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樹木本数算定方法及び樹木本数算定装置 新技術説明会 実績あり

国内特許コード P100000610
整理番号 L0900011
掲載日 2010年3月26日
出願番号 特願2009-258507
公開番号 特開2011-103098
登録番号 特許第4858793号
出願日 平成21年11月12日(2009.11.12)
公開日 平成23年5月26日(2011.5.26)
登録日 平成23年11月11日(2011.11.11)
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 樹木本数算定方法及び樹木本数算定装置 新技術説明会 実績あり
発明の概要

【課題】広域の森林を対象に安価な費用で、全域又は任意の範囲において樹種別の樹木本数算定方法及び樹木本数算定装置を提供する。
【解決手段】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から、各樹頂点を抽出する樹頂点画像データ作成部41と、各樹冠を抽出する樹冠画像データ作成部42と、各樹冠の日向部を含む情報を作成する樹冠情報画像データ作成部43と、各樹冠の日向部とされた領域の分光反射特性に基づいて当該樹冠の樹種を特定する樹種分類画像データ作成部44と、樹頂点の樹種を特定する樹頂点別樹種分類画像データ作成部45と、森林域の全領域又は任意の範囲に含まれる樹木の本数を樹種別に算定する樹木本数算定部50とを有することを特徴とする樹木本数算定方法及び樹木本数算定装置。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


森林の現況を正確に捉えるため、樹木本数算定は森林管理において極めて重要な課題である。従来方法は地上調査で、調査員が森林の様子を見て標準的な森林と思われる箇所に、小面積の調査地を設定して、その中の樹木の本数を数え、その結果に管理面積を乗ずることで、全体の樹木本数を推定することによる算定方法が広く行われている。



このような樹木算定方法は、森林が一様でないため、小面積の測定結果に管理面積を乗ずる方法では精度の点で問題がある。また、樹木本数算定の精度を上げるために、現地調査箇所の数を増やそうとすると、多大な労力と費用を要する。



森林現況情報を取得して、樹木本数を算定する技術は従来から提案されている(例えば、特許文献1参照。)。



特許文献1に記載の樹木本数算定方法は、森林地域を上空から取得した森林画像情報と、上空から距離計測手段により計測した樹高情報から森林地域の樹木材積を自動計測する森林情報処理システムである。樹木本数算定は、森林画像情報と樹高情報を重ね合わせ、森林画像情報から求めた樹冠形状の重心点を求めて、当該重心点を計数することで算定する方法である。

産業上の利用分野


本発明は、樹木本数算定方法及び樹木本数算定装置に関する。

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樹木の本数を樹種別に算定する樹木本数算定方法であって、
前記森林域画像データに基づいて各樹頂点を抽出し、前記各樹頂点に関する樹頂点画像データを作成する樹頂点画像データ作成ステップと、
前記森林域画像データに基づいて各樹冠を抽出し、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樹冠情報画像データ作成ステップと、
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樹種分類画像データ作成ステップと、
前記樹種分類画像データと前記樹頂点画像データとに基づいて、樹頂点毎に、対応する樹種を特定して樹頂点別樹種分類画像データを作成する樹頂点別樹種分類画像データ作成ステップと、
前記樹頂点別樹種分類画像データに基づいて、前記森林域の全領域又は任意の領域において、当該領域に含まれる樹木の本数を樹種別に算定する樹木本数算定ステップと、を有すること特徴とする樹木本数算定方法。

【請求項2】
請求項1に記載の樹木本数算定方法において、
前記調査対象となる森林を、樹冠の面積に基づいて定義される複数のグループにグループ分けする森林グループ分けステップを実施した後、
前記グループ毎に、前記樹頂点画像データ作成ステップと、前記樹冠画像データ作成ステップと、前記樹冠情報画像データ作成ステップと、前記樹種分類画像データ作成ステップと、前記樹頂点別樹種分類画像データ作成ステップと、前記樹木本数算定ステップとを実施すること特徴とする樹木本数算定方法。

【請求項3】
請求項1又は2に記載の樹木本数算定方法において、
前記森林グループ分けステップは、樹冠の面積に基づいて作成した複数の均質性フィルターを用いて実施することを特徴とする樹木本数算定方法。

【請求項4】
請求項1~3のいずれかに記載の樹木本数算定方法において、
前記樹頂点画像データ作成ステップにおいては、輝度値が極大値を持つ点を自動抽出する局所最大値フィルターを用いて樹頂点を抽出することを特徴とする樹木本数算定方法。

【請求項5】
請求項1~4のいずれかに記載の樹木本数算定方法において、
前記樹冠情報画像データ作成ステップにおいては、前記樹冠情報画像データにおける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各樹冠の日向部として抽出することを特徴とする樹木本数算定方法。

【請求項6】
請求項1~5のいずれかに記載の樹木本数算定方法において、
前記樹種分類画像データ作成ステップにおいては、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毎に算出し、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木本数算定方法。

【請求項7】
請求項1~6のいずれかに記載の樹木本数算定方法において、
前記樹頂点別樹種分類画像データ作成ステップにおいては、地理的情報に基づいて前記各樹頂点画像を前記樹冠の樹種分類画像に重ねることによって、樹頂点毎に、対応する樹種を特定することを特徴とする樹木本数算定方法。

【請求項8】
請求項1~7のいずれかに記載の樹木本数算定方法において、
樹木本数算定ステップにおいては、前記樹頂点別樹種分類画像データに基づいて、樹種毎に、樹木の本数を算定することを特徴とする樹木本数算定方法。

【請求項9】
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樹木の本数を樹種別に算定する樹木本数算定装置であって、
前記森林域画像データに基づいて前各樹頂点を抽出し、前記各樹頂点に関する樹頂点画像データを作成する樹頂点画像データ作成部と、
前記森林域画像データに基づいて各樹冠を抽出し、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43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と前記樹頂点画像データとに基づいて、樹頂点毎に、対応する樹種を特定して樹頂点別樹種分類画像データを作成する樹頂点別樹種分類画データ像作成部と、
前記樹頂点別樹種分類画像データに基づいて、前記森林域の全領域又は任意の領域において、当該領域に含まれる樹木の本数を樹種別に算定する樹木本数算定部と、を有すること特徴とする樹木本数算定装置。

【請求項10】
請求項9に記載の樹木本数算定装置において、
前記調査対象となる森林を、樹冠の面積に基づいて定義される複数のグループにグループ分けする森林グループ分け部をさらに有し、
前記樹頂点画像データ作成部と、前記樹冠画像データ作成部と、前記樹冠情報画像データ作成部と、前記樹種分類画像データ作成部と、前記樹頂点別樹種分類画像データ作成部と、前記樹木本数算定部とは、森林グループ分け部でグループ分けされたグループ毎に、当該領域に含まれる樹木の本数を樹種別に算定すること特徴とする樹木本数算定装置。

【請求項11】
請求項9又は10に記載の樹木本数算定装置において、
前記森林グループ分け部は、樹冠の面積に基づいて作成した複数の均質性フィルターを用いて前記調査対象となる森林を前記複数のグループにグループ分けする実施することを特徴とする樹木本数算定装置。

【請求項12】
請求項9~11のいずれかに記載の樹木本数算定装置において、
前記樹頂点画像データ作成部は、輝度値が極大値を持つ点を自動抽出する局所最大値フィルターを用いて樹頂点を抽出することを特徴とする樹木本数算定装置。

【請求項13】
請求項9~12のいずれかに記載の樹木本数算定装置において、
前記樹冠情報画像データ作成部は、前記樹冠情報画像データにおける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各樹冠の日向部として抽出することを特徴とする樹木本数算定装置。

【請求項14】
請求項9~13のいずれかに記載の樹木本数算定装置において、
前記樹種分類画像データ作成部は、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毎に算出し、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木本数算定装置。

【請求項15】
請求項9~14のいずれかに記載の樹木本数算定装置において、
前記樹頂点別樹種分類画像データ作成部は、地理的情報に基づいて前記各樹頂点画像を前記樹冠の樹種分類画像に重ねることによって、樹頂点毎に、対応する樹種を特定することを特徴とする樹木本数算定装置。

【請求項16】
請求項9~15のいずれかに記載の樹木本数算定装置において、
樹木本数算定部は、前記樹頂点別樹種分類画像データに基づいて、樹種毎に、樹木の本数を算定することを特徴とする樹木本数算定装置。
産業区分
  • 計算機応用
  • 農林
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2009258507thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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