JP2005030791A

JP2005030791A - 移動式光環境測定装置

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Publication number: JP2005030791A
Application number: JP2003193398A
Authority: JP
Inventors: Takafumi Tanaka; 隆文田中
Original assignee: Nagoya University NUC
Current assignee: Nagoya University NUC
Priority date: 2003-07-08
Filing date: 2003-07-08
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2023-07-08
Also published as: JP3837552B2; US7151247B2; US20050030526A1

Abstract

【課題】時空間的な変動が大きい森林内の光環境を、測量やコドラートおよび測定機器の設置を行わなくても迅速に測定できるようにすることにある。
【解決手段】光環境の測定用の測定機器５と、前記測定機器を搭載し、一つの車輪で接地して走行する移動用一輪車４とを具え、前記測定機器５は、一個または複数個の光センサ５ａ〜５ｃと、前記光センサが光を検出して出力したデータを前記光センサの位置および検出方向と併せて記録する光データ記録装置７とを有し、前記移動用一輪車４は、その一輪車の加速度および回転角をそれぞれ検出する加速度センサ９および回転角センサ１０からの自律航法用情報と、車輪回転センサ８からの移動距離情報とに基づき、前記光センサ５ａ〜５ｃによる測定の際のその光センサの位置および検出方向を求めて前記光データ記録装置７に与える測定位置・方向演算装置７を有することを特徴とする移動式光環境測定装置である。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、時空間的な変動の大きい森林内等の光環境を迅速に測定するための移動式光環境測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
森林内の光環境測定は，森林のバイオマスや葉量などの指標として活用されるばかりでなく、森林内の様々な生物の生育環境の研究にも重要である。近年の森林の二酸化炭素貯蓄量・光合成能力への関心の広がりや種の多様性の重要性の高まりに伴い、光環境測定装置に対する需要は増加しつつある。また光環境測定値を人工林の適切な管理のための指標値として利用することも期待されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら森林内の光環境は場所によって大きく異なるとともに同じ場所でも時々刻々と変化する（時空間的な変動が大きい）ため多点における迅速な測定が必要とされるが、多点における迅速な測定を行うためには、従来は、測定場所毎にその場所の測量およびその場所へのコドラート（枠取り法の枠）や測定機器の設置等の準備を迅速に行う必要があって測定作業者の作業負担が大きく、測定時も手早く測定を済ませる必要があって測定作業者の作業負担が大きいという問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、この発明の移動式光環境測定装置は、光環境の測定用の測定機器と、前記測定機器を搭載し、一つの車輪で接地して走行する移動用一輪車と、を具え、前記測定機器は、一個または複数個の光センサと、前記光センサが光を検出して出力したデータを前記光センサの位置および検出方向と併せて記録する光データ記録装置と、を有し、前記移動用一輪車は、互いに直角な三軸周りの前記移動用一輪車の回転角を検出する回転角センサと、前記車輪の回転を検出する車輪回転センサと、前記回転角センサからの自律航法用情報と、前記車輪回転センサからの移動距離情報とに基づき、前記光センサによる測定の際のその光センサの位置および検出方向を求めて前記光データ記録装置に与える測定位置・方向演算装置と、を有することを特徴とするものである。
【０００５】
かかる移動式光環境測定装置にあっては、測定機器を搭載した移動用一輪車が、測定作業者による手押しあるいは搭載モータ等の動力源で駆動されて、一つの車輪で地表面や路面や床面等の走行面に接して、森林内の道なき斜面や悪路、登山路等の走行面上を走行し、その走行中、回転角センサが、例えばその移動用一輪車の前後、左右および上下方向に延在する互いに直角な三軸周りのその移動用一輪車の回転角を検出し、車輪回転センサが、その移動用一輪車の車輪の回転を検出し、測定位置・方向演算装置が、上記回転角センサからの自律航法用情報と、上記車輪回転センサからの移動距離情報とに基づき、その移動用一輪車が搭載した測定機器の光センサによる測定の際のその光センサの位置および検出方向を求めて光データ記録装置に与える。
【０００６】
そして上記移動用一輪車の走行中あるいは適宜停止しての、上記移動用一輪車が搭載した測定機器による測定の際、光センサが、その移動用一輪車の現在位置での光を検出してデータを出力し、光データ記録装置が、光センサが光を検出して出力したデータをその光センサの現在位置および検出方向と併せて記録する。このようにして記録した光のデータ（光データ）は、例えば森林外にて同時刻に光センサで測定した光データと対比することで、林内相対照度等に変換して用いることができる。
【０００７】
【発明の効果】
従ってこの発明の移動式光環境測定装置によれば、時空間的な変動が大きい森林内等の光環境を、測量やコドラートおよび測定機器の設置を行わなくても移動用一輪車を走行させるだけで迅速に測定できるので、光環境の測定、特に、多点での測定の、準備の際および測定時の測定作業者の作業負担を大幅に軽減することができる。
【０００８】
なお、この発明の移動式光環境測定装置においては、前記測定機器の前記複数個の光センサの検出方向ベクトルが、互いに直角をなしていても良く、このようにすれば、森林内の光環境は１方向のみの観測では不十分である処、複数個の光センサで当該移動式光環境測定装置の上方および周囲方向の広範囲にわたって光を検出することができるので、森林内の光環境の測定をより的確に行うことができる。
【０００９】
また、この発明の移動式光環境測定装置においては、前記測定機器の前記複数個の光センサの検出方向ベクトルの合成ベクトルが、前記移動用一輪車の固有座標系で上方を向いていても良く、このようにすれば、上方の光を確実に検出できるので、森林内の光環境の測定をより的確に行うことができる。
【００１０】
さらに、この発明の移動式光環境測定装置においては、前記測定機器の前記複数個の光センサが、三個の光センサであり、それら三個のうちの一個の光センサの検出方向ベクトルが、前記移動用一輪車の固有直角座標系で上方へ延在する座標軸と前方へ延在する座標軸とを含む平面上に位置していても良く、このようにすれば、前方および上方の光を確実に検出できるので、森林内の光環境の測定をより的確に行うことができる。
【００１１】
さらに、この発明の移動式光環境測定装置においては、前記測定機器の前記光センサのうちの少なくとも一個が、光量子センサであっても良く、このようにすれば、光合成の感度に対応した光データを得ることができるので、森林内の植物生理生態関係の光環境の測定を的確に行うことができる。
【００１２】
さらに、この発明の移動式光環境測定装置においては、前記測定位置・方向演算装置が、前記移動用一輪車の位置を継続的に求め、その位置の変化に基づき前記移動用一輪車の移動経路を求める移動経路演算部と、前記求められた移動経路を画面上に出力する移動経路表示部と、を有していても良く、このようにすれば、移動測定中の測定作業者や、その後に測定データを分析する研究者等が、移動測定中の一輪車の移動経路を画面上で確認できるので、移動測定中の測定作業者は常に現在位置を確認し得て森林内の多点測定やライン測定、面測定等を自由に行うことができるとともに森林内での遭難の危険等を免れることもでき、また測定データを分析する研究者は地形等のデータを併せて参照し得てより詳細な分析を行うことができる。
【００１３】
そして、この発明の移動式光環境測定装置においては、前記移動用一輪車が、互いに直角な三軸方向の前記移動用一輪車の加速度を検出する加速度センサを有し、前記測定位置・方向演算装置が、前記光センサの位置および検出方向を求めるために前記加速度センサからの自律航法用情報も用いても良く、このようにすれば、加速度センサが、例えばその移動用一輪車の前後、左右および上下方向に延在する互いに直角な三軸方向の、その移動用一輪車の加速度を検出し、測定位置・方向演算装置が、前記光センサの位置および検出方向を求めるためにその加速度も用いるので、移動用一輪車に衝撃等による加速度が生じた場合でも、光センサの位置および検出方向を求める際の誤差を少なくすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１は、この発明の移動式光環境測定装置の一実施例としての移動式森林内光環境測定装置の外観を模式的に示す斜視図、図２は、その実施例の移動式森林内光環境測定装置の搭載機器の構成を示すブロック線図である。
【００１５】
この実施例の移動式森林内光環境測定装置は、図１に示すように、手押し用のハンドル１ａと停止時用の二つの脚１ｂ（図では片方のみ示す）とを持つフレーム１と、そのフレーム１の下部に枢支された一つだけの車輪２と、上記フレーム１上に設けられた天板３とを有して、その車輪２により走行面としての地表面Ｇに接地点Ｃで接地して測定作業者Ｗの手押し駆動で一輪走行する移動用一輪車４と、各々上記天板３上に搭載された、測定機器５のうちの複数個の光センサとしての三個の光量子センサ５ａ，５ｂ，５ｃ、角度・加速度センサ６、光データ記録装置および測定位置・方向演算装置としての通常のノート型パーソナルコンピュータ７並びに図示しないポータブル電源装置と、上記フレーム１の下部に搭載されて車輪２の回転を検出する車輪回転センサ８とを具えており、上記角度・加速度センサ６は内部に、互いに直角なｘ，ｙ，ｚ軸の三軸方向の移動用一輪車４の加速度を検出する加速度センサ９と、互いに直角なｘ，ｙ，ｚ軸の三軸周りの移動用一輪車４の回転角を検出する回転角センサ１０とを収納している。
【００１６】
ここで、移動用一輪車４は、市販の二輪車（例えば昭和ブリッジ販売株式会社製の二輪車ＣＣ３−２ＦＡ）の左右方向へ延在する軸線上に並んだ元の二つの車輪を外し、代わりにそれらの車輪の中間位置に一つの車輪２のみを回転自在に取り付け、また機器を搭載し易いように元の合成樹脂製のボディを外し、代わりに平坦な合板製の天板３を、人が立ってハンドル１ａを手で持った状態で概略水平になるように取り付けることで構成されている。そして車輪回転センサ８は、上記車輪２の車軸に直列に配置した二個のポテンシオメータ（例えば日本電産コパル株式会社製のＣＰＰ−４５ＲＢＮ２２．７ｋΩ）からなり、このポテンシオメータには角度を測定できない死角が存在するため、二個のポテンシオメータは、同時に死角とならないよう各々の死角が互いに１８０度ずれて位置するように設置されている。
【００１７】
また、角度・加速度センサ６は、市販のもの（例えば株式会社データ・テック製の三軸角度センサＧＵ−３０２４）にて構成され、図１に示すように、そこに収納された加速度センサ９は、そのセンサのｘ軸が、天板３の表面に平行に移動用一輪車４の前後方向に延在する当該移動用一輪車４固有の直角座標系のｘ軸と平行に延在し、そのセンサのｙ軸が、天板３の表面に平行に移動用一輪車４の左右方向に延在する当該移動用一輪車４固有の直角座標系のｙ軸と平行に延在し、そのセンサのｚ軸が、天板３の表面に垂直に移動用一輪車４の上下方向に延在する当該移動用一輪車４固有の直角座標系のｚ軸と平行に延在するように取り付けられ、またそこに収納されたジャイロからなる回転角センサ１０は、そのセンサのｘ軸が当該移動用一輪車４固有の上記直角座標系のｘ軸と一致して前後方向に延在し、そのセンサのｙ軸が当該移動用一輪車４固有の上記直角座標系のｙ軸と一致して移動用一輪車４の左右方向に延在し、そのセンサのｚ軸が移動用一輪車４の車軸に対し車輪２の中心部分で直交して当該移動用一輪車４固有の上記直角座標系のｚ軸と一致して移動用一輪車４の上下方向に延在するように取り付けられている。そして上記図示しないポータブル電源装置は、バッテリ内蔵インバータ（例えばスワロー電機株式会社製のポータブル電源Ｚ−１３０）にて構成され、角度・加速度センサ６およびパーソナルコンピュータ７の電源としてＡＣ１００Ｖを出力する。
【００１８】
さらにこの実施例では、角度・加速度センサ６の内部の加速度センサ９と回転角センサ１０とがそれぞれ検出した三次元方向加速度と三次元方向角度とのデータが、ＲＳ２３２Ｃケーブルを介してパーソナルコンピュータ７に入力される。また、車輪回転センサ８を構成する二個のポテンシオメータの電源端子（端子間抵抗値固定の両端端子）同士が互いに並列に接続されて、その並列回路に２０ｋΩの固定抵抗が直列に接続され、これら全体に単一乾電池四個直列による約６Ｖの電圧が印荷されており、上記二個のポテンシオメータの並列回路の両端の電圧（Ｖ０）と、それらのポテンシオメータの各々の出力端子（抵抗値可変の中間端子）の電圧（Ｖ１，Ｖ２）との計三つの電圧が、パーソナルコンピュータ７のカードスロット内に挿入されたＡＤ変換カード（例えばラトックシステム株式会社製のＲＥＸ−５０５４Ｕ）を介してそれぞれ独立にパーソナルコンピュータ７に入力される。
【００１９】
さらに、測定機器５のうちの三個の光量子センサ５ａ〜５ｃは、市販のもの（例えば米国ＬＩ−ＣＯＲ，ｉｎｃ．製で盟和商事株式会社が輸入販売している光量子センサＬＩ−１９０ＳＢ）にて構成されて、森林内の光環境の測定のために、図１に示すように、この実施例では三個の光量子センサ５ａ〜５ｃの中心視軸ベクトルＶａ，Ｖｂ，Ｖｃの合成ベクトルＶＲが当該移動用一輪車４の上記固有の直角座標系のｚ軸と一致して上方へ向き、かつそれらのうち一個の光量子センサ５ａの中心視軸ベクトルＶａが上記固有の直角座標系のｘ軸とｚ軸とを含む仮想平面Ｐｘｚ上に位置する方向へ向き、残る二個の光量子センサ５ｂ，５ｃの中心視軸ベクトルＶｂ，Ｖｃが互いに直角に延在するとともにそれぞれ中心視軸ベクトルＶａとも直角に延在する方向へ向くように、それぞれ角度・加速度センサ６のハウジング上に立設された支柱を介して天板３上に固定されており、それらの光量子センサ５ａ〜５ｃが光量子を検出して出力する光データとしてのアナログ信号は、図示しない増幅器で増幅された後、パーソナルコンピュータ７の残りのカードスロット内に挿入されたＡ／Ｄ変換カード（例えばラトックシステム株式会社製のＲＥＸ−５０５４Ｕ）を介してデジタル信号に変換されてパーソナルコンピュータ７に入力される。
【００２０】
そしてパーソナルコンピュータ７は、図２に示すように、ＣＰＵ（中央処理ユニット）を持つ演算処理部７ａと、液晶画面を持つ画面表示部７ｂと、メモリやハードディスクドライブ装置等を持つ記憶部７ｃと、上記カードスロットに挿入されるカードを含む入出力インターフェース７ｄと、キーボード等を持つ操作部７ｅとを有しており、これによりパーソナルコンピュータ７は、記憶部７ｃ内にあらかじめ記憶した、当該パーソナルコンピュータ７を測定位置・方向演算装置として機能させる移動測定プログラムと当該パーソナルコンピュータ７を光データ記録装置および光データ解析装置として機能させる光データ記録・解析プログラムとの二種類のプログラムに基づいて、後述の如く、上記各センサ８〜１０からのデータを、光量子センサ５ａ〜５ｃからの光データと併せて画面表示部７ｂにより画面表示するとともに記憶部７ｃ内に記録し、さらにそれらのデータから森林内の光環境を求めて出力する。なお、車輪回転センサ８を構成する上記二個のポテンシオメータの出力電圧Ｖ１，Ｖ２については、Ｖ１／Ｖ０およびＶ２／Ｖ０の値から、死角でない方の出力を選んで車輪２の回転角に換算する。
【００２１】
この実施例の移動式森林内光環境測定装置を用いて森林内の光環境の移動測定を行う際には、先ず、パーソナルコンピュータ７の電源を入れて上記移動測定プログラムを起動するとともに、角度・加速度センサ６の電源を入れて加速度センサ９と回転角センサ１０とを起動し、上記プログラムに基づいて作動するパーソナルコンピュータ７は、そのセンサ起動の際のｘ軸、ｙ軸およびｚ軸の位置を基本座標軸として使用する。
【００２２】
次いで、測定作業者が当該移動用一輪車４を手押しで走行させると、パーソナルコンピュータ７は、車輪回転センサ８を構成するポテンシオメータの出力データから換算される車輪２の回転角と車輪２の外径とから当該移動用一輪車４の移動距離を時々刻々と求め、その移動距離を、回転角センサ１０の出力データから得た当該移動用一輪車４の姿勢の三次元方向角度を用いて上記基本座標軸のｘ軸、ｙ軸およびｚ軸方向の各成分に分解して測定装置５の各光量子センサ５ａ〜５ｃの現在位置を求め、また回転角センサ１０の出力データから得た当該移動用一輪車４の姿勢の三次元方向角度を用いて現在の各光量子センサ５ａ〜５ｃの測定方向である中心視軸ベクトルＶａ，Ｖｂ，Ｖｃの延在方向の天頂角および方位角を求めて、それらを記憶部７ｃのハードディスクドライブ装置でハードディスクに記録する。
【００２３】
そして測定作業者が、当該移動用一輪車４の移動走行中、あるいは適宜停止させたときに、パーソナルコンピュータ７は、測定機器５の各光量子センサ５ａ〜５ｃが光量子を検出して出力する前方および左右斜め後方で各々斜め上方の光データを、所定のデータ形式に処理して測定結果として、上記求めた各光量子センサ５ａ〜５ｃの現在位置および現在の測定方向と対応づけて記憶部７ｃのハードディスクドライブ装置でハードディスクに記録する。
【００２４】
なお、天板３を当該移動用一輪車４の前後方向の地表面Ｇの傾きに対し正確に平行に維持しながら移動用一輪車４を手押しで走行させることは期待できないので、観測作業者毎に移動用一輪車４のハンドル１ａを手で保持した時の平地での地表面Ｇに対する天板３の傾きをあらかじめ調べてパーソナルコンピュータ７に入力しておいて、パーソナルコンピュータ７が、回転角センサ１０の出力データから得た回転角をその傾き分補正する。
【００２５】
また、車輪回転センサ８の出力データに基づく車輪２の回転状態と、加速度センサ９の出力データに基づく加速度の発生状態とが対応しない場合（例えば車輪２が回転していないのに前後方向の加速度が検出された場合）には、移動用一輪車４に衝撃等による加速度が生じていて車輪２が実際の移動距離分回転していないと推定されるので、パーソナルコンピュータ７は、加速度センサ９が検出した加速度を二階積分してその加速度方向の移動距離を求め、その加速度から求めた移動距離を用いて、先に車輪２の回転角から求めた移動距離を補正する。
【００２６】
さらに、パーソナルコンピュータ７は、測定機器５の現在位置の変化から当該移動用一輪車４の移動軌跡を求めるとともに、画面表示部７ｂの液晶画面上にその求めた当該移動用一輪車４の移動軌跡を地図あるいは平面図上で表示し、その画面表示部７ｂの液晶画面上に、測定機器５の上記測定結果も同時に、あるいは画面を切り替えて表示する。
【００２７】
さらに、パーソナルコンピュータ７は、当該移動式光環境測定装置での移動測定終了後に、上記光環境解析プログラムを実行することにて、記憶部７ｃのハードディスクドライブ装置でハードディスクから、測定中の各光量子センサ５ａ〜５ｃの位置および測定方向と、各光量子センサ５ａ〜５ｃが測定した光データとを読み出すとともに、図２に示すように、別途森林外の開地に中心視軸ベクトルが鉛直上方を向くように設置された光量子センサ１１（例えば光量子センサ５ａ〜５ｃと同一の光量子センサＬＩ−１９０ＳＢ）が光量子を検出して出力し、データロガー（記録計）（例えば米国ＬＩ−ＣＯＲ，ｉｎｃ．製で盟和商事株式会社が輸入販売しているデータロガーＬＩ−１４００）１２が時刻データとともに記録した光データを林外光測定値として入力して、各光量子センサ５ａ〜５ｃの光データから、絶対座標系における水平面への投影光強度を算出し、さらにそれを上記林外光測定値で除して相対照度に換算し、森林の光環境として、画面表示部７ｂの液晶画面上への表示や記憶部７ｃのハードディスクドライブ装置でのハードディスクへの記録等の形態で出力する。
【００２８】
従って、この実施例の移動式光環境測定装置によれば、時空間的な変動が大きい森林内の光環境を、測量やコドラートおよび測定機器の設置を行わなくても移動用一輪車４を走行させるだけで迅速に測定できるので、森林内の光環境の測定、特に、多点での測定の、準備の際および測定時の測定作業者の作業負担を大幅に軽減することができる。
【００２９】
また、森林内の光環境は１方向のみの観測では不十分である処、この実施例の移動式光環境測定装置によれば、測定機器５の三個の光量子センサ５ａ〜５ｃの中心視軸（検出方向）ベクトルＶａ〜Ｖｃが互いに直角をなしているので、三個の光量子センサ５ａ〜５ｃで当該移動式光環境測定装置の上方および周囲方向の広範囲にわたって光を検出し得て、森林内の光環境の測定をより的確に行うことができる。
【００３０】
さらに、この実施例の移動式光環境測定装置によれば、測定機器５の三個の光量子センサ５ａ〜５ｃの中心視軸（検出方向）ベクトルＶａ〜Ｖｃの合成ベクトルＶＲが、移動用一輪車４の固有座標系でｚ軸方向上方を向いているので、上方の光を確実に検出し得て、森林内の光環境の測定をより的確に行うことができる。
【００３１】
さらに、この実施例の移動式光環境測定装置によれば、測定機器５の光センサが、三個の光量子センサ５ａ〜５ｃであり、それら三個のうちの一個の光量子センサ５ａの中心視軸（検出方向）ベクトルＶａが、移動用一輪車４の固有直角座標系で上方へ延在するｚ軸と前方へ延在するｘ軸とを含む平面Ｐｘｚ上に位置しているので、前方および上方の光を確実に検出し得て、森林内の光環境の測定をより的確に行うことができる。
【００３２】
さらに、この実施例の移動式光環境測定装置によれば、測定機器５の三個の光センサの全てが光量子センサ５ａ〜５ｃであるので、光合成の感度に対応した光データを得ることができ、森林内の植物生理生態関係の光環境の測定を的確に行うことができる。
【００３３】
そして、この実施例の移動式光環境測定装置によれば、測定位置・方向演算装置としてのパーソナルコンピュータ７が、移動用一輪車４の位置を継続的に求め、その位置の変化に基づき移動用一輪車４の移動経路を求める移動経路演算部として機能するとともに、その求められた移動経路を画面上に出力する移動経路表示部としても機能することから、移動測定中の測定作業者や、その後に測定データを分析する研究者等が、移動測定中の移動用一輪車４の移動経路を画面上で確認できるので、移動測定中の測定作業者は常に現在位置を確認し得て、森林内の多点測定やライン測定、面測定等を自由に行うことができるとともに森林内での遭難の危険等を免れることもでき、また測定データを分析する研究者は地形等のデータを併せて参照し得て、より詳細な分析を行うことができる。
【００３４】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、この発明の移動式光環境測定装置は、森林内の他、公園内や建造物内等の光環境測定にも使用し得て、それらの場所での移動測定を容易に行うことができる。
【００３５】
また、この発明においては、測定機器５の光センサは上記実施例の光量子センサに限られず、必要に応じて適宜、日射センサや照度センサ等に変更したりそれらを組み合わせたりしても良い
【００３６】
さらに、この発明においては、測定機器５の光センサの数は一個又は二個でも良く、あるいは必要に応じて上記のように複数種類を組み合わせて四個以上としても良い。また、舗装路面のような比較的平坦で滑りにくい走行面上で用いられる場合には、互いに直角な三軸方向の前記一輪車の加速度を検出する加速度センサを省略しても良い。
【００３７】
さらに、この発明においては、移動用一輪車は、測定作業者の手押しを補助するためあるいは、測定作業者がハンドルを保持するだけで自走するための、モータ等の動力源を搭載していても良い。そしてこの発明においては、移動用一輪車は手押しに限らず、馬やロバ等の動物が装具でハンドル等を保持して走行させるものとしても良い。
【００３８】
この発明の移動式光環境測定装置によれば、出力データとして例えば以下のものを得ることができる。
（１）相対照度の平面分布図
林内を網羅するように移動測定を行い、移動用一輪車で得た光センサの位置データを用いて林内相対照度の平面分布図を描くことができる。
（２）林内サンフレック分布図
葉群内間隙を通って林床に到達する直達光は、稚樹の生育への影響が大きく、生態学ではサンフレックと呼ばれ注目される。この直達光は太陽高度に対応した入射角を有する。この発明の移動式光環境測定装置によれば、例えば三方向に向いた三個の光センサでこの直達光を捉えることで、その空間分布を移動用一輪車で得た光センサの位置データを用いて図化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の移動式光環境測定装置の一実施例としての移動式森林内光環境測定装置の外観を模式的に示す斜視図である。
【図２】上記実施例の移動式森林内光環境測定装置の搭載機器の構成を示すブロック線図である。
【符号の説明】
１フレーム
１ａハンドル
１ｂ脚
２車輪
３天板
４台車
５測定機器
５ａ〜５ｃ光量子センサ
６角度・加速度センサ
７パーソナルコンピュータ
７ａ演算処理部
７ｂ画面表示部
７ｃ記憶部
７ｄ入出力インターフェース
７ｅ操作部
８車輪回転センサ
９加速度センサ
１０回転角センサ
１１光量子センサ
１２データロガー

Claims

光環境の測定用の測定機器と、
前記測定機器を搭載し、一つの車輪で走行面に接して走行する移動用一輪車と、を具え、
前記測定機器は、
一個または複数個の光センサと、
前記光センサが光を検出して出力したデータを前記光センサの位置および検出方向と併せて記録する光データ記録装置と、を有し、
前記移動用一輪車は、
互いに直角な三軸周りの前記移動用一輪車の回転角を検出する回転角センサと、
前記車輪の回転を検出する車輪回転センサと、
前記回転角センサからの自律航法用情報と、前記車輪回転センサからの移動距離情報とに基づき、前記光センサによる測定の際のその光センサの位置および検出方向を求めて前記光データ記録装置に与える測定位置・方向演算装置と、を有することを特徴とする、移動式光環境測定装置。
前記測定機器の前記複数個の光センサの検出方向ベクトルは、互いに直角をなしていることを特徴とする、請求項１記載の移動式光環境測定装置。
前記測定機器の前記複数個の光センサの検出方向ベクトルの合成ベクトルは、前記移動用一輪車の固有座標系で上方を向いていることを特徴とする、請求項１または２記載の移動式光環境測定装置。
前記測定機器の前記複数個の光センサは、三個の光センサであり、それら三個のうちの一個の光センサの検出方向ベクトルは、前記移動用一輪車の固有直角座標系で上方へ延在する座標軸と前方へ延在する座標軸とを含む平面上に位置していることを特徴とする、請求項１から３までの何れか記載の移動式光環境測定装置。
前記測定機器の前記光センサのうちの少なくとも一個は、光量子センサであることを特徴とする、請求項１から４までの何れか記載の移動式光環境測定装置。
前記測定位置・方向演算装置は、
前記移動用一輪車の位置を継続的に求め、その位置の変化に基づき前記移動用一輪車の移動経路を求める移動経路演算部と、
前記求められた移動経路を画面上に出力する移動経路表示部と、
を有することを特徴とする、請求項１から５までの何れか記載の移動式光環境測定装置。
前記移動用一輪車は、互いに直角な三軸方向の前記移動用一輪車の加速度を検出する加速度センサを有し、
前記測定位置・方向演算装置は、前記光センサの位置および検出方向を求めるために前記加速度センサからの自律航法用情報も用いることを特徴とする、請求項１から６までの何れか記載の移動式光環境測定装置。