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植物の状態を正確に把握する上での計測は、植物体に影響を与えないように、非破壊であり、かつ非接触での計測であることが望ましい。しかし、実際には非破壊・非接触での計測は困難である。そこで、スピーキング・プラント・アプローチ(SPA)に基づきモデルを作成した。
本研究では、トマトを研究対象とし、3次元データを基に形状を計測し葉面積を求め、この葉面積から複葉の葉面積、植物体一個体の葉面積、さらに、群落における葉面積の計測のための関係式を求めた。
モデルの作成のため、愛媛大学における実験温室、I社の実証実験温室、S社の植物工場において計測を行った。
第1段階では、一枚の葉と複葉の面積の間に相関があると考え、基準となる葉を先端の葉とし、相関係数を葉の枚数から得てモデル化を行ったところ、有効であることが証明された。
第2段階では、第1段階のモデルでは枚数を求める必要があるが、この作業を省略するために基準となる葉を、複葉の面積と相関の高い葉を選び直した。この結果、複葉中で最も面積の大きい葉を基準とすると、相関係数がより簡単に求められることが判った。
第3段階では、複葉の葉の面積と一個体の面積の相関について研究を行った。成長中の葉を含んだ総面積と複葉の面積との相関関係から、相関係数を求めることが出来た。この結果、植物一個体の葉面積の計測のためのモデルが出来た。
第4段階は、群落における一部の複葉の面積と群落における葉の総面積の関係について相関を求めた。ある特徴のある場所にある、複葉の面積と群落の総面積において高い相関があることが判った。この結果、群落中のトマトの総葉面積は、一部の複葉中の特定の葉の面積を測ることで、求められることが判った。
以上のことから、植物工場における複葉の面積、一個体の葉面積、群落の葉面積が非破壊で求めることが出来た。したがって、植物の生長量を予測することが可能となった。
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