航空機レーザー計測と数値シミュレーションを統合した都市街区の熱環境可視化手法

一种集飞机激光测量与数值模拟于一体的城市街区热环境可视化方法

• 批准号: 13J08265
• 负责人: 押尾 晴樹
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J08265/
• 关键词: 航空機レーザー計測; リモートセンシング; 都市緑化; 葉面積密度; 熱環境; 日射反射率; レーザー反射強度; 航空機LiDAR; 放射伝達シミュレーション; レーザー計測; 日射遮蔽; 蒸散

昨年度大きく研究が進展した「航空機レーザー計測による樹木の3次元情報（樹木の形状や葉の密度分布など）の推定とその都市熱環境評価への応用（日射遮蔽効果や蒸散効果の評価）」において、その手法をより一般的な航空機レーザー計測データにも応用できるように研究を行なった。具体的には、昨年度は20点/m2という高分解能データを用いていたが、今年度は国土地理院により全国で整備されているデータ（2～4点/m2）に着目した。樹冠投影面積や樹冠体積の再現精度を考慮して、3次元情報に求められる空間分解能（メッシュサイズ）を1mと位置づけた。次に、地上レーザー計測データや高分解能データを比較に用いることで、国土地理院データから3次元情報を推定するには2mメッシュが適していることを明らかにした。そこで、周囲の2mメッシュの葉の密度の推定値をもとに、対象2mメッシュ内の葉の密度を1mメッシュに分配することで、1mメッシュの3次元情報を推定する手法を提案し、精度検証を行なった。そして、提案手法を横浜市内の2km四方の領域に適用することでその有効性を確認した。研究計画に挙げた建物や地表面の構成材料の日射反射率の推定についても、航空機レーザー計測の反射強度を用いた方法について検討した。ここでは基礎的な分析を行うために高分解能データを用いた。分光放射計を用いて、航空機観測範囲内の55箇所で計13種類の材料の分光反射率を取得した。反射強度と分光放射計による反射率の回帰式を作成して反射強度を反射率の尺度に直した上で、反射強度補正の理論式に当てはめることで、対象物までの距離や入射角の影響を高精度に補正して、レーザー波長帯（1550nm）の反射率を推定できることを示した。また、推定した反射率により近赤外域の日射反射率を高精度に予測可能であることを明らかにした。今後は本課題で整備した情報の地理情報化を行なってゆく予定である。

The progress of last year's large-scale research "Aircraft measurement and measurement of trees and 3-dimensional information (tree shape and leaf density distribution of trees)" and estimation of urban thermal environment assessment応用 (sunshielding effect, evapotranspiration effect, evaluation)"において、そのtechniqueをより一The general aviation aircraft measurement system is designed to be used for research and development. Specifically, last year's 20 points/m2 high-resolution energy データを use, this year's The Institute of Land and Geography's National Maintenance System (2 to 4 points/m2) has been established. The reproduction accuracy of the canopy projection area and canopy volume is taken into account, and the three-dimensional information and spatial decomposition energy (メッシュサイズ) are taken into consideration and the position is determined by 1m. Second, ground-based measurement and comparison of high-resolution energy reagents, Institute of Land and Geosciencesデータから3D information を presumed するには2m メッシュが Adaptable していることを明らかにした.そこで、zhou囲の2mメッシュの叶のdensityのESTIMATION夤をもとに、対向2mメッシュ内の叶のdensityを1mメッシュにAssignment することで, 1m メッシュの3-dimensional intelligence を estimation するtechnique を proposal し, accuracy 検证 を 行なった.そして、The proposed method is applicable to the 2km square area in Yokohama City and its validity has been confirmed. Research projects include estimating the solar reflectance of materials constituting building and ground surfaces, and measuring the reflection intensity of aircraft using the method used.ここではBasic analysis を行うためにHigh resolution energy データを用いた. The spectroradiometer is used to measure the spectral reflectance of 13 types of materials in the 55-meter aerospace measurement range. Reflection intensity and spectroradiometer, reflectivity formula, making, reflection intensity, reflectivity scale, reflection intensity correction, theoretical formula, reflection intensity correction method.とで、The distance and angle of incidence of the object are affected by the high-precision correction and the reflectivity of the wavelength band (1550nm) is estimated and displayed.また、Estimated reflectivityによりHigh-precision prediction of insolation reflectance in the near-infrared outer domain is possibleであることを明らかにした. In the future, the preparation of this project will be carried out in the field of geographical informationization of information.

项目成果

マルチリターン航空機LiDARデータと植生放射伝達モデルによる都市緑化樹木の日射遮蔽効果の計量化

利用多回程飞机激光雷达数据和植被辐射传输模型量化城市绿化树木的太阳辐射屏蔽效果

• 发表时间: 2015
• 期刊: 日本リモートセンシング学会誌
• 作者: 林晃世;石井健士;塩見泰史;末永尚弘;西谷秀男;押尾晴樹，浅輪貴史，梅干野晁，宮坂聡
• 通讯作者: 押尾晴樹，浅輪貴史，梅干野晁，宮坂聡

Numerical Simulation of Solar Shading Effect of Urban Trees Using Airborne Laser Scanning-Derived 3D Tree Structures

利用机载激光扫描生成的 3D 树结构对城市树木遮阳效果进行数值模拟

• 发表时间: 2014
• 作者: Haruki Oshio;Takashi Asawa;Akira Hoyano;Satoshi Miyasaka
• 通讯作者: Satoshi Miyasaka

Acquisition accuracy of high-resolution airborne lidar for captudng external geometry of individual trees in urban spaces

高分辨率机载激光雷达的采集精度，用于捕获城市空间中单棵树木的外部几何形状

• 发表时间: 2013
• 作者: Haruki Oshio;Takashi Asawa;Akira Hoyano;Satoshi Miyasaka
• 通讯作者: Satoshi Miyasaka

Terrestrial LiDAR-based estimation of the leaf area density distribution of an individual tree and verification of its accuracy

基于地面LiDAR的单树叶面积密度分布估计及精度验证

• 发表时间: 2014
• 作者: Takashi Asawa;Akira Hoyano;Haruki Oshio;Yurika Honda;Katsuya Shimizu and Masamitsu Kubota
• 通讯作者: Katsuya Shimizu and Masamitsu Kubota

航空機LiDARを用いた都市空間における樹木の三次元情報の計量化 その5 LAD分布と植生放射伝達モデルによる単木樹木の日射透過率の算定と精度検証

利用飞行激光雷达量化城市空间树木三维信息第5部分利用LAD分布和植被辐射传输模型计算单棵树木太阳辐射透过率并进行精度验证

• 发表时间: 2014
• 作者: Haruki Oshio;Takashi Asawa;Akira Hoyano;Satoshi Miyasaka;押尾晴樹，浅輪貴史，梅干野晁，宮坂聡
• 通讯作者: 押尾晴樹，浅輪貴史，梅干野晁，宮坂聡