水稲株位置抽出(移植版)

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水稲株位置の抽出は以前にも紹介しました。以前紹介した方法は、苗がある程度生長した(草丈35cm程度)状態の空撮画像から水稲株の位置を抽出するので、「移植」だけではなく「直播」にも対応できました。今回は、移植に特化した水稲株位置の抽出方法を紹介していきます。

まず、重要なのは田植機の株間の設定が何cmなのか知る必要があります。株間は田植機で設定できます。私のところでは、2016年から株間設定を21cmとしています。ちなみに、条間(苗を植えつけた列の幅)は固定されて30cmとなっていますが、北海道では33cmとなっているそうです。

 

今回試した解析方法

1)苗と水面がはっきり区別できる近赤外オルソ画像を用意します。
今回は、2020年6月21日(移植から30日)にP4Mで空撮した画像を使用してみました。

近赤外オルソ画像(上空50mからP4Mで撮影)

 

2)撮影した近赤外オルソ画像をQGISで表示し、基本となる条(列)をラインでトレースしていきます。
トレースするラインは、5条植えの場合は真ん中、4条植えなら端の条でもいいかもしれません。なお、スタート地点とゴール地点は位置抽出に重要な地点になるので、慎重にトレースしてください。

5条植え田植機のため、真ん中の条をトレース(紫線)

 

3)基本となるラインを全てトレースしたら、今度は30cmごとのバッファでラインを複製します。試験サイト(37m×88m(32a))では、全部で132条(枕地10条含む)となりました。

基本トレースラインから30cmのバッファラインを生成

 

4)圃場全体にトーレスされた条から、次は田植機の設定した株間でポイントを生成していきます。QGISの「QChainage」というプラグインが便利です。このプラグインは、ラインから等間隔にポイント生成してくれます。試験サイトの全132条のラインから21cmごとにポイントを生成します。

「QChainage」で21cmの等間隔にポイントを生成

 

5)所々に欠株があるので、そのようなポイントは取り除いていきます。出来たポイントと近赤外オルソ画像を重ね合わせ、その場所のDN値を取得していきます。この時、水面に近いDN値のポイントは一斉に削除します。その結果、苗がある株だけを抽出することができます。

水稲株のみを抽出した結果

 

2020年における試験サイトに植えた苗は全体で50,206株になりますが、実際は欠株もあり48,621株となりました。試験サイト全体の欠株率は3.2%となります。今回は育苗箱に蒔く種籾の量が少なかったのが要因かもしれません。次年度への反省点です。

これらの水稲株にはユニークIDを割り当てていますので、株単位で管理することもできます(実際に運用するとなると作業時間が増えてしまいますが・・・)。

P4Mで空撮を実施しましたが、ドローンとカメラの一体型は操縦なども含めて、全ての面において楽でした。空撮画像もピンぼけがなく、水稲株の位置抽出にも問題ありませんでした。

 


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