ハイパースペクトル画像解析による農業空間情報センシング技術の構築

本研究では,ハイパースペクトル画像解析により多様な農業空間の情報を計測するための技術開発を目指し,汎用性に優れたマップ生成アルゴリズムを開発した。この技術は,農業空間の作物生育量や品質などの不均一性の把握へ応用でき,栽培管理のための処方箋作成への展開が期待できる。従って,本研究で開発した技術は効率的で最適化された栽培管理を実行するために有効といえる。マップ生成アルゴリズムの開発には,ハイパースペクトル画像の撮影および農業空間情報の推定が必要となる。そこで,高品質な画像を取得するための画像撮影システムと高精度で推定するための画像解析システムを開発した。画像撮影システムは,広域画像撮影サブシステムと局所画像撮影サブシステムから成り立つ。広域画像撮影サブシステムでは,車両走行を利用して効率的に空間情報マップ生成のための農地全体の画像を取得する。局所画像撮影サブシステムは携行性に優れた小型の撮影システムで,空間情報の推定モデル開発のための高い空間分解能の画像を容易に得ることが可能である。このシステムは,多目的に利用することができ,その構造は簡略である。以上のことから,汎用的で実用性の高いと考えられる。画像解析システムは,フィールドスケール画像生成サブシステム,画素推定サブシステム,空間処理サブシステムから成り立つ。フィールドスケール画像生成サブシステムでは,取得した画像から自動的に農業空間全体を表すフィールドスケールの画像を生成する。画素推定サブシステムでは,フィールドスケール画像の各画素の農業空間情報を推定し,推定値の配列を生成する。空間処理サブシステムでは,対象となる空間情報やマップの用途により空間処理手法が異なるため,ノイズ除去や個体認識など複数の処理が実行可能な仕様となっている。

本研究では,ハイパースペクトル画像解析により多様な農業空間の情報を計測するための技術開発を目指し,汎用性に優れたマップ生成アルゴリズムを開発した。この技術は,農業空間の作物生育量や品質などの不均一性の把握へ応用でき,栽培管理のための処方箋作成への展開が期待できる。従って,本研究で開発した技術は効率的で最適化された栽培管理を実行するために有効といえる。マップ生成アルゴリズムの開発には,ハイパースペクトル画像の撮影および農業空間情報の推定が必要となる。そこで,高品質な画像を取得するための画像撮影システムと高精度で推定するための画像解析システムを開発した。画像撮影システムは,広域画像撮影サブシステムと局所画像撮影サブシステムから成り立つ。広域画像撮影サブシステムでは,車両走行を利用して効率的に空間情報マップ生成のための農地全体の画像を取得する。局所画像撮影サブシステムは携行性に優れた小型の撮影システムで,空間情報の推定モデル開発のための高い空間分解能の画像を容易に得ることが可能である。このシステムは,多目的に利用することができ,その構造は簡略である。以上のことから,汎用的で実用性の高いと考えられる。画像解析システムは,フィールドスケール画像生成サブシステム,画素推定サブシステム,空間処理サブシステムから成り立つ。フィールドスケール画像生成サブシステムでは,取得した画像から自動的に農業空間全体を表すフィールドスケールの画像を生成する。画素推定サブシステムでは,フィールドスケール画像の各画素の農業空間情報を推定し,推定値の配列を生成する。空間処理サブシステムでは,対象となる空間情報やマップの用途により空間処理手法が異なるため,ノイズ除去や個体認識など複数の処理が実行可能な仕様となっている。