kan07202

押鐘　大佑

土壌表面および含水状態の影響低減による土色分光画像正規化に関する研究

力丸　厚・高橋　一義

現在農作物への残留農薬や化学肥料の流出による土壌汚染など、食の安全や農薬の環境負荷が大きな問題となってきている。これより農薬や肥料の減量が求められ、最適な量の農薬と肥料を与えるために農地の地力（腐植）を把握する必要がある。しかし、農地の情報は部分的にしか調査されておらず、全農地の情報は把握されていない。このような背景から広大な農地の情報を取得するためにリモートセンシングの活用が注目されている。しかしながら、土壌の分光反射係数は土壌成分や含水比などにより変化する。特に同一土壌成分の場合においても、含水比や表面状態（凹凸具合）の違いにより観測される分光反射係数は異なる。以上のことはリモートセンシングデータを用いて広域にわたり土壌情報を把握する上でのノイズ要因となる。そこで、本研究では表面粗度または含水比を変化させた土壌の分光反射測定結果より、土壌の表面粗度や含水状態による影響を低減する分光反射特性の正規化手法の検討を行った。さらに正規化手法を応用し、デジタルカメラ画像や高分解能衛星画像上でも土壌表面や含水状態による影響を低減した正規化画像の作成を行うことが目的である。表面粗度または含水比を変化させた土壌の分光反射測定を行い、土壌の表面粗度や含水状態による影響を低減する分光反射特性の正規化手法の検討を行った。デジタルカメラ画像や衛星画像への正規化手法の応用を考え、可視域のみと可視域＋近赤外域の場合の波長域での正規化手法を検討した。デジタルカメラ画像を用いた正規化画像の作成では、分光反射測定時と同じように表面粗度または含水比を変化させた土壌の撮影画像を用いて、正規化画像を作成し、土壌表面や含水状態による影響を低減できるか検討を行った。次に、衛星画像の解析では腐植が同じような圃場に注目し、元画像では圃場の含水状態等の影響で違ったように見えているが、正規化画像を作成することで含水状態等の影響を低減し、腐植が同じような圃場を判読できるか検討を行った。
正規化手法を用いることにより、土壌の表面粗度または含水比変化による分光反射特性の影響を低減することができた。また正規化手法を応用し、正規化画像を作成することにより、画像上でも表面粗度および含水比変化による影響を低減することができた。正規化手法を用いることによって、腐植の低い土壌と高い土壌を判別できる可能性が示唆された。

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