JP2699964B2 - 森林樹木高測定装置 - Google Patents
森林樹木高測定装置Info
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- JP2699964B2 JP2699964B2 JP7344179A JP34417995A JP2699964B2 JP 2699964 B2 JP2699964 B2 JP 2699964B2 JP 7344179 A JP7344179 A JP 7344179A JP 34417995 A JP34417995 A JP 34417995A JP 2699964 B2 JP2699964 B2 JP 2699964B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、航空機、衛星等の
飛翔体に搭載し、地形の高さ情報（ＤＥＭ：Digital El
evation Mode) や等高線データを得る干渉合成開口レー
ダ（ＩＮＳＡＲ）のデータ処理技術を用いて森林樹木の
高さを測定する森林樹木高測定装置に関する。
飛翔体に搭載し、地形の高さ情報（ＤＥＭ：Digital El
evation Mode) や等高線データを得る干渉合成開口レー
ダ（ＩＮＳＡＲ）のデータ処理技術を用いて森林樹木の
高さを測定する森林樹木高測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、森林樹木の高さは周知のレーザー
測定器を用いて地上で測定している。この場合、測定す
る樹木の近くに出向き、レーザー測定器を設置して、そ
の測定を行っている。
測定器を用いて地上で測定している。この場合、測定す
る樹木の近くに出向き、レーザー測定器を設置して、そ
の測定を行っている。
【０００３】このような樹木の高さの測定に関して特開
平４−２４８３０７号公報「送電線離隔距離測定用レー
ダ装置」が知られている。この従来例は、送電線と支障
がある木を有する調査地域との間の距離を測定するもの
である。調査地域上空にヘリコプターをホバリングし、
搭載した送電線離隔距離測定用レーダ装置のアンテナか
ら支障木がある調査地域にレーダ波を送信し、その反射
時間差に基づいて樹木を識別し、送電線の任意の導体と
の離隔距離を測定している。
平４−２４８３０７号公報「送電線離隔距離測定用レー
ダ装置」が知られている。この従来例は、送電線と支障
がある木を有する調査地域との間の距離を測定するもの
である。調査地域上空にヘリコプターをホバリングし、
搭載した送電線離隔距離測定用レーダ装置のアンテナか
ら支障木がある調査地域にレーダ波を送信し、その反射
時間差に基づいて樹木を識別し、送電線の任意の導体と
の離隔距離を測定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例の公報例では、地上から人手による測定が困難な山
奥等での測定が、ヘリコプターを利用することによって
容易に測定可能であると共に、森林などの広範囲の地域
での測定が容易に出来るものの、ヘリコプターから地上
との間の距離は測定しておらず、その森林樹木の高さが
測定できないという欠点がある。
来例の公報例では、地上から人手による測定が困難な山
奥等での測定が、ヘリコプターを利用することによって
容易に測定可能であると共に、森林などの広範囲の地域
での測定が容易に出来るものの、ヘリコプターから地上
との間の距離は測定しておらず、その森林樹木の高さが
測定できないという欠点がある。
【０００５】本発明は、このような従来の技術における
課題を解決するものであり、干渉合成開口レーダ（ＩＮ
ＳＡＲ）の測定技術を用いて森林樹木の高さが正確、容
易かつ確実に測定できる森林樹木高測定装置を提供す
る。
課題を解決するものであり、干渉合成開口レーダ（ＩＮ
ＳＡＲ）の測定技術を用いて森林樹木の高さが正確、容
易かつ確実に測定できる森林樹木高測定装置を提供す
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、請求項１記載の発明は、飛翔体に搭載されて森林樹
木の高さを測定する森林樹木高測定装置にあって、森林
樹木の最上部の葉の部分で反射する短い波長の電波を送
受信アンテナから送信し、かつ、この反射波を送受信ア
ンテナ及び受信アンテナで受信した受信信号の位相差に
基づいて森林樹木の最上部の高さ情報を得る第１の干渉
合成開口レーダ系と、第１の干渉合成開口レーダ系と同
時に森林樹木の最下部の地面で反射する長い波長の電波
を送受信アンテナから送信し、かつ、この反射波を送受
信アンテナ及び受信アンテナで受信した位相差から森林
樹木の最下部の地面の高さ情報を得る第２の干渉合成開
口レーダ系と、第１の干渉合成開口レーダ系で測定した
森林樹木の最上部の高さ情報と、第２の干渉合成開口レ
ーダ系で測定した森林樹木の最下部の地面の高さ情報と
から森林樹木の高さを算出する算出処理手段とを備える
構成としてある。
に、請求項１記載の発明は、飛翔体に搭載されて森林樹
木の高さを測定する森林樹木高測定装置にあって、森林
樹木の最上部の葉の部分で反射する短い波長の電波を送
受信アンテナから送信し、かつ、この反射波を送受信ア
ンテナ及び受信アンテナで受信した受信信号の位相差に
基づいて森林樹木の最上部の高さ情報を得る第１の干渉
合成開口レーダ系と、第１の干渉合成開口レーダ系と同
時に森林樹木の最下部の地面で反射する長い波長の電波
を送受信アンテナから送信し、かつ、この反射波を送受
信アンテナ及び受信アンテナで受信した位相差から森林
樹木の最下部の地面の高さ情報を得る第２の干渉合成開
口レーダ系と、第１の干渉合成開口レーダ系で測定した
森林樹木の最上部の高さ情報と、第２の干渉合成開口レ
ーダ系で測定した森林樹木の最下部の地面の高さ情報と
から森林樹木の高さを算出する算出処理手段とを備える
構成としてある。
【０００７】請求項２記載の森林樹木高測定装置は、前
記第１及び第２の干渉合成開口レーダ系のそれぞれに、
チャープ波のパルス信号を送出する送信部と、送信部か
らのパルス信号を送出し、又は、反射波の受信信号を出
力するために送受信アンテナの送受信を切り替える切替
部と、送信部からのパルス信号を切替部に送出し、か
つ、受信アンテナで受信した反射波の受信信号を切替部
を通じて送出するためのサーキュレータと、切替部から
の送受信アンテナ及び受信アンテナで受信した受信信号
を処理する受信部と、受信部が出力する二つの受信信号
の位相差から森林樹木の最上部の高さ情報、又は、森林
樹木の最下部の地面の高さ情報を得る高さ情報処理部と
を備える構成としてある。
記第１及び第２の干渉合成開口レーダ系のそれぞれに、
チャープ波のパルス信号を送出する送信部と、送信部か
らのパルス信号を送出し、又は、反射波の受信信号を出
力するために送受信アンテナの送受信を切り替える切替
部と、送信部からのパルス信号を切替部に送出し、か
つ、受信アンテナで受信した反射波の受信信号を切替部
を通じて送出するためのサーキュレータと、切替部から
の送受信アンテナ及び受信アンテナで受信した受信信号
を処理する受信部と、受信部が出力する二つの受信信号
の位相差から森林樹木の最上部の高さ情報、又は、森林
樹木の最下部の地面の高さ情報を得る高さ情報処理部と
を備える構成としてある。
【０００８】請求項３記載の森林樹木高測定装置は、前
記算出処理手段で算出した森林樹木の高さデータを記録
媒体に記録する記録手段と、この記憶媒体に記憶した高
さデータを地図上に表示する地図データ処理手段を備え
る構成としてある。
記算出処理手段で算出した森林樹木の高さデータを記録
媒体に記録する記録手段と、この記憶媒体に記憶した高
さデータを地図上に表示する地図データ処理手段を備え
る構成としてある。
【０００９】請求項４記載の森林樹木高測定装置は、自
己絶対位置を計測する自己絶対位置計測手段を設け、こ
の自己絶対位置計測手段で計測した自己絶対位置データ
を森林樹木の高さデータと併せて記録手段で記憶媒体に
記憶する構成としてある。
己絶対位置を計測する自己絶対位置計測手段を設け、こ
の自己絶対位置計測手段で計測した自己絶対位置データ
を森林樹木の高さデータと併せて記録手段で記憶媒体に
記憶する構成としてある。
【００１０】請求項５記載の森林樹木高測定装置は、前
記自己絶対位置計測手段として、全地球方位計測システ
ム、及び／又は、慣性航法システムを用いる構成として
ある。
記自己絶対位置計測手段として、全地球方位計測システ
ム、及び／又は、慣性航法システムを用いる構成として
ある。
【００１１】このような構成の請求項１，２記載の発明
の森林樹木高測定装置は、航空機、衛星などの飛翔体か
ら測定対象の森林樹木の最上部の葉の部分で反射する短
い波長の電波を送信し、かつ、二つのアンテナで受信し
た受信信号の位相差に基づいて森林樹木の最上部の高さ
情報を得ている。同時に森林樹木の最下部の地面で反射
する長い波長の電波を送信し、かつ、二つのアンテナで
受信した位相差から森林樹木の最下部の地面の高さ情報
を得ると共に、得られた森林樹木の最上部の高さ情報と
森林樹木の最下部の地面の高さ情報とから森林樹木の高
さを算出している。したがって、干渉合成開口レーダ
（ＩＮＳＡＲ）の測定技術を用いて森林樹木の高さが正
確、容易かつ確実に測定できるようになる。
の森林樹木高測定装置は、航空機、衛星などの飛翔体か
ら測定対象の森林樹木の最上部の葉の部分で反射する短
い波長の電波を送信し、かつ、二つのアンテナで受信し
た受信信号の位相差に基づいて森林樹木の最上部の高さ
情報を得ている。同時に森林樹木の最下部の地面で反射
する長い波長の電波を送信し、かつ、二つのアンテナで
受信した位相差から森林樹木の最下部の地面の高さ情報
を得ると共に、得られた森林樹木の最上部の高さ情報と
森林樹木の最下部の地面の高さ情報とから森林樹木の高
さを算出している。したがって、干渉合成開口レーダ
（ＩＮＳＡＲ）の測定技術を用いて森林樹木の高さが正
確、容易かつ確実に測定できるようになる。
【００１２】請求項３，４，５記載の森林樹木高測定装
置は、測定した森林樹木の高さデータに併せて全地球方
位計測システム（ＧＰＳ）、慣性航法システム（ＩＮ
Ｓ）で計測した自己絶対位置データを記憶し、かつ、地
図上に表しているため、森林樹木の高さを測定した際の
絶対位置、すなわち、測定地点の地図上の位置が確実に
判明するようになる。
置は、測定した森林樹木の高さデータに併せて全地球方
位計測システム（ＧＰＳ）、慣性航法システム（ＩＮ
Ｓ）で計測した自己絶対位置データを記憶し、かつ、地
図上に表しているため、森林樹木の高さを測定した際の
絶対位置、すなわち、測定地点の地図上の位置が確実に
判明するようになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に、本発明の森林樹木高測定装
置の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１
は本発明の森林樹木高測定装置の実施形態における構成
を示すブロック図である。図１に示す例は、航空機や衛
星の飛翔体に搭載され、干渉合成開口レーダ（ＩＮＳＡ
Ｒ）の測定技術を適用して測定対象の地域での森林樹木
の高さを測定するものである。
置の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１
は本発明の森林樹木高測定装置の実施形態における構成
を示すブロック図である。図１に示す例は、航空機や衛
星の飛翔体に搭載され、干渉合成開口レーダ（ＩＮＳＡ
Ｒ）の測定技術を適用して測定対象の地域での森林樹木
の高さを測定するものである。
【００１４】森林樹木の最上部の葉の部分までの高さを
測定するために、波長が短い、例えば、Ｘバンド帯で送
受信を行う短波長干渉合成開口レーダ系Ａと、森林樹木
の最下部の地面までの高さを測定するために、Ｘバンド
帯より波長が長い、例えば、Ｐバンド帯で送受信を行う
長波長干渉合成開口レーダ系Ｂを有している。
測定するために、波長が短い、例えば、Ｘバンド帯で送
受信を行う短波長干渉合成開口レーダ系Ａと、森林樹木
の最下部の地面までの高さを測定するために、Ｘバンド
帯より波長が長い、例えば、Ｐバンド帯で送受信を行う
長波長干渉合成開口レーダ系Ｂを有している。
【００１５】短波長干渉合成開口レーダ系Ａには、Ｘバ
ンド帯の送信波ＷSTを放射し、かつ、放射した送信波Ｗ
STが森林樹木の最上部の葉の部分で反射した反射波ＷSR
を受信する送受信アンテナ１と、この送受信アンテナ１
と異なる高さに配置され、反射波ＷSRを受信する受信ア
ンテナ２とを有している。
ンド帯の送信波ＷSTを放射し、かつ、放射した送信波Ｗ
STが森林樹木の最上部の葉の部分で反射した反射波ＷSR
を受信する送受信アンテナ１と、この送受信アンテナ１
と異なる高さに配置され、反射波ＷSRを受信する受信ア
ンテナ２とを有している。
【００１６】さらに、長波長干渉合成開口レーダ系Ｂに
は、Ｘバンド帯より波長が長い、Ｐバンド帯の送信波Ｗ
LTを放射し、かつ、放射した送信波ＷLTが森林樹木の最
下部の地面で反射した反射波ＷLRを受信するための送受
信アンテナ３と、反射波ＷLRを受信する受信アンテナ４
とが設けられている。
は、Ｘバンド帯より波長が長い、Ｐバンド帯の送信波Ｗ
LTを放射し、かつ、放射した送信波ＷLTが森林樹木の最
下部の地面で反射した反射波ＷLRを受信するための送受
信アンテナ３と、反射波ＷLRを受信する受信アンテナ４
とが設けられている。
【００１７】また、短波長干渉合成開口レーダ系Ａにお
ける送受信アンテナ１の送受信を切り替える切替部５
と、長波長干渉合成開口レーダ系Ｂにおける送受信アン
テナ３の送受信を切り替える切替部６とを有している。
ける送受信アンテナ１の送受信を切り替える切替部５
と、長波長干渉合成開口レーダ系Ｂにおける送受信アン
テナ３の送受信を切り替える切替部６とを有している。
【００１８】さらに、短波長干渉合成開口レーダ系Ａに
おける送受信アンテナ１及びアンテナ２での反射波ＷSR
の受信信号を周波数変換、検波などの処理を行って出力
する受信部７と、送信波ＷSTである線形周波数変調波
（チャープ信号）を送出する送信部８とを有している。
おける送受信アンテナ１及びアンテナ２での反射波ＷSR
の受信信号を周波数変換、検波などの処理を行って出力
する受信部７と、送信波ＷSTである線形周波数変調波
（チャープ信号）を送出する送信部８とを有している。
【００１９】また、長波長干渉合成開口レーダ系Ｂにお
ける送受信アンテナ３及び受信アンテナ４からの受信信
号を周波数変換、検波などの処理を行って出力する受信
部９と、送信波ＷLTのパルス信号を送出する送信部１０
と、森林樹木の高さを算出し、かつ、絶対位置データを
取り込んで出力する信号処理部１１とを有している。こ
の信号処理部１１は、短波長干渉合成開口レーダ系Ａで
の森林樹木の最上部の高さ情報を得る高さ情報処理回路
と、長波長干渉合成開口レーダ系Ｂでの森林樹木の最下
部の地面の高さ情報を得る高さ情報処理回路と、この二
つの高さ情報から森林樹木の高さを算出する算出処理回
路とからなる。
ける送受信アンテナ３及び受信アンテナ４からの受信信
号を周波数変換、検波などの処理を行って出力する受信
部９と、送信波ＷLTのパルス信号を送出する送信部１０
と、森林樹木の高さを算出し、かつ、絶対位置データを
取り込んで出力する信号処理部１１とを有している。こ
の信号処理部１１は、短波長干渉合成開口レーダ系Ａで
の森林樹木の最上部の高さ情報を得る高さ情報処理回路
と、長波長干渉合成開口レーダ系Ｂでの森林樹木の最下
部の地面の高さ情報を得る高さ情報処理回路と、この二
つの高さ情報から森林樹木の高さを算出する算出処理回
路とからなる。
【００２０】さらに、信号処理部１１で算出した森林樹
木の高さデータ、及び、その絶対位置データを、例え
ば、磁気記録媒体に記憶する記録部１２と、地上に設置
され、磁気記録媒体のデータに基づいて、地図上に測定
した森林樹木の高さデータを記入するなどの処理を行う
データ処理装置１３と、短波長干渉合成開口レーダ系Ａ
及び長波長干渉合成開口レーダ系Ｂでの送受信動作など
を制御する運用制御部１４とが設けられている。
木の高さデータ、及び、その絶対位置データを、例え
ば、磁気記録媒体に記憶する記録部１２と、地上に設置
され、磁気記録媒体のデータに基づいて、地図上に測定
した森林樹木の高さデータを記入するなどの処理を行う
データ処理装置１３と、短波長干渉合成開口レーダ系Ａ
及び長波長干渉合成開口レーダ系Ｂでの送受信動作など
を制御する運用制御部１４とが設けられている。
【００２１】さらに、短波長干渉合成開口レーダ系Ａに
おける受信アンテナ２が接続され、かつ、送信部８から
のチャープ信号を送出するサーキュレータ１５と、長波
長干渉合成開口レーダ系Ｂにおける受信アンテナ４が接
続され、かつ、送信部１０からのチャープ信号を送出す
るサーキュレータ１６とが設けられている。さらに、天
空のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ電波Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃ，Ｗ
ｄを受信するＧＰＳアンテナ２０と、このＧＰＳアンテ
ナ２０からの受信信号を処理した自己絶対位置（緯度、
経度、高度）データを信号処理部１１に出力するＧＰＳ
受信機２１とを有している。
おける受信アンテナ２が接続され、かつ、送信部８から
のチャープ信号を送出するサーキュレータ１５と、長波
長干渉合成開口レーダ系Ｂにおける受信アンテナ４が接
続され、かつ、送信部１０からのチャープ信号を送出す
るサーキュレータ１６とが設けられている。さらに、天
空のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ電波Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃ，Ｗ
ｄを受信するＧＰＳアンテナ２０と、このＧＰＳアンテ
ナ２０からの受信信号を処理した自己絶対位置（緯度、
経度、高度）データを信号処理部１１に出力するＧＰＳ
受信機２１とを有している。
【００２２】次に、この実施形態の動作について説明す
る。短波長干渉合成開口レーダ系Ａでは、測定対象領域
の森林樹木の上空から送信部８が出力するＸバンド帯の
送信信号をサーキュレータ１５、切替部５を通じて送受
信アンテナ１から送信波ＷSTとして送信する。この送信
波ＷSTはチャープ波であり、地上などからの反射波と送
信波とが送受信アンテナ１で同時に送受信しないよう
に、そのパルス周波数を決定する。切替部５が送信後に
切り替わって送受信アンテナ１と、サーキュレータ１５
を通じた受信アンテナ２からの受信信号が受信部７に入
力される。すなわち、送信波ＷSTが森林樹木の最上部の
葉の部分で反射した反射波ＷSRの受信信号が受信部７に
入力される。
る。短波長干渉合成開口レーダ系Ａでは、測定対象領域
の森林樹木の上空から送信部８が出力するＸバンド帯の
送信信号をサーキュレータ１５、切替部５を通じて送受
信アンテナ１から送信波ＷSTとして送信する。この送信
波ＷSTはチャープ波であり、地上などからの反射波と送
信波とが送受信アンテナ１で同時に送受信しないよう
に、そのパルス周波数を決定する。切替部５が送信後に
切り替わって送受信アンテナ１と、サーキュレータ１５
を通じた受信アンテナ２からの受信信号が受信部７に入
力される。すなわち、送信波ＷSTが森林樹木の最上部の
葉の部分で反射した反射波ＷSRの受信信号が受信部７に
入力される。
【００２３】同様に長波長干渉合成開口レーダ系Ｂで
は、送信部１０が出力する波長が長いＰバンド帯の送信
信号を、サーキュレータ１６、切替部６を通じて送受信
アンテナ３から送信波ＷLTとして測定対象領域の森林樹
木の上空から送信する。この送信後に切替部６が切り替
わって、送受信アンテナ３、サーキュレータ１６を通じ
た受信アンテナ４からの受信信号が受信部９に入力され
る。すなわち、送信波ＷLTが森林樹木の最下部の地面で
反射した反射波ＷLRの受信信号が受信部９に入力され
る。
は、送信部１０が出力する波長が長いＰバンド帯の送信
信号を、サーキュレータ１６、切替部６を通じて送受信
アンテナ３から送信波ＷLTとして測定対象領域の森林樹
木の上空から送信する。この送信後に切替部６が切り替
わって、送受信アンテナ３、サーキュレータ１６を通じ
た受信アンテナ４からの受信信号が受信部９に入力され
る。すなわち、送信波ＷLTが森林樹木の最下部の地面で
反射した反射波ＷLRの受信信号が受信部９に入力され
る。
【００２４】この場合、短波長干渉合成開口レーダ系Ａ
及び長波長干渉合成開口レーダ系Ｂでの送信は運用制御
部１４の制御で同時に行う。すなわち、同一の測定対象
領域の森林樹木に短い波長の送信波ＷST及び長い波長の
送信波ＷLTを同時に送信して、その森林樹木の高さを測
定する。そして、受信部７では反射波ＷSRの受信信号を
周波数変換、検波などを行って信号処理部１１に出力す
る。受信部９も反射波ＷLRの受信信号を周波数変換、検
波などを行って信号処理部１１に出力する。
及び長波長干渉合成開口レーダ系Ｂでの送信は運用制御
部１４の制御で同時に行う。すなわち、同一の測定対象
領域の森林樹木に短い波長の送信波ＷST及び長い波長の
送信波ＷLTを同時に送信して、その森林樹木の高さを測
定する。そして、受信部７では反射波ＷSRの受信信号を
周波数変換、検波などを行って信号処理部１１に出力す
る。受信部９も反射波ＷLRの受信信号を周波数変換、検
波などを行って信号処理部１１に出力する。
【００２５】また、ＧＰＳアンテナ２０では、天空の４
個以上のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ電波Ｗａ〜Ｗｄを受信
しており、この受信信号がＧＰＳ受信機２１に入力され
る。ＧＰＳ受信機２１では、受信信号から自己絶対位置
（緯度、経度、高度）データを算出して信号処理部１１
に出力する。信号処理部１１では測定対象領域の森林樹
木の高さを算出して ＧＰＳ受信機２１自己絶対位置デ
ータと共に記録部１２に送出する。
個以上のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ電波Ｗａ〜Ｗｄを受信
しており、この受信信号がＧＰＳ受信機２１に入力され
る。ＧＰＳ受信機２１では、受信信号から自己絶対位置
（緯度、経度、高度）データを算出して信号処理部１１
に出力する。信号処理部１１では測定対象領域の森林樹
木の高さを算出して ＧＰＳ受信機２１自己絶対位置デ
ータと共に記録部１２に送出する。
【００２６】図２は干渉合成開口レーダを用いた測定対
象領域（地形や等高線）の高さ情報（ＤＥＭ）を得る際
の測定原理を説明するための図である。図２において、
送受信アンテナ１（３）から送信波ＷST（ＷLT）が、目
標の森林樹木Ｈに向かって送信されると、この送信波Ｗ
ST（ＷLT）が反射して、高さが異なって配置された送受
信アンテナ１（３）及び受信アンテナ２（４）で同時に
受信される。この場合、二つのアンテナで受信した反射
波ＷSR（ＷLR）の受信信号に位相差が生じる。この位相
差φは、測定対象領域Ｔに対して下記の式１で与えられ
る。
象領域（地形や等高線）の高さ情報（ＤＥＭ）を得る際
の測定原理を説明するための図である。図２において、
送受信アンテナ１（３）から送信波ＷST（ＷLT）が、目
標の森林樹木Ｈに向かって送信されると、この送信波Ｗ
ST（ＷLT）が反射して、高さが異なって配置された送受
信アンテナ１（３）及び受信アンテナ２（４）で同時に
受信される。この場合、二つのアンテナで受信した反射
波ＷSR（ＷLR）の受信信号に位相差が生じる。この位相
差φは、測定対象領域Ｔに対して下記の式１で与えられ
る。
【００２７】 φ＝２π／λ（Ｌ−Ｌａ） ＝２π／λ（ｄｘ・ｓｉｎθ−ｄｙ・ｃｏｓθ）…（１） λ：波長 ｄｘ，ｄｙ：二つのアンテナ間の水平成分、垂直成分の
距離 Ｌ，Ｌａ：二つのアンテナと測定対象領域Ｔとの間の距
離 θ：オフナディア角
距離 Ｌ，Ｌａ：二つのアンテナと測定対象領域Ｔとの間の距
離 θ：オフナディア角
【００２８】したがって、測定対象領域Ｔの位置が変化
すると二つのアンテナ、すなわち、送受信アンテナ１
（３）と受信アンテナ２（４）との測定対象領域Ｔとの
間の距離Ｌ，Ｌａが変化し、この変化に伴って位相差φ
が変化するため、その結果として干渉縞が生じる。ここ
で測定対象領域Ｔが平面の場合は、飛行方向に対して並
行の縞となるが、測定対象領域Ｔに起伏が有る場合、曲
線の干渉縞となる。この干渉縞には距離情報と共に高さ
情報が含まれている。この曲線から測定対象領域Ｔが平
面と仮定した場合の並行な干渉縞を差し引くと測定対象
領域Ｔの高さ情報のみを含んだ位相差画像が得られるこ
とになる。このような干渉合成開口レーダの測定技術
（データ処理技術）を用いて測定対象領域Ｔの森林樹木
の高さを算出する。
すると二つのアンテナ、すなわち、送受信アンテナ１
（３）と受信アンテナ２（４）との測定対象領域Ｔとの
間の距離Ｌ，Ｌａが変化し、この変化に伴って位相差φ
が変化するため、その結果として干渉縞が生じる。ここ
で測定対象領域Ｔが平面の場合は、飛行方向に対して並
行の縞となるが、測定対象領域Ｔに起伏が有る場合、曲
線の干渉縞となる。この干渉縞には距離情報と共に高さ
情報が含まれている。この曲線から測定対象領域Ｔが平
面と仮定した場合の並行な干渉縞を差し引くと測定対象
領域Ｔの高さ情報のみを含んだ位相差画像が得られるこ
とになる。このような干渉合成開口レーダの測定技術
（データ処理技術）を用いて測定対象領域Ｔの森林樹木
の高さを算出する。
【００２９】図３は森林樹木での送信波ＷST（ＷLT）の
反射状態を説明するための図である。図３（ａ）に示す
ように送受信アンテナ１から放射する波長が短いＸバン
ド帯の送信波ＷSTは最上部の葉の部分で反射し、その反
射波ＷSRが送受信アンテナ１及び受信アンテナ２で同時
に受信される。また、図３（ｂ）に示すように送受信ア
ンテナ３から放射する波長が長いＰバンド帯の送信波Ｗ
LTは森林樹木の最下部の地面で反射し、その反射波ＷLR
が送受信アンテナ３及び受信アンテナ４で同時に受信さ
れる。
反射状態を説明するための図である。図３（ａ）に示す
ように送受信アンテナ１から放射する波長が短いＸバン
ド帯の送信波ＷSTは最上部の葉の部分で反射し、その反
射波ＷSRが送受信アンテナ１及び受信アンテナ２で同時
に受信される。また、図３（ｂ）に示すように送受信ア
ンテナ３から放射する波長が長いＰバンド帯の送信波Ｗ
LTは森林樹木の最下部の地面で反射し、その反射波ＷLR
が送受信アンテナ３及び受信アンテナ４で同時に受信さ
れる。
【００３０】この受信信号の位相差信号が短波長干渉合
成開口レーダ系Ａにおける受信部７、及び、長波長干渉
合成開口レーダ系Ｂにおける受信部９から信号処理部１
１に入力される。信号処理部１１では、図２及び（数
１）をもって説明したデータ処理を行って、森林樹木の
最上部の葉の部分と森林樹木の最下部の地面のそれぞれ
の高さを算出する。
成開口レーダ系Ａにおける受信部７、及び、長波長干渉
合成開口レーダ系Ｂにおける受信部９から信号処理部１
１に入力される。信号処理部１１では、図２及び（数
１）をもって説明したデータ処理を行って、森林樹木の
最上部の葉の部分と森林樹木の最下部の地面のそれぞれ
の高さを算出する。
【００３１】すなわち、短波長干渉合成開口レーダ系Ａ
によって、森林樹木の最上部の葉の部分で反射する波長
が短いＸバンドの送信波ＷSTを送信し、この反射波ＷSR
から森林樹木の最上部の葉の部分の高さＨａを算出す
る。さらに、長波長干渉合成開口レーダ系Ｂによって、
森林樹木の最下部の地面で反射する波長が長いＰバンド
帯の送信波ＷLTを放射し、かつ、反射波ＷLRから森林樹
木の最下部の地面の高さＨｂを算出する。信号処理部１
１で森林樹木の最上部の葉の部分の高さＨａから森林樹
木の最下部の地面の高さＨｂを差し引いて、その森林樹
木の高さを算出する。
によって、森林樹木の最上部の葉の部分で反射する波長
が短いＸバンドの送信波ＷSTを送信し、この反射波ＷSR
から森林樹木の最上部の葉の部分の高さＨａを算出す
る。さらに、長波長干渉合成開口レーダ系Ｂによって、
森林樹木の最下部の地面で反射する波長が長いＰバンド
帯の送信波ＷLTを放射し、かつ、反射波ＷLRから森林樹
木の最下部の地面の高さＨｂを算出する。信号処理部１
１で森林樹木の最上部の葉の部分の高さＨａから森林樹
木の最下部の地面の高さＨｂを差し引いて、その森林樹
木の高さを算出する。
【００３２】この測定した森林樹木の高さデータと共
に、ＧＰＳ受信機２１からの自己絶対位置データを信号
処理部１１が取り込んで記録部１２に送出し、ここで記
憶する。この後は、記録部１２で記録した磁気記録媒体
を地上のデータ処理装置１３で処理する。例えば、地図
上に、測定した森林樹木の高さデータを記入するデータ
処理などを行う。
に、ＧＰＳ受信機２１からの自己絶対位置データを信号
処理部１１が取り込んで記録部１２に送出し、ここで記
憶する。この後は、記録部１２で記録した磁気記録媒体
を地上のデータ処理装置１３で処理する。例えば、地図
上に、測定した森林樹木の高さデータを記入するデータ
処理などを行う。
【００３３】なお、この実施形態では自己絶対位置の計
測にＧＰＳ受信機２１を用いて計測したが、他のシステ
ムを用いても良い。例えば、慣性航法システム（ＩＮ
Ｓ）などのデータを利用しても良い。
測にＧＰＳ受信機２１を用いて計測したが、他のシステ
ムを用いても良い。例えば、慣性航法システム（ＩＮ
Ｓ）などのデータを利用しても良い。
【００３４】また、信号処理部１１では森林樹木の最上
部及び最下部の地面の高さ情報を得ると共に、森林樹木
の高さを算出するデータ処理を行っているが、短波長及
び長波長干渉合成開口レーダ系Ａ，Ｂに個別に信号処理
部を設けて、それぞれ森林樹木の最上部及び最下部の地
面の高さ情報を得るようにし、この後、別の信号処理部
で森林樹木の高さを算出するようにしても良い。換言す
れば、二つの干渉合成開口レーダを用い、それぞれ短波
長又は長波長で計測した森林樹木の最上部及び最下部の
地面の高さ情報から画像処理装置などを利用して森林樹
木の高さを算出するようにしても良い。
部及び最下部の地面の高さ情報を得ると共に、森林樹木
の高さを算出するデータ処理を行っているが、短波長及
び長波長干渉合成開口レーダ系Ａ，Ｂに個別に信号処理
部を設けて、それぞれ森林樹木の最上部及び最下部の地
面の高さ情報を得るようにし、この後、別の信号処理部
で森林樹木の高さを算出するようにしても良い。換言す
れば、二つの干渉合成開口レーダを用い、それぞれ短波
長又は長波長で計測した森林樹木の最上部及び最下部の
地面の高さ情報から画像処理装置などを利用して森林樹
木の高さを算出するようにしても良い。
【００３５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１，３記載の発明の森林樹木高測定装置によれば、飛翔
体から森林樹木に送信した短い波長の電波の反射波を二
つのアンテナで受信した受信信号の位相差に基づいて、
森林樹木の最上部の高さ情報を得ると共に、同時に送信
した長い波長の電波の反射波を二つのアンテナで受信し
た受信信号の位相差に基づいて森林樹木の最下部の地面
の高さ情報を得ている。この二つの情報から森林樹木の
高さを算出しているため、干渉合成開口レーダ（ＩＮＳ
ＡＲ）の測定技術を用いて、森林樹木の高さが正確、容
易かつ確実に測定できるようになる。
１，３記載の発明の森林樹木高測定装置によれば、飛翔
体から森林樹木に送信した短い波長の電波の反射波を二
つのアンテナで受信した受信信号の位相差に基づいて、
森林樹木の最上部の高さ情報を得ると共に、同時に送信
した長い波長の電波の反射波を二つのアンテナで受信し
た受信信号の位相差に基づいて森林樹木の最下部の地面
の高さ情報を得ている。この二つの情報から森林樹木の
高さを算出しているため、干渉合成開口レーダ（ＩＮＳ
ＡＲ）の測定技術を用いて、森林樹木の高さが正確、容
易かつ確実に測定できるようになる。
【００３６】請求項３〜５記載の森林樹木高測定装置に
よれば、測定した森林樹木の高さデータに併せて全地球
方位計測システム（ＧＰＳ）、慣性航法システム（ＩＮ
Ｓ）で計測した自己絶対位置データを記憶し、かつ、地
図上に表しているため、森林樹木の高さを測定した際の
絶対位置、すなわち、測定地点の地図上の位置が確実に
判明できるようになる。
よれば、測定した森林樹木の高さデータに併せて全地球
方位計測システム（ＧＰＳ）、慣性航法システム（ＩＮ
Ｓ）で計測した自己絶対位置データを記憶し、かつ、地
図上に表しているため、森林樹木の高さを測定した際の
絶対位置、すなわち、測定地点の地図上の位置が確実に
判明できるようになる。
【図１】本発明の森林樹木高測定装置の実施形態におけ
る構成を示すブロック図である。
る構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態にあって干渉合成開口レーダを用いた
測定対象領域の高さ情報を得る際の測定原理の説明のた
めの図である。
測定対象領域の高さ情報を得る際の測定原理の説明のた
めの図である。
【図３】実施形態にあって森林樹木での送信波の反射状
態を説明するための図である。（ａ）は波長が長い場合
の森林樹木での反射状態を示す図である。（ｂ）は波長
が短い場合の森林樹木での反射状態を示す図である。
態を説明するための図である。（ａ）は波長が長い場合
の森林樹木での反射状態を示す図である。（ｂ）は波長
が短い場合の森林樹木での反射状態を示す図である。
Ａ 短波長干渉合成開口レーダ系 Ｂ 長波長干渉合成開口レーダ系 １，３ 送受信アンテナ ２，４ 受信アンテナ ５，６ 切替部 ７，９ 受信部 ８，１０ 送信部 １１ 信号処理部 １２ 記録部 １３ データ処理装置 ２１ ＧＰＳ受信機
Claims (5)
- 【請求項１】 飛翔体に搭載されて森林樹木の高さを測
定する森林樹木高測定装置にあって、 前記森林樹木の最上部の葉の部分で反射する短い波長の
電波を送受信アンテナから送信し、かつ、この反射波を
前記送受信アンテナ及び受信アンテナで受信した受信信
号の位相差に基づいて森林樹木の最上部の高さ情報を得
る第１の干渉合成開口レーダ系と、 前記第１の干渉合成開口レーダ系と同時に森林樹木の最
下部の地面で反射する長い波長の電波を送受信アンテナ
から送信し、かつ、この反射波を前記送受信アンテナ及
び受信アンテナで受信した位相差から森林樹木の最下部
の地面の高さ情報を得る第２の干渉合成開口レーダ系
と、 前記第１の干渉合成開口レーダ系で測定した森林樹木の
最上部の高さ情報と、第２の干渉合成開口レーダ系で測
定した森林樹木の最下部の地面の高さ情報とから森林樹
木の高さを算出する算出処理手段と、 を備えることを特徴とする森林樹木高測定装置。 - 【請求項２】 前記第１及び第２の干渉合成開口レーダ
系のそれぞれに、 チャープ波のパルス信号を送出する送信部と、 前記送信部からのパルス信号を送出し、又は、反射波の
受信信号を出力するために送受信アンテナの送受信を切
り替える切替部と、 前記送信部からのパルス信号を前記切替部に送出し、か
つ、受信アンテナで受信した反射波の受信信号を前記切
替部を通じて送出するためのサーキュレータと、前記切
替部からの送受信アンテナ及び受信アンテナで受信した
受信信号を処理する受信部と、 前記受信部が出力する二つの受信信号の位相差から森林
樹木の最上部の高さ情報、又は、森林樹木の最下部の地
面の高さ情報を得る高さ情報処理部と、 を備えることを特徴とする請求項１記載の森林樹木高測
定装置。 - 【請求項３】 前記算出処理手段で算出した森林樹木の
高さデータを記録媒体に記録する記録手段と、 前記記憶媒体に記憶した高さデータを地図上に表示する
地図データ処理手段と、を備えることを特徴とする請求
項１記載の森林樹木高測定装置。 - 【請求項４】 自己絶対位置を計測する自己絶対位置計
測手段を設け、この自己絶対位置計測手段で計測した自
己絶対位置データを森林樹木の高さデータと併せて記録
手段で記憶媒体に記憶することを特徴とする請求項３記
載の森林樹木高測定装置。 - 【請求項５】 前記自己絶対位置計測手段として、全地
球方位計測システム、及び／又は、慣性航法システムを
用いることを特徴とする請求項４記載の森林樹木高測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7344179A JP2699964B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 森林樹木高測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7344179A JP2699964B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 森林樹木高測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09184880A JPH09184880A (ja) | 1997-07-15 |
| JP2699964B2 true JP2699964B2 (ja) | 1998-01-19 |
Family
ID=18367245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7344179A Expired - Fee Related JP2699964B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 森林樹木高測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2699964B2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19902007C2 (de) * | 1999-01-21 | 2002-06-27 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren und Anordnung zur interferometrischen Radarmessung |
| FI112402B (fi) | 1999-10-28 | 2003-11-28 | Diware Oy | Menetelmä puustotunnusten määrittämiseksi sekä tietokoneohjelma menetelmän suorittamiseksi |
| JP5140263B2 (ja) * | 2006-10-30 | 2013-02-06 | 東京電力株式会社 | 樹木頂点認識方法及び樹木頂点認識のプログラム並びに樹木頂点認識装置 |
| CN103969645B (zh) * | 2014-05-14 | 2015-06-17 | 中国科学院电子学研究所 | 基于压缩多信号分类的层析合成孔径雷达测量树高的方法 |
| CN106226471B (zh) * | 2016-07-22 | 2019-04-26 | 合肥龙图腾信息技术有限公司 | 一种测定槐树的抗风性能的方法 |
| CN106226472B (zh) * | 2016-07-22 | 2018-11-02 | 泉州市泉港区鑫悦盟工业科技有限公司 | 杉树抗风预警装置 |
| CN106198877A (zh) * | 2016-07-22 | 2016-12-07 | 陈显桥 | 通过测量设备检验杨树稳定性的方法 |
| CN106198879B (zh) * | 2016-07-22 | 2018-11-16 | 广东双木林科技有限公司 | 一种检测杉树抗风稳定性能的方法 |
| CN106226470B (zh) * | 2016-07-22 | 2019-06-11 | 孙红 | 一种通过测量装置测定槐树的稳固性能的方法 |
| CN106198878B (zh) * | 2016-07-22 | 2018-11-02 | 泉州市泉港区鑫悦盟工业科技有限公司 | 松树防风等级检测装置 |
| CN111398957B (zh) * | 2020-04-01 | 2022-08-02 | 中国林业科学研究院资源信息研究所 | 改进相干性计算方法的短波长双天线InSAR森林高度反演方法 |
| CN113945926B (zh) * | 2021-09-17 | 2022-07-08 | 西南林业大学 | 一种通过低估补偿改进的反演森林冠层高度方法 |
| CN113945927B (zh) * | 2021-09-17 | 2022-09-06 | 西南林业大学 | 一种通过体散射优化的反演森林冠层高度方法 |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP7344179A patent/JP2699964B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 古澤洋治、岡本謙一、増子治、「人工衛星による マイクロ波リモートセンシング」、電子通信学会、昭和６１年３月２０日初版発行、Ｐ．１３６〜Ｐ．１４８ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09184880A (ja) | 1997-07-15 |
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Legal Events
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