多時期近接空撮画像による植生モニタリング-水稲を対象に-

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  • Vegetation Monitoring Using High Temporal Proximity Aerial Photos

抄録

Ⅰ はじめに<br> 現在，農地を小労力，低コスト，低環境負荷で適切に管理するための作物の生育に関するデータの取得方法として，Unmanned Aerial Vehicle（UAV）を利用した近接リモートセンシングの活用が検討されている。そこで，衛星（特に光学衛星）を用いたバイオマス計測をはじめとした植生モニタリングの知見が応用され，施肥量の調整といった実利用を目的とした研究が進められている。これらのUAVを用いた観測データは，農家にとっては生育調整などに利用でき，同時に，搭載するセンサー次第で任意のデータを高頻度に取得可能なオンデマンド型リモートセンシングとして植生モニタリングに利用することができる。<br>本研究では，水稲を対象にUAVを用いた植生モニタリングを行い，高い時間および空間分解能の画像の取得に基づくフェノロジー観測，生育量の推定を試みた。<br><br> Ⅱ 研究手法<br>☐ フィールド観測<br> 千葉県農林総合研究センターの水稲試験場において，2014年，2015年の2年間，水稲の生育期間を中心におおむね週1回間隔で観測を行った。試験圃場は，2筆の水田を48区画に細分し，移植時期（全4期），品種（コシヒカリ，ふさおとめ，ふさこがね），施肥量（3～10gN/m²）を変えている。観測には，小型UAV（電動マルチコプター），可視光撮影用と近赤外撮影用のデジタルカメラ（可視画像：RICOH社 GR，近赤外画像：BIZWORKS社 Yubaflex）を用いて対地高度50mから空撮を行った。水稲の生育状況の実測データは，千葉県農林総合研究センターの観測値を使用した。<br>☐ 画像解析<br> オルソモザイク画像，3次元地表面モデルは，複数枚の重なり合う画像から自動でオルソモザイク画像，3次元地表面モデルを作成可能なSfM/MVSソフトウェアPhotoScan<br>Professional v1.2（Agisoft社）を用いて作成した。なお，近赤外撮影用カメラで撮影した画像は専用ソフト（Yubaflex2.0）で放射輝度に変換後，SfM/MVSソフトウェアを使用した。その後，植生指数（正規化差植生指数(NDVI)など）を計算し，植生活性度の計測および生育パラメーターの推定に使用した。なお，これらの情報をGIS（地理情報システム）上に集積し，時空間変化の解析を行った。<br><br>Ⅲ 結果・考察<br> NDVIpvの時系列変化は，移植から出穂にかけて値が上昇し，その後登熟にかけて下降を示し，ピークの時期はほぼ出穂期と一致する。また，移植時期の差によるフェノロジーの差も，時系列変化に表れた。移植時期が遅いほど，出穂までの生育期間が高温になることで生育速度が早くなり，移植からNDVIpvのピークまでの期間が短くなった。移植時期が4月初旬と6月初旬で，その差は最大で24日となった。また，移植時期が遅いほどNDVIpvの最大値も高くなり，植生の活性度は高くなった。しかし，収量は増加せず，それらの区画では，重度の倒伏が確認され，過剰な生育の影響が示唆された。<br> 植生指標を用いて，出穂前（追肥の適期）の水稲の生育パラメーター(草丈，LAI)の推定を行った結果，草丈では特に推定精度が高く，平均二乗誤差は約5cmとなった。また，3次元地表面モデルから求めた草丈と実測した草丈を比較した結果，決定係数（R2）は0.82と高く，3次元地表面モデルを草丈の計測に使用できることがわかった。これらの草丈計測・推定手法の応用としてコシヒカリにおける倒伏予測を行った結果，予測エリアと実際の倒伏エリアは概ね一致した。

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詳細情報 詳細情報について

  • CRID
    1390282680671823488
  • NII論文ID
    130005279855
  • DOI
    10.14866/ajg.2016a.0_100148
  • 本文言語コード
    ja
  • データソース種別
    • JaLC
    • CiNii Articles
  • 抄録ライセンスフラグ
    使用不可

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