乳牛の放牧飼養における草地管理への野外観測用可視・近赤外分光計測器の応用

可见光和近红外光谱仪现场观测在奶牛饲养草地管理中的应用

• 批准号: 17658112
• 负责人: 中辻 浩喜
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17658112/
• 关键词: 放牧地; 草量; 植生; 非破壊的測定; 可視・近赤外分光放射計; ポータブルスペクトロメータ; 分光反射率; 回帰式

野外観測用可視・近赤外分光放射計(ポータブルスペクトロメータ)は、比較的近距離から地表面の物体の350-1050nmの分光反射率、反射輝度、放射照度を測定する携帯型の機器である。現在、この機器は地上設置、およびヘリコプターや軽飛行機を利用した移動測定など、人工衛星等を利用したリモートセンシングの各種分析のバックアップに用いられている。本研究は、この機器を放牧草地の草量や植生などの草地構造の評価に応用しようとするものである。本年度は、放牧草地の草量や植生など草地構造のパラメータとポータブルスペクトロメータ(FieldSpec Pro,測定範囲350-1050nm)で測定した分光反射率との回帰式を作成し、草地構造の簡便な調査法を確立することを目的とした。回帰式作成に用いたデータは、17年度(北大農場)および18年度(北海道十勝管内4町公共育成牧場)調査で得た各波長の分光反射率とコドラート法で測定した草地の植生および構造のパラメータである。1.可視赤(630-690nm)および近赤外(760-860nm)での分光反射率および正規化植生指数(NDVI)は生草収量、乾物収量および牧草乾物率のいずれとも有意な相関関係(P<0.01)がみられたが、可視緑-黄(520-600nm)は関連がなかった。2.生草収量(Y_1)および乾物収量(Y_2)とNDVI(X)との間に、以下の回帰式を得た。生草収量(g/0.25m^2)=1498.1X-334.52(R_2=0.7621)(P<0.01)乾物収量(g/0.25m^2)=185.24X+4.8816(R_2=0.5601)(P<0.01)3.同一地点で測定したFieldSpecとASTER(衛星画像データ)の分光反射率を比較するとその反射特性はほぼ同様であった。4.道内酪農家(上川管内旭川市および網走管内興部町)で草量の実測値と推定値を比較し、回帰式はおおむね良好である結果を得た。5.これらのことから、FieldSpecの測定データから牧草収量を推定できると考えられ、衛生データと組み合わせることによって、より大面積の草地について正確な収量を簡易に推定できる可能性が示された。6.FieldSpec測定データによる牧草成分および土壌成分の推定については今後の研究課題である。

Field measurement with visible and near infrared spectroradiometer (PIR) to compare the spectral reflectance, reflection luminance, and irradiance of objects on the ground surface at close range from 350 to 1050nm. Now, these machines are installed on the ground, and they are used for mobile measurement, artificial satellites, etc. This study is aimed at evaluating the grass yield, vegetation and grassland structure of the machine-grazed grassland. This year, the grass amount of grazing grassland and the vegetation growth of grassland structure were determined by FieldSpec Pro (measurement range 350-1050nm). The spectral reflectance and regression equation were established. The simple investigation method of grassland structure was established. The spectral reflectance of each wavelength was measured by the spectral reflectance method in 2007 (Peking University Farm) and 2008 (Hokkaido Tokachi 4-Town Public Farm), and the vegetation and structure of grassland were measured by the spectral reflectance method. 1. Visible red (630-690nm) and near-red (760-860nm) spectral reflectance and normalized vegetation index (NDVI) were significantly correlated (P<0.01) with grass yield, dry matter yield and grass dry matter percentage, respectively, and visible green-yellow (520-600nm). 2. The growth rate (Y_1) is equal to the dry matter rate (Y_2), and the NDVI(X) is equal to the interval. 3. Comparison of spectral reflectance between FieldSpec and ASTER measurements at the same location. 4. The amount of grass measured and estimated was compared and the results were good. 5. The possibility of simple estimation of the correct amount of grass in a large area of grassland is shown. 6. FieldSpec determination of herbage composition and estimation of soil composition is a future research topic.