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2016 年度 実績報告書

植物群落の時空間機能情報の遠隔モニタリングと解析評価手法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 24248043
研究機関東京大学

研究代表者

大政 謙次  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任研究員 (70109908)

研究分担者 清水 庸  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (00323486)
細井 文樹  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (80526468)
羽藤 堅治  愛媛大学, 農学研究科, 教授 (50274345)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2017-03-31
キーワードリモートセンシング / 画像計測 / 植物 / 蒸発散 / 光合成 / クロロフィル蛍光 / 環境影響 / 情報工学
研究実績の概要

本研究において、新しく開発したフラウンホーファー線による太陽光クロロフィル(Chl)蛍光パラメータ計測法をFLD-LISP法と命名した。そして、この方法を用いて、C3のパプリカに加えて、C4のトウモロコシ、観葉植物のパキラの葉のPPFDが異なる光環境下での応答特性とPAM法との比較による蛍光パラメータの精度検証を行ったところ、ΦPSII、NPQ、ETRともにPAM法と同様のPPFD特性を示し、FLD-LISP法とPAM法との決定係数が0.78-0.90と非常に高く、FLD-LISP法の精度が検証された。また、新しく開発したデュアルカメラによる太陽光Chl蛍光画像計測装置の光漏れ等の対策を行い、従来法の画像計測法との比較による精度検証を行ったところ、計測された蛍光画像の結果がほぼ一致した。
一方、葉の表裏の分光反射率が異なる場合においても適用できるChl含有量の植生指標MDATT=(Rλ3-Rλ1)/(Rλ3-Rλ2)の精度検証とロバストな波長域の検討を、表裏の分光反射率特性の異なる7種類の樹木葉を用いて行った。その結果、他の14種類の植生指標と比べて、MDATTの相関が最もよく、決定係数で0.856、RMSEで6.82μg/cm2であった。また、ロバストな波長域は、λ1=723-885nm、λ2=λ3=697-771nmであった。
また、UAVなどを用いた植物群落などの3次元計測の精度検証を行い、イネ群落の3次元モデルで7.3 cm、カラマツ群落で47cm の高さ精度で計測できることを示した。また、マルチカメラによる3次元形状計測システムを開発し、0.57-1.65mmの精度でパプリカ苗の形状計測ができることを示した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 7件)

  • [雑誌論文] 小型UAVを用いたカラマツ林の3次元リモートセンシングとその精度評価2018

    • 著者名/発表者名
      鄧 博慶・福丸裕樹・張 煜・青野光子・清水 庸・細井文樹・大政謙次
    • 雑誌名

      生態工学

      巻: 30 ページ: 1-6

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A robust vegetation index for remotely assessing chlorophyll content of dorsiventral leaves across several species in different seasons2018

    • 著者名/発表者名
      S. Lu, F. Lu, W. You, Z. Wang, Y. Liu and K. Omasa
    • 雑誌名

      Plant Methods

      巻: 14 ページ: 1-15

    • DOI

      https://doi.org/10.1186/s13007-018-0281-Z

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Automatically diagnosing leaf scorching and disease symptoms in trees/shrubs by using RGB image computation with a common statistical algorithm2017

    • 著者名/発表者名
      F. Wang, L. Song, K. Omasa and J. Wang
    • 雑誌名

      Ecological Informatics

      巻: 38 ページ: 110-114

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.ecoinf.2017.01.006

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Estimating chlorophyll fluorescence parameters using the joint Fraunhofer line depth and laser-induced saturation pulse (FLD-LISP) method in different plant species2017

    • 著者名/発表者名
      P. Rahimzadeh-Bajgiran, B. Tubuxin and K. Omasa
    • 雑誌名

      Remote Sensing

      巻: 9(6), 599 ページ: 1-17

    • DOI

      doi:10.3390/rs9060599

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 小型UAVを用いた水田におけるイネ群落の3次元リモートセンシングの精度評価2016

    • 著者名/発表者名
      鄧 博愛・張 煜・清水 庸・細井文樹・大政謙次
    • 雑誌名

      生態工学

      巻: 28 ページ: 107-112

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 陸域生態系機能のイメージングー細胞~地球環境2017

    • 著者名/発表者名
      大政謙次
    • 学会等名
      日本学術会議公開シンポジウム「次世代統合バイオイメージング研究の展望」
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物機能リモートセンシングと ICT ―基礎~フェノタイピング、スマート農業2017

    • 著者名/発表者名
      大政謙次
    • 学会等名
      (公財)光科学技術研究振興財団「平成 29 年度 農業・工業原材料生産と光技術研究会」
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物機能のリモートセンシングと時空間情報解析2016

    • 著者名/発表者名
      大政謙次
    • 学会等名
      第57回大気環境学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物の反応の可視化とIoT2016

    • 著者名/発表者名
      大政謙次
    • 学会等名
      第2回農業電化シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] クロロフィル蛍光の画像化の歴史―細胞から衛星観測までー2016

    • 著者名/発表者名
      大政謙次
    • 学会等名
      日本リモートセンシング学会平成28年秋期大会
  • [学会発表] スマート農業の展開と方向2016

    • 著者名/発表者名
      大政謙次
    • 学会等名
      栃木県「スマート農業とちぎ推進フォーラム」
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物環境応答のセンシングと空間情報解析2016

    • 著者名/発表者名
      大政謙次
    • 学会等名
      日本学術会議公開シンポジウム「越境大気汚染と酸性雨―現場から将来予測までー」
    • 招待講演
  • [学会発表] 生物環境情報工学分野からみたフューチャーグリーン2016

    • 著者名/発表者名
      大政謙次
    • 学会等名
      JSTワークショップ「フューチャーグリーン」
    • 招待講演

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公開日: 2018-12-17  

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