立正大学/地球環境科学部
環境システム学科
大学院/環境システム学専攻
環境情報学分野
分野紹介
◆デジタルグリーンに挑む◆

■環境データサイエンス(環境DS)とは?

環境システム学科・環境システム学専攻 環境情報学分野では、環境データサイエンスを用い、「物化生地」の枠にとらわれず社会の問題を含むデジタルグリーンやGX(Green Transformation)分野の課題に対応できる人材を育てています。 環境データサイエンスは、環境システム学科環境情報分野が1998年の開設時から作り上げてきたカリキュラム体系であり、観測データ、ドローンや人工衛星などによる面的な空間情報を含む環境情報を、GIS(地理情報システム)、AI、統計解析、数値シミュレーションなどのデータサイエンスの手法でモデル化し、SDGsなどの社会課題を含む様々な環境問題に適用した研究・教育を行っています。

■環境DSで何ができる?

■環境DSを使った農業

比企丘陵の天水を利用した谷津沼農業システムが日本農業遺産に選定-立正大学谷津田イノベーション研究会の6年間の活動-

 
日本農業遺産に選定された谷津田の  持続的利用に向けた水稲栽培における   施肥量の評価 New!

  
日本農業遺産に認定された谷津田の温度・水位をIoTにより管理

土壌微生物多様性・活性値で地元農作物のブランド化   

リンク先を参照してください。

環境DSで見る土壌微生物の世界
~微生物多様性が支える地球生命圏~

※横山和成教授の所属が前職になっております。

大地の中に広がる宇宙
-土壌微生物の世界をのぞいてみようー

※後半、光の関係でスライドが見にくくなってます点ご了承下さい。

家庭生ゴミをゼロにするための
社会的な仕組み作り

  

八潮土壌リフレッシュセンターで品川の土を見える化する-

  

2021年度から、横山特任教授・後藤教授が中心になり、品川区xNPOみんなの食育と協働し、こみゅにてぃーぷらざ八潮で土壌リフレッシュセミナーを行っております。この事業では、土壌微生物多様性・活性値(BIOTREX)を計測しながら、数値をベースにした土壌再生の方法を啓蒙し、その過程でコンポストやSDGsゲームを作ったり、家庭生ゴミをゼロにするための社会的な仕組み作りを参加者や学生と検討しております。 2022年度は、木枠コンポストで堆肥を作りはじめ、夏休みの自由研究のテーマにと、参加者各自がペットボトルコンポストを作りはじめました。これを機に、コンポストに関する質問や状況報告を行うことでソーシャルに土壌再生を行うための情報共有サイトを作りました。 IoTを使って温度、土壌水分、CO2の計測を行い、土壌の生成過程の見える化を行うなど、今後、多様な参加者が情報提供してくれるものと期待されます。

■数値シミュレション

 

静岡県の陸から海への物質循環シミュレーターが公開されました

 

静岡の海の生物多様性の保全とその豊かな恵みの持続可能な利活用に向けた実践活動につなげるため、令和元年6月25日に「森は海の恋人」水の循環研究会(後藤真太郎教授(環境情報学)は委員として開発メ ンバーに参加)を設置し、南アルプスを源流とする富士川・大井川水系と駿河湾沿岸部までをケーススタディとして、陸域から海域への栄養供給と海域の生物生産との関係の検証に3か年にわたって取り組みました。その成果であるスルガベイ・シミュレーターが公開されました(2022/9/20)

  「森は海の恋人」水の循環研究会成果報告書(概要)(R1-3)   「森は海の恋人」水の循環研究会成果報告書(R1-3)

■IoT/STEAM教育への応用

動画:IoT/STEAM教育

2021年7月伊豆山土砂災害における被災状況の可視化

2021年7月3日 熱海で発生した静岡県熱海市伊豆山地区の逢初川で発生した大規模な土砂災害において、被災後にドローンにより撮影された画像から点群データを発生させ3Dデータを作ります。さらに、被災前の点群データとの差を計算し、流出土砂量を求めます。被災状況をわかりやすく見える化するために3Dプリンターを使用しました。来校型オープンキャンパスでの対面での説明に興味を持たれた来校者が多く、ご要望に応え動画公開します。

動画:2021年7月伊豆山土砂災害における被災状況の可視化

GISを使ったまちづくり
~熊谷うちわ祭りへの適用~

熊谷うちわ祭り実行委員会と協働して2007年より実施しているが、2020年、2021年、2022年はコロナ禍により中止。

■環境DSとAI

動画:環境DSとAI
  

深層学習による土砂災害発生確率モデルとAIによる物体検知モデルを併用した被災地早期検知への構築 New!

                        

AIと人工衛星・ドローンをもちいた被災状況早期検知システムの開発

2019年10月の台風19号で都幾川が氾濫し、東松山市が甚大な被害を受けました。この時、被災状況の全体把握の遅れが応急復旧に影響する事から、人工衛星で被災地の全体把握を行い、ドローンで被害の詳細を調査し、得られた画像から3D画像を作成し、AIで被災状況を把握、被災総額を推定するシステムを構築しました。このシステムは、埼玉県GIS普及推進研究会(会長:後藤教授)やCode for SAITAMA(共同代表:後藤教授)を通して埼玉県内の測量会社・情報会社に技術移転する事になっています。

動画:AIと人工衛星・ドローンをもちいた被災状況早期検知システムの開発
動画:UAVを用いた空中写真による災害時の被災箇所検出に関する研究

AIによるLiDAR点群データを用いた森林管理データ分析に関する研究

リンク先を参照してください。

AIを用いたスポーツサイエンスへの空間情報処理の応用

  

テニス部所属の3年生名取賢冴君(環境情報学分野)は、AI(YOLO5)を用い動画から挙動を解析し、テニス選手、テニスボール、ラケットの動きを抽出して選手のスキルを評価する研究を行っています。

  動画:AIを用いたスポーツサイエンスへの空間情報処理の応用

Q&A

Q:環境情報学を勉強したい場合、生物・地球コース、気象・水文コースのどちらを選べばいいのですか?

A:どの分野でもコンピュータによる情報処理が行われているので、環境情報分野は両方のコース共通で環境データサイエンスが学ぶことができ、環境情報を使って「物化生地」が学べるようになっております。 2年生後期のゼミ配属の時には、環境情報学以外の分野を環境データサイエンスを使って学びたい学生が環境情報学分野の研究室を希望できる仕組みになっています。

Q:環境情報学分野で学ぶ環境データサイエンスとデータサイエンス学部で学ぶデータサイエンスとどこが違いますか?

A:環境情報分野で学ぶ環境データサイエンスは純粋な理系であるのに対し、データサイエンス学部で学ぶデータサイエンスは文理融合型の経済系ですので対象とする課題に対するアプロ―チが異なります。

Q:環境情報学分野で学べる農業分野の研究はどんな内容ですか? New!

A:スマート農業を学ぶことができます。例えば、稲や露地野菜の収穫時期をドローンによる観測データで予測してます。これまでに、稲、深谷ネギ、ニンジンなどをテーマにして研究してます。深谷ネギの糖度も予測できます。
 また、熊谷キャンパス周辺の比企丘陵にはため池が200位あり、古いため池は1500年以上前から、ため池の水だけを使った農業(谷津沼農業)がおこなわれています。このことが評価され、2023年には日本農業遺産に選定されています。環境情報分野はその申請に6年かけて支援しております*。その過程で、谷津沼農業で肥料なしでお米が収穫できる原因をドローン、GIS、化学分析、微生物多様性解析など情報のみならず、関係する分野の分析手法を用いて究明しようという研究も進められています。そのかたわら、谷津田を借りて、農福連携圃場**で農福連携の団体、NPO、大学生、都内・県内の高校生、一般の方々と稲作を行い、日本酒を醸造し、酒粕で発酵させたパンを作って販売したり、土壌微生物多様性を計測して良い土をブランディングし、マルシェで販売して環境まちづくりを行ったりしています。
 さらに、学校給食の有機化の全国的な活動は日本農業遺産選定の地域である小川町(世界の有機農業の発祥地)から情報発信が行われており、農林水産省のみどりの食料戦略(2050年までに現在の農地の25%を有機農地にするという計画)を見据えて、小川町の団体と協働して有機稲作セミナー***を開催し、科学的なデータに基づいて有機農家の養成を行っています。

*立正大学谷津田イノベーション研究会の6年間の活動
**農福連携圃場
***有機稲作セミナー
 

Q:環境情報学分野ではどんな分野に就職していますか?

A:環境情報分野で学ぶ環境データサイエンスは純粋な理系であるのに対し、データサイエンス学部で学ぶデータサイエンスは文理融合型の経済系ですので対象とする課題に対するアプロ―チが異なります。

Q:環境情報学分野ではどんな分野に就職していますか?

A:令和4年度の環境システム学科の就職先で情報通信分野、建設業(測量会社、建設会社のGIS部門を含む)の割合は、共に13.6%、この多くは環境情報分野の学生です。

・地球環境科学部の就職状況
・環境システム学科の主な就職先

◆大型研究プロジェクトの実績

2002-2011 オープンリサーチセンター事業 文部科学省

2011 サハリン沖石油・天然ガス生産に備える 市民協働による油汚染防除体制の構築 科学技術振興機構事業

2003-2007 油流出事故の危機管理システムに対する研究 科学技術振興機構事業成果報告

1999-2001リモートセンシングとシミュレーションの複合利用による 重油回収支援システムの構築とその運用に関する研究  科学技術振興機構事業成果報告 

◆メディア出演

■地域連携関係

・2023.9.27 埼玉新聞 学生らが地域農業支援へ -学生田守クラブによる比企丘陵の農業を支援- New!
https://rissho-es.jp/wp/wp-content/uploads/2023/09/188d586ba84d1baf1b7c22c5087aa0ad.jpg
・2022.4.12 Exiteニュース 学生の地域貢献にマッチングプラットフォームを活用 立正大学とガイアックスが「地域連携に関する包括連携協定」を締結! https://www.excite.co.jp/news/article/Dprp_57944/
・2022.4.12 時事通信 学生の地域貢献にマッチングプラットフォームを活用 立正大学とガイアックスが「地域連携に関する包括連携協定」を締結! https://www.jiji.com/jc/article?k=000000484.000003955&g=prt
・2022.4.11 PRTimes 学生の地域貢献にマッチングプラットフォームを活用 立正大学とガイアックスが「地域連携に関する包括連携協定」を締結! https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000484.000003955.html
・2019.11.29 熊谷経済新聞 比企の谷津田米使い日本酒販売へ 立正大学など企画プロジェクトで https://kumagaya.keizai.biz/headline/641/
・2019.11.29 熊谷経済新聞 完成した日本酒「谷津の祈り」 https://kumagaya.keizai.biz/photoflash/770/
・2019.11.18 日本食糧新聞 農福連携から6次産業化へ 埼玉比企丘陵の谷津田で酒米収穫 https://news.nissyoku.co.jp/news/kawasaki2019111105240107
・2016.4.25 埼玉新聞 電子工作に親子が挑戦(プログラミング教室) https://drive.google.com/file/d/1rYuFS2tKKfaU5PUcAYUIcZshuVQokx-m/view?usp=sharing

■防災関係

・2019.8.5 佐賀新聞 災害時迅速支援 支援団体連携強化へ勉強会 https://drive.google.com/file/d/1OILKlJMZbHAEkidHXxpo3Y5VcfoRFQ7a/view?usp=sharing
・2016/06/25 埼玉NPO放送局『キミに、つながっテレビ!』 市民キャビネット・スマートICT部会のご紹介!  https://www.youtube.com/watch?v=yh19FfVvjQQ
・2014-毎年 協働型災害訓練in杉戸主催
例:2018/03/15 中央区まちひとサイト ICS実践講座 立正大学 後藤真太郎 教授 第5回協働型災害訓練in杉戸 https://www.youtube.com/watch?v=jjWobrlh23g
その他 
https://bit.ly/3mh6on2 http://machihito.blog131.fc2.com/blog-entry-3072.html

■環境・油汚染事故関連

・2017.1.28ナホトカ号油流出事故から 20 年- 「私たちは海洋環境災害に どう対処すべきか」日本野鳥の会・日本環境災害情報センター https://www.wbsj.org/nature/hogo/others/nakhodka/img/nakhodka-report.pdf
・2011 サハリン沖石油・天然ガス生産に備える 市民協働による油汚染防除体制の構築 科学技術振興機構事業成果報告(既出) https://www.jst.go.jp/ristex/funding/files/JST_1115131_08065192_goto_ER.pdf
・2007 座談会:ナホトカ号からの教訓と課題 『海と安全』第532巻、日本海難防止協会 http://www.kikanshi.net/archives/102/002354.html
・2006.5 知床半島に6000羽の油まみれの海鳥漂着、北海道新聞 https://drive.google.com/file/d/12uPWLg14G3zU7iWv1Sd-OpEdeb0hoTzC/view?usp=sharing
・2003-2007 油流出事故の危機管理システムに対する研究 科学技術振興機構事業成果報告(既出) https://projectdb.jst.go.jp/grant/JST-PROJECT-7700300058/
・2009.12 沿岸海域の汚染と地理情報システム 学術の動向 日本学術会議 https://www.jstage.jst.go.jp/article/tits/14/12/14_12_12_64/_pdf
・1999-2001リモートセンシングとシミュレーションの複合利用による 重油回収支援システムの構築とその運用に関する研究  科学技術振興機構事業成果報告(既出) https://www.jst.go.jp/kisoken/archives/act-jst/pdf/h10-e04.pdf
・2009.12.10 埼玉新聞 槻川再生計画 積極的に市民と協働 200人参加で国際シンポ https://drive.google.com/file/d/1dYzzkiu3_AFGdHjc0hPsZk6BWGT7y5Rd/view?usp=sharing
・2019.11.18 日本食糧新聞 農福連携から6次産業化へ https://drive.google.com/file/d/1hFpx_A3CVTHmZrxpzxIcRpi8nu16qbJ6/view?usp=sharing
・2009.7.9 朝日新聞 新型インフル「SNS」で聞け https://drive.google.com/file/d/1VaxPEoHMwWGg6ejB26naIJEocgnJIVfP/view?usp=sharing
・2007.3.21 読売新聞 旧新川村 “廃村”サイト熱気 地域の自然、催し紹介 https://drive.google.com/file/d/1efyCW6Z50JELoyoBaulnAUxtDEuzsrAL/view?usp=sharing
・1998 ナホトカ事故関連 ・2007 知床海鳥汚染関連 等でTV出演(資料無し)

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