「いいものつくろう」

航空レーザ計測の毎木情報を活用した

森林GISによる業務支援

アジア航測株式会社

航空レーザー計測やIoTを活用した林業改革

「いいものつくろう」

• 航空レーザ計測の原理

1

2

GPS IMU

レーザー測距装置

対象物までの距離＋

発射方向

レーザーパルス一発ごとに標高と地理座標を算出

航空機の位置 航空機の姿勢

航空レーザ計測の方法

レーザパルス中の計測対象

ファーストパルス

ラストパルス

中間パルス

（セカンド、サード）

樹木A

樹木A

樹木B、C 地盤

レーザーパルス強

度

発

地盤

B

C

20cm

0.2mrad 広がりながら進む1,000m先では20cmの円

1,0

00m

樹冠表層面の高さ情報だけでなく、林内の情報も取得

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航空レーザ計測とは、航空機に搭載したレーザ測距装置を使用して地表を水平方向の座標(x,y)、高さ(z)の三次元で計測する方法です。

森林域での航空レーザ計測の原理

航空レーザー計測やIoTを活用した林業改革

「いいものつくろう」レーザ計測の取得データ

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• Lastパルスのデータを用いて地盤データを作成する（要フィルタリング）

1stパルス中間（2nd、3rd）パルスLastパルス

10m

10m

単層林：中間パルス少 複層林：中間パルス多

航空レーザー計測やIoTを活用した林業改革

「いいものつくろう」GISデータの整備• 樹木位置、樹高、DBH、材積、樹冠長率、形状比などが単木レベルで把握可能

• 全ての単木情報をGISで管理

• 小班などで集計し、立木密度、合計本数、平均樹高、平均DBH、材積(ha）、合計材積、形状比、収量比数、相対幹距比など森林管理情報をGISデータとして整備

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航空レーザー計測やIoTを活用した林業改革

「いいものつくろう」

• 航空レーザ計測による森林資源解析

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航空レーザー計測やIoTを活用した林業改革

「いいものつくろう」赤色立体地図の例

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谷（暗い）尾根（明るい）

林道

治山施設

既存作業道

航空レーザー計測やIoTを活用した林業改革

「いいものつくろう」レーザ林相図の特徴

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オルソ画像 樹冠高データ（DCSM－DTM）樹冠形状画像レーザーパルスの反射強度画像レーザ林相図

スギ林

ヒノキ林

スギ林

ヒノキ林

航空レーザー計測やIoTを活用した林業改革

「いいものつくろう」新しい森林調査・管理方法• 航空レーザ解析による全数調査（毎木調査）

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航空レーザー計測やIoTを活用した林業改革

「いいものつくろう」胸高直径の推定

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樹冠ポリゴンの作成

樹冠の大きさ、樹高

樹冠長率など変数算出

現地調査で得られた胸高直径

重回帰分析

単木ごとの胸高直径の算出

樹頂点と樹冠形状指数画像を用いてWater-shed法により樹冠ポリゴンを作成

• 樹冠の大きさと現地調査の胸高直径との相関を利用

• 複数の重回帰式を検討

• 単木レベルで胸高直径を推定

回帰式3

32

21

1βββα XXXDBH =

航空レーザー計測やIoTを活用した林業改革

「いいものつくろう」レーザ解析の精度～現地との比較～

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0

20

40

60

80

100

120

140

0 20 40 60 80 100 120

現地

調査

樹木

本数

レーザ解析樹木本数

0

10

20

30

40

50

0 10 20 30 40 50

現地

調査

樹高

（m）

レーザ解析樹高（m）

0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50 60

現地調査胸高直径（

cm）

レーザ解析胸高直径（cm）

0

1

2

3

4

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

現地調査平均単木材積（

m3 ）

レーザ解析平均単木材積（m3）

本数 樹高

DBH 単木材積

平均誤差は5～15%程度

航空レーザー計測やIoTを活用した林業改革

「いいものつくろう」

• ALANDIS NEO FORESTとForest Trackを用いた業務支援

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航空レーザー計測やIoTを活用した林業改革

「いいものつくろう」森林GISとタブレットアプリの活用

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航空レーザー計測やIoTを活用した林業改革

「いいものつくろう」ALANDIS NEO FORESTの機能• 情報の閲覧、検索、出力機能• 森林計画機能（ゾーニング、団地設定、林業機械選定）

• 施業計画機能（路網設計、架線設計、収益計算、提案書作成）

• 施業履歴管理機能（周囲測量、施業記録、届出記録）

• タブレット連携機能

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航空レーザー計測やIoTを活用した林業改革

「いいものつくろう」大径木の効率的な検索• 樹高40m、DBH60cm以上の樹木を瞬時に検索

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検索条件を入力

対象木の情報を表示

約60万本の中から959本の大径木を数秒で抽出

航空レーザー計測やIoTを活用した林業改革

「いいものつくろう」要間伐林の検索• レーザ解析の収量比数で要間伐林を抽出

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航空レーザー計測やIoTを活用した林業改革

「いいものつくろう」ゾーニング機能

• 小班などの属性を点数化し、木材生産機能の高い林分を評価

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航空レーザー計測やIoTを活用した林業改革

「いいものつくろう」団地設定機能

• ゾーニング結果から団地を設定18

航空レーザー計測やIoTを活用した林業改革

「いいものつくろう」傾斜による適地抽出

• 団地内の一定面積以上の緩斜面を抽出可能19

航空レーザー計測やIoTを活用した林業改革

「いいものつくろう」作業道設計機能

• 縦横断図作成、延長・土量から工事概算をPCで効率的に実施（詳細設計は要現地調査）

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航空レーザー計測やIoTを活用した林業改革

「いいものつくろう」間伐施業範囲の森林情報把握

• 路網と単木情報を併せた施業評価が可能• 架線や緩斜面での施業評価も可能

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航空レーザー計測やIoTを活用した林業改革

「いいものつくろう」素材生産量の推定

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0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

相対幹曲線（スギ、DBH基準）

※末口二乗法により材積を算出

伐区ごとに採材量を集計相対長

相対直径

DBH例：樹高20m、DBH34cm（皮内直径32cm）

の丸太の場合

相対長：樹頂部の高さ(＝樹高H)を0、地際を1として任意の断面高（h）を相対的に示した値（1-h/H)

相対直径：胸高直径(DBH)に対する任意の地上高の直径(di)の比（di/DBH)

y=2.07178x-2.00867x2+0.97887x3

相対幹曲線式を用いて出材量を推定

元玉 二番玉 三番玉 末玉材長 4m 3m 3m 3m

末口径(cm)

26 24 20 16

材積※

(m3)0.27 0.17 0.12 0.07

H=20m

h=4.2m

断面高4.2m部の相対長1 – 4.2m/20m＝0.79

4m 3m 2ｍ16 0 20 018 0 65 020 5 54 1422 11 48 1324 16 28 2126 20 16 1628 13 7 030 8 4 532 7 2 634 4 1 336 3 0 038 2 0 140 1 0 142 1 0 044 2 0 0

93 245 80合計 418

材　長丸太本数(本）

末口径(cm)

小計

4m 3m 2ｍ16 0.00 1.54 0.0018 0.00 6.32 0.0020 0.80 6.48 1.1222 2.13 6.97 1.2624 3.69 4.84 2.4226 5.41 3.24 2.1628 4.08 1.65 0.0030 2.88 1.08 0.9032 2.87 0.61 1.2334 1.85 0.35 0.6936 1.56 0.00 0.0038 1.16 0.00 0.2940 0.64 0.00 0.3242 0.71 0.00 0.0044 1.55 0.00 0.00

29.30 33.07 10.39合計 72.77

材積(m3)

材　長

末口径(cm)

小計

1.2m

DBH:32cm

D4.2：27.7cm（2cm括約で26cm)

断面高4.2m部の直径32cm×0.866＝27.7

4.2m

断面高4.2m部の相対直径0.866

根株0.2m