(57)【要約】【課題】存在するバイオマスを精度よく推定できる資源分析方法およびその結果に基づき、最適な利用目的等を提示可能な資源活用システムを提供する。【解決手段】分析対象地域を、地図上で予め定めた所定サイズのメッシュに分割し、分割された各メッシュ毎に、実際に測定した資源情報に基づいてそのメッシュ内に存在するバイオマスを推定することを特徴とする、資源分析方法およびその結果に基づく資源活用システム。【選択図】　図１
2004089032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分析対象地域を、地図上で予め定めた所定サイズのメッシュに分割し、分割された各メッシュ毎に、実際に測定した資源情報に基づいてそのメッシュ内に存在するバイオマスを推定することを特徴とする、資源分析方法。
【請求項２】
前記バイオマスの推定を、土壌、気象、水性、植生に関するリモートセンシングデータおよび／または実測データに基づいて作成する、請求項１の資源分析方法。
【請求項３】
前記バイオマスの推定を、経時的な資源情報に基づいて行い、バイオマスの経時的な変化を推定する、請求項１または２の資源分析方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の資源分析方法により推定されたバイオマスに対し、資源採取コスト、採取時期、バイオマス利用目的等を参照して、利用可能バイオマス量のシミュレーションを行うことを特徴とする資源活用システム。
【請求項５】
利用可能バイオマス量の利用方法を自動提示する、請求項４の資源活用システム。
【請求項６】
利用可能バイオマス量に対し、最低コストでの採取方法および搬出ルート等を判定するとともに、資源採取後の環境変化を予測する、請求項４または５の資源活用システム。
【請求項７】
請求項４ないし６のいずれかに記載のシステムで得られたバイオマス情報に基づいてメタノールを中心とした生成物の利用システムを最適化する、資源活用システム。
【請求項８】
請求項４ないし６のいずれかに記載のシステムで得られたバイオマス情報に基づいてメタンを中心とした生成物の利用システムを最適化する、資源活用システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、存在するバイオマスの推定等を行う資源分析方法、および該分析方法に基づきバイオマスを有効活用する資源活用システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球温暖化防止のため大気中に二酸化炭素（ＣＯ２）を排出しないバイオマスエネルギーは、化石燃料（石油、石炭、天然ガス）の代替エネルギーとして注目されている。バイオマスとは、生物系（動物系、植物系）エネルギー資源の潜在利用可能量（のエネルギー換算値）を示すものであり、糖質系、デンプン系（粗粒穀物等）、リグノセルロース系（木質類、草本類）、油脂系（動物油脂、植物油脂）、廃棄物系（農業系、林業系、一般系、産業系）のバイオマスエネルギーに大別される。なかでもとくに木質類等を源とする森林バイオマスは、推定存在量、採取コスト等の面からみて有利でありとくに注目されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、森林バイオマスの存在は、リモートセンシングや実際に測定したトータル的な資源情報（土壌、気象、水生、植生）によらなければ正確に推定することはできない。また、調査対象地域が広範すぎると誤差も大きくなる。また、存在するバイオマスは上記各種の資源情報に基づき変化するものであるから、エネルギー資源の安定供給の点から、経時的な変化量を推定する必要もある。また、資源分析方法により推定されたバイオマスに対して、資源採取コストや利用目的を考慮した効率的な資源活用システムが構築されなければバイオマスの有効活用は図れない。さらに、環境保護の観点から、バイオマス採取後の環境変化を予測しバイオマスの生産を促す資源活用システムを構築する必要もある。
【０００４】
そこで本発明の課題は、存在するバイオマスを高精度で推定できる資源分析方法、および該資源分析方法に基づき推定されたバイオマスに対して、最も効率的な活用が可能な資源活用システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の資源分析方法は、分析対象地域を、地図上で予め定めた所定サイズのメッシュに分割し、分割された各メッシュ毎に、実際に測定した資源情報に基づいてそのメッシュ内に存在するバイオマスを推定することを特徴とする方法からなる。
【０００６】
上記バイオマスの推定は、土壌、気象、水生、植生に関するリモートセンシングデータおよび／または実測データに基づいて作成することができる。リモートセンシングデータとしては、航空機や人工衛星からの写真、レーダー、赤外線により検知したデータ等を挙げることができる。また、実測データとしては、各地のアメダス気象データや林野庁等による実測データを利用することができる。また、本発明中の植生データには、森林の木質類データのみならす草本類データも含まれる。
【０００７】
上記バイオマスの推定は、エネルギー資源の安定供給の点から経時的な資源情報に基づいてバイオマスの経時的な変化を推定するものであることが好ましい。
【０００８】
上記のような資源分析方法においては、土壌、気象、水生、植生のメッシュ毎の実測データおよび／またはリモートセンシングデータに基づき存在するバイオマスが推定される。しかし、地域によっては上記いずれかの実測データが欠落する場合もある。したがって、この場合にはリモートセンシングデータを用いて回帰モデルを作成しデータとして保管し、該データに基づき上記欠落データを補足して存在するバイオマスが推定される。また、ニューラルコンピュータを利用し、土壌、気象、水生、植生以外の不確定要素に関するデータ（たとえば、これらの中間領域のデータ）を作成し、該データをパラメータとして分析に加え、存在するバイオマスを推定するようにしてもよい。
【０００９】
また、上記のような資源分析方法においては、分析対象地域が、地図上で予め定められた所定のサイズのメッシュ（たとえば、５０ｍ四方のメッシュ）に分割され、分割された各メッシュ毎に存在するバイオマスが推定されるので、広範囲にバイオマスを推定する場合に比べて、きわめて高精度で存在するバイオマスを推定できる。また、存在するバイオマスは、経時的に変化する植生等の資源情報に基づき変動するので、経時的な資源情報に基づいてバイオマスの経時的変化を推定すれば、将来的に存在するバイオマスを高精度で予測できる。したがって、エネルギー資源の計画的な供給や安定供給にも寄与できる。
【００１０】
また、上記資源分析方法により推定された存在するバイオマスを全て採取しエネルギーに変換することは不可能であり、また非効率的である。したがって、本発明の資源活用システムは、請求項１ないし３のいずれかに記載の資源分析方法により推定されたバイオマスに対し、資源採取コスト、採取時期、バイオマス利用目的等を参照して、利用可能バイオマス量のシミュレーションを行うことを特徴とする資源活用システムからなる。
【００１１】
上記利用可能なバイオマス量の利用方法は、自動提示されることが好ましい。また、利用可能バイオマス量に対して、最低コストでの採取方法および搬出ルート等を判定するとともに、資源採取後の環境変化を予測すれば、低コストでより効率的なエネルギー変換を実現できる。また、過度の資源採取による環境への悪影響を防止することができる。したがって、環境保護を図りつつ、バイオマスの生産を促す環境形成に寄与することができる。
【００１２】
さらに、本発明の資源活用システムで得られたバイオマス情報（森林系バイオマス、イネ系バイオマス）に基づいて、たとえば生ゴミ等の廃棄物系バイオマスを組み合わせた資源利用総合システムを構成すれば、メタノールまたはメタンを中心とした生成物の利用システムを最適化することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の資源分析方法およびその結果に基づく資源活用システムについて図面を参照して説明する。
図１および図２は、本発明の一実施態様に係る資源分析方法の概略を示している。図１において、１は分析対象地域を示している。分析対象地域１は地図上で５０ｍ四方のメッシュに分割され、各メッシュ毎に実際に資源情報が測定されるようになっている。なお、分析対象地域１およびメッシュの大きさは、存在するバイオマスの推定精度や資源情報に応じて任意に拡大、縮小できる。
【００１４】
本発明の資源分析方法におけるバイオマスの推定は、資源情報、たとえば土壌、気象、水生、植生に関するリモートセンシングデータ２および／または実測データ３に基づいて行われる。リモートセンシングデータ２としては、図１に示すような人工衛星からの写真等の情報を挙げることができる。また、航空機からの航空写真、レーダ、赤外線温度検知機等を活用しリモートセンシングデータ２を収集するようにしてもよい。一方、実測データ３としては、林野庁等による植生データ、環境庁による水生データ、土壌データ等の実査情報（実測情報）４、さらに各地に設置されたアメダス気象データに基づく気象メッシュデータ５を活用することができる。なお、本実施態様においてはバイオマスの推定にリモートセンシングデータ２と実測データ３の双方を利用しているが、リモートセンシングデータ２または実測データ３のいずれか一方のみを利用することも可能である。
【００１５】
上記のようにして収集された各種のリモートセンシングデータ２および実測データ３は、図２に示すように土壌データベース６、気象データベース７、水生データベース８、植生データベース９に分類されて蓄積される。そして、各データベース６、７、８、９のトータル的な資源情報に基づきメッシュ内に存在するバイオマスが推定される。また、各データベース６、７、８、９には膨大なデータが蓄積されるので、この蓄積データを利用すれば、将来の資源情報つまり経時的な資源情報の変化を正確に予測することができる。
【００１６】
本実施態様のような資源分析方法においては、分析対象地域１が、地図上で予め定められた所定サイズのメッシュ（５０ｍ四方のメッシュ）に分割され、分割されたメッシュ毎に存在するバイオマスが推定されるので、非常に広範囲でバイオマスを推定する場合に比べて高精度で存在するバイオマスを推定することができる。また、バイオマスの推定は、リモートセンシングデータ２および実測データ３により作成される資源情報に基づき行われる。つまり、資源情報はリモートセンシングデータ２のみならずきわめて精度の高い実測データ３も加味して構築されるので、存在するバイオマスを高精度で推定することができる。また、リモートセンシングデータ２、実測データ３により構成される各データベース６、７、８、９には、膨大なデータが蓄積されるとともに、リモートセンシングデータ２はリアルタイムで更新されるので、該蓄積データおよび最新の更新データを活用することにより、経時的な資源情報の変化を正確に予測できる。したがって、存在するバイオマスの経時的な変化を容易にかつ正確に推定できるので、エネルギー資源の安定供給、さらには計画的利用に寄与できる。また、存在するバイオマスの経時的な変化を予測することにより、バイオマスの過度の採取が防止されるので、地域環境への悪影響も防止される。
【００１７】
本発明の資源分析方法におけるバイオマスの推定は、土壌、気象、水生、植生に関するリモートセンシングデータ２および実測データ３に基づき行われることが好ましい。しかし、地域によっては、上記四つのデータのいずれかの実測データ３が欠落している場合もある。また、既存の植生データからは樹木の高さや樹齢、落葉の有無は判定できない。このため、本発明の資源分析方法においては、欠落するパラメータが存在する場合には、リモートセンシングデータ２を用いて回帰モデルを作成しデータとして保管し、該データに基づき欠落データを補足し存在するバイオマスが推定されるようになっている。
【００１８】
ところで、存在するバイオマスを全て採取しエネルギーに変換することは不可能であり、また非効率的である。このため、本実施態様の資源活用システムにおいては、資源採取コスト、採取時期、バイオマス利用目的等を参照して利用可能バイオマス量のシミュレーションが行われる。
【００１９】
さらに、本発明の資源活用システムにおいては、利用可能バイオマス量に対して、最低コストでの採取方法、および搬出ルート等が判定されるとともに、資源採取後の環境変化が予測される。これらの判定、予測には、上述の各データベース６、７、８、９のデータに加え、図４の地図情報１０、道路データ１１、空撮データ１２が用いられる。そして、利用可能バイオマス量のシミュレーション結果、採取方法等の判定結果、環境予測は、図３に示すように３Ｄでの図形情報として与えられる。
【００２０】
したがって、低コストでより効率的なエネルギー変換を実現できるとともに、過度の採取による地域環境への悪影響を防止することができるので、環境保護を図りつつ、バイオマスの生産を促す環境形成に寄与できる。
【００２１】
本発明は、木質類、草本類に基づく森林系バイオマスやイネ系バイオマスの分析方法および活用システムを提供するものであるが、森林系バイオマス１３、イネ系バイオマス１４に、廃棄物系バイオマス１５を組み合わせれば、メタノールを中心とした生成物の利用システム（図５）、メタンを中心とした生成物の利用システム（図６）を最適化することができる。とくに、メタン、メタノールは燃料電池の負極側の電池活物質として有効利用することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の資源分析方法によるときは、現実に存在するバイオマスを精度よく推定できるとともに、経時的なバイオマスの変化を推定し予測することができる。また、本発明の資源活用システムによるときは、上記精度よく推定された存在するバイオマスに基づき利用可能なバイオマス量が推定されるので、低コストで効率的なエネルギー変換が可能になるとともに、過度の資源採取による環境への悪影響を防止できる。また、メタン、メタノールを中心とした生成物の利用システムの最適化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係る資源分析方法のリモートセンシングデータおよび実測データの収集方法の概略説明図である。
【図２】本発明の一実施態様に係る資源分析方法の資源情報を構成する各データベースの概略説明図である。
【図３】本発明の一実施態様に係る資源活用システムによる利用可能バイオマス量と搬出ルート等のシミュレーションの概略説明図である。
【図４】図３のシミュレーションに用いられる、地図情報等の概略説明図である。
【図５】メタノールを中心とするバイオマス生成物の利用システムを示すフローチャートである。
【図６】メタンを中心とするバイオマス生成物の利用システムを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１　分析対象地域
２　リモートセンシングデータ
３　実測データ
４　実査情報（実測情報）
５　気象メッシュデータ
６　土壌データベース
７　気象データベース
８　水生データベース
９　植生データベース
１０　地図情報
１１　道路データ
１２　空撮データ
１３　森林系バイオマス
１４　イネ系バイオマス
１５　廃棄物系バイオマス
【図１】
2004089032.tif 000003
【図２】
2004089032.tif 000004
【図３】
2004089032.tif 000005
【図４】
2004089032.tif 000006
【図５】
2004089032.tif 000007
【図６】
2004089032.tif 000008