降雨時のミクロスケール土壌表面形状変化のモニタリングに対する数値標高モデルの修正法開発とその応用 Development and Application of Digital Elevation Model Rectification Method in Monitoring Soil Microtopography Changes During Rainfall

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抄録

降雨時には,ミクロスケール土壌表面形状が土と水の相互作用に大きな影響を与える.本研究の目的は,自動数値写真計測システムによる数値標高モデル(DEM)を修正し,降雨時のミクロスケール土壌表面形状の変化をモニタリングに寄与することである.DEMの標高誤差を除去し,調整するため,2つの方法を用いた.一番目の方法は基準表面法(RSM)であり,内挿前にDEMの誤差を除去するため,この研究の一環として開発した.二番目の方法は,パラメータ統計法(PSM)であり,内挿後にDEMの誤差を除去し,修正するものである.DEMの精度は実験装置上にあるチェックポイントの座標とエレベーション(x,yとz)の測定値と写真測量値の差異によって評価された.チェックポイントのx, y, z方向の平均二乗誤差(RMSE)は,それぞれ2.08,2.59,1.96 mmであった.3つの粗度指標を用いて,土壌表面の変化を評価した. 土壌表面ランダム粗度(RR),制限標高差(LD),制限斜面長(LS)は,時間とともに減少した.これらの方法により,自動デジタル写真測量的システムは修正され,降雨中に正確な土微地形の三次元の(3D)ビジョンを生成した.この修正は,ミクロスケール土壌表面形状のモニタリングと土と水の相互作用の影響解明に新たな方向を示したものである.

The soil microtopography has a great impact on soil-water interactions during rainfall. The objectives of this study were to develop methods to rectify the digital elevation model (DEM) generated by the automated digital photogrammetry system and to apply these methods in monitoring the changes in soil microtopography during rainfall. Two rectification methods were used in order to detect and eliminate the DEM errors. The first method was the reference surface method (RSM), which was developed as a part of this study to detect the DEM errors prior to interpolation. The second was the parametric statistical method (PSM), which was used to detect and rectify the DEM errors after interpolation. The DEMs accuracy was assessed using the difference between the measured and photogrammetrically estimated checkpoints coordinate and elevation (x, y and z, respectively) values. The root mean square error (RMSE) in x-direction, y-direction and z-direction of the checkpoints were 2.08, 2.59 and 1.96 mm, respectively. The changes on the soil surface were assessed using three roughness indices. The soil surface random roughness (RR), the limited elevation difference (LD) and the limited slope (LS) indices decreased with the time. The automated digital photogrammetric system with the rectification methods accurately generated three dimensional (3D) visions of the soil microtopography during rainfall. It gives a new insight for monitoring the changes of soil microtopography and the effects on soil-water interaction processes.

収録刊行物

  • 水文・水資源学会誌 = JOURNAL OF JAPAN SOCIETY OF HYDROLOGY & WATER RESOURCES  

    水文・水資源学会誌 = JOURNAL OF JAPAN SOCIETY OF HYDROLOGY & WATER RESOURCES 21(2), 114-125, 2008-03-05 

    THE JAPAN SOCIETY OF HYDROLOGY AND WATER RESOURCES

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10021124325
  • NII書誌ID(NCID)
    AN10088049
  • 本文言語コード
    ENG
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    09151389
  • NDL 記事登録ID
    9416397
  • NDL 雑誌分類
    ZM44(科学技術--地球科学--海洋・陸水・火山)
  • NDL 請求記号
    Z15-619
  • データ提供元
    CJP書誌  CJP引用  NDL  J-STAGE 
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