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Development of precise stem volume estimate technology for broad-leaved forests using laser sensing

利用激光传感开发阔叶林精确茎体积估算技术

基本信息

批准号：
22K05743
负责人：
トウソウキュウ
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Shinshu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

林業の成長産業化のため、林野庁、自治体、林業事業体は広葉樹林も含めた高精度な森林資源量情報を求めている。既存の単木材積計算法は林野庁の昭和45年頃に出版した立木幹材積表が一般的になっている。しかし、林業現場のデータからこの方法で計算した広葉樹林の立木材積と実際に収穫した木材の材積が大きくずれていることが課題とされている。この課題を解決するため、本研究では空（ドローン）と陸（地上）からの高精度なレーザセンシングを統合することで、単木レベルでの樹冠と樹幹の三次元点群情報から広葉樹林の精密な立木幹材積算定技術を開発し、広葉樹資源の有効活用に貢献することを目的として実施した。令和４年度は飛騨市古川町にある広葉樹天然林と和歌山県白浜町にある針葉樹を中心として、多様な樹種を含む４０ヘクタールの面積で落葉期のドローンレーザ、モバイルレーザとRGB画像を撮影し、現地調査を行った。全域の点群データの後処理と単木解析を実施し、約23000本の単木結果を目視確認で修正した。そして、飛騨市古川町にある広葉樹天然林対象地の既存データを整備し、樹種、胸高直径と位置を調査して、GISデータベースを作成した。また、落葉期のドローンレーザデータとモバイルレーザデータを用いて広葉樹単木解析と樹幹抽出手法を開発した。解析精度について、ドローンレーザから解析した全木の抽出率と正確率は95%と90%であり、上層木の抽出率と正確率は97%と94%であった。モバイルレーザから解析した全木の抽出率と正確率は99%と98%であった。研究成果として学会発表を行った。2022年11月19日に三重大学にて開催された第12回中部森林学会大会と2023年3月25～27日にオンライン（鳥取市）にて開催された第134回日本森林学会大会で研究成果を口頭発表した。

Forestry industry development, forest field, autonomous, forestry enterprises, forest trees, forest resources, including high-precision information The volume calculation method of existing trees has been published in the past 45 years. The method for calculating the volume of stand wood in forestry field is discussed. This study aims to integrate the high-precision tree system from the ground to the air, and to develop the precise stem volume calculation technology for leafy trees and contribute to the effective utilization of leafy tree resources. In 2004, we conducted a survey on the natural forest of pine trees in Furukawa Town, Hida City, and the area of pine trees in Shirahama Town, Wakayama City. The post-processing of the global point cluster analysis was carried out, and the results of about 23000 samples were visually confirmed. In Furukawa Town, Hida City, the natural forest of leaves was investigated for the existing site, tree species, chest height and position, and GIS data was created. The method of leaf tree analysis and trunk extraction was developed. The accuracy of the analysis is 95% and 90% respectively, and the accuracy of the extraction rate of the upper layer is 97% and 94% respectively. The extraction rate of the whole tree is 99% and 98% respectively. The results of the research are presented in the table below. The 12th Central Forestry Society Conference will be held at Mie University on November 19, 2022, and the 134th Japan Forestry Society Conference will be held at Oinanlinen (Tottori City) from March 25 to 27, 2023. The research results will be presented orally.