| 研究課題/領域番号 |
23K19321
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0604:社会経済農学、農業工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 国立研究開発法人国際農林水産業研究センター |
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研究代表者 |
張 可 国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, 農村開発領域, 任期付研究員 (70981596)
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| 研究期間 (年度) |
2023-08-31 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | UAV / 温室効果ガス / 放牧地 / メタンガス / 気候変動 / 光学式ガス計測 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
放牧地における温室効果ガス（GHG）の空間的分布を効率に把握し，GHGの排出量と各種環境要因の関係を明らかにすることは持続可能な放牧畜産の実現に重要な情報を提供できる．無人飛行機（UAV）は高い機動性や各種センサを搭載可能な柔軟性により，放牧地のGHG観測に活用できる考えられる．
本研究は立地条件・飼養密度が異なる二つの放牧地において，ガスセンサ・記録システムおよびRGBカメラを搭載したUAVを飛行し，対象地のGHGの空間的分布，地形の起伏，植生の生育状態，そして家畜の行動パターンに関する情報を取得することでGHG発生量・発生源の推定し，放牧地の環境とGHG排出量の関係を検討する．
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は，栃木県二牧場においてUAVを用いた空撮調査およびRTK-GNSS・手持ちレーザー式メタンガスセンサによる地上調査を行い，UAVに搭載するメタンガスセンサシステムの組立について検討・試行錯誤を行い，現地調査で実利用することである．
そこでUAVに関する農林水産省の調達方針により，国立研究開発機関において無人航空機を購入する場合は内閣官房NISCドローン対策事務局に申請・登録する必要があり，さらに，UAVを用いた現地調査を行う場合は，国土交通省に登録する必要がある．そのため，令和5年度には文献調査によりUAV搭載に適すガスセンサおよびガスセンサ搭載用の国産UAVを選定し，各種省庁への申請手続きを行い，プラットフォームの発注・購入および登録を行った．
その間，既往研究におけるUAVを用いて農業地域における温室効果ガスをモニタリングする各手法の利点・不足点のReviewおよびこれから国際農林水産業研究センター（JIRCAS）で行う調査研究の計画について，国際稲研究所（IRRI）主催の第6回国際稲会議（IRC2023）シンポジウムにおいて発表した．
自作ガスセンサシステムの構築および国産UAV購入手続きに予定以上の時間が必要であり，現地調査を今年度中に始めることができず，次年度から行うこととなった．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本研究のプラットフォームである無人航空システム（UAS）に必要な主な機材はUAV本体・可視光カメラおよびジンバルによる空撮モジュール，メタンガスセンサー・ガスフィルターと風速計によるガスセンサーモジュール，そしてPLC/Rasberry Piおよびグラフィカルユーザインターフェース（GUI）によるデータログモジュールである．
そのうち，空撮モジュールとガスセンサーモジュールともに令和5年度に選定・購入し，そのうちUAVの各種申請手続きが終わり，飛行許可を取得している．ガスセンサーモジュールをガスセンサーモジュールは使用可能な状態である．
本年度の進歩状況がやや遅れている理由として，国立研究機関におけるUAVを用いた調査研究は経験を問わず飛行講習を受講する必要があり，その後所内申請手続き，農林水産省の調達申請手続き，そして国土交通省の機体登録手続きという三種の手続を行う必要があるため，機材調達期間が長かったことが考えられる．
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究の全体的な流れは，ガスセンサーフレームワークの構築→実験室におけるガスセンサモジュールの動作確認→ガスセンサモジュールのUAVへの装着（UASの構築）→実験圃場におけるUASの動作確認→飛行パラメーターの決定である．
令和5年度に現地調査を実施することができなかったため，令和6年度ではUAVに空撮モジュール・ガスセンサモジュールおよび自動制御/データログモジュールを装着・搭載し，無人航空システムUAVを完成させる．その後，実験圃場において動作確認を行い，メタンガス濃度データの解析によりセンサ感度および飛行パラメーター（飛行高度と安定速度）の検討を行う予定である．
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