Research Abstracts on Spatial Information Science CSIS DAYS 2017 - 8 - A03 UAV-SfM 手法を用いた海岸砂丘植生と地形の関係性の解明 中田 康隆 1 , 小口 高 2 , 早川 裕弌 2 1 東京大学大学院 新領域創成科学研究科, 2 東京大学 空間情報科学研究センター 連絡先: < [email protected] > (1) 動 機 ： 日本の海岸砂丘には，かつて砂の動的な挙 動が多様な地形を形成し，それに対応した植生が 成立することで，多様性の高い生態系が存在して いた．しかし，都市化・護岸工事・砂防林造成等の 各種開発により，縮小・消滅が進行してきた．従来 の自然環境が残る砂丘は少なくなっており，残存 する砂丘の環境を詳細に調査することは，将来の 保全計画の立案等にも必要不可欠である．本研究 では，海岸砂丘生態系の基盤であり，一次生産者 である植生に着目する．海岸砂丘植生の生態につ いては，明らかにされていないことが多い．既往研 究では，植生の分布や生存に堆砂量が最も影響 するとされている（Maun・Perumal ，1999）. しかし， これまでに行われてきた海岸砂丘植生と地形等の 環境要因との関係性を論じた研究は，その多くが 面的に地形と植生を論じたものではなく，動的な地 形と植生との空間関係が論じられた例は少ない． そこで，我が国でも数少ない元来の環境が多く残 る鳥取砂丘を対象とし，UAV-SfM 手法(小型無人 航空機を用いた SfM 多視点ステレオ写真測量)に より高解像度の地表面情報を取得し, 地形と植生 との関係性の把握を試みた． (2) 方 法 ： 海浜・中間・内陸の 3 つの調査区を設定し， 各種データを取得する．データ解析には ArcGIS10.3 を用いる．調査は 2016 年 9 月，2017 年 3 月と 9 月の計 3 回実施した．地形の把握には UAV-SfM 手法及び航空機 LiDAR（以下, ALS）デ ータ（2010 年 5 月）よりセルサイズ 0.5 ｍの DEM （数値標高モデル）を作成した. 地形量には標高と その変化量，傾斜角，斜面方位を用いた．植生の 把握の際には，各群落において 1 ｍ×1 ｍのコドラ ート（方形区画）を最低 5 か所，計 100 か所設置し， 各コドラート内で出現種とその植被率を調査した． さらに出現種と植被率を用いて PCOR4.25 の TWINSPAN 法(2 元指標種分析)より植生区分を行 った．これは指標種に着目し，その種の出現量から 地点を分割する方法である．この植生区分の結果 と UAV-SfM 手法により作成されたオルソ画像から 植生図を作成した．この植生図と地形量を重ね合 わせ，植生と地形の関係性を把握した． (3) 結 果 ： 各植生が選好する環境を定量化するために 選好度指数を算出した．その結果，植生の分布は 冬季の西から北の風と恒常的に吹く南風に影響を 受けることが判明した．また，背丈の低い植生は緩 傾斜の砂丘，高い植生は急斜面の砂丘を選好する ことがわかった．さらに，植被率が高い植生は堆積 域，低い植生は侵食域を選好する傾向を示した．今 後はこれらの結果を基に保全や再生における指標 を作成したい． (4) 使 用 し た デ ー タ ： ・ 「PAREA-LiDAR 鳥取県鳥取砂丘」国際興業 株式会社 (5) 謝 辞 ：本研究は，山陰海岸ジオパーク補助金の助 成を受けた．東大 CSIS 共同研究 No. 739 の成果の 一部である． (6) 参 考 文 献 ： Maun, M.A. and Perumal, J. （1999） Zonation of vegetation on lacustrine coastal dues: effects of burial by sand. Ecology Letters, 2, 14-18. 図 2：地形量の分布（内陸区） 図 1：植生図 （内陸区）
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Research Abstracts on Spatial Information Science CSIS DAYS 2017
- 8 -
A03
UAV-SfM 手法を用いた海岸砂丘植生と地形の関係性の解明
中田 康隆 1, 小口 高 2, 早川 裕弌 2 1 東京大学大学院 新領域創成科学研究科, 2 東京大学 空間情報科学研究センター
連絡先: < [email protected] >
(1) 動機：日本の海岸砂丘には，かつて砂の動的な挙
動が多様な地形を形成し，それに対応した植生が
成立することで，多様性の高い生態系が存在して
いた．しかし，都市化・護岸工事・砂防林造成等の
各種開発により，縮小・消滅が進行してきた．従来
の自然環境が残る砂丘は少なくなっており，残存
する砂丘の環境を詳細に調査することは，将来の
保全計画の立案等にも必要不可欠である．本研究
では，海岸砂丘生態系の基盤であり，一次生産者
である植生に着目する．海岸砂丘植生の生態につ
いては，明らかにされていないことが多い．既往研
究では，植生の分布や生存に堆砂量が最も影響
するとされている（Maun・Perumal，1999）. しかし，
これまでに行われてきた海岸砂丘植生と地形等の
環境要因との関係性を論じた研究は，その多くが
面的に地形と植生を論じたものではなく，動的な地
形と植生との空間関係が論じられた例は少ない．
そこで，我が国でも数少ない元来の環境が多く残
る鳥取砂丘を対象とし，UAV-SfM 手法(小型無人
航空機を用いた SfM 多視点ステレオ写真測量)に
より高解像度の地表面情報を取得し, 地形と植生
との関係性の把握を試みた．
(2) 方法：海浜・中間・内陸の 3 つの調査区を設定し，
各 種 デ ー タ を 取 得 す る ． デ ー タ 解 析 に は
ArcGIS10.3 を用いる．調査は 2016 年 9 月，2017年 3 月と 9 月の計 3 回実施した．地形の把握には
UAV-SfM 手法及び航空機 LiDAR（以下, ALS）デ
ータ（2010 年 5 月）よりセルサイズ 0.5 ｍの DEM（数値標高モデル）を作成した. 地形量には標高と
その変化量，傾斜角，斜面方位を用いた．植生の
把握の際には，各群落において 1 ｍ×1 ｍのコドラ
ート（方形区画）を最低 5 か所，計 100 か所設置し，
各コドラート内で出現種とその植被率を調査した．
さらに出現種と植被率を用いて PCOR4.25 の
TWINSPAN 法(2 元指標種分析)より植生区分を行
った．これは指標種に着目し，その種の出現量から
地点を分割する方法である．この植生区分の結果
と UAV-SfM 手法により作成されたオルソ画像から
植生図を作成した．この植生図と地形量を重ね合
わせ，植生と地形の関係性を把握した．
(3) 結果：各植生が選好する環境を定量化するために
選好度指数を算出した．その結果，植生の分布は
冬季の西から北の風と恒常的に吹く南風に影響を
受けることが判明した．また，背丈の低い植生は緩
傾斜の砂丘，高い植生は急斜面の砂丘を選好する
ことがわかった．さらに，植被率が高い植生は堆積
域，低い植生は侵食域を選好する傾向を示した．今
後はこれらの結果を基に保全や再生における指標
を作成したい．
(4) 使用したデータ：
・ 「PAREA-LiDAR 鳥取県鳥取砂丘」国際興業
株式会社
(5) 謝辞：本研究は，山陰海岸ジオパーク補助金の助
成を受けた．東大 CSIS共同研究No. 739 の成果の
一部である．
(6) 参考文献：
Maun, M.A. and Perumal, J. （1999） Zonation of vegetation on lacustrine coastal dues: effects of burial by sand. Ecology Letters, 2, 14-18.
図 2：地形量の分布（内陸区） 図 1：植生図 （内陸区）
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