ドローンを用いた植生観測・植生パラメータの推定と環境変動による植生への影響評価

无人机植被观测、植被参数估算、环境变化对植被影响评估

• 批准号: 19J00437
• 负责人: 濱 侃
• 金额: $ 3.08万
• 依托单位: Chiba University (2020)Yokohama National University (2019)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J00437/
• 关键词: ドローン; 植生指数; 植生判読; 毎木調査; マルチスペクトルカメラ; フェノロジー

本年度は，新型コロナウイルスの影響を考慮し，衛星データなどの野外調査を必要としないデータの収集やこれまでにドローンで撮影したデータの解析および論文の執筆を中心に行った。ドローンの撮影データの解析から，ドローンを用いた近接リモートセンシングに基づく作物のモニタリングにおいて課題となっている，観測時の天候の影響（日射条件の影響）を補正する経験モデルの作成および補正法を考案した。具体的には，晴天時で直達日射が卓越する状況ほど，太陽高度の変化による植生指数（NDVI）の値の変化が大きいため，この影響を考慮した補正係数を観測データに基づいた経験式で求めた。この植生指数は，植物の葉面積やバイオマスと密接にかかわるものであるだけでなく，作物の活性度や生育むらを評価する際にも用いられる。その植生指数における日射条件の補正は，環境モニタリングの分野だけでなく農学分野など，広く必要とされるものである。また，本研究で考案した方法は，補正に必要なパラメータの数および複雑性が高くなく，簡易性が高いという点も大きな特徴である。補正に必要なパラメータが多く複雑な場合，そのパラメータを得ること自体が困難になる場合があるが，本研究の手法では，ドローンで観測した植生指数のほかに必要な実測するパラメータは，全天日射量のみである。この成果は，2020年度の日本リモートセンシング秋季学術大会で発表した。加えて，現在国際誌に投稿中である。

今年，考虑到COVID-19病毒的影响，我们专注于收集不需要现场调查的数据，例如卫星数据，分析到目前为止已使用无人机拍摄的数据以及撰写论文。根据对无人机摄影数据的分析，我们设计了一种经验模型和方法来纠正天气影响（太阳辐射条件的影响），这是基于使用无人机接近遥感的近距离遥感监测作物的挑战。具体而言，天气状况越清楚，阳光直射越多，由于太阳高度的变化而导致的植被指数（NDVI）的变化越多，因此考虑到基于观察数据的经验方程计算的校正系数。该植被指数不仅与植物叶面积和生物量密切相关，而且还用于评估作物活性和生长。不仅在环境监测领域，而且在农业领域，还需要广泛需要对植被指数中太阳辐射条件进行纠正。本研究中设计的方法的另一个主要特征是，它没有校正所需的参数数量和复杂性数量很高，并且是高度简化的。当校正和复杂性需要许多参数时，可能很难获得参数本身，但是在这种研究方法中，除了使用无人机观察到的植被指数外，所需的唯一实际测量参数是总太阳辐射。这些结果是在2020年日本遥感秋季学术会议上提出的。此外，它目前已发布到国际杂志上。

项目成果

熱帯季節乾燥林における樹木フェノロジーの灌漑による変化

灌溉引起的热带季节性干旱森林树木物候变化

• 发表时间: 2019
• 作者: 吉田 圭一郎，濱 侃

Estimating the Protein Concentration in Rice Grain Using UAV Imagery Together with Agroclimatic Data

• DOI: 10.3390/agronomy10030431
• 发表时间: 2020-03
• 期刊: Agronomy
• 作者: A. Hama;Kei Tanaka;A. Mochizuki;Y. Tsuruoka;A. Kondoh

リモートセンシングを用いた熱帯季節乾燥林における灌漑農地周辺の樹木フェノロジー観測

热带季节性干旱林灌溉农田周围树木物候的遥感观测

• 发表时间: 2019
• 作者: Hashiba Soichiro;Yamada Yusuke;濱 侃，吉田 圭一郎
• 通讯作者: 濱 侃，吉田 圭一郎

An Empirical Correction for Drone NDVI Images under Various Sunlight Conditions

各种阳光条件下无人机 NDVI 图像的经验校正

• 发表时间: 2021
• 作者: Akira Hama;Kei Tanaka;Bin Chen;Akihiko Kondoh
• 通讯作者: Akihiko Kondoh

Improving the UAV-based yield estimation of paddy rice by using the solar radiation of geostationary satellite Himawari-8

• DOI: 10.3178/hrl.14.56
• 发表时间: 2020
• 期刊: Hydrological Research Letters
• 影响因子: 1.1
• 作者: A. Hama;Kei Tanaka;A. Mochizuki;Y. Tsuruoka;A. Kondoh