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WebGIS型セマンティックモデルによる農業生産性評価モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 20K06351
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41050:環境農学関連
研究機関東京農業大学

研究代表者

岡澤 宏  東京農業大学, 地域環境科学部, 教授 (30385504)

研究分担者 林 希一郎  名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 教授 (80432219)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードWEB-GIS / セマンティックモデル / 農業生産評価 / 作物生育モテル / リモートセンシング / UAV画像 / 作物生育モデル / 農業生産性 / 作物成長モデル / 人工衛星画像 / WEBーGIS / Web-GIS / 作物モデル / 水文モデル / 生態系サービス
研究開始時の研究の概要

近年,AIやICTの活用による農業生産管理が政策的に求められている。それには気象,地形,土地利用等のビッグデータを目的に沿った評価モデルで解析し,迅速に地域計画を策定する必要があるが,ビッグデータの統合評価モデルは専門知識を有する者にしか扱えない特異性がある。本研究では誰でも簡単にビッグデータによって農業生産評価が行えるWebGISに作物生産モデルを取り入れることを目的とする。これにより,農業生産の評価を統合できビッグデータの有効性が増すとともに,より生産効率の高い農業生産の可能性が期待できる。その第一歩として,本課題では国内における農業生産性評価モデルの適用とモデルの構築を試みる。

研究成果の概要

本課題ではスペイン国バスク気候変動研究所が開発したWebGISシステムのプラットフォームであるk.LABに作物生育モデルを組み込み,このGISシステムを活用して任意の場所で作物生育評価が可能なシステムの開発に取り組んだ。作物モデルにはAquaCropの簡易版を用いた。入力パラメータには,植物の生長指標であるCanopy cover(CC)が必要である。そこで,ダイズを対象にNDVI を活用してCCを推定する手法を開発した。これにより,AquaCROPに必要なパラメータの一つであるCCを推定することがで き,k.LABにおいて作物生育評価を行うこと ができるようになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでに植物の成育指標には茎長や葉数,葉面積指数が用いられてきた。これらの測定には労力と時間を要する。本課題ではUAV空撮画像から作物成育指数であるCanopy Coverを非破壊で計測できる手法を検討し,マルチスペクト画像から得られるNDVIによってCCを推定する手法を提案することができたことが学術的な意義となる。また,作物成育の画像診断手法や成育ポテンシャルの評価には開発者が独自に作成したモデルや手法が用いられてきたが,今回はk.LABと呼ばれる既存のプラットフォームを用いることで,誰でも簡単にWebブラウザー上で植生評価ができるシステムの構築が可能となったことが社会的な意義となる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021 2020 その他

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

  • [国際共同研究] Basque Centre for Climate Change (BC3)(スペイン)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] LUANAR(マラウイ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Optimization of Ground Control Point Distribution for Un-manned Aerial Vehicle Photogrammetry for Inaccessible Fields2022

    • 著者名/発表者名
      Zhang, Ke, Hiromu Okazawa,*, Kiichiro Hayashi, Tamano Hayashi, Lameck Fiwa, Sarvesh Maskey
    • 雑誌名

      Sustainability

      巻: 9505 号: 15 ページ: 9505-9505

    • DOI

      10.3390/su14159505

    • 関連する報告書
      2022 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] Assessment of Three Automated Identification Methods for Ground Object Based on UAV Imagery2022

    • 著者名/発表者名
      Zhang, Ke, Sarvesh Maskey, Hiromu Okazawa, Kiichiro Hayashi, Tamano Hayashi, Ayako Sekiyama, Sawahiko Shimada, and Lameck Fiwa
    • 雑誌名

      Sustainability

      巻: 14603 号: 21 ページ: 14603-14603

    • DOI

      10.3390/su142114603

    • 関連する報告書
      2022 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] Relationship between NDVI and Canopy Cover Sensed by Small UAV under Different Ground Resolution2021

    • 著者名/発表者名
      KE ZHANG, HIROMU OKAZAWA, YURI YAMAZAKI, KIICHIRO HAYASHI, OSAMU TSUJI
    • 雑誌名

      International Journal of Environmental and Rural Development

      巻: 12

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Comparison of Crop Surface Models and 3D Point Clouds by UAV Imagery on Estimating Plant Height and Biomass Volume of Pasture Grass,2022

    • 著者名/発表者名
      Ke Zang , Hiromu Okazawa, Yuri Yamazaki, Ayako Sekiyama, Kiichiro Hayashi, Tsuji Osamu
    • 学会等名
      The 13th International Conference on Environmental and Rural Development
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimating Biomass of Pasture Grass using Digital Surface Models and Point Cloud Data derived from UAV-Based RGB Imaging2021

    • 著者名/発表者名
      Ke Zhang, Hiromu Okazawa, Yuri Yamazaki, Kiichiro Hayashi, Masahiro Akimoto, Osamu Tsuji
    • 学会等名
      ICMaSS2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relationship between NDVI and Canopy Cover Sensed by Small UAV under Different Ground Resolution2021

    • 著者名/発表者名
      Ke Zhang, Hiromu Okazawa, Yuri Yamazaki, Kiichiro Hayashi and Osamu Tsuji
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Environmental and Rural Development
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 張可 辻修 山崎由理 星山賢一 岡澤宏2020

    • 著者名/発表者名
      小型UAV空撮画像によるDSMデータを用いた作物の草高推定 ―生育形態が異なる作物の草高推定式の比較検討―
    • 学会等名
      2020年度(第69回)農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Analysis of Regional Environmental Analysis using WebGIS AI Model2022

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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