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光合成生産量推定のためのUAV観測を基にした仮想森林作成手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K21340
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 1101:環境解析評価、環境保全対策およびその関連分野
研究機関防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)

研究代表者

藤原 匠  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 電気情報学群, 助教 (40966248)

研究期間 (年度) 2022-08-31 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードボクセルモデル / 放射伝達 / 光合成有効放射吸収割合 / ドローン / 衛星リモートセンシング / 森林構造 / UAV観測 / 反射率シミュレーション / UAV計測 / 落葉広葉樹
研究開始時の研究の概要

森林に到達・吸収される光合成有効放射量(PAR)は、光合成生産量を推定するための重要な要因であるが、計測が煩雑である。そこで、仮想森林を用いたアプローチにより衛星画像からPARを推定するためのアルゴリズムが開発されている。しかし現実の森林との乖離や、多種多様な樹種・季節変化は考慮されていないため不確実性が高い。
そこで本研究では、無人航空機(UAV)により取得した精緻な多方向観測データを基に、これらの課題についての検討と仮想森林の新たな作成方法を探る。樹種ごとに多方向観測による反射率の変化を解析し、それを属性に与えたボクセルモデルにより構成する仮想森林を開発する。

研究成果の概要

本研究ではボクセルベースの仮想森林に山岳地帯での傾斜や、葉の傾きをパラメータとして与え、それらによって生じるボクセル内の影割合を計算する手法を開発した。実際に山間地帯を観測した衛星画像をシミュレートし、傾斜パラメータの妥当性を確かめた。葉の傾きについては、様々な葉傾斜分布を与えることで、樹木全体での影割合の変化についてシミュレートできようにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

仮想森林は、衛星センサが観測した反射率と森林物理量との関係を解析するときに用いられる。仮想森林が現実の森林に近いほどより高精度な解析が期待されるが、一方でパラメータの確らしさの検証も必要になる。本研究では仮想森林に地形や葉の傾斜を与えるように改良しており、衛星センサが観測した反射率と影割合との関係を理解する上で重要なツールであり、これは衛星観測技術向上に資する学術的意義を有する。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2024 2022

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] 森林構造を反映した樹冠反射率シミュレーションモデル2024

    • 著者名/発表者名
      藤原 匠
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 8 ページ: 79-83

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 山間地域での樹木と地形の影を考慮した反射率シミュレーション2022

    • 著者名/発表者名
      藤原 匠
    • 学会等名
      一般社団法人 日本写真測量学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-09-01   更新日: 2025-01-30  

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