【研究領域課題番号】20K06104 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

リモートセンシング / 衛星画像 / ドローン / 分布把握 / k-平均法 / 流体解析 / 風速 / ランダムフォレスト / 画像解析 / 人工衛星 / Sentinel-2 / 植生指標 / 世界農業遺産 / 大崎耕土 / 農村景観

【研究成果の概要】

屋敷林の分布を把握するためのリモートセンシング画像の利用方法として、SPOT6衛星画像を用いた解析方法を提案した。5月上旬に取得された解像度6 m のマルチスペクトル(MS)バンドとNDVI、MSバンドとテクスチャ特徴量、解像度1.5 m のパンシャープンMSバンドとテクスチャ特徴量の3つのデータセットにk-平均法を適用した屋敷林の抽出結果を比較した。各手法において抽出された屋敷林の面積別の抽出精度に着目すると、屋敷林の面積が500 m2未満の場合、パンシャープン画像の解析結果はMS画像の解析結果よりも屋敷林の抽出率が0.2以上高い結果となった。以上の結果により、大崎耕土において500 m2以上の規模の大きい屋敷林分布把握は解像度6 m程度の衛星画像に、小規模な屋敷林を対象としたより詳細な屋敷林分布は解像度 1.5 m のパンシャープン画像にk-平均法を適用した手法が有効であることが示唆された。
三次元気流解析においては、CFD (Computational Fluid Dynamics) に基づく流体解析により検討を行った。本検討では、建物及び居久根の形状は、ドローンを用いた空撮画像を基に作成した数値表層モデルを参考に再現した。居久根は高さ10 m程度で卓越風向側に位置しており、居久根の流体力学的影響は、植生キャノピーモデルを用いて再現した。風速場はLarge-eddy simulationにより風速変動も考慮した。歩行者高さの風速に着目すると、居久根による弱風域は樹木高さの10倍程度風下まで広がっており、敷地内の平均風速が1/4程度に減少した。また、中庭で極稀に発生する強風も1/4程度に低減し、風速の変動が抑えられた風環境が形成される事が分かった。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】文化財科学

【研究領域課題番号】23254001 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

エジプト文明 / 砂漠化 / 球状磁性体粒子 / 断層破砕帯 / ローマ / ペルシア / 物理探査 / 衛星画像 / 磁性体粒子 / 粒度分析 / 蛍光X線元素分析 / X線回折 / 炭素１４年代 / 炭素安定同位体比 / ランドサット / 断層 / ハルガオアシス / 砂分析 / 磁性体球状粒子 / 古環境 / 水資源開発 / アル・ザヤーン神殿 / リモートセンシング / 合成開口レーダ / 土壌分析 / 水分分布 / 菌核 / エジプト / オアシス / 年代測定 / デジタル標高モデル

【研究成果の概要】

エジプトのハルガオアシスのアルザヤーン神殿遺跡周辺を対象として，乾燥化という環境変動と文明の関係を調査した。砂中の球状磁性体粒子を環境指標に用いる手法を開発し，エジプト初期王朝成立前4,200～6,700calBCの間に乾湿の繰り返しが２度存在したことを発見した。物理探査によりこの地域の水源は神殿の西２kmにあるゲベル・シーワ山で，ペルシャ期は山体中の宙水を利用，ローマ期は西麓を走る断層破砕帯からの地下水利用だったことを明らかにした。
現在の西方沙漠の水資源・農地開発の動向を衛星画像で分析し，ハルガでは塩分濃度を抑える伝統的な農業が放棄されたため，休耕地や放棄畑が増大している実態を明らかにした。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2011-04-01 - 2016-03-31

【配分額】51,610千円 (直接経費: 39,700千円、間接経費: 11,910千円)

【研究分野】農業環境工学

【研究領域課題番号】20248027 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

農業生産環境 / リモートセンシング / 物質収支モデル / 水環境 / GIS / 湖沼環境 / 衛星画像 / 自律ボート / システム最適化 / 画像処理 / 産業用無人ヘリコプタ

【研究成果の概要】

湖沼環境は生態系に大きな影響を与えるので、その維持・管理が生態系の保全に重要である。環境モニタリング法として近年、リモートセンシングが適用されているが、一般に湖沼の水質を時空間情報として効率的に取得できる方法論が確立していない。本研究ではリモートセンシングを用いた湖沼水質モニタリングシステムを開発することを目的とした。まず、水質観測用のロボットボートを開発して、湖沼水質を効率的にグリッドサンプリングできる技術を考案した。また、衛星リモートセンシングと低空リモートセンシングを併用することで、湖沼周辺の土地利用が水質に与える影響を考察できるシステム開発を行い、農業活動という人為的攪乱が湖沼水質に及ぼす影響を考察した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2008 - 2012

【配分額】46,670千円 (直接経費: 35,900千円、間接経費: 10,770千円)

【研究分野】環境影響評価・環境政策

【研究領域課題番号】16310021 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

地域クラスター / 環境経済 / ネットワーク分析 / 産学連携 / 地域経済 / リモートセンシング / 企業ネットワーク / イノベーション / 定量的評価 / 空間分析 / ナットワーク分析 / 衛星画像 / 地理情報システム / 成功要因

【研究成果の概要】

地方の経済圏では、高度成長期から1990年頃にかけては、大都市に本社を置く大企業の支店や分工場の新設や大都市圏からの移転が相次ぎ、外観的には東京経済圏へのキャッチアップと産業構造の高度化が進んだかに見られた。しかしながら、1990年代に入って大企業の経営不振とリストラの影響を直接的に受けて、それらの分工場や支店の廃止縮小、海外移転が相次いでおり、当時語られた産業構造の高度化が底の浅いものであったことが明らかになってきた。本研究は、地域クラスターを複雑な人工物と捉え、その入出力関係、内部構造を情報工学の手法、リモートセンシングを用い、工学的にモデル化し、基本構造を同定することである。
昨年度の研究では、夜間光衛星画像を解析することで、地域の経済活動・エネルギー使用量の推定を行った。本年度の研究では、地域経済に関する現状をより深く分析し、理解するために、地域内の大学・企業・産業支援機関の間の共同研究、協力、取引関係のデータを入手し、それらの間のネットワーク構造を分析した。現在、多くの地方都市では中央からの補助金なしには運営が成り立たなくなっている。ところが、京都、浜松など力強い競争力を誇る地域も少ないながら存在する。本年度は、地域間の産業構造の比較分析を行い、高いパフォーマンスを誇る地域はその他の地域と比べ、大学、産学支援機関、企業間の密なネットワークが特徴的であることを実証的に示した。この結果は、大学から企業への知の移転、企業によるシーズの発掘、又、企業から大学への資金の移転が地域経済の復興のために極めて重要な役割を果たしていることを示唆している。地方が自立回転できるために、産学の効果的な連携を促す施策が必要であることを実証的に示唆できた。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2004 - 2005

【配分額】15,800千円 (直接経費: 15,800千円)

【研究分野】環境影響評価(含放射線生物学)

【研究領域課題番号】07041107 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

リモートセンシング / 土地被覆分類 / 時系列データセット / 東南アジア / 自動分類 / 画像解析 / 土地利用 / 分類手法 / 衛星画像 / GPSカメラ

【研究成果の概要】

1)1970年代、80年代、90年代を通じて、インドシナ半島における土地被覆の変化を追跡するデータセットが構築した。衛星画像(ランドサット画像、NOAA画像)によっては雲に覆われている地域、データの欠落している地域があるものの、おおむね全体をカバーできた。
2)分類項目は、森林(常緑林、落葉林)、水田、畑地、草地・裸地、都市域・人工構造物、水域が達成できた。なお、データのメッシュサイズは対象となる分類項目に対して異なり、常緑林、落葉林では、1km四方、水田、畑地などでは500m四方である。
3)上記データセットを対象に精度検証を行い、全体として80%以上の精度を得た。森林が相対的に高い精度であり、畑地、裸地が比較的低い(両者の区別に問題あり)結果となった。なお、精度検証のために、10カ所の検証地区を選び、衛星画像や既存の地形図、その他のレポート等を利用して、目視判読だけをもちいた土地被覆・土地利用分類データを作成した。これらの検証地域は、ほぼランドサット画像一枚分(180km四方)であり、70年代から90年代までを時系列的に網羅している。
4)また、部分的な精度検証のために、現地調査によって収集された地上写真をデータベースとして構築した。このデータ作成にあたっては、千葉大学が開発したソフトウェアを利用した。
5)上記データセットを作成するための手法、および情報システムが体系的に整備された。すなわち、ランドサット画像などを対象とした画像モザイク作成システムと、土地被覆分類システムである。
6)検証用データも含めて、上記データセットは現在、CD-ROM出版、およびウェブによる公開を行うべく、編集中である。また、データ利用のために必要な資料(分類手法などに関する資料)も作成中である。

【研究種目】国際学術研究

【研究期間】1995 - 1997

【配分額】9,100千円 (直接経費: 9,100千円)

【研究分野】農業土木学・農村計画学

【研究領域課題番号】06556040 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

跳水・露出射流曝気効果 / L-Q式 / 流速分布 / 窒素除去機能 / 浄化機能 / 最尤法分類 / 植生指数(NDVI) / リモートセンシング / 跳水・露出射流爆気効果 / 曝気 / 射流曝気 / 乱流構造 / 流砂機構 / 畑地の地下水汚染 / 硝酸汚染 / 衛星画像 / 植生指数NDVI / ばっ気効果 / 水質保全 / メタン発生 / 環境保全 / ランドサット / 植生指数

【研究成果の概要】

農村地域の環境保全の一方策として、農村地域に張りめぐらされている農業水利システムが、環境保全に向けての一つの有力な施設と考え、水路の水質浄化機能、圃場の環境保全機能、さらには人工衛星による地域環境の評価方法等の3課題について研究を実施した。その成果の主な概要は以下の通りである。
1.水路系の環境保全機能の評価と有効化:(1)小河川、水路等の浄化機能を高めるには溶存酸素が必要である。本研究では、堰の流れを跳水、露出射流の二形態に区分し、それぞれの曝気機能を実験的に捉え、曝気に関わる水理量の関係を把握し、理論的検討を行った。特に跳水については環境浄化に向けて有効性が高いことが碓認され、浄化計画に対応する水理設計の方向が示された。但し、露出射流については、曝気の基礎理論を含め、検討すべき点が残された。(2)用排水路系の中で、農業が流域に展開し、その農業集水域から用排水路系に流出する汚濁負荷量を算定する方法として、簡便なL-Q式を使用する場合の問題点と具体的な改善方法を検討した。その結果、水田が集水域内に40%以上占める場合には、灌漑期と非灌漑期に分割L-Q式を作成し、用排水路系の水質環境を評価すべきことを明らにした。(3)従来の農業水路系では、流れを効率よく流下させるために、水路内から植生や石礫等を排除してきた。しかし、最近の環境保全機能を考えた用水路には、これらを積極的に取り込み、自然環境の河川に近い機能を回復させることが要請されている。そのような水路系を設計するとき、従来の実用的な計算法では、十分な精度で水理計算が出来ない。本研究では、植生群が存在する場合の水路設計に必要な、植生群が流速分布や水位変化に与える影響を推定する方法を開発した。
圃場系の環境保全機能の評価と有効化:圃場(水田)が治水、保水、土壌保全などの環境保全機能を有することは、本担当者等によってかなり解明された。しかも、最近ではこれに加え、水質保全機能が注目を浴びるようになってきた。それは湛水土壌系における脱窒を主体とする窒素除去機能が水田に備わっていることによるもので、農村地域の多肥や畜産などに起因する高濃度の硝酸汚染水を低濃度化するために活用され、重要性が増してきている。そこで、本研究では調査、実験を通して窒素除去機能の定量化図り、環境保全機能の評価のための指標を示した。
衛星画像による地域環境評価:ランドサットデーター、ノアデーター等を取り上げ、土地利用分類、水質および植生指数等の有効性を検証し、地域環境の評価値としての妥当性を検討した。特にノアデーターを用いての解析では、大地域画像であるため、その細分化は、現場との照応において一般化が難しい状況あるが、グローバルな植生分類は可能であり、また気候変化による地球被覆の移動・消長の状況等を地球規模で捉えることができ、さらにその変動に伴う二酸化炭素固定量の変化を概略把握することは可能となった。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1994 - 1996

【配分額】18,700千円 (直接経費: 18,700千円)

【研究分野】林学

【研究領域課題番号】63860018 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

リモ-トセンシング / 地理情報システム / 森林調査 / FREDAM / 環境モニタリング / 森林管理 / 林型区分 / 樹冠疎密度 / CVA解析 / テクスチャ-解析 / 衛星画像 / GIS(地理情報システム) / 林分構造 / 生態モデル / 天然林 / データベース / リモートセンシング / TMデータ

【研究成果の概要】

1.天然林の資源・環境管理と地理情報システム(GIS)
森林資源情報,森林管理情報,地沢情報のような数値情報と,森林基本図,林相図,土壌図などの図形情報から成る地理情報システムを作成し,このGIS情報と現地情報,リモ-トセンシング情報との照合を行った。
ついで,リモ-トセンシング情報を統計処理・画像処理するための,天然林の資源,環境モニタリングシステム・FREDAM(Forest,Remote Sensing Data Analysis System)を作成し、東京大学秩父演習林と北海道演習林の森林に適用した。
2.資源・環境モニタリングの設計とその天然林への応用
秩父演習林の森林については,1984,1987,1988年の3時期のランドサット・TMデ-タを用いてCVA(Change Vector Analysis)解析を行った結果,国道開設に伴う森林伐採箇所や河川の埋め立て地を検出することができた。また,北海道演習林の天然林を対象に,テクスチャ-解析により林型区分を行ったところ,この手法が樹冠疎密度区分に有効であることが確認された。さらに,1990年に撮影されたSPOTのパンクロマチックデ-タ(解像度10m)とマルチスペクトルデ-タ(解像度20m)をRGBーHRV変換を使って合成し,5万分の1のカラ-衛星画像マップを作成した。この図では,広大な演習林の森林状態が詳細に表現されており,誰にでも森林環境を把握することが可能である。
3.残された問題点と今後の課題
技術的には,雲や影による衛星情報の損失の問題,各センサの特質の解析などがある。また,資源調査、環境モニタリングシステムを森林管理の中核に位置づけるための,体制づくりとものの見方の転換が必要である。

【研究種目】試験研究(B)

【研究期間】1988 - 1990

【配分額】9,400千円 (直接経費: 9,400千円)