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樹種分類方法及び樹種分類システム、森林現況情報の作成方法及び森林現況情報の作成システム、間伐対象区域の選定方法及び間伐対象区域の選定システム UPDATE 新技術説明会

国内特許コード P10P006724
整理番号 L0800003
掲載日 2010年4月23日
出願番号 特願2008-254520
公開番号 特開2010-086276
登録番号 特許第4900356号
出願日 平成20年9月30日(2008.9.30)
公開日 平成22年4月15日(2010.4.15)
登録日 平成24年1月13日(2012.1.13)
発明者
  • 加藤 正人
出願人
  • 国立大学法人信州大学
発明の名称 樹種分類方法及び樹種分類システム、森林現況情報の作成方法及び森林現況情報の作成システム、間伐対象区域の選定方法及び間伐対象区域の選定システム UPDATE 新技術説明会
発明の概要 【課題】森林の樹種を適切に判別して森林現況情報を作成し、作成された森林現況情報を用いて間伐対象区域を適切に選定可能とする。
【解決手段】森林現況情報に関する森林現況情報画像データに基づいて、森林を小班区画に分別するための小班区画画像データを作成して、前記小班区画画像データと前記森林現況情報画像データとに基づいて森林現況小班区画画像データを作成する森林現況小班区画画像データ作成部310と、各小班区画の特徴を現す小班区画属性情報を抽出し、前記各小班区画属性情報に関する小班区画属性情報画像データを作成する小班区画属性情報画像データ作成部320と、小班区画属性情報画像データと当該森林の地利条件とに基づいて間伐対象区域を選定し、選定された間伐対象区域を表す間伐対象区域画像データを作成する間伐対象区域画像データ作成部330とを有する。
【選択図】図18
従来技術、競合技術の概要


森林の現況を正確に捉えることによって間伐すべき区域(間伐対象区域という)を適切に選定することは森林管理おいて極めて重要な課題である。一般に、森林は災害や気象害、大型獣による食害、不要な樹木の侵入や天然更新などの影響を受け、多くの森林は、植栽した樹種がそのまま育つことはなく、年月の経過とともにその状況は大きく変化する。



しかし、森林の管理台帳である森林基本図や森林調査簿は植栽時の情報のままであり、現状との乖離が大きな問題である。さらに、近年、人工林では災害の起きやすい不健全な森林が増加している。このような森林は間伐対象区域として人の手によって間伐を行う必要がある。



しかしながら、間伐対象区域の選定は、従来は現場調査と技術者の経験に依存しており、多大な労力と時間を要する。また、森林は一般的には地形が急峻で面積が広く、アクセスが悪いことから、労働作業の関係から、人の目に見える範囲や林道の近くの森林が間伐地として選定されることが多く、間伐対象区域が適切に選定されているとは言い難い。



これは、森林の現況を正確で捉え、間伐すべき箇所を客観的に判別することは極めて困難であるからである。すなわち、森林の現況を正確に捉えるには、森林の現況を表す情報(森林現況情報という)を適切に作成する必要がある。ここでいう森林現況情報というのは、例えば、当該森林の樹冠に関する情報、樹種に関する情報、樹冠の面積、全樹種の本数や樹種別の本数などが含まれる。



森林現況情報を取得して森林を管理する技術は従来から提案されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照。)。



特許文献1に開示された技術(第1従来技術という。)は、調査対象となる森林を上空から撮影した撮影画像(カラー画像)を白黒画像に変換し、該白黒画像を画像処理して得られた樹冠の形状と元のカラー画像の分光反射(スペクトル)分析を行うことによって得られる樹木の色彩・輝度などとから、森林を構成する樹種など森林の植生の調査・評価を行うというものである。



また、特許文献2に開示された技術(第2従来技術という。)は、調査対象となる森林地域を上空から撮影した撮影画像を画像処理して、森林の樹冠を評価する技術であって、この第2従来技術には、樹冠の形状を求めたのち、当該樹冠の形状のテクスチャ特徴量を求め、求められたテクスチャ特徴量と既知の樹種のテクスチャ特徴量とを比較して当該樹冠の樹種を特定する樹種分類技術が開示されている。



【特許文献1】
特開2001-357380号公報
【特許文献2】
特開2006-285310号公報

産業上の利用分野


本発明は、森林の樹種を分類する樹種分類方法及び樹種分類システム、森林現況情報の作成方法及び森林現況情報の作成システム、間伐対象区域の選定方法及び間伐対象区域の選定システムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
調査対象となる森林を含む地域を上空から撮影して得られた撮影画像データと前記森林の地理的情報とに基づいて抽出された森林域に関する森林域画像データを用いて前記森林域に含まれる各樹木を種類別に分類する樹種分類方法であって、
前記森林域画像データに基づいて前記森林域に含まれる各樹冠を抽出し、前記各樹冠に関する樹冠画像データを作成するステップと、
前記樹冠画像データに基づいて前記各樹冠の日向部を含む情報を樹冠情報として抽出し、前記樹冠情報に関する樹冠情報画像データを作成するステップと、
前記樹冠情報画像データに基づいて前記各樹冠の日向部とされた領域における分光反射特性を作成し、前記分光反射特性に基づいて当該樹冠の樹種を特定して樹種分類画像データを作成するステップと、
を有すること特徴とする樹種分類方法。

【請求項2】
請求項1に記載の樹種分類方法において、
前記各樹冠の日向部は、前記樹冠画像データにおける輝度値に基づいて抽出され、前記輝度値が当該樹冠において所定値以上である箇所を前記日向部とすることを特徴とする樹種分類方法。

【請求項3】
請求項1又は2に記載の樹種分類方法において、
前記各樹冠から複数の樹種が抽出された場合、前記各樹冠から抽出された複数の樹種のそれぞれの占有面積を各樹種ごとに算出し、占有面積の多い樹種を当該樹冠の樹種とみなすことを特徴とする樹種分類方法。

【請求項4】
調査対象となる森林を含む地域を上空から撮影して得られた撮影画像データと前記森林の地理的情報とに基づいて抽出された森林域に関する森林域画像データを用いて前記森林域に含まれる各樹木の種類を分類する樹種分類システムであって、
前記森林域画像データに基づいて前記森林域に含まれる各樹冠を抽出し、前記各樹冠に関する樹冠画像データを作成する樹冠画像データ作成部と、
前記樹冠画像データに基づいて前記各樹冠の日向部を含む情報を樹冠情報として抽出し、前記樹冠情報に関する樹冠情報画像データを作成する樹冠情報画像データ作成部と、
前記樹冠情報画像データに基づいて前記各樹冠の日向部とされた領域における分光反射特性を作成し、前記分光反射特性に基づいて当該樹冠の樹種を特定して樹種分類画像データを作成する樹種分類画像データ作成部と、
を有すること特徴とする樹種分類システム。

【請求項5】
調査対象となる森林を含む地域を上空から撮影して得られた撮影画像データと前記森林の地理的情報とに基づいて抽出された森林域に関する森林域画像データを用いて前記森林の現況に関する森林現況情報を作成するための森林現況情報の作成方法であって、
前記森林域画像データに基づいて前記森林域に含まれる各樹冠を抽出し、前記各樹冠に関する樹冠画像データを作成するステップと、
前記樹冠画像データに基づいて前記各樹冠の日向部を含む情報を樹冠情報として抽出し、前記樹冠情報に関する樹冠情報画像データを作成するステップと、
前記樹冠情報画像データに基づいて前記各樹冠の日向部とされた領域における分光反射特性を作成し、前記分光反射特性に基づいて当該樹冠の樹種を特定して樹種分類画像データを作成するステップと、
前記樹種分類画像データに基づいて単位面積当たりの全樹種樹冠面積占有度を算出し、前記全樹種樹冠面積占有度に基づく全樹種樹冠占有画像データを作成するステップと、
前記樹種分類画像データに基づいて単位面積当たりの樹種別樹冠面積占有度を算出し、前記樹種別樹冠面積占有度に基づく樹種別樹冠占有画像データを作成するステップと、
前記樹種分類画像データに基づいて算出された全樹種の樹冠本数から単位面積当たりの全樹種樹冠本数分布画像データを作成するステップと、
前記樹種分類画像データに基づいて算出された樹種別の樹冠本数から単位面積当たりの樹種別樹冠本数分布画像データを作成するステップと、
前記全樹種樹冠占有画像データ、前記樹種別樹冠占有画像データ、前記全樹種樹冠本数分布画像データ、前記樹種別樹冠本数分布画像データ及び前記樹種分類画像データに基づいて森林の現況情報に関する森林現況情報画像データを作成するステップと、
を有することを特徴とする森林現況情報の作成方法。

【請求項6】
調査対象となる森林を含む地域を上空から撮影して得られた撮影画像データと前記森林の地理的情報とに基づいて抽出された森林域に関する森林域画像データを用いて前記森林の現況に関する森林現況情報を作成するための森林現況情報の作成システムであって、
前記森林域画像データに基づいて前記森林域に含まれる各樹冠を抽出し、前記各樹冠に関する樹冠画像データを作成する樹冠画像データ作成部と、
前記樹冠画像データに基づいて前記各樹冠の日向部を含む情報を樹冠情報として抽出し、前記樹冠情報に関する樹冠情報画像データを作成する樹冠情報画像データ作成部と、
前記樹冠情報画像データに基づいて前記各樹冠の日向部とされた領域における分光反射特性を作成し、前記分光反射特性に基づいて当該樹冠の樹種を特定して樹種分類画像データを作成する樹種分類画像データ作成部と、
前記樹種分類画像データに基づいて全樹種の樹冠本数を算出する機能と、単位面積当たりの全樹種樹冠面積占有度を算出し、前記全樹種樹冠面積占有度に基づく全樹種樹冠占有画像データを作成する機能とを有する全樹種樹冠占有画像データ作成部と、
前記樹種分類画像データに基づいて樹種別の樹冠本数を算出する機能と、単位面積当たりの樹種別樹冠面積占有度を算出し、前記樹種別樹冠面積占有度に基づく樹種別樹冠占有画像データを作成する機能とを有する樹種別樹冠占有画像データ作成部と、
前記全樹種の樹冠本数から単位面積当たりの全樹種樹冠本数分布画像データを作成する全樹種樹冠本数分布画像データ作成部と、
前記樹種別の樹冠本数から単位面積当たりの樹種別樹冠本数分布画像データを作成する樹種別樹冠本数分布画像データ作成部と、
前記全樹種樹冠占有画像データ、前記樹種別樹冠占有画像データ、前記全樹種樹冠本数分布画像データ、前記樹種別樹冠本数分布画像データ及び前記樹種分類画像データに基づいて森林の現況情報に関する森林現況情報画像データを作成する森林現況情報画像データ作成部と、
を有することを特徴とする森林現況情報の作成システム。

【請求項7】
調査対象となる森林の現況に関する森林現況情報画像データに基づいて間伐すべき間伐対象区域を選定する間伐対象区域の選定方法であって、
前記森林現況情報画像データに基づいて前記森林を小班区画に分別するための小班区画画像データを作成して、前記小班区画画像データと前記森林現況情報画像データとに基づいて森林現況小班区画画像データを作成するステップと、
前記各小班区画の特徴を現す小班区画属性情報を抽出し、前記各小班区画属性情報に関する小班区画属性情報画像データを作成するステップと、
前記小班区画属性情報画像データと当該森林の地利条件とに基づいて間伐対象区域を選定し、選定された間伐対象区域を表す間伐対象区域画像データを作成するステップとを有し、
前記森林現況情報画像データは、請求項5に記載の森林現況情報の作成方法によって作
成された森林現況情報画像データであることを特徴とする間伐対象区域の選定方法。

【請求項8】
請求項7に記載の間伐対象区域の選定方法において、
前記小班区画属性情報は、当該小班区画における樹種別の樹冠本数、単位面積あたりの樹種別の樹冠本数を含むことを特徴とする間伐対象区域の選定方法。

【請求項9】
請求項7又は8に記載の間伐対象区域の選定方法において、
前記森林の地利条件は、当該小班区画の林道からの距離、標高、傾斜を含むことを特徴とする間伐対象区域の選定方法。

【請求項10】
調査対象となる森林の現況に関する森林現況情報画像データに基づいて間伐すべき間伐対象区域を選定する間伐対象区域の選定システムであって、
前記森林現況情報画像データに基づいて前記森林を小班区画に分別するための小班区画画像データを作成して、前記小班区画画像データと前記森林現況情報画像データとに基づいて森林現況小班区画画像データを作成する森林現況小班区画画像データ作成部と、
前記各小班区画の特徴を現す小班区画属性情報を抽出し、前記各小班区画属性情報に関する小班区画属性情報画像データを作成する小班区画属性情報画像データ作成部と、
前記小班区画属性情報画像データと当該森林の地利条件とに基づいて間伐対象区域を選定し、選定された間伐対象区域を表す間伐対象区域画像データを作成する間伐対象区域画像データを作成部とを有し、
前記森林現況情報画像データは、請求項5に記載の森林現況情報の作成方法によって作
成された森林現況情報画像データであることを特徴とする間伐対象区域の選定システム。
国際特許分類(IPC)
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