahso soliton & fracrtals (2008)
  • 著者名/発表者名: Vitaniv, Nikolay, Kenshi Sakai, Zlastinka Dimitrove
  • 巻: 37(1)
  • ページ: 187-202
  • URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960077906008538
• [雑誌論文] Inter-relationships between canopy features and fruit yield in citrus as detected by airborne multispectral imagery (2008)
  • 著者名/発表者名: Ye, Xujun., Sakai, K.
  • 雑誌名: Transaction of ASABE 巻: 51(2) ページ: 739-751
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detecting Chaos in a Citrus Orchard : Reconstruction of Nonlinear Dynamics from Very Short Ecological Tim Series (2008)
  • 著者名/発表者名: Kenshi Sakai, Noguchi, Y, Asadae, S.
  • 雑誌名: Chaos Solitons & Fractals 巻: 38(5) 号: 5 ページ: 1274-1282
  • DOI: 10.1016/j.chaos.2007.01.144
  • 査読あり
• [雑誌論文] A ground hyperspectral imaging system for characterizing vegetation spectral features (2008)
  • 著者名/発表者名: Ye, X, ujun, Sakai, K.*., Okamoto, H., Garciano, L
  • 雑誌名: Computer and Electronics in Agriculture 巻: 63(1) 号: 1 ページ: 13-21
  • DOI: 10.1016/j.compag.2008.01.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Airborne Hyperspectral Imaging for Estimating Acorn yield based on PLS B-Matrix Calibration Technique (2008)
  • 著者名/発表者名: Yao, Zhong, Kenshi Sakai, Ye, X., Akita, T., Iwabuchi, Y., Hoshino, Y.
  • 雑誌名: Ecological Informatics 巻: 3 号: 3 ページ: 237-244
  • DOI: 10.1016/j.ecoinf.2008.03.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] ウンシュウミカン隔年結果現象の予測:線形ダイナミクスを用いた1年先の果実数予測手法の提案 (2008)
  • 著者名/発表者名: 酒井憲司、野口優子
  • 雑誌名: 農業機械学会誌
  • NAID: 10021228033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Potential of airborne hyperspectral imagery to estimate fruit yield in citrus (2008)
  • 著者名/発表者名: Ye Xujun, Sakai, K., Sasao, A., Asada, S
  • 雑誌名: Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems 巻: 90(2) 号: 2 ページ: 132-144
  • DOI: 10.1016/j.chemolab.2007.09.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detecting Chaos in a Citrus Orchard : Reconstruction of Nonlinear Dynamics from Very Short Ecological Tim Series (2008)
  • 著者名/発表者名: Kenshi Sakai, Noguchi, Y, Asadae, S.
  • 雑誌名: Chaos Solitons & Fractals 38 (5) ページ: 1274-1282
• [雑誌論文] Potential of airborne hyperspectral imagery to estimate fruit yield in citrus (2008)
  • 著者名/発表者名: Ye Xujun, Kenshi Sakai, Sasao, A., Asada, S.
  • 雑誌名: Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems 90 (2) ページ: 132-144
• [雑誌論文] Application of narrow-band TBVI in estimating fruit yield in citrus (2008)
  • 著者名/発表者名: Ye Xujun Kenshi Sakai, Asada, S., Sasao, A
  • 雑誌名: Biosystems Engineering 99 (2) ページ: 179-189
• [雑誌論文] A ground hyperspectral imaging system for characterizing vegetation spectral features (2008)
  • 著者名/発表者名: Ye, X, ujun Sakai, K. ^*., Okamoto, H., Garciano, L
  • 雑誌名: Computer and Electronics in Agriculture 63(1) ページ: 13-21
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inter-relationships between canopy features and fruit yield in citrus asdetected by airborne multispectral imagery (2008)
  • 著者名/発表者名: Ye, Xujun, Kenshi Sakai, S-I Asada, A. Sasao
  • 雑誌名: Transactions of ASABE 51(2) ページ: 739-751
  • 査読あり
• [雑誌論文] SSA, PCA, TDPSC, ACFA : Powerful combination of methods for analysisof short and non-stationary time series (2008)
  • 著者名/発表者名: Vitanov, N., K. Sakai, K. Demura
  • 雑誌名: Chaos Solitons & Fractals 37(1) ページ: 187-202
  • 査読あり
• [雑誌論文] ウンシュウミカン隔年結果現象の予測-線形ダイナミクスを用いた1年先の果実数予測手法の提案-、農業機械学会誌、掲載決定. (2008)
  • 著者名/発表者名: 野口優子, 酒井憲司, 浅田真一
  • 雑誌名: 農業機械学会誌 70(4)(掲載決定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inter-relationships between canopy features and fruit yield in citrus as detected by airborne multispectral imagery (2008)
  • 著者名/発表者名: Ye, Xujun, Kenshi Sakai, S-I Asada, A. Sasao
  • 雑誌名: Transactions of ASABE (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlling Chaos (OGY) Implemented on Reconstructed Ecological Two Dimensional Map, (2008)
  • 著者名/発表者名: Kenshi Sakai, Noguchi, Y.
  • 雑誌名: Chaos Solitons & Fractals (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of narrow-band TBVI in estimating fruit yield in citrus (2007)
  • 著者名/発表者名: Xujun, Sakai, K., Asada, S., Sasao, A
  • 雑誌名: Biosystems Engineering 巻: 99(2) 号: 2 ページ: 179-189
  • DOI: 10.1016/j.biosystemseng.2007.09.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detecting Chaos in a Citrus Orchard: Reconstruction of Nonlinear Dynamics from Very Short Ecological Tim Series, (2007)
  • 著者名/発表者名: Kenshi Sakai, Noguchi, Y, Asadae, S.
  • 雑誌名: Chaos Solitons & Fractals
  • 査読あり
• [学会発表] Model Free Modelling :生態学/農学時系列データのダイナミクス再構成、Kyoto Summer Research Program in Mathematical Biology Next Wave 2010生物現象に対するモデリングの数理 (2010)
  • 著者名/発表者名: 酒井憲司
  • 学会等名: 2010年京都大学数理解析研究所共同研究
  • 発表場所: 京都大学大学数理解析研究所(招待講演)
• [学会発表] Spatial Synchrony of Acorn Production Detected by G Statistics from Airborne Hyperspectral Imagery (2009)
  • 著者名/発表者名: Zhong Yao, Sakai, K
  • 学会等名: 第19回日本数理生物学会
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] Spatial Synchrony of Acorn Production Detected by G Statistics from Airborne Hyperspectral Imagery (2009)
  • 著者名/発表者名: Zhong Yao, Sakai, K.
  • 学会等名: 第19回日本数理生物学会
  • 発表場所: 東大(駒場キャンパス)
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] Spatial Variation of Acorn Production Detected by Geostatistics from Hyperspectral Imagery (2009)
  • 著者名/発表者名: Zhong Yao, Sakai, K.
  • 学会等名: 第19回日本数理生物学会
  • 発表場所: 東大(駒場キャンパス)
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] 雑草ーカバークロップ系の時空間ダイナミクス (2009)
  • 著者名/発表者名: 酒井憲司、Yao Zhong
  • 学会等名: 第19回日本数理生物学会
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] Spatial Autocorrelation of Spatially Distributed Acorn Yield Estimated By Hyperspectral Imaging (2009)
  • 著者名/発表者名: Yao, Z., K. Sakai
  • 学会等名: 農業環境工学関連学会2009年合同大会
  • 発表場所: 東大
• [学会発表] Application of narrow band TBVI in estimating fruit yield in citrus (2008)
  • 著者名/発表者名: Ye Xujun, Kenshi Sakai, et al
  • 学会等名: 農業機械学会2008年大会
  • 年月日: 2008-03-28
• [学会発表] Mathematical Ecology for Tillage (2008)
  • 著者名/発表者名: Kenshi Sakaii, et al.
  • 学会等名: 第1 8回日本数理生物学会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Handy-Hyperspectral Imaging for Detecting Ecological Dynamics (2008)
  • 著者名/発表者名: Kenshi Sakai.
  • 学会等名: 第1 8回日本数理生物学会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Application of Nonlinear Time Series Analysis on Spatio-Temporal Dynamics of Agro-Ecosystems (2007)
  • 著者名/発表者名: Kenshi Sakai.
  • 学会等名: Eco Summit 2007
  • 発表場所: Beijin
• [学会発表] Application of Nonlinear Time Series Analysis on Spatio-Temporal Dynamics of Agro-Ecosystems (2007)
  • 著者名/発表者名: Kenshi Sakai.
  • 学会等名: EcoSummit2007
  • 発表場所: Beijin
• [図書] 個体数変動の非線形時系列解析,「数」の数理生態学(数理生物学会編) (2008)
  • 著者名/発表者名: 酒井憲司
  • 出版者: 共立出版
• [図書] 「数」の数理生態学 (日本数理生物学会編), 第8章 個体数変動の非線形時系列解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 酒井憲司
  • 出版者: 共立出版
• [図書] 個体数変動の非線形時系列解析「数の数理生物学(数理生物学会編集 : 瀬野裕美責任編集)」 (2008)
  • 著者名/発表者名: 酒井憲司
  • 総ページ数: 219
  • 出版者: 共立出版
• [備考]
  • URL: http://kenkyu-web.tuat.ac.jp/Profiles/1/0000021/theses1.html
• [備考] 国際ワークショップ「カオス・複雑系の生態情報学-生態系モデリングのための分光イメージング」を2007年9月18日に開催した。
• [備考] 本研究プロジェクトに関連する成果発表や今後のプロジェクトの進展のための情報収集・交換・共同研究企画のためのセミナーを開催した.国際共同研究先のNeal Van Alfen教授(カリフォルニア大学デービス校)およびUpadhyaya教授(カリフォルニア大学デービス校)が来日の際に、共同研究の推進方法につき検討した。