研究者業績

加藤 顕

カトウ アキラ  (Akira Kato)

基本情報

所属
千葉大学 大学院園芸学研究院先端園芸工学講座 准教授
(兼任)環境リモートセンシング研究センター 兼務教員
学位
Ph.D.(2008年12月 University of Washington)

J-GLOBAL ID
201801008688691884
researchmap会員ID
B000309273

Dr. Akira Kato received Ph.D. at University of Washington, Seattle, USA. His specialty is forest remote sensing, especially LiDAR (Light Detection and Ranging). There are three main research topics, the reconstruction of tree crown structure from high resolution LiDAR data using computer graphic technique, quantification of the woody biomass using terrestrial laser, and monitoring forest disaster (forest fire) using Google Earth Engine. A portable terrestrial laser scanner has been developed and used to take 3D data of any type of forest (from tropical to boreal forest) in the world to automate field survey as field validation of satellite remote sensing. He received teaching awards, the best teaching award from College of Forest Resources, University of Washington and best teaching surveying and GIS award from ASPRS (American Society of Photogrammetry and Remote Sensing).

論文

 55
  • Akira KATO, Tomoe MIURA, Masuto EBINA, Yuichi HAYAKAWA
    Journal of the Japanese Society of Revegetation Technology 47(1) 93-98 2021年8月31日  
  • 矢作 岳, 加藤 顕, 加藤友規, 三谷 徹
    ランドスケープ研究 5(InPress) 2021年2月  査読有り
  • Andrew T Hudak, Akira Kato, Benjamin C Bright, E Louise Loudermilk, Christie Hawley, Joseph C Restaino, Roger D Ottmar, Gabriel A Prata, Carlos Cabo, Susan J Prichard, Eric M Rowell, David R Weise
    Forest Science 66(4) 428-442 2020年8月  査読有り
    <title>Abstract</title> Methods to accurately estimate spatially explicit fuel consumption are needed because consumption relates directly to fire behavior, effects, and smoke emissions. Our objective was to quantify sparkleberry (Vaccinium arboretum Marshall) shrub fuels before and after six experimental prescribed fires at Fort Jackson in South Carolina. We used a novel approach to characterize shrubs non-destructively from three-dimensional (3D) point cloud data collected with a terrestrial laser scanner. The point cloud data were reduced to 0.001 m–3 voxels that were either occupied to indicate fuel presence or empty to indicate fuel absence. The density of occupied voxels was related significantly by a logarithmic function to 3D fuel bulk density samples that were destructively harvested (adjusted R2 = .32, P &amp;lt; .0001). Based on our findings, a survey-grade Global Navigation Satellite System may be necessary to accurately associate 3D point cloud data to 3D fuel bulk density measurements destructively collected in small (submeter) shrub plots. A recommendation for future research is to accurately geolocate and quantify the occupied volume of entire shrubs as 3D objects that can be used to train models to map shrub fuel bulk density from point cloud data binned to occupied 3D voxels.
  • Akira Kato, David Thau, Andrew T. Hudak, Garrett W. Meigs, L. Monika Moskal
    Remote Sensing of Environment 237 111525-111525 2020年2月  筆頭著者責任著者
  • 黒宮 健佑, 中浦 樹生, 加藤 顕, 髙橋 輝昌, 小林 達明
    日本森林学会大会発表データベース 131 176-176 2020年  
    <p>2019年9月9日早朝に千葉県に上陸した台風15号により、千葉県内では最大風速50mをこえる猛烈な風が吹き、その影響から93万戸以上で停電が起き、長い所では2週間以上停電が継続したことで、市民生活や産業は多大な被害を受けた。その原因の一つとして、倒木によって電柱・電線の損壊が助長されたとする意見があり、その因果関係について検討した。昨年と今年のLandsat8データより算出した正規化植生指数の差分から推定した風倒害の分布は電柱損壊状況の分布と概ね一致し、台風の経路の右側の地域に多く位置していた。電柱の損壊が見られた区域における正規化植生指数の差分は、各種木本群落の大部分が負の値をとり、平均値も負に大きく、森林被害が大きい場所で電柱も損壊していたことを示した。また、GISの解析結果より、全植生面積あたりの電柱の被害密度は、台地上のスギ・ヒノキ植林地にて著しく大きい結果となり、サンブスギ造林地の風害に対する脆弱性が示唆された。発表では、風速分布との関係や停電状況との関係、樹木の倒伏原因の検討結果についても報告予定である。</p>

MISC

 33
  • 小林 達明, 高橋 里奈, 神原 謙太, 加藤 顕, 高橋 輝昌, 福島 成樹
    日本緑化工学会誌 47(1) 105-110 2021年8月  
  • 加藤 顕, 龍原 哲
    日本森林学会大会発表データベース 131 108 2020年5月25日  
    最新データで森林計画を効率良く行うために無人航空機(ドローン)を導入し、3次元データの取得が急速に進んでいる。森林の3次元データ取得が進んでもデータが蓄積するだけで、データの解析は十分に行われていない。本研究では、Google Earth EngineやArcGIS onlineをベースとした無料ウェブ解析ツールを開発した。ドローンで得られる3次元データは主に森林の表面形状(DSM)だけであり、樹木計測に必要な地盤高データ(DTM)が必要である。DTMの作成には無償公開している国土地理院の航空機データを利用して作成し、ドローンで得られるDSMのデータの差分から材積を推定するツールを作成した。その結果を利用し、ドローンデータだけから材積推定できるモデルを作成し、大面積林地を詳細に材積推定できる。3次元データを解析するツールを無料で提供することで、全国でデータ整備が進んでいない大規模林地の材積(現存量)を無料で推定できる。データ整備が遅れている地域で、ドローンによる3次元データを取得するだけで本研究の解析ツールにより材積を推定できる方法を紹介する。
  • Kato A, Wakabayashi, H, Osawa, A, Watanabe, M, Moskal L.M, Hudak, A
    Proceedings of ForestSAT 2018 65-66 2018年11月  
  • 岩田英治, 陶山健一郎, 新屋智崇, 南藤和也, 河岡明義, 澁澤 栄, 小平正和, 加藤 顕, 小花和宏之
    クリーンエネルギー 27(6) 5-10 2018年6月  
  • 加藤 顕
    環境省研究総合推進費終了報告書 2018年3月  
  • 渡邉 学, 加藤 顕, 若林 裕之, 島田 政信
    第 65回 (平成 30年度秋季) リモートセンシング学会講演論文集 239-240 2018年  
  • 井上華央, 柴田英昭, 吉田俊也, 中路達郎, 小花和宏之, 小花和宏之, 加藤顕
    日本森林学会大会学術講演集 128th 115 2017年3月26日  
  • 小林達明, 加藤顕, 中村忠昌
    ランドスケープ研究 80(3) 228‐229 2016年10月31日  
  • 田村太壱, 加藤顕, 市橋新, 常松展充
    日本森林学会大会学術講演集 127th 205-67 2016年3月27日  
    東京都は緑の量の維持管理に加え、生態系の評価を行うなど、「緑の質」を向上する新たな行政施策を検討している。森林構造の把握は森林域での生物多様性を評価する上で重要である。多様性と関係している階層区分、植被率はこれまで主に目視によって調査が行われてきたが、人による測定は誤差が生じやすいため、データの客観性には限界があった。本研究では、地上レーザーによる3次元データを用いることで、森林の階層構造を客観的かつ正確に評価する手法の確立を目的としている。東京都立野山北・六道山公園及び千葉県山武市日向の森において樹種や立木密度、階層構造が異なる調査区を設け、地上レーザーによる3次元データを取得した。また、デジタルカメラを搭載したUAVからの空撮を行い、写真測量の技術であるSfMを用いて空撮画像からも3次元データを取得した。取得した3次元点群データはボクセル法を用い、箱状のデータに変換した。その垂直分布から階層構造を評価し、水平での占有面積から植被率を評価した。その結果、階層構造と植被率共に3次元データを用いることで、高い精度で把握することができた。
  • 日本製紙株式会社
    NEDO成果報告書 2016年3月  
  • 小花和宏之, 早川裕弌, 加藤 顕
    東京大学空間情報科学研究センターディスカッションペーパー 137 24-27 2015年3月  
  • 加藤 顕
    現代林業 3(585) 14-24 2015年3月  招待有り
  • 加藤 顕
    環境省研究総合推進費終了報告書 2015年3月  
  • 加藤顕, 小花和宏之, 早川裕弌, 梶原康司, 本多嘉明
    日本写真測量学会学術講演会発表論文集 2015 2015年  
  • 加藤 顕, 小花和 宏之, 早川 裕弌
    日本森林学会大会発表データベース 126 2015年  
    [目的] REDD+等の環境政策で、正確な現地調査データを得ることは難しい。現地作業員の計測技術のレベルにより計測誤差が生じ、信頼できるデータとして扱えないことがある。より正確な樹木データを得るために、可搬性が高い地上レーザースキャナーと、無人飛行機(UAV)を導入し、3次元データを取得する。さらに、得られた3次元データから正確な樹木計測ができる手法を確立する。[方法] 本研究で使用したUAVはPhantom 2(DJI社製)であり、UAVにカメラとGPSを搭載し、空撮を行った。写真画像だけから3次元データを作成できるStructure from Motion (SfM)の技術を用い、空撮画像から3次元データを取得した。同じ場所で地上レーザーによる3次元データも取得し、2つのデータを融合した。[結果] 融合した3次元データから、胸高直径の計測誤差を2 cm以内、樹高計測の誤差を50cm以内で計測できた。UAVによる3次元データは、航空機レーザーよりもデータ量が多く、地上レーザーよりはデータ量が少ないことがわかった。本研究によって世界どこでも3次元データを入手し、正確な樹木計測ができるようになった。
  • 加藤 顕
    森林技術 867(867) 24-27 2014年6月  招待有り
  • 加藤顕, 阿部葉月, 安藤祐樹, 吉田俊也
    ランドスケープ研究 78(1) 54-55 2014年4月25日  査読有り
  • 阿部葉月, 加藤顕, 吉田俊也, 園田陽一, 林典子
    日本森林学会大会学術講演集(CD-ROM) 125th 2014年  
  • 加藤 顕, 大萱 直花, 笹川 裕史, 小林 達明
    日本森林学会大会発表データベース 125 2014年  
    [目的] 地上レーザーの利用により森林簿に必要な樹高、胸高直径、材積, 曲がり等を直接計測できるようになった。しかし、センサーの種類によっては広範囲に取得できるものから立木1本を詳細に計測するものまで、データ収集能力に大きな差がある。本研究は、近年利用可能な代表的なセンサーすべて用い、取得されたデータを比較し、各センサーの特徴と樹木計測における有効照射距離を把握することを目的とする。[手法] 主な樹木計測項目は、樹高、胸高直径、幹体積とし、同じ林分を対象に計測したデータを用いて精度比較を行った。解析には点群から自動で樹木計測が行えるアルゴリズムを開発し、共通の手法を用いることで客観的評価を行った。[結果] センサーの計測距離、mrad(レーザービーム径)を基準にセンサーを3つのグループに大別し、精度を比較した。長距離小ビーム径型は60mまで、中距離小ビーム径型は30mまで、短距離大ビーム径型は10mまでが樹木計測における有効照射範囲となった。本研究で得られた有効照射範囲を基準に、実利用におけるセンサー設置間隔を決定するための基礎的知見としたい。本研究は環境省研究総合推進費[2RF-1301]の助成を受け実施した。
  • 小林 達明, 高橋 輝昌, 加藤 顕
    日本緑化工学会誌 = Journal of the Japanese Society of Revegetation Technology 38(3) 387-387 2013年2月28日  
  • 加藤 顕
    ESRIジャパン事例集 2013年2月  
  • 加藤 顕
    研究報告書 フジクラ財団 [編] 12p 2013年  
  • 加藤 顕, 石井 弘明, 梅木 清, 大澤 晃, 吉田 俊也, 小林 達明
    日本森林学会大会発表データベース 124 349-349 2013年  
    レーザーリモートセンシング技術の発展により、これまで不可能であった樹木構造把握が可能となってきた。本研究では地上レーザーを用いて詳細に樹木構造データを取得し、3次元点群データから樹木の幹枝を分類し、各構造を測定した。樹木構造の把握は、コンピュータグラフィックの技術を用いて、レーザー点群に対し内挿する表面を作成した。地上レーザー計測を北海道から滋賀まで様々な樹種を対象に行い、得られたデータを解析し、現地調査したデータと比較した。現地調査は伐倒やロープ登攀によって取得した。研究結果は、胸高直径はどの樹種に対しても3cm以内の誤差で測定可能であり、樹高は地上からのレーザー照射にも関わらず、50cm以内の誤差で測定できた。地上レーザーは航空機レーザーによるデータ取得と視点が異なるため、今後効率の良いサンプル手法が必要である。また枝葉構造の把握も可能であるが、レーザー照射可能距離がセンサーによって異なることから、樹木測定に有効な照射範囲を今後考慮する必要があることがわかった。
  • 小林達明, 長谷川いずみ, 野原麻由実, 加藤顕, 本條毅, 岡田悠, 山下俊男
    応用生態工学会研究発表会講演集 2012 245 2012年9月8日  
  • 加藤 顕
    日本経済新聞 千葉県地方経済面 2011年8月  
  • ユーイングカーン, 加藤 顕, 小林達明
    日本緑化工学会誌 36(3) 394-397 2011年4月  
  • 加藤 顕
    環境省研究総合推進費終了報告書 2011年3月  
  • 根本 光, 加藤 顕, 小林 達明
    日本森林学会大会発表データベース 122 179-179 2011年  
  • 加藤 顕, 小林 達明
    日本森林学会大会発表データベース 122 288-288 2011年  
  • 小林 達明, 野原 麻由実, 加藤 顕, 本條 毅
    日本森林学会大会発表データベース 123 D02-D02 2011年  
  • 加藤 顕, 小林 達明, 根本 光, 中村 裕幸
    日本森林学会大会発表データベース 121 48-48 2010年  

書籍等出版物

 3

講演・口頭発表等

 125

担当経験のある科目(授業)

 13

共同研究・競争的資金等の研究課題

 46