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自然環境調査におけるUAVの利用例

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平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」での発表資料です。

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自然環境調査におけるUAVの利用例

  1. 1. 自然環境調査における UAVの利用例 1 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」 バーズアイ・リサーチ研究会 ・(株)エコリス(水谷 貴行) ・(株)環境アセスメントセンター ・(株)スカイトラック ・(株)地域環境計画
  2. 2. UAVの利用例:輸送 2 http://www.amazon.com/b?node=8037720011 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」
  3. 3. UAVの利用例:農業 3 http://www.dji.com/jp/product/mg-1 農薬・肥料散布 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」
  4. 4. UAVの利用例:設備点検 4 http://www.dji.com/product/zenmuse-xt 熱赤外線カメラをUAVに搭載 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」
  5. 5. 自然環境調査で どのように利用できるか? 5 ※小型民生機(Phantom3)の利用を想定しています。 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」
  6. 6. 6 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」 自然環境の撮影・記録 地形・植生のモニタリング 動物の観察・カウント キャリブレーション
  7. 7. 7 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」 自然環境の撮影・記録 地形・植生のモニタリング 動物の観察・カウント キャリブレーション
  8. 8. 自然環境の撮影・記録 8 動画や画像を撮影して現状を把握、記録する 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」
  9. 9. 井土浦の例 9 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」 地理院地図を利用して作成
  10. 10. 11 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」 井土浦の様子(動画) 撮影:2016.3.4 https://www.youtube.com/watch?v=PZ3qPBw4CGA&feature=youtu.be
  11. 11. パノラマ画像(井土浦上空60m) 12 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」 地理院地図を利用して作成 ④ ⑤ ⑥ ※井土浦は仙台空港の円錐表面に重なる地域で 飛行高度に制限があるので注意! 北南東 東西 https://photosynth.net/view.aspx?cid=95b1b77a-f731-4f3f-bd05-168c40657eb8 Photosynth
  12. 12. 空撮画像による現状把握 13 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」 地理院地図を利用して作成 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
  13. 13. 14 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」 ①:井土浦川河口には、「平成27年9月関東・東北豪雨」により流れ着いた 木材、発泡スチロール、プラスチック、植物枯死体、タイヤホイール等が見 られました。かなり詳細な写真が撮影できるため、人が立ち入ることの難し い場所や災害等に、強力な力になることが分ります。 井土浦(画像による現状把握) 引用:「ドローン(UAV)による空撮の有効性と自然環境分野での今後の課題について」中武禎典((株)地域環境計画)、生物技 術者連絡会ニューズレター No68
  14. 14. 15 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」 ②:東日本大震災後、井土浦川の仮堤防として、設置されていた大型土嚢が 「関東・東北豪雨」により、破壊されています。また、土嚢の位置、ヨシの 倒伏の方向等から水の流れも予想できます。 井土浦(画像による現状把握) 引用:「ドローン(UAV)による空撮の有効性と自然環境分野での今後の課題について」中武禎典((株)地域環境計画)、生物技 術者連絡会ニューズレター No68 倒伏 倒伏
  15. 15. 16 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」 ③:東日本大震災の津波により、流出は免れたが、倒伏・枯死したクロマツ です。津波の破壊力、その力の方向が想像できます。 井土浦(画像による現状把握) 引用:「ドローン(UAV)による空撮の有効性と自然環境分野での今後の課題について」中武禎典((株)地域環境計画)、生物技 術者連絡会ニューズレター No68
  16. 16. 17 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」 ④:最干潮時に撮影したため、澪筋(みおすじ)がはっきり見えます。ベント ス等の調査地点の設定等のほか、何らかの改変が予定さている場合、事前に 排水等の機能の解析に有効だと思われます。 井土浦(画像による現状把握) 引用:「ドローン(UAV)による空撮の有効性と自然環境分野での今後の課題について」中武禎典((株)地域環境計画)、生物技 術者連絡会ニューズレター No68
  17. 17. 18 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」 ⑤:津波によるコンクリート護岸の破壊状況が分ります。緊急を要する復興 工事などには、優先順位を早く把握するのに有効だと考えられます。 井土浦(画像による現状把握) 引用:「ドローン(UAV)による空撮の有効性と自然環境分野での今後の課題について」中武禎典((株)地域環境計画)、生物技 術者連絡会ニューズレター No68
  18. 18. 19 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」 ⑥:撮影高度が低く、解像度が高いため、写真判読に必要な「形状と 大きさ」、「色調」、「模様」、「きめ」が詳細で、植生の境界が明確 に分ります。 A:低木群落(ハリエンジュ) B:ヨシ群落 C:セイタカアワダチソウ群落 井土浦(画像による現状把握) 引用:「ドローン(UAV)による空撮の有効性と自然環境分野での今後の課題について」中武禎典((株)地域環境計画)、生物技 術者連絡会ニューズレター No68
  19. 19. 20 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」 自然環境の撮影・記録 地形・植生のモニタリング 動物の観察・カウント キャリブレーション
  20. 20. モニタリング 21 過去 現在 定期的に同じ場所を撮影し変化を把握する 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」
  21. 21. 22 デモ http://map.ecoris.info/gamou.html 空中写真を地図タイル(google mapsのような形式)に変換して表示 複数時期のUAVで撮影した空中写真を比較 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」 http://map.ecoris.info/gamou2.html 蒲生干潟の例
  22. 22. 撮影方法 23 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」 撮影ルートをあらかじめ設定しておき 自動操縦アプリで撮影→常に同じ場所で撮影可能
  23. 23. 撮影画像の処理 24 写真 写真 写真 PhotoScanやOpenDroneMapなどを利用して画 像を合成&地図化 合成&地図化 PhotoScan 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」
  24. 24. 参考までに… 撮影&処理にかかる時間 25 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」 • 自動操縦アプリ(Litchi)を利用 • バッテリー1本で約15〜20分 • 5本で約100ha(1km×1km) ※地理、気象条件、撮影高度による • PhotoScanを利用 • 100haで約160枚 • 100haの地図化に約10〜24時間 ※マシンスペック、精度による 撮影 処理
  25. 25. 26 UAVでのモニタリングの利点 2010年 2016年2011年 1月 2月 3月 google earthのスパン UAVなら 任意のタイミングで撮影できる! 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」
  26. 26. 画像処理の副産物として… DEMデータから3Dモデルの作成も可能 27 3Dモデルの作成 3Dプリンタで造形 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」
  27. 27. 28 http://www.ecoris.co.jp/introduction/drone/kuru megi3d/kurumegi3d.html DEMデータをQGISのプラグイン(Qgis2three2s)で3Dモデル化 3Dモデル 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」 デモ
  28. 28. 29 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」 自然環境の撮影・記録 地形・植生のモニタリング 動物の観察・カウント キャリブレーション
  29. 29. 動物の観察・カウント 30 サギの例 ガンの例 野外では観察しにくい動物を上空からの画像で正確に把握 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」
  30. 30. サギのコロニーの例(動画) 31 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」
  31. 31. チュウヒの探索 32 人が近づけない湿地帯の中の営巣地を確認(実施予定 ) チュウヒの巣湿地帯
  32. 32. 33 ノウサギの個体数推定 INTGEP法への応用(検討中) 撮影した画像上に コドラートを設置して 足跡の本数をカウント
  33. 33. 動物への影響 34 衝突の危険性 回避行動の有無 警戒・逃避 調査圧とならないように注意が必要! 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」
  34. 34. 動物への影響(動画) 35 マガン逃避の様子(悪い例 ) 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」
  35. 35. 動物に対する情報の蓄積が重要! 36 マガンとUAVに関する情報の例 地上にいるガンに警戒されずカウントできる距離 の目安は、上空100m前後と思われる。 UAVを警戒し、飛び立った群れは、戻ってきても 、一度目よりも敏感に警戒する様子が見られる。 など 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」
  36. 36. 飛行音の計測 37 協力:(一財)山形県理化学分析センター UAVの音が環境や動物にどのような影響を与えるか? 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」
  37. 37. 騒音計測結果 38 飛行音の簡易伝搬予測図(dB) 飛行音の簡易伝搬予測図(垂直方向100mでホバリング) 垂直2m 垂直10m 垂直30m 垂直60m 垂直100m 垂直150m 暗騒音 LA95 78.0 56.4 51.6 46.8 41.0 38.2 31.1 水平1m 水平10m 垂直20m 垂直30m 垂直60m 暗騒音 LA95 72.7 54.8 46.9 43.3 38.6 31.1 飛行高度、位置の違いによる騒音レベルの変化(dB) 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」 50dB 60m
  38. 38. 騒音計測結果 39 騒音の目安(地方都市・山村部用) (出典「全国環境研協議会 騒音小委員会」、環境省ホームページ) 60m以上離れると 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」
  39. 39. 騒音計測結果 40 •低周波音圧レベル、周波数特性、動 物の可聴域との比較についても検証 ※あくまで今回の調査条件による結果なので取り扱い注意! http://www.ecoris.co.jp/introduction/drone.html 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」 •報告書はこちらからダウンロードできます。
  40. 40. 41 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」 自然環境の撮影・記録 地形・植生のモニタリング 動物の観察・カウント キャリブレーション
  41. 41. キャリブレーション 42 正確な運行をするための 飛行前のセンサーの補正 回転 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」 UAVのキャリブレーションの様子
  42. 42. 43 センサーの補正は UAVだけじゃなく調査員にも 必要なのでは!? 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」 鳥の調査状況 飛翔軌跡、飛翔高度などを記録する
  43. 43. 調査員のセンサー補正 44 飛行するUAVを見て調査員が高度を目測&記録 →実際の値とのズレを確認 地点1 地点8 地点10 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」 飛行軌跡 飛行高度 検査地点 地点8 地点1地点10
  44. 44. 検査結果 45 UAVでキャリブレーションして、 調査精度を改善!... 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」 実際の高度 調査員の目測値 被験者9名
  45. 45. 46 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」 自然環境の撮影・記録 地形・植生のモニタリング 動物の観察・カウント キャリブレーション
  46. 46. まとめ 47 自分のフィールドの映像が簡単に撮影・記録できます! 動植物(+人間)に対する新しい調査手法が可能になりま す! 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」 UAVを調査に利用すれば… さらに… 撮影データをアーカイブ&公開しておけば、 後々、生態学的な資料として新し価値を生むかもしれません!
  47. 47. バーズアイ・リサーチ研究会 48 ~自然環境分野におけるドローンの 安全な運用と飛行技術の習熟のために~ 2015年10月、当社を含めた共同実施会社 4社は『バーズアイ・リサーチ研究会』を 発足し、活動を開始しました。 本研究会は、安全な飛行技術とそのため の運用体制の確立、操縦技能の認定、ドロ ーン活用技術の開発や普及の推進など、信 頼性の高いドローンの利用をめざした活動 を行っております。 ---------------------------------------------- バーズアイ・リサーチ研究会 共同実施会社(50音順) ・株式会社エコリス ・株式会社環境アセスメントセンター ・株式会社スカイトラック ・株式会社地域環境計画 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」
  48. 48. 49 活動内容 • 運行規定の作成 • 飛行記録の管理 • 保険内容等の情報交換 • 飛行訓練 • 実地研修 • 調査手法の検討 安全な飛行技術と運用体制の確立 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」
  49. 49. 50 自然環境分野における UAVの活用に関するご相談を 承っております。 お近くのバーズアイリサーチ研究会 参加企業に 直接お問い合わせください! チラシを用意しましたのでご自由にお持ち帰り下さい。 平成28年3月 日本生態学会 仙台大会 自由集会「かしこく使おうUAV&空撮画像技術」 [PR]

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