反射強度と曲率を利用した地上計測点群からの高精度樹種判別

抄録

森林資源調査の分野において，地上型レーザスキャナが広く使用されるようになった．取得した点群からは，樹高，胸高直径，材積等が高精度に算出できることが示されている．これに伴い，点群からの樹種判別の要求も高まってきた．申請者らはこれまでに，樹幹部の点群に対する3次曲面当てはめに基づき，樹皮形状を明確に表す距離画像を作成し，これを深層学習に利用することで樹種を自動判別する手法を提案してきた．しかしながらこの手法では，枝が多い樹木では距離画像の作成に失敗する場合があり，判別率が低下しやすいといった問題があった．この問題に対し本研究では，反射強度と曲率を利用した新たな手法を提案する．提案手法では，樹幹部の各点に対し，局所的な2次曲面当てはめにより主曲率を計算し，これを利用して樹皮形状を表す画像を作成する．計算は局所的に行えるため，枝が多い場合でも安定に樹皮形状を評価できるといった利点がある．この主曲率を点群に付属する反射強度と合わせ，深層学習とサポートベクターマシンを組み合わせた手法により総合的に評価することで，高精度な樹種判別を実現した．