Green health network for plant monitoring in a wide-area and multi-points

广域多点植物监测绿色健康网络

基本信息

批准号：
22K19196
负责人：
宮本浩一郎
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

近年、気象・気候の「極端現象」として高温・多雨・乾燥などが農作物に影響を及ぼしている。そのため、環境変動に対する植物の生理応答・ストレス評価は喫緊の技術課題である。このような事情をふまえて申請者らは、植物のストレス指標をフィールド内で多点同時的にその場観察するグリーンヘルスセンサネットワーク構築の着想を得た。本年度は、植物に直接取り付けられる測定システムの製作実施した。システムは小型・廉価・独立動作などの特徴を備え、非侵襲的に取り付けられるプロトタイプが完成した。屋外で使用することを想定した、防水・バッテリー駆動・近距離無線通信機能を搭載した小型システムであり、センサには小型分光センサを搭載した。本システムは樹木や草木に簡便に取り付けることが可能である。これと並行してデータを収集、リアルタイム解析を行うためにクラウドストレージを用いた簡易なプラットフォームも構築し、植生の受ける環境ストレスを遠隔地からモニタリングする基本システムを構築することに成功した。このシステムを東京都や静岡県の屋外試験場に設置し、広葉樹の葉に取り付けて長期連続測定を試みた。測定データは、葉が紅葉・落葉する過程を逐一反映しており、ハイパースペクトルカメラなど既存のリモートセンシングとは異なる高品質・高頻度の情報を提供することで、本システムが植物の生育状態を観察するセンサネットワークの構築に使用できることを示した。

近年来，高温、强降雨、干旱等极端天气气候现象给农作物带来影响。因此，评估植物对环境变化的生理反应和胁迫是一个紧迫的技术问题。基于这些情况，申请人提出了构建绿色健康传感器网络的想法，该网络可以同时观测田间多个点的植物胁迫指标。今年，我们创建了一个可以直接连接到植物上的测量系统。该系统具有体积小、成本低、独立运行等特点，并已完成可非侵入式安装的样机。它是一个紧凑的系统，设计用于户外，具有防水、电池供电和短距离无线通信功能，并配备紧凑型光谱传感器。该系统可以很容易地附着在树木和植物上。与此同时，我们利用云存储搭建了一个简单的平台来收集数据并进行实时分析，并成功构建了植被环境胁迫远程监测的基础系统。该系统安装在东京和静冈县的室外试验场，并附着在阔叶树的叶子上，尝试长期连续测量。测量数据反映了叶子变红和掉落的过程，通过提供不同于高光谱相机等现有遥感方法的高质量、高频信息，该系统可以监测植物的生长状态。它可以用来构建用于观察的传感器网络。