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，大雨和干燥一直在影响农作物作为天气和气候的“极端现象”。因此，植物对环境变化的生理反应和压力评估是紧迫的技术问题。考虑到这些情况，启发申请人建立了一个绿色健康传感器网络，在该网络中，在该领域的多个位置同时观察到植物压力指标。今年，我们创建了一个可以直接连接到植物的测量系统。该系统具有小型，便宜且独立的操作等功能，并且已完成以非侵入性安装。这是一个配有防水，电池供电的近场无线通信功能的小型系统，设计用于户外使用，并且在传感器上安装了一个小光谱传感器。该系统很容易连接到树木和植物上。同时，我们还使用云存储来收集数据并执行实时分析，并成功构建了一个基本系统，该系统远程监视植被所遭受的环境压力。该系统安装在东京和Shizuoka县的室外测试地点，并将其安装在硬木叶子上，以尝试长期连续测量。测得的数据反映了落叶和落叶的过程，以及提供与现有遥感（例如高光谱摄像机）不同的高质量和频率信息，该系统可用于构建观察植物生长状态的传感器网络。