水稲群落の植被率連続計測システム

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要約

直上から撮影した水稲群落の投影面積の撮影面積に占める割合(植被率)を、稲の位置情報を付加しながら連続的に測定するシステムである。本システムは、局所栽培管理のための生育情報収集手段として利用できる。

担当:北陸農業試験場・総合研究部・総合研究第1チーム、水田利用部・作業技術研究室
連絡先:0255-26-3218
部会名:営農・作業技術
専門:機械
対象:稲類
分類:研究

背景・ねらい

水稲の生育量を知るために、現状では、草丈、茎数等を圃場内で人力調査したり、抜き取り調査により乾物重や葉面積指数等を求める方法が採られているが、低能率であるため測定点数は限られる。また、抜き取り調査の場合は、同一個体の追跡調査ができない欠点もある。そこで、先に開発した圃場面画像マッピングシステム(平成11年度成果情報)を利用して植被率を測定する手法を開発し、高能率で非接触の生育量測定技術の確立を図る。

成果の内容・特徴

本システムは、生育過程における水稲を直上から移動撮影(図1)してマップ化し、画像解析により植被率を一括計測するシステムである。画像及びGPSからの位置情報の入出力制御、並びに画像のマップ化は、先に開発した圃場面画像マッピングシステム(平成11年度成果情報)を用いる。
視覚センサとして、植物体の抽出に適している近赤外波長のバンドパスフィルタを装着したモノクロビデオカメラを用いる。カメラ一台の検出範囲は凡そ2.5×2.2mである(図1)。
撮影終了後、画像情報データベースが作成され、原画像は位置情報に基づきマップ化される。さらに、原画像上に測定領域を設定すると領域内の稲体が抽出され(図2)、稲体面積(投影面積)の測定面積に占める割合(植被率)が自動計測される。図3は、長辺200mの圃場を、本システムにより2m間隔で撮影し植被率を求めた結果例であり、植被率の圃場内のバラツキを知ることができる。
植被率は、光合成の量的尺度を示す葉面積指数等と高い相関をもつので(図4)、本システムにより生育状態の評価や生育予測が面的に可能となる。