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工学教育研究部 工学科土木環境工学プログラム担当 |
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論文 【 表示 ／ 非表示 】
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Differentiation of river sediments fractions in uav aerial images by convolution neural network
Takechi H., Aragaki S., Irie M.
Remote Sensing 13 ( 16 ) 2021年8月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Remote Sensing
Riverbed material has multiple functions in river ecosystems, such as habitats, feeding grounds, spawning grounds, and shelters for aquatic organisms, and particle size of riverbed material reflects the tractive force of the channel flow. Therefore, regular surveys of riverbed material are conducted for environmental protection and river flood control projects. The field method is the most conventional riverbed material survey. However, conventional surveys of particle size of riverbed material require much labor, time, and cost to collect material on site. Furthermore, its spatial representativeness is also a problem because of the limited survey area against a wide riverbank. As a further solution to these problems, in this study, we tried an automatic classification of riverbed conditions using aerial photography with an unmanned aerial vehicle (UAV) and image recognition with artificial intelligence (AI) to improve survey efficiency. Due to using AI for image processing, a large number of images can be handled regardless of whether they are of fine or coarse particles. We tried a classification of aerial riverbed images that have the difference of particle size characteristics with a convolutional neural network (CNN). GoogLeNet, Alexnet, VGG-16 and ResNet, the common pre-trained networks, were retrained to perform the new task with the 70 riverbed images using transfer learning. Among the networks tested, GoogleNet showed the best performance for this study. The overall accuracy of the image classification reached 95.4%. On the other hand, it was supposed that shadows of the gravels caused the error of the classification. The network retrained with the images taken in the uniform temporal period gives higher accuracy for classifying the images taken in the same period as the training data. The results suggest the potential of evaluating riverbed materials using aerial photography with UAV and image recognition with CNN.
DOI： 10.3390/rs13163188
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UAV空撮画像による貯水池表層クロロフィル分布評価
入江光輝,眞邊雄元
令和2年度土木学会度西部支部研究発表会講演概要集 2021年3月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（研究会，シンポジウム資料等）
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世界遺産イシュケウルにおける水収支の推定
小手川洋俊,入江光輝
令和2年度土木学会度西部支部研究発表会講演概要集 2021年3月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（研究会，シンポジウム資料等）
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Effect of Physical Parameters on the Transparency of Ichkeul Lake’s Waters, North–East of Tunisia
Ouni H., Irie M., M’barek N.B., Tarhouni J., Tlatli-Hariga N., Dias J.M.
Environmental Science and Engineering 957 - 961 2021年
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Environmental Science and Engineering
The construction of dams on the Ichkeul Lake rivers, along with drought, has increased the sedimentation problem and caused the decrease of its storage capacity. Therefore, this work aims to highlight the factors responsible for water clarity deterioration. Through the multi-date MODIS imagery analysis, a Water Turbidity Index (WTI) was used to assess the turbidity of the lake and a Delft3D-FLOW hydrodynamic model was used to determine the effect of wind, water level, temperature, and salinity on the turbidity of the lake’s waters. The effect of prevailing wind was analyzed for the two hydrological years 2014–2015 (R2 = 0.3989) and 2015–2016 (R2 = 0.4219). It was found that the water transparency decreases with the increase of wind speed. Besides, the model calibration showed the sensitivity of water temperature and salinity to the lake’s bed roughness. Contrariwise, the water level was not significantly influenced. Consequently, the use of roughness n = 0.018 decreases the errors between observed and simulated data. Altogether, the methodology used in this work allows decision makers to monitor the temporary and spatial water turbidity fluctuations in the Ichkeul Lake.
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Nukazawa K., Shirasaka K., Kajiwara S., Saito T., Irie M., Suzuki Y.
Science of the Total Environment 748 2020年12月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Science of the Total Environment
Alterations in natural flow regimes caused by dams can significantly alter the aquatic habitats of stream organisms. However, few studies have characterized flow regulation to assess its impacts on stream fauna in the context of interannually variable extreme floods. This study aims to understand the variation in stream animals along flow regulation gradients due to hydropower dams in a catchment experiencing typhoons. We observed freshwater fishes and stream insects at fully regulated sites (receiving residual flow), moderately regulated sites (receiving hydropower outflow), and nonregulated site (tributary) in the Mimi River catchment in southern Japan, in summer and winter from 2010 to 2018. We computed indicators of hydrologic alteration (IHA) in each calendar/water (July to June) year from 2007 to 2017 and selected subsets of IHA based on principal component analysis (PCA) and variance inflation factor. The largest variance was mainly explained by minimum discharge levels (e.g., 30-day annual minimum) and flow variability among IHAs, distinguishing the moderately regulated and nonregulated sites from fully regulated sites because of residual flow and suppressed high pulses in the fully regulated sites. Generalized additive models revealed that annual maxima of specific discharge were most significant predictors of fish and insect metrics while its effects were generally inconsistent between summer and winter. Non-metric multidimensional scaling revealed that insect communities were clustered into the regulation extents in both seasons. The differences in winter fauna between the regulated and nonregulated sites, characterized by Ephemeroptera-Plecoptera-Trichoptera abundance, were associated with maximum discharge and high pulse numbers. Fish community variation did not correspond to flow regime gradients. Our findings on mechanistic ecohydrological consequences of various flow regulations, supported by long-term observations, will be useful for river managers attempting to compensate for alterations in flow regime and ecological integrity.
書籍等出版物 【 表示 ／ 非表示 】
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沙漠学事典
日本沙漠学会編（ 担当： 分担執筆）
丸善株式会社 2020年7月
記述言語：日本語 著書種別：事典・辞書
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Resource-Oriented Agro-sanitation Systems
1) Sintawardani N., Ushijima K., Hamidah U., Deguchi Y. Triastuti J., Funamizu N., Irie M., Ishikawa T.（ 担当： 共著）
Springer 2019年
記述言語：日本語 著書種別：学術書
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Sustainable North African Society -Exploring Seeds and Resources for Innovation-
Isoda H., Neves M. Kawachi A.（ 担当： 共著）
Nova Publisher 2015年1月
記述言語：英語 著書種別：学術書
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全世界の河川辞典
高橋裕（ 担当： 共著）
丸善 2013年10月
記述言語：日本語 著書種別：事典・辞書
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沙漠の辞典
真木太一、安部征雄（ 担当： 共著）
丸善 2009年10月
記述言語：日本語 著書種別：事典・辞書
MISC 【 表示 ／ 非表示 】
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セラミックスが実現 する途上国の水環境 問題：水処理技術か ら水資源管理まで
袋布昌幹・入江光輝
セラミックス 53 ( 2 ) 66 - 69 2018年2月
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）
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筑波大学北アフリカ研究センターでの学際的研究の取り組み
入江光輝，柏木健一，礒田博子
沙漠研究 23 ( 3 ) 147 - 150 2013年12月
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌） 出版者・発行元：日本沙漠学会
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バイオ燃料事業の実施上の課題‐事業採算性と二酸化炭素排出削減に関するレビュー‐
入江光輝
沙漠研究 21 ( 3 ) 99 - 102 2011年12月
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌） 出版者・発行元：日本沙漠学会
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チュニジアの水資源とその循環利用
安部征雄，礒田博子
沙漠研究 18 ( 3 ) 171 - 175 2009年12月
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌） 出版者・発行元：日本沙漠学会
講演・口頭発表等 【 表示 ／ 非表示 】
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Submarine springs in Bassiya bay, Syria 国際会議
Irie, M
Expert Meeting on use of Japanese experiences, knowledge and technology for the Euphrates-Tigris River Basin____
科研費（文科省・学振）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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健全な流砂系の回復によるサステナブル流域総合土砂管理の実証研究
2017年04月 - 2020年03月
科学研究費補助金 基盤研究(B)
担当区分：研究分担者
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食料増産に向けた大河川の農地氾濫制御事業評価のための新たな便益評価基準の検討
2016年08月 - 2019年03月
科学研究費補助金 基盤研究(B)
担当区分：研究代表者
大陸大河川の治水事業が速やかに実施できるよう、費用便益評価の基準について再考を行う。ケーススタディサイトとしてセネガル川下流部のモーリタニア国側氾濫域を対象とする。
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世界遺産イシュケウルの物質サイクルを活用した持続可能な環境復元・管理技術の提案
2015年04月 - 2019年03月
科学研究費補助金 基盤研究(A)
担当区分：研究分担者
侵食傾向にある湿地の底泥を安定化し、塩水侵入を制御する
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サハラ砂漠周縁の水資源に関わる2大問題解決に向けた調査研究
2013年10月 - 2017年03月
科学研究費補助金 基盤研究(A)
担当区分：研究代表者
乾燥地貯水池の堆砂管理と飲料用地下水の浄化に同時に取り組む
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サハラ砂漠周縁貯水池の持続的利用のための新たな管理・運営手法構築に向けた調査研究
2010年04月 - 2013年03月
科学研究費補助金 基盤研究(B)
堆砂の著しい貯水池の底泥中に含まれる腐植物質の有効利用等について検討
その他競争的資金獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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UAV空撮によるダム湖水質モニタリング手法の開発
2021年07月 - 2022年03月
地方自治体 宮崎『ひと・まち・みらい』 づくりに関する研究・活動等助成
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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UAV空撮によるダム湖水質モニタリング手法の開発
2020年07月 - 2021年03月
地方自治体 宮崎『ひと・まち・みらい』 づくりに関する研究・活動等助成
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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林業が主産業である地域における貯水池堆砂を活用した流域保全方法の開発
2020年06月 - 2021年03月
九州地方計画協会 九州地方計画協会公益事業支援
担当区分：研究代表者
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チュニジアとのセミナー 持続可能な水資源管理のためのイノベーション創造
2018年04月 - 2019年03月
文部科学省 二国間交流事業
資金種別：競争的資金
本セミナーでは、水資源、水処理、水環境に関連する異なる分野の研究者がセミナーを通して情報交換を行う。特にチュニジア側の研究者からは現地が抱える水に関わる技術的課題を示すことも期待される。最終的な目標は技術開発に留まらず現地への技術普及を含むため、水資源に関わる持続可能性や社会実装に向けた社会・経済学的な面からの研究もテーマの一つとする。水資源や水環境に関わる研究とは、資源量や保全するべき環境の定量的評価に加えて、現地で水を使用し、排水を行う人々の生活や文化に対する理解も当然求められる。それらに関連した情報を現地側から発信してもらうとともに、現地にて水に関連する研究を行っている社会・経済学分野の日本人研究者も少なからずいるので、単一セッションの中で積極的に発表を行ってもらい、国内研究者の中での学際的異分野融合についても深めていく。
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総合土砂管理による河川生態系への影響の定量的評価手法の開発
2017年04月 - 2019年03月
河川財団 河川基金
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
耳川における通砂事業による環境影響評価をケーススタディとする