Forestry Operations Lite — Manual

Forestry Operations Lite — マニュアル

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Data Setup Hints

About scipy (required for Flow Buffer / SHC computation)

Without scipy, Flow Buffer display and SHC computation do not work. DEM reprojection and resampling use GDAL.

Windows (standard installer): scipy is normally already included. If it's genuinely missing, close QGIS and run in Command Prompt from your QGIS install's bin folder (e.g. C:\Program Files\QGIS 3.44\bin\):
python-qgis-ltr.bat -m pip install --user scipy
(The filename may be python-qgis.bat depending on your install; adjust the path to match your QGIS version.)

Linux: close QGIS and run in a terminal:
sudo apt install python3-scipy

To check what's actually loaded after installing, run the following in QGIS's Python Console:
import numpy, scipy
print(numpy.__file__, numpy.__version__)
print(scipy.__file__, scipy.__version__)

DEM / DSM/DTM Data

The plugin prepares a square, metre-based analysis DEM automatically, then aligns DSM to its final grid. Suitable projected CRSs are retained; geographic and Web Mercator DEMs are converted to local UTM. Keep the source CRS defined and use the same height datum for DEM and DSM. Source files are preserved; changing the project display CRS is not required. Preparation details are recorded in params.json.

Virtual Shizuoka Features

The DEM browser only offers VS LP/Grid DTM / VS LP -> DSM when the current Design Preview extent overlaps Shizuoka Prefecture. Pan/zoom the preview into Shizuoka first if these options are not listed.
Virtual Shizuoka data is provided under a dual license: CC BY 4.0 / ODbL.

Open data outside Japan (Netherlands / France / New Zealand)

The PDOK WCS (Netherlands) can be slow, LiDAR HD does not yet cover all of France and no data is published in restricted zones, and the LINZ copy on AWS may lag the latest LINZ release. These notes are also shown in the DEM browser.
Licences: AHN — CC0; IGN LiDAR HD — Licence Ouverte (Etalab 2.0); LINZ — CC BY 4.0 (Toitū Te Whenua Land Information New Zealand and the survey licensors).

Re-fetching before analysis

For auto-fetched DEM sources (GSI, Terrarium, Virtual Shizuoka, Nagano, Netherlands, France, New Zealand), the analysis uses the DEM already fetched. Only when the analysis area extends beyond it, the plugin asks whether to fetch it again: OK re-fetches the DEM (and the DSM, if set) and then runs the analysis; No cancels the run. Local DEM/DSM files are analysed on the overlapping part without asking.

TIF / ZIP Layout

PatternAction
Single TIF Select the file directly
Single ZIP (containing a TIF) Select the ZIP directly
Merge multiple ZIPs Place all ZIPs for the same region in one folder and select that folder.
A merged_<folder name>.tif is auto-generated in the parent folder.
Reuse a merged TIF Select the generated merged_*.tif directly to skip re-merging.

Parameter Setting Hints

Slope Stability (Infinite Slope Model)

Computes the slope stability factor of safety (FS) using the infinite slope model.
FS is calculated from slope angle, internal friction angle, cohesion, soil depth, and saturation ratio.
FS < 1.0: collapse risk / FS < FS threshold: caution
All parameters describe the properties of the "topsoil down to the hard layer".

ParameterGuideline / how to check on-site
Internal friction angle φ'
Interlock of topsoil particles
Check by picking up and squeezing soil in your hand on site.
・Holds shape when squeezed but crumbles when wet → φ 20–28°
 (fine sand/clay, slopes with surface wash marks after rain)
・Forms a clump when squeezed but breaks apart → φ 30–35°
 (typical mountain soil/loam in cedar/cypress plantations)
・Doesn't hold shape, feels gritty → φ 38°+
 (gravel/rock debris, ridgelines, near-bedrock layers)
Cohesion c'
Stickiness/bonding of topsoil
・Sandy soil, young stand with shallow roots → 0 kPa
・Gravelly loam, mid-age stand → 5 kPa
・Organic clay soil → 10–20 kPa
Soil depth z
Thickness of topsoil
Dig or probe with a backhoe or steel rod to the boundary where the layer changes (color/hardness/grain size). The hard layer is a candidate slip surface.
Saturation ratio m ・0.5 = half-saturated (normal conditions)
・0.9 = after heavy rain
FS threshold Not a physical value — a review setting (default 1.2). See How to use the FS threshold below.

How to use the FS threshold (design FS)

FS itself is a physical quantity computed from the four site parameters (φ, c', z, m). The FS threshold is not a physical value — it is how conservative you choose to be, set from the consequence of failure, the permanence of the operation, and the level of uncertainty. It is not a per-site number; site conditions go into the four parameters.

FS thresholdWhen to use (guide)
0.8Check whether any especially hazardous spots exist (little to protect downslope / temporary work)
1.2 (default)Pick up hazards worth noting (ordinary forest roads and operations)
1.5Keep a safety margin (permanent roads, stream crossings, higher uncertainty)
2.0+Sites needing special care (houses / key structures downslope, heavy-rain scenario)

How to read this judgment

The plugin looks at the stability of the mountainside before a forest road is built (the natural slope). "Caution" means that slope is already on the more failure-prone side — it is not a statement about what angle a forest road can or cannot be built on. Construction-guideline slope classes (e.g. Japan's 25°/35° bands) are a guide to earthwork volume and whether structures are needed once a road is built — a different question. Do not compare the two numbers directly. Planning a forest road also involves conditions the plugin does not look at: securing fill material, disposing of surplus soil, handling stumps and roots, drainage, and more.

The "construction guideline" referenced above is Japan's forest-road construction standard (作設指針). If you are working under a different country's or region's standard, substitute your own local guideline for the same comparison.

Sources
・Shizuoka Prefecture, Economy and Industry Department, Forest Improvement Division, "Guideline for the Construction of Forestry-Dedicated Roads and Forest Operation Roads" (March 2025)
 Shizuoka Prefecture official site: "Construction of Forest Operation Roads"
・Forestry Agency of Japan, "Guideline for the Construction of Forest Operation Roads" (Notice 22-Rinsei-Sei-656, Nov 17, 2010; partially amended by Notice 4-Rinsei-Sei-923, Mar 31, 2023) and its commentary
 Forestry Agency: "Information on the Construction of Forest Operation Roads, etc."

Valley Terrain (TWI)

TWI (Topographic Wetness Index) = ln(A / tan(β)) identifies wet zones.
Higher values indicate valleys/lowlands where water tends to accumulate.

ParameterConcept
TWI threshold Filters areas below the set value as dry terrain.
Setting 8.0 extracts mainly valley areas prone to wetness. Raising the value increases areas classified as dry, missing more wet terrain.
Minimum catchment area Lower bound for excluding small flow paths. Smaller values detect finer valley terrain.

Flow Direction Method (Valley/TWI only)

Choose from 3 methods for how water is routed when computing TWI and valley zones. This choice affects Valley Terrain (TWI) only — flow estimation always uses D8.
It's a trade-off between "how sharp the valley lines are" and "how accurate the wetness distribution is".

D8 (Single Steepest) D∞ (Tarboton) MFD (Multiple Flow Direction)
Routes water to a single cell. Produces a sharp, single-line valley, but vertical striping artifacts appear on the TWI surface. Splits flow between 2 adjacent cells. No striping, and the valley line is reasonably preserved — an intermediate approach. Distributes flow across all downslope directions. Smoothest wetness distribution. Valleys follow the bottom of the terrain but are thick and diffuse.
Use for: identifying dangerous channels where water concentrates (collapse-prone channels, channels to avoid when routing roads). Use for: when you want a surface that keeps the line while avoiding striping. Use for: representing valley terrain accurately as a surface (wetness/hazard surface).

Reference values (same sample DEM as above, 2m, matched valley area — analysis area: 72 ha)

MethodApprox. TWI thresholdExtracted valley areaShare (of 72 ha)
D8approx. 5.22.01 ha2.8%
D∞approx. 5.42.21 ha3.1%
MFDapprox. 5.92.87 ha4.0%

How to read this: A method with a small share and thin lines (D8) points to "dangerous channels." A method with a large share and thick areas (MFD) represents "the valley terrain itself" as a surface.

Because the catchment scale differs by method, the TWI threshold needed to match the same valley area shifts between methods. When switching methods, re-adjust the TWI threshold above (e.g., 5.2 for D8 → around 5.9 for MFD).

The three images above are illustrative renderings showing the behavioral differences between methods, not plugin output. They were rendered from a sample DEM (2m resampled) solely to illustrate the differences. Actual output (twi.tif, valley_zones.gpkg) is generated by running the analysis.

Flow Load Estimation (Time-Area Method / Clark Unit Hydrograph)

Estimates the hydraulic load along drainage paths by the time-area method. The upstream area of every cell is split into equal-travel-time bands (isochrones), convolved with a design-storm hyetograph, then routed through one linear reservoir (R = 0.75 × Tc). Three "load" layers are produced:

LayerMeaning
Peak load  Qp [m³/s] Maximum instantaneous discharge — the acute load. Highest where a steep, compact catchment concentrates its flow in sync. Used to identify where crossing or culvert capacity, scour protection, and the width of the exposed zone require closer consideration.
Mean load  Qm [m³/s] Event volume divided by the local response time (duration + Tc) — the sustained load. Suppressed where Tc is large. Peak ÷ Mean indicates flashiness.
Time load  Tc [h] Time of concentration — how fast the upstream area responds. Near zero on hillslopes and headwaters, largest toward the basin outlet.

This is a planning guideline, not an exact hydraulic solution. It assumes a linear, time-invariant response, overland flow on small-to-medium catchments (order of a few km² or less), a single triangular design storm, and D8 flow routing. References: Clark (1945); Chow, Maidment & Mays, Applied Hydrology (1988); USDA NRCS National Engineering Handbook, Part 630.

ParameterConcept
i_peak (peak rainfall intensity) Peak intensity of the design storm [mm/h]. Must be at least the mean intensity (total ÷ duration). The three rain fields bound each other dynamically — an inconsistent combination cannot be entered, and a field flashes when it is pinned by the constraint.
Total precipitation Total depth of the design storm [mm]. Sets the storm volume (used for Mean load and the internal total volume).
Duration T Storm duration [h]. Drives the design hyetograph and, together with Tc, the peak attenuation of large catchments.
Runoff coefficient C 0.8 means about 80% of rainfall is calculated as surface runoff.
Velocity coefficient Guideline: forest 0.3 / grassland 0.6 / paved surface 1.5 m/s.
When DSM/DTM is set, the runoff and velocity coefficients are computed per cell from canopy height. The editable coefficient fields apply only to missing DSM cells; without a usable DSM they apply to the entire analysis area.

Output Files

File nameContents
twi.tifDrainage / seepage / mud risk (Topographic Wetness Index)
stability_fs.tifSlope stability (FS raster)
integrated_risk_index.tifIntegrated risk index (0–6)
integrated_high_risk.gpkgHigh-priority area polygons
valley_zones.gpkgValley shape / catchment terrain vector
flow_peak.tifPeak load Qp [m³/s] — maximum instantaneous discharge
flow_mean.tifMean load Qm [m³/s] — sustained discharge over (duration + Tc)
tc.tifTime load — time of concentration Tc [h]
cs_map/cs_map*.tifStandalone CS MAP export from the selected or fetched DEM raster
zip/FOL_*-all.zipExport for WebODM Importer (DTM / DSM / Ortho; DATA_SOURCES.txt for Netherlands / France / New Zealand)
archive/<name>/Internal storage for Named Exports, including fol_archive.json, saved .qml styles, enabled Flow Buffer GeoTIFFs, and the analysis DEM (elev_relief.tif)
Active analysis runs are saved in subfolders whose names combine a three-digit run sequence with the number of output files: for example, 0017 is sequence 001 with 7 files, and 0030+2 is sequence 003 with 12 files. Runs are never deleted automatically — an overwrite run replaces its own sequence, otherwise the sequence increases. Deleting a middle sequence leaves it unused, while deleting the highest sequence frees it for reuse. Export to Project moves the selected active run to archive/<name>/; it is then managed under Named Exports and is not replaced by later overwrite analyses. Deleting an active run folder also lets the DEM/DSM cache cleanup free files in dem/, vs_lp_grid/, and remote_dem/ that no remaining run references and that are not currently loaded. To keep the output folder and its cache from growing without bound, delete active run folders you no longer need directly in the file manager; cleanup runs when the plugin next refreshes the analysis list.

Feature Descriptions

Background processing (progress / stop)

Analysis, DEM/DSM fetching, CS MAP export and WebODM Importer export run in the background, so QGIS stays responsive. During analysis, the Run Analysis button becomes a progress bar showing the percentage, with the current step and the estimated time remaining below it (the estimate is based on the previous run). Stop stops the analysis, and Cancel on the DEM / DSM row stops a fetch. Switching projects or closing the plugin window cancels a running task and removes its partial files.

CS MAP Export

Run Export under Terrain Data > CS Map Export creates a CS-style terrain visualization from the selected DEM. Local DEM files are exported as a whole raster; fetched sources such as VS LP/Grid, GSI DEM, and Terrarium use the currently fetched DEM raster. The output file name is derived from the exported area's center coordinate and size, so exports of different areas never collide or overwrite one another. When Overwrite Same Location is checked (default), re-exporting the same area replaces the previous file for that location; unchecked, each re-export of that same area is kept as a separate file instead. The export is always added to QGIS; when Set As Layer is checked, it is also set as the current Layer Settings > Tile Layer selection.

Input data: a CS-style map only resolves micro-relief that is genuinely present in the DEM, and it assumes a LiDAR-grade ground surface. A photogrammetric DTM (e.g. from WebODM / drone imagery) has low ground-surface accuracy: under forest canopy the ground is largely interpolated between sparse points, so fine structure in the CS map can be an interpolation artifact rather than real terrain. Prefer LiDAR, or open-terrain / leaf-off captures; treat forested photogrammetric results as indicative only.
Note: The color balance is tuned for Forestry Operations Lite so analysis layers such as flow, wetness, and terrain features remain easy to interpret.

Example: CS-style terrain output set as the Tile Layer, with Valley Terrain and Flow Estimation overlaid. The tuned colour balance keeps the overlay readable against the terrain.

CS立体図 is a terrain visualization method proposed by Nagano Prefecture Forestry Research Center. The method is described as open, but exported maps also follow the license and attribution requirements of the input DEM.

Slope Stability

Computes the stability factor FS using the infinite slope model. FS < 1.0 indicates collapse risk, FS < 1.5 indicates a caution zone. Calculated from soil parameters (φ, c, γ), terrain slope, and soil depth.

Valley Terrain

Vector data extracted from the DEM, showing catchment terrain and valley lines. Used to check for interference with the drainage network when planning road/skid-trail networks.

Wetness Terrain

Topographic Wetness Index (TWI) raster. Higher values indicate greater water accumulation, poor drainage, weak ground, and higher mud risk.

Flow Load Estimation

Estimates the hydraulic load along drainage paths by the time-area method (Clark unit hydrograph). Produces three layers: Peak load (acute), Mean load (sustained), and Time load (Tc, response speed). Peak and Mean differ by terrain concentration as well as by the storm's peakiness. When DSM is set, the runoff and velocity coefficients vary per cell from canopy height.

Analysis Layer Display (Filter / Buffer)

In the Analysis panel, cycling the Flow button switches Peak load → Mean load → Time load. Filter (Off / Low / Mid) fades out low values to isolate the drainage skeleton — Peak and Mean share one filter setting, Time load has its own. Buffer adds a soft bleed around the flow lines. Peak and Mean share one buffer setting, while Time load has its own independent buffer setting. For an active numbered run the buffer is a temporary display layer. For a Named Export it is stored as a GeoTIFF alongside the analysis files and follows the named layer's visibility.

Integrated Risk

An additive risk index (0–6) combining FS, TWI, and peak load. Extracts areas where multiple hazard factors overlap as "high-priority" polygons.

Named Exports

Select an active numbered run and click Export to Project (first row of Analysis Layer Display, next to the run selector), then enter a unique name. FOL moves the run out of the active sequence into Named Exports and adds the analysis display layers found for that run to QGIS as a persistent group with the same name. The current visibility, opacity, Filter, and Flow Buffer settings become the starting display state. QGIS styles are saved as adjacent .qml files; enabled Flow Buffers are materialised as real GeoTIFFs. The layers keep the same stacking order as the analysis display. The folder also holds the analysis DEM (elev_relief.tif, shown as Elevation Background), so a Named Export stays complete after its source run or the DEM cache is deleted, and its folder can be moved to another project or PC.

Selecting a Named Export already present in the Layers panel connects FOL directly to those real project layers. It does not create a temporary Run <name> copy. Visibility, opacity, Filter, and Flow Buffer changes made through FOL are applied to the named layers and retained. No second export is needed. A Named Export always uses its own display settings: it does not take over the settings of the analysis runs, and switching back to a run restores the run settings used before the Named Export was selected.

If the named group has been removed from Layers, selecting its name again asks Load it permanently into Layers? Yes reloads the saved layers and styles; No leaves the current selection and display unchanged. Groups exported by earlier versions (named Forestry Operations Lite - <run> and referring to the run folder) are left as they are. When that run is exported with Export to Project, those earlier groups are removed from the project and replaced by the new named group. If the project is then closed without saving, the plugin reconnects those groups to the Named Export the next time its window opens and shows a notice. Save the project to keep the new locations. The internal storage path is archive/<name>/; Named Exports is the user-facing name.
Runs and Named Exports made with the QGIS 3 version of FOL have no Hillshade or Elevation Background. FOL creates them in the background when you show them for a run or select the Named Export, from the analysis DEM on the analysis grid, and adds them to the named group with the plugin's colours. A Named Export uses its own elev_relief.tif; one exported before it held a DEM uses the DEM recorded for the analysis, and if that file is no longer found, the two layers cannot be created and a message says so.
Renaming a Named Export. Remove its group from the Layers panel, save the project, and close QGIS. While QGIS is closed, rename the folder archive/<name>/. Then open the project, select the new name in the analysis run selector, and answer Yes to Load it permanently into Layers? to load it again. The folder name is used as the group name.

Export for WebODM Importer

The Export for WebODM Importer section (Terrain Data tab) packages the loaded terrain data into a ZIP that webodm_importer can load directly. The ZIP is saved in zip/ under the analysis output folder (FOL_YYYYMMDD-all.zip, numbered when exported again on the same day).

SourceDTMDSM (if set)Ortho
VS LP/GridVS LP/Grid (0.5 m)VS LP → DSM (0.5 m)VS LP/Ortho for the same tile range (skipped if not available)
AHN4 DTMAHN4 DTM (0.5 m)AHN4 DSM (0.5 m)PDOK Luchtfoto 2021, resampled to 0.25 m (AHN4 was surveyed in 2020–2022 by region)
IGN LiDAR HD MNTIGN LiDAR HD MNT (0.5 m)IGN LiDAR HD MNS (0.5 m)IGN BD ORTHO from the year closest to the LiDAR survey date, 0.25 m
LINZ DEMLINZ DEM (1 m)—LINZ aerial imagery from the survey closest to the DEM survey, 0.25 m

WebODM Importer Integration

When the current QGIS project contains datasets managed by webodm_importer, their WebODM DTM/DSM assets can be selected directly from the DEM/DSM browser in Forestry Operations Lite.

Analysis Logic, Limits, and Intent

Forestry Operations Lite does not treat any one layer as the answer. It places several indicators on the same terrain so that their overlap, separation, and location can be examined before forestry work is planned. The values are calculated consistently from the selected data and settings, but they remain indicators of the conditions represented by that data and scenario.

How the current analysis is constructed

Limits to keep visible

Why FOL uses indicators

Calling the outputs indicators is not a denial of analysis. More accurate terrain data, better parameters, and improved methods can bring an analysis closer to actual conditions. That improvement can continue, but data and computation do not become the field itself. The same applies to larger or institutionally published models: more components provide a different and often more detailed approximation, not an automatic claim to truth.

Field observation is therefore not used merely to certify whether the map is correct. The map helps decide where to look; the site supplies context that the data does not hold; and the practitioner updates the work plan from both. Slope Stability, Valley Terrain, Flow Load, background terrain, and existing roads should be read together when considering road alignment, harvesting and extraction, drainage, crossings, or areas to retain and protect.

FOL does not decide whether work can or cannot be carried out. It provides a common starting point for asking what is happening at a location, what could change through the work, and what should be checked before a decision is made. The final interpretation and decision remain with the people who know and work in the forest.

Forestry Operations Lite  |  Developed by Avid Tree Work

データ設定ヒント

scipy について(Flow Buffer / SHC 計算に必須)

scipy が無い場合、Flow Buffer 表示・SHC 計算が動作しません。DEMの再投影・リサンプルにはGDALを使用します。

Windows(標準インストーラー):通常はscipyが最初から入っています。本当に無い場合は、QGISを閉じてから、QGISインストール先のbinフォルダ(例:C:\Program Files\QGIS 3.44\bin\)でコマンドプロンプトを開き、以下を実行してください:
python-qgis-ltr.bat -m pip install --user scipy
(ファイル名は環境によってpython-qgis.batの場合もあります。パスはお使いのQGISバージョンに合わせてください。)

Linux:QGISを閉じてから、ターミナルで以下を実行してください:
sudo apt install python3-scipy

インストール後、実際に読み込まれているものを確認するには、QGISのPythonコンソールで以下を実行してください:
import numpy, scipy
print(numpy.__file__, numpy.__version__)
print(scipy.__file__, scipy.__version__)

DEM / DSM/DTM データ

プラグインがDEMをメートル単位・正方形セルの解析用データへ自動調整し、その最終格子にDSMを合わせます。適切な平面直角座標系などは維持し、緯度経度・Web Mercatorは地域のUTMへ変換します。入力CRSは正しく設定し、DEMとDSMの高さの基準を揃えてください。元ファイルは保持され、プロジェクトの表示CRSを変更する必要はありません。変換条件は params.json に記録します。

Virtual Shizuoka Features

DEM ブラウザに VS LP/Grid DTM・VS LP -> DSM が表示されるのは、今の Design Preview の範囲が静岡県と重なっている場合だけです。表示されない場合は、先にプレビューを静岡県内へズーム・パンしてください。
Virtual Shizuoka データは、CC BY 4.0 / ODbL のデュアルライセンスで提供されています。

日本以外のオープンデータ(オランダ・フランス・ニュージーランド)

PDOK の WCS(オランダ)は時間がかかることがあり、LiDAR HD はフランス全土をまだ覆っておらず制限区域ではデータが公開されていません。AWS 上の LINZ データは最新版より遅れることがあります。これらの注意は DEM ブラウザにも表示します。
ライセンス: AHN — CC0、IGN LiDAR HD — Licence Ouverte(Etalab 2.0)、LINZ — CC BY 4.0(Toitū Te Whenua Land Information New Zealand and the survey licensors)。

解析前の再取得

自動取得型の DEM(国土地理院・Terrarium・Virtual Shizuoka・長野・オランダ・フランス・ニュージーランド)は、取得済みの DEM で解析します。解析範囲がその外に出るときだけ再取得するかを確認し、OK で DEM(DSM がセットされていれば DSM も)を取り直してから解析、No で解析を中止します。ローカルの DEM/DSM ファイルは確認なしで重なる部分を解析します。

TIF / ZIP の配置

パターン操作
単体 TIF そのままファイルを選択
ZIP 1 枚(TIF 入り) ZIP を直接選択
複数 ZIP 結合 同一地域の複数 ZIP を 1 つのフォルダに配置し、そのフォルダを選択。
親フォルダに merged_<フォルダ名>.tif が自動生成されます。
結合済み TIF の再利用 生成された merged_*.tif を直接選択することで再結合を省けます。

パラメータ設定ヒント

斜面安定(無限斜面モデル)

無限斜面モデルで斜面安定指数(FS)を算出します。
FS は傾斜角・内部摩擦角・粘着力・土壌深度・飽和率から計算されます。
FS < 1.0:崩壊危険 / FS < FS閾値:要注意
いずれのパラメータも「硬い層までの表土」の性質を入力します。

パラメータ目安・現場での確認方法
内部摩擦角 φ'
表土粒子の噛み合わせ
現場で土を手に取り握って確認。
・握ると形が残るが水を含むとドロッと崩れる → φ 20〜28°
 (細かい砂・粘土質・雨後に表面が流れた跡のある斜面)
・握ると固まるが砕ける → φ 30〜35°
 (一般的な杉・檜植林地の山土・壌土)
・握っても形にならずざらざらする → φ 38°〜
 (礫・岩屑混じり・尾根筋・岩盤に近い層)
粘着力 c'
表土の粘り・団結力
・砂質で根系の浅い若齢林 → 0 kPa
・礫混じり壌土・中齢林 → 5 kPa
・有機質を含む粘性土 → 10〜20 kPa
土壌深度 z
表土の厚さ
バックホウや鉄芯で掘削・刺込み、層の変わり目(色・硬さ・粒径が変わる箇所)まで計測。 硬い層が滑り面の候補となります。
飽和率 m ・0.5 = 半分濡れた状態(平常時)
・0.9 = 大雨後の状態
FS 閾値 物理量ではなくレビュー時の設定値(既定 1.2)。下のFS 閾値の考え方を参照。

FS 閾値の考え方(design-FS)

FS そのものは 4つの現場パラメータ(φ・c'・z・m)から計算される物理量です。FS 閾値は物理量ではなく、「どこまで危険を拾うか」というレビュー側の保守度で、被害の重大さ・施業の恒久性・不確実性から決めます。現場ごとに動かす数値ではありません(現場条件は 4パラメータ側で表現します)。

FS 閾値使う場面(目安)
0.8特に危険な箇所があるかを見る(下流に守るものが少ない/一時的作業)
1.2(既定)注意すべき危険を拾う(通常の作業道・施業)
1.5安全に余裕をみる(恒久林道・渡渉部・不確実性が高い)
2.0〜特に慎重を要する現場(人家・重要構造物が下流/豪雨想定)

この判定の見方

プラグインが見ているのは、作業道を作る前の山林(自然斜面)の安定度です。「要注意」は、その斜面がもともと崩れやすい側にあるという意味で、作業道を作れる・作れない角度ではありません。作設指針の傾斜区分(25°・35°)は、作業道を作ったときの土工量や構造物の要否からみた目安で、見ている対象が異なります。数値を並べて比べないでください。作業道の計画では、盛土に使う土の確保、余った土の処理、根株の処理、排水など、プラグインでは見ない条件も検討します。

ここでいう「作設指針」は日本の林業専用道・森林作業道の作設基準を指します。他国・他地域の基準で作業する場合は、それぞれの現地基準に読み替えて同様に比較してください。

出典資料
・静岡県 経済産業部 森林整備課「林業専用道・森林作業道作設指針」(令和7年3月)
 静岡県公式ホームページ「森林作業道の作設」
・林野庁「森林作業道作設指針」(平成22年11月17日付け22林整整第656号林野庁長官通知、令和5年3月31日付け4林整整第923号で一部改正)および「森林作業道作設指針の解説」
 林野庁「森林作業道等の作設に関する情報」

沢地形(TWI)

TWI(地形湿潤指数)= ln(A / tan(β)) で湿潤帯を識別します。
値が大きいほど水が集まりやすい谷・低地を示します。

パラメータ考え方
TWI 閾値 設定値以下を乾燥地形としてフィルタリング。
8.0 にすると湿りやすい谷部を中心に抽出。値を上げると乾燥地とみなす箇所が増え、 湿潤地が拾えなくなります。
最小集水面積 小さい水みちを除外する下限サイズ。小さい値ほど細かい沢地形も検出されます。

流向方式(Valley/TWI 専用)

TWI と沢ゾーンを計算するときの水の流し方を3方式から選べます。 この選択は沢地形(TWI)のみに効き、流量推測は常に D8 です。
「沢の線のくっきりさ」と「湿り分布の正確さ」のトレードオフになります。

D8(単一最急) D∞(Tarboton) MFD(多方向)
水を1マスにだけ流す。沢が細い1本線でくっきり出るが、TWI面に縦縞のアーティファクトが出る。 隣接2マスに分けて流す。縞が出ず沢の線もそこそこ残る中間型。 下り方向すべてに分配。最もなめらかな湿り分布。沢は谷底に沿うが太く曖昧。
用途:水が集まる危険筋の特定(崩れやすい筋・道で避ける筋)。 用途:線も残しつつ縞のない面が欲しいとき。 用途:沢地形を面として正確に(湿り・災害リスク面)。

数値の目安(上図と同じサンプルDEM・2m・沢の量を揃えた場合:解析対象 72 ha)

方式TWI 閾値の目安抽出された沢面積占有率(対 72 ha)
D8約 5.22.01 ha2.8%
D∞約 5.42.21 ha3.1%
MFD約 5.92.87 ha4.0%

読み方:占有率が小さく線が細い方式(D8)=「危険な筋」を指し示す。 占有率が大きく面が太い方式(MFD)=「沢地形そのもの」を面で表す。

集水のスケールが方式で変わるため、同じ沢の量にするのに必要な TWI 閾値が方式ごとにズレます。 方式を切り替えたら上の TWI 閾値 を再調整してください(例:D8 で 5.2 → MFD なら 5.9 前後)。

上の3枚は各方式の挙動の違いを示す説明用の描画例であり、プラグインの成果物ではありません。 違いを示すためだけにサンプルDEM(2mリサンプル)で描画したものです。 実際の出力(twi.tif・valley_zones.gpkg)は解析を実行して生成されます。

流量負荷の推測(時間‐面積法 / Clark 単位図法)

時間‐面積法で、水系に沿った水理的な負荷を推定します。各セルの上流域を 等到達時間帯(isochrone)に分け、設計降雨のハイエトグラフと畳み込んだのち、 線形貯留を1段通します(R = 0.75 × Tc)。3つの「負荷」レイヤーを出力します。

レイヤー意味
Peak load  Qp [m³/s] 最大瞬間流量=急性の負荷。急でコンパクトな集水域が同期して集中する所で高い。 横断構造物・暗渠の容量、洗掘対策、影響を受ける帯の幅を詳しく検討すべき位置の目安に。
Mean load  Qm [m³/s] イベント総体積を応答時間(継続時間 + Tc)で割った、持続的な負荷。 Tc が大きい所ほど抑制される。Peak ÷ Mean がフラッシュ性の指標。
Time load  Tc [h] 流達時間=上流域がどれだけ速く応答するか。斜面・源頭でほぼ 0、 流域の出口に向かって最大。

これは計画のための指針であり、厳密な水理解ではありません。線形・時間不変系、 地表流主体の小〜中流域(目安 数 km² 以下)、単一の三角形設計降雨、D8 単一流向を仮定します。 参考:Clark (1945);Chow, Maidment & Mays『Applied Hydrology』(1988); USDA NRCS National Engineering Handbook, Part 630。

パラメータ考え方
i_peak(最大降雨強度) 設計降雨のピーク強度 [mm/h]。平均強度(総雨量 ÷ 継続時間)以上が必須。 3つの雨量欄は互いの受付範囲を動的に制限し、矛盾する組み合わせは入力できません (制約で丸められた欄は背景が点滅)。
総降水量 設計降雨の総量 [mm]。降雨イベントの体積を決めます(Mean load と内部の総体積に使用)。
継続時間 T 降雨継続時間 [h]。ハイエトグラフの形と、Tc と合わせて大集水域のピーク減衰を決めます。
流出係数 C 0.8 なら雨の約 8 割が地表流として計算されます。
流速係数 林地 0.3 / 草地 0.6 / 舗装面 1.5 m/s が目安。
DSM/DTM を設定した場合、有効なセルは樹冠高から係数を計算し、入力欄は欠損部の補完に使います。利用可能なDSMがなければ解析範囲全体に入力係数を使います。

出力ファイル一覧

ファイル名内容
twi.tif排水・湧水・ぬかるみ(地形湿潤指数)
stability_fs.tif斜面安定性(FS ラスタ)
integrated_risk_index.tif総合リスク指標(0〜6)
integrated_high_risk.gpkg重点箇所ポリゴン
valley_zones.gpkg沢形状・集水地形ベクター
flow_peak.tifPeak load Qp [m³/s] — 最大瞬間流量
flow_mean.tifMean load Qm [m³/s] — (継続時間 + Tc)で割った持続的な流量
tc.tifTime load — 流達時間 Tc [h]
cs_map/cs_map*.tif選択中または取得済みDEMラスタから作成する単独CS MAP出力
zip/FOL_*-all.zipExport for WebODM Importer の書き出し(DTM / DSM / Ortho。オランダ・フランス・ニュージーランドは DATA_SOURCES.txt 付き)
archive/<名前>/Named Exportsの内部保存先。fol_archive.json、保存済み.qmlスタイル、有効なFlow BufferのGeoTIFF、解析のDEM(elev_relief.tif)を含む
実行中の解析結果は、3桁の解析シーケンスと出力ファイル数を組み合わせた名前のサブフォルダに保存します。例えば0017はシーケンス001・7ファイル、0030+2はシーケンス003・12ファイルです。解析結果は自動削除せず、上書き解析は同じシーケンスを差し替え、それ以外はシーケンスが増えます。途中のシーケンスを削除しても再使用せず、最大シーケンスを削除した場合は次回その番号を再利用します。Export to Project は選択した解析Runを archive/<名前>/ へ移し、以後は Named Exports で管理します。後から行う上書き解析では置き換わりません。実行中の解析フォルダを削除すると、残る解析から参照されず、現在読み込み中でもないdem/、vs_lp_grid/、remote_dem/内のファイルをDEM/DSMキャッシュ整理が解放できるようになります。出力フォルダとキャッシュが際限なく肥大しないよう、不要な解析フォルダはファイルマネージャで直接削除してください。キャッシュ整理はプラグインが次に解析一覧を更新したときに実行します。

機能説明

バックグラウンド処理(進捗・中止)

解析・DEM/DSM の取得・CS MAP 出力・WebODM Importer 向け書き出しはバックグラウンドで行い、QGIS の操作を止めません。解析中は Run Analysis ボタンが進捗バー(%)になり、その下に現在の段階と残り時間の目安を表示します(目安は前回の解析の速さから計算)。Stop で解析を、DEM / DSM 行の Cancel で取得を中止できます。プロジェクトを切り替えた場合やプラグインウィンドウを閉じた場合も、実行中の処理を中止して途中のファイルを削除します。

CS MAP Export

Terrain Data > CS Map Export の Run Export で、選択中のDEMからCS系の地形表現ラスタを作成します。ローカルDEMファイルはラスタ全体、VS LP/Grid・GSI DEM・Terrarium などの取得型ソースは現在取得済みのDEMラスタ全体を対象にします。出力ファイル名は書き出し範囲の中心座標と面積から決まるため、別の範囲を書き出しても互いに上書きされることはありません。Overwrite Same Location(既定でオン)がオンの場合、同じ範囲を出し直すと該当ファイルを上書きします。オフの場合は同じ範囲の再出力も別ファイルとして残ります。出力は常にQGISへ追加され、Set As Layer をオンにすると Layer Settings > Tile Layer にも直接設定します。

入力データについて: CS系表現図は DEM に実在する微地形しか描けず、LiDAR 級の地表面を前提とします。写真測量由来の DTM(WebODM/ドローン空撮など)は地表面精度が低く、特に林冠下では疎な地表点の間を補間しているだけなので、CS図に出る細かい構造は実地形ではなく補間アーティファクトのことがあります。LiDAR、または開放地・落葉期・十分に管理された撮影を優先し、林内の写真測量結果は参考程度に扱ってください。
注意: 本プラグインでは、流量・湿潤・地形特徴などの解析データを判断しやすいよう、CS系地形表現の色味を調整しています。

表示例:CS系地形の出力を Tile Layer に設定し、Valley Terrain、Flow Estimation を重ねた状態。調整済みの色味により、地形の上でも重ねた解析レイヤーが読み取りやすい。

CS立体図は長野県林業総合センターが考案した地形表現図法です。図法自体はオープンと説明されていますが、出力した地図の利用条件は入力DEMのライセンス・出典表示条件にも従います。

斜面安定

無限斜面モデルによる安定性係数 FS を算出。FS < 1.0 で崩壊リスク、FS < 1.5 で注意域。 土質パラメータ(φ・c・γ)と地形勾配・土層深から計算。

沢地形

DEM から集水地形・沢筋を抽出したベクターデータ。 路網や作業道計画での水系との干渉確認に使用。

湿潤地形

地形湿潤指数(TWI)ラスタ。値が高いほど水が集まりやすく排水不良・ 地盤軟弱・ぬかるみリスクが高い。

流量負荷の推測

時間‐面積法(Clark 単位図法)で、水系に沿った水理的な負荷を推計。 Peak load(急性)・Mean load(持続)・Time load (Tc、応答の速さ)の3レイヤーを出力。Peak と Mean は雨の尖りに加えて地形の集中性で差が出ます。 DSM 設定時は樹冠高から流出係数・流速係数を地点ごとに可変。

解析レイヤー表示(Filter / Buffer)

Analysis パネルで Flow ボタンを押すと Peak load → Mean load → Time load と切替わります。 Filter(Off / Low / Mid)は低値を透過させて水系の骨格を抽出 — Peak と Mean は フィルタ設定を共有し、Time load は独立。Buffer は流線まわりの滲みで、Peak と Mean は 設定を共有し、Time load は独立したBuffer設定を持ちます。解析番号のRunでは一時表示レイヤーですが、 Named Exportでは解析ファイルと同じ場所にGeoTIFFとして保存し、命名レイヤーの表示状態に追従します。

総合リスク

FS・TWI・Peak load を統合した加算型リスク指標(0〜6)。 複数の危険因子が重なる箇所を「重点箇所」ポリゴンで抽出。

Named Exports

実行中の解析番号を選び、Analysis Layer Display の1行目(解析番号の選択欄の隣)にある Export to Project を押して、重複しない名前を入力します。FOLはそのRunを解析番号の一覧から Named Exports へ移し、そのRunにある解析表示用レイヤーを同じ名前の永続グループとして QGISへ追加します。現在の表示状態、不透明度、Filter、Flow Bufferが初期表示として引き継がれます。 QGISスタイルは隣接する.qmlへ保存し、有効なFlow Bufferは実体のあるGeoTIFFとして保存します。 積み順は解析表示と同じです。フォルダには解析のDEM(elev_relief.tif、Elevation Backgroundとして表示)も入るので、 元の解析やDEMキャッシュを削除してもNamed Exportはそろったまま使え、フォルダを別のプロジェクトや別のPCへ移せます。

レイヤーパネルに存在するNamed Exportを選ぶと、FOLは一時的なRun <名前>の複製を作らず、 その実レイヤーへ直接接続します。FOLで変更した表示、不透明度、Filter、Flow Bufferは命名レイヤーへ 適用され、保持されます。再度書き出す必要はありません。Named Export は常に自分の表示の設定を使います。解析番号の設定を引き継がず、解析番号に戻ると、Named Export を選ぶ前の解析番号の設定に戻ります。

命名グループをレイヤーパネルから削除した後、その名前を再び選ぶと Load it permanently into Layers? と確認します。Yes の場合だけ保存済みレイヤーとスタイルを再読み込みし、No の場合は現在の選択と表示を変えません。以前の版で書き出したグループ(Forestry Operations Lite - <解析番号> で、解析番号のフォルダを参照しているもの)は、そのまま使えます。その解析番号を Export to Project で書き出すと、以前のグループはプロジェクトから外し、名前を付けたグループに置き換えます。そのあと保存せずにプロジェクトを閉じた場合は、次にプラグインの窓を開いたときに Named Export へ付け直し、お知らせを出します。新しい場所を残すため、プロジェクトを保存してください。内部保存先は archive/<名前>/ で、ユーザー向けの名称は Named Exports です。
QGIS 3 版の FOL で作った解析番号と Named Export には、Hillshade と Elevation Background がありません。解析番号でこの2つを表示するとき、または Named Export を選んだときに、解析のDEMから解析と同じグリッドでバックグラウンドで作り、命名グループにはプラグインの配色で加えます。Named Export は自分の elev_relief.tif を使います。DEM を持つ前に書き出した Named Export は、解析の記録にある DEM を使い、そのファイルが見つからないときは2つのレイヤーを作れないことを知らせます。
Named Export の名前を変えるとき レイヤーパネルからそのグループを一旦削除し、プロジェクトを保存して QGIS を閉じます。QGIS を閉じている間に archive/<名前>/ のフォルダ名を変えます。プロジェクトを開き、解析番号の選択欄で新しい名前を選んで、Load it permanently into Layers? に Yes と答えると読み直せます。グループ名にはフォルダ名が使われます。

Export for WebODM Importer

Terrain Data タブの Export for WebODM Importer で、読み込み済みの地形データを webodm_importer が直接読み込めるZIPにまとめます。ZIPは解析出力フォルダ内の zip/ に保存します(FOL_YYYYMMDD-all.zip、同日2回目以降は番号付き)。

ソースDTMDSM(セット時)Ortho
VS LP/GridVS LP/Grid(0.5 m)VS LP → DSM(0.5 m)同じタイル範囲の VS LP/Ortho(対象外エリアはスキップ)
AHN4 DTMAHN4 DTM(0.5 m)AHN4 DSM(0.5 m)PDOK Luchtfoto 2021、0.25 m に変換(AHN4 は 2020〜2022 年に地域ごとに測量)
IGN LiDAR HD MNTIGN LiDAR HD MNT(0.5 m)IGN LiDAR HD MNS(0.5 m)LiDAR の撮影日に最も近い年の IGN BD ORTHO、0.25 m
LINZ DEMLINZ DEM(1 m)—DEM の測量に最も近い撮影の LINZ 航空写真、0.25 m

webodm_importer 連携

現在の QGIS プロジェクトに webodm_importer 管理のデータがある場合、 WebODM の DTM/DSM アセットを Forestry Operations Lite の DEM/DSM ブラウザから直接選択できます。

解析の論理・限界・考え方

Forestry Operations Lite は、どれか一つのレイヤーを答えとはしません。複数の指標を同じ地形上に置き、 その重なり、離れ方、位置を、施業を計画する前に検討するためのものです。値は選択したデータと設定から 一貫した方法で計算されますが、そのデータと想定条件が表す範囲の指標であることは変わりません。

現在の解析を組み立てる論理

見失ってはいけない限界

なぜ指標として扱うのか

「指標」と呼ぶことは解析の否定ではありません。より正確な地形データ、より適切な設定、より良い計算方法により、解析は現実へ近づきます。その改善は続けられますが、データと計算が現場そのものになることはありません。規模が大きいモデルや公的機関が公開するモデルも同じで、構成要素が多いことは異なる、より詳細な近似を可能にしますが、それだけで真実になるわけではありません。

したがって現場確認は、地図が正しいかを認定するだけの作業ではありません。地図が見るべき場所を示し、現場がデータにない事情を与え、その両方から作業者が計画を更新します。Slope Stability、Valley Terrain、Flow Load、背景地形、既存路網を重ね、路線、伐採・集材、排水、横断箇所、残す場所・守る場所を考えるために使います。

FOLは、施業が可能か不可能かを決定しません。その場所で何が起きているか、施業によって何が変わり得るか、判断の前に何を確かめるかを考えるための共通の出発点を作ります。最終的な読み取りと判断は、森林を知り、そこで仕事をする人に残されます。

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