| 研究課題/領域番号 |
21K18758
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分23:建築学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
石田 泰之 東北大学, 工学研究科, 助教 (20789515)
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| 研究分担者 |
持田 灯 東北大学, 工学研究科, 教授 (00183658)
藤山 真美子 お茶の水女子大学, 文理融合 AI・データサイエンスセンター, 准教授 (40638425)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | ドローン / 熱画像 / 3Dモデリング / 可視画像 / 長波長放射 / 表面温度 / 温熱環境設計 / 長波放射量 / 熱放射環境計測 / 機械学習 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、機械学習とドローン技術を活用することで都市構成要素(建築物、樹木等)のモジュール化、これを用いた屋外空間の熱放射環境を実用上十分な精度で且つ高速に推定する技術を確立することを目的とし、まず、構成要素の類型化及びドローンによる長波放射特性の計測を実施する。なお計測は、様々な形態の建物・樹木を有する東北大学の片平・川内・青葉山キャンパスで実施する。
次に、類型毎に、計測した長波放射情報のデータセットで構成される『長波放射モジュール』を作成する。以上の知見を長波放射のRapid-estimation技術として集約し、ソフトウェア化するとともに、新たな熱環境設計プロセスとして整理・提案する。
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| 研究成果の概要 |
可視画像と熱画像を同時撮影可能なデュアルカメラを搭載したドローンとフォトグラメトリ技術を併用し、都市構成要素（建物・樹木）の長波長熱放射モジュールの作成、及び、モジュールを用いて、都市空間内の長波長放射環境を高速推定（Rapid-estimation）する理論を確立した。
なお長波長熱放射モジュールとは各方向へ発する長波長放射量情報を有する各種都市構成要素の3D形状モデルであり、その定量値の精度は、宮城県仙台市東北大学構内にある小規模の建築物及び樹木を対象とする表面温度の面分布計測の結果と比較することで検証され、平均で5%未満の誤差で長波長放射強度の推定が可能であることが確認された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
猛暑環境下では、高温の地面や建物等からの長波放射が人間の温熱快適性に与える影響は非常に大きく、これを制御する空間設計が求められる。しかし、長波放射の予測には一般的に高い計算コストを要し、設計最終案のアセスメント段階で初めてその熱的影響が評価されるのが現状である。本研究が提案した都市空間内の長波長放射環境の高速推定（Rapid-estimation）理論を熱環境設計プロセスに組み込むことで、設計の初期段階から長波長放射の影響の検討が可能となる点で、本研究の意義は大きい。
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