JP2016111939A - Cultivation abandoned site determination method, cultivation abandoned site determination program and cultivation abandoned site determination device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、耕作放棄地判定方法、耕作放棄地判定プログラム及び耕作放棄地判定装置に関する。 The present invention relates to a farm abandoned land determination method, a farm abandoned land determination program, and a farm abandoned land determination apparatus.
従来から、圃場における画像に基づき圃場管理を行う技術がある。例えば、圃場で栽培する植物を撮影した画像の分光スペクトルの時間変化に基づいて、植物の生育状況を管理する技術がある。また、圃場で栽培する植物の果実に対して光を照射した際の反射スペクトルの特性に基づいて、果実の糖度を管理する技術がある。また、圃場の土壌に対して位置毎に照射した際の反射スペクトルに基づいて、圃場の土壌特性を管理する技術がある。 Conventionally, there is a technique for performing field management based on images in a field. For example, there is a technique for managing the growth state of a plant based on a temporal change in a spectral spectrum of an image obtained by photographing a plant cultivated in a field. In addition, there is a technique for managing the sugar content of a fruit based on the characteristics of a reflection spectrum when the fruit of a plant cultivated in a field is irradiated with light. In addition, there is a technique for managing the soil characteristics of the field based on the reflection spectrum when the field soil is irradiated for each position.
ところで、近年、農業従事者の高齢化、経営状態の悪化、後継者不足、相続等による土地持ち非農家の増加等の要因により、耕作が放棄される農地が増えつつある。そして、今後、耕作条件が悪い中山間地だけではなく、比較的条件のよい平地農業地帯であっても、耕作放棄地が増えることが懸念されている。耕作放棄地の増加は、国土保全、水源かん養等、農業が有する多面的な機能低下につながる。また、耕作放棄地の増加は、雑草の繁茂、病害虫の発生、鳥獣被害等の要因ともなり、近隣の耕作地における農業生産活動に対して悪影響を与えることはもちろんのこと、農地集積の阻害ともなる。よって、耕作放棄地の解消が望まれている。 By the way, in recent years, farmland where farming is abandoned is increasing due to factors such as the aging of farmers, the deterioration of management conditions, lack of successors, and an increase in non-farmers with land ownership. In the future, there are concerns that the number of abandoned farmland will increase not only in the hilly and mountainous areas where the cultivation conditions are bad, but also in relatively flat agricultural areas. The increase in abandoned cultivated land leads to multifaceted functional decline in agriculture, such as national land conservation and water source recharge. In addition, the increase in abandoned cultivated land is a cause of weed overgrowth, generation of pests, damage to birds and beasts, etc., as well as adversely affecting agricultural production activities in neighboring cultivated land, and also hindering the accumulation of farmland. Become. Therefore, elimination of abandoned farmland is desired.
従って、まずは現状の耕作放棄地を正確に把握したいという要請がある。しかし、圃場での実際の作付けの有無を把握せず、申告、聞き取り等の調査で対応しているため、耕作放棄地の把握が不正確である。また、圃場毎に目視による実地調査を行うと、多大な工数が発生する。また、調査した時点が、作付け前の圃場であると、耕作放棄地として誤判断される場合がある。このため、一定の期間をかけて、人手を介して、圃場が耕作放棄地であるか否かを評価することが望まれるが、多大な工数が発生する。 Therefore, there is a request to accurately grasp the current abandoned farmland. However, because it does not know whether there is actual planting in the field, but responds by surveys such as declarations and interviews, it is inaccurate to grasp the abandoned farmland. In addition, if a visual field survey is performed for each field, a great amount of man-hours are generated. In addition, if the surveyed time point is a field before planting, it may be erroneously determined as an abandoned farmland. For this reason, it is desired to evaluate whether or not the farm field is an abandoned cultivation area through a certain period of time, but a great number of man-hours are generated.
そして、上記の技術は、圃場における個々の作物の生育管理、個々の果実の糖度管理、個々の圃場の土壌特性管理という微視的問題を解決するに過ぎず、耕作放棄地は把握できない。 And the above-mentioned technique only solves the microscopic problems of growth management of individual crops in the field, sugar content control of individual fruits, and soil property management of individual fields, and abandoned farmland cannot be grasped.
1つの側面では、耕作放棄地を把握できる耕作放棄地判定方法、耕作放棄地判定プログラム及び耕作放棄地判定装置を提供することを目的とする。 In one side, it aims at providing the cultivation abandonment land determination method which can grasp cultivation abandonment land, a cultivation abandonment land determination program, and a cultivation abandonment land determination device.
一態様の耕作放棄地判定方法は、コンピュータが、1以上の波長領域の強度に関する時系列データを入力する。そして、コンピュータが、入力された時系列データの中に、前後で強度が所定の変化量以上又は所定の変化率以上である区間が存在するか否かにより、当該時系列データに対応付けられた圃場が耕作放棄地であるか否かを判定する。 In one aspect of the abandoned cultivating land determination method, the computer inputs time-series data regarding the intensity of one or more wavelength regions. Then, the computer is associated with the time-series data depending on whether or not there is a section whose intensity is greater than or equal to a predetermined change amount or a predetermined change rate before and after in the input time-series data. It is determined whether or not the field is abandoned farmland.
耕作放棄地を把握できる。 Abandoned farmland can be grasped.
以下に添付図面を参照して本願に係る耕作放棄地判定方法、耕作放棄地判定プログラム及び耕作放棄地判定装置について説明する。なお、以下の各実施例の説明では、重複する同一の構成又は処理について説明を省略する。また、以下の各実施例は開示の技術を限定するものではない。そして、各実施例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。 Hereinafter, an abandoned farmland determination method, an abandoned farmland determination program, and an abandoned farmland determination apparatus according to the present application will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description of each embodiment, the description of the same configuration or processing that overlaps will be omitted. Further, the following embodiments do not limit the disclosed technology. Each embodiment can be appropriately combined within a range in which processing contents are not contradictory.
[実施例1に係る耕作地判定装置の構成]
図1は、実施例1に係る耕作放棄地判定装置の機能的構成の一例を示すブロック図である。実施例1に係る耕作放棄地判定装置10は、耕作放棄地判定プログラムが実行されるコンピュータである。耕作放棄地判定装置10は、所定期間にわたる所定周期で人工衛星、航空機等から地表をリモートセンシングして取得した、地表の各位置に該当する位置情報毎に所定波長領域の反射スペクトル強度を対応付けた反射スペクトル強度の時系列データを入力する。位置情報は、例えば、緯度及び経度、地表の地点を表す所定の座標系の座標等である。そして、耕作放棄地判定装置10は、所定波長領域の反射スペクトル強度の時系列データの変化から、各位置情報に対応する圃場が耕作放棄地であるか否かの判定結果を出力する耕作放棄地判定サービスを提供する。
[Configuration of Cultivated Land Determination Device According to Example 1]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the abandoned farmland determination device according to the first embodiment. The abandoned cultivated land determination device 10 according to the first embodiment is a computer that executes a cultivated abandoned land determination program. The abandoned cultivated land determination device 10 associates reflection spectrum intensities in a predetermined wavelength region for each position information corresponding to each position on the ground surface, which is obtained by remote sensing the ground surface from an artificial satellite, an aircraft, or the like at a predetermined cycle over a predetermined period. Input the time series data of the reflected spectrum intensity. The position information is, for example, latitude and longitude, coordinates of a predetermined coordinate system representing points on the ground surface, and the like. And the cultivation abandonment land determination apparatus 10 outputs the determination result whether the agricultural field corresponding to each position information is a cultivation abandonment land from the change of the time series data of the reflection spectrum intensity of the predetermined wavelength region. Provide judgment services.
所定波長領域の反射スペクトル強度は、太陽光が地表で反射した反射光のスペクトル強度である。所定波長領域は、例えば、G(緑成分の波長領域):500〜590nm程度、R(赤成分の波長領域):610〜680nm程度である。また、所定波長領域は、例えば、NIR(Near InfraRed、近赤外成分の波長領域):780〜890nm程度、SWIR(Short Wave Infrared Radiometer、短波長赤外成分の波長領域):1,580〜1,750nm程度である。つまり、所定波長領域は、G、R、NIR、SWIRの4つのバンドのうちの少なくとも1つである。これら4つのバンドの反射光のスペクトル強度は、地表のマルチスペクトル画像を取得するマルチスペクトルセンサ又は地表のハイパースペクトル画像を取得するハイパースペクトルセンサにより得られる。 The reflection spectrum intensity in the predetermined wavelength region is the spectrum intensity of the reflected light reflected by the sunlight on the ground surface. The predetermined wavelength region is, for example, G (green component wavelength region): about 500 to 590 nm, and R (red component wavelength region): about 610 to 680 nm. The predetermined wavelength region is, for example, NIR (Near InfraRed, near infrared component wavelength region): about 780 to 890 nm, SWIR (Short Wave Infrared Radiometer, short wavelength infrared component wavelength region): 1,580-1 , About 750 nm. That is, the predetermined wavelength region is at least one of four bands of G, R, NIR, and SWIR. The spectral intensity of the reflected light of these four bands is obtained by a multispectral sensor that acquires a multispectral image of the ground surface or a hyperspectral sensor that acquires a hyperspectral image of the ground surface.
耕作放棄地判定装置10は、一例として、デスクトップ型又はノート型のパーソナルコンピュータなどの情報処理装置を採用することができる。この他、耕作放棄地判定装置10には、上記のパーソナルコンピュータなどの据置き型の端末のみならず、各種の携帯端末装置を採用することもできる。例えば、携帯端末装置の一例として、スマートフォン、携帯電話機やPHS(Personal Handyphone System)などの移動体通信端末、さらには、PDA(Personal Digital Assistants)などのスレート端末等がその範疇に含まれる。 As an example, the abandoned farmland determination device 10 may employ an information processing device such as a desktop or notebook personal computer. In addition, the abandoned cultivated land determination device 10 can employ not only stationary terminals such as the personal computer but also various portable terminal devices. For example, as an example of a mobile terminal device, a mobile communication terminal such as a smart phone, a mobile phone or a PHS (Personal Handyphone System), and a slate terminal such as a PDA (Personal Digital Assistants) are included in the category.
なお、実施例1では、あくまで一例として、耕作放棄地判定装置10が上記の耕作放棄地判定プログラムを外部のリソースに依存せずに単独で実行するスタンドアローンで耕作放棄地判定サービスを提供する場合を想定する。詳細は後述するが、耕作放棄地判定サービスは、スタンドアローンで提供される実装に限定されない。例えば、クライアントに対し、耕作放棄地判定プログラムを実行することにより耕作放棄地判定サービスを提供するサーバ装置として耕作放棄地判定装置10を設けることによってクライアントサーバシステムとして構築することもできる。 In addition, in Example 1, as an example to the last, the cultivation abandonment land determination apparatus 10 provides the cultivation abandonment land determination service by the stand-alone which performs said cultivation abandonment land determination program independently without relying on an external resource. Is assumed. Although details will be described later, the farm abandoned land determination service is not limited to the implementation provided in a stand-alone manner. For example, it can also be constructed as a client server system by providing the cultivation abandoned land determination device 10 as a server device that provides a client with a cultivation abandoned land determination service by executing a cultivation abandoned land determination program.
図1に示すように、耕作放棄地判定装置10は、記憶部11と、制御部12と、入出力I/F(Inter Face)部13とを有する。耕作放棄地判定装置10は、反射スペクトル強度の時系列データの入力を受け付ける入力装置1、及び耕作放棄地判定結果を出力する出力装置2が接続される。入力装置1は、例えばキーボード、マウス、タッチパネル、イメージスキャナ等の入力機器である。または、入力装置1は、反射スペクトル強度等の耕作放棄地判定処理に用いるデータが記憶された記憶媒体又は記憶装置からデータを読み出して耕作放棄地判定装置10へ入力する装置であってもよい。また、出力装置2は、ディスプレイ装置、プリンタ装置等、耕作放棄地判定処理の結果を出力する装置である。または、出力装置2は、耕作放棄地判定処理の結果を記憶可能な記憶媒体又は記憶装置へデータを書き込む装置であってもよい。耕作放棄地判定装置10は、入出力I/F部13を介して、入力装置1及び出力装置2が接続される。
As illustrated in FIG. 1, the abandoned farmland determination device 10 includes a
記憶部11は、制御部12で実行されるOS(Operating System)、耕作放棄地判定プログラムを始め、アプリケーションプログラムなどの各種プログラムに用いられるデータを記憶するデバイスである。記憶部11は、一例として、耕作放棄地判定装置10における主記憶装置として実装される。例えば、記憶部11には、各種の半導体メモリ素子、例えばRAM(Random Access Memory)やフラッシュメモリを採用できる。また、記憶部11は、補助記憶装置として実装することもできる。この場合、HDD(Hard Disk Drive)、光ディスクやSSD(Solid State Drive)等を採用できる。
The
記憶部11は、スペクトル時系列データ記憶部11aと、スペクトル変化率時系列データ記憶部11bと、圃場情報記憶部11cとを有する。スペクトル時系列データ記憶部11aは、スペクトル時系列データ11a−1(図2A参照)を記憶する。スペクトル変化率時系列データ記憶部11bは、スペクトル変化率時系列データ11b−1(図2B参照)を記憶する。圃場情報記憶部11cは、圃場情報11c−1(図2C参照)を記憶する。
The
[実施例1に係る反射スペクトル強度の時系列データ]
図2Aは、実施例1に係る反射スペクトル強度の時系列データの一例を示す図である。各時系列データの各データに対応する各「時」を『期』呼ぶこととする。『期』は、各時系列データの各データに対応する「区間」でもある。以下、反射スペクトル強度の時系列データを、スペクトル時系列データと呼ぶ。スペクトル時系列データ11a−1は、リモートセンシングにより得られた位置情報毎の反射スペクトル強度の時系列データの各『期』における位置情報毎の反射スペクトル強度を、圃場情報11c−1で規定される各圃場について平均した時系列データである。すなわち、スペクトル時系列データ11a−1は、圃場毎の反射スペクトル強度の平均値の時系列データである。なお、スペクトル時系列データ11a−1は、圃場毎の反射スペクトル強度の平均値の代わりに、各圃場における各『期』のスペクトル強度の最頻値、中央値等の代表値を、当該圃場における当該『期』の各スペクトル強度としてもよい。
[Time Series Data of Reflection Spectrum Intensity According to Example 1]
FIG. 2A is a diagram illustrating an example of time-series data of reflection spectrum intensity according to the first embodiment. Each “time” corresponding to each data of each time series data is called “period”. The “period” is also a “section” corresponding to each data of each time series data. Hereinafter, the time series data of the reflection spectrum intensity is referred to as spectrum time series data. The spectrum
スペクトル時系列データ11a−1は、『圃場ID(IDentidier)』毎に、複数の『期』と、『G』『R』『NIR』『SWIR』のそれぞれの反射スペクトル強度が対応付けられている。『期』は、所定の“基準日”から30日(1ヶ月)毎に、各『圃場ID』に対応する圃場の反射スペクトル強度を定期的に収集したタイミングを示す。図2Aの例では、所定の“基準日”及び“基準日”から30日(1ヶ月)後毎の“1ヶ月後”〜“6ヶ月後”をそれぞれ1つの『期』とし、各『期』に反射スペクトル強度が対応付けられることにより、各『圃場ID』における反射スペクトルの時系列データをなす。
In the spectrum
図2Aにおいて、例えば、『圃場ID』が“F001”である場合に、“基準日”における『G』『R』『NIR』『SWIR』のそれぞれの反射スペクトル強度がそれぞれ“92”“81”“120”“80”である。また、例えば、『圃場ID』が“F001”である場合に、“6ヶ月後”における『G』『R』『NIR』『SWIR』のそれぞれの反射スペクトル強度がそれぞれ“96”“88”“119”“85”である。 In FIG. 2A, for example, when the “field ID” is “F001”, the reflection spectrum intensities of “G”, “R”, “NIR”, and “SWIR” on the “reference date” are “92” and “81”, respectively. “120” and “80”. Further, for example, when the “field ID” is “F001”, the reflection spectrum intensities of “G”, “R”, “NIR”, and “SWIR” at “6 months later” are “96” “88” “ 119 "" 85 ".
[実施例1に係るスペクトル強度変化率の時系列データ]
図2Bは、実施例1に係るスペクトル強度変化率の時系列データの一例を示す図である。以下、スペクトル強度変化率の時系列データを、スペクトル変化率時系列データと呼ぶ。スペクトル変化率時系列データ11b−1は、『圃場ID』毎に、複数の『期』と、『NIRの変化率』と、『変化率が閾値以上』と、『耕作地判定結果』とが対応付けられている。図2Bにおける『圃場ID』及び『期』は、図2Aにおける『圃場ID』及び『期』と対応する。図2Bの例では、所定の“基準日”及び“基準日”から30日(1ヶ月)後毎の“1ヶ月後”〜“6ヶ月後”をそれぞれ1つの『期』とし、各『期』に反射スペクトル強度の前期に対する変化率が対応付けられる。各『期』に反射スペクトル強度の前期に対する変化率が対応付けられることにより、各『圃場ID』におけるスペクトル変化率の時系列データをなす。なお、『変化率が閾値以上』及び『耕作地判定結果』については、後述する。
[Time Series Data of Spectral Intensity Change Rate According to Example 1]
FIG. 2B is a diagram illustrating an example of time-series data of the spectral intensity change rate according to the first embodiment. Hereinafter, the time series data of the spectrum intensity change rate is referred to as spectrum change rate time series data. The spectrum change rate time-
図2Bにおいて、例えば、『圃場ID』が“F001”である場合に、“1ヶ月後”における『NIRの変化率』が“78.3%”である。“78.3%”は、『圃場ID』“F001”における“1ヶ月後”の『NIRの反射スペクトル強度』“94”(図2A参照)を、“基準日”の『NIRの反射スペクトル強度』“120”(図2A参照)で割った百分率である。また、例えば、『圃場ID』“F001”である場合に、“6ヶ月後”における『NIRの変化率』が“93.7%”である。“93.7%”は、『圃場ID』“F001”における“6ヶ月後”の『NIRの反射スペクトル強度』“119”(図2A参照)を“5ヶ月後”の『NIRの反射スペクトル強度』“127”(図2A参照)で割った百分率である。 In FIG. 2B, for example, when “Field ID” is “F001”, “NIR change rate” after “1 month” is “78.3%”. “78.3%” is “NIR reflection spectrum intensity” “94” (see FIG. 2A) “after 1 month” in “Field ID” “F001”, and “NIR reflection spectrum intensity” is “reference date”. The percentage divided by “120” (see FIG. 2A). For example, in the case of “Field ID” “F001”, “NIR change rate” in “6 months later” is “93.7%”. “93.7%” means “NIR reflection spectrum intensity” “119 months” (see FIG. 2A) in “Field ID” “F001” “After 6 months” “NIR reflection spectrum intensity” in “5 months later” "127" (see Fig. 2A).
図2Cは、圃場情報の一例を示す図である。圃場情報11c−1は、『圃場ID』に、『頂点1』〜『頂点4』を対応付けた情報である。図2Cにおける『頂点1』〜『頂点4』は、対応する『圃場ID』に対応する略矩形状の区画の4頂点の位置情報を表す。例えば、『頂点1』〜『頂点4』は、それぞれ緯度及び経度等の位置情報で表される。図2Cにおいて、例えば、『圃場ID』“F001”に対して、『頂点1』“w1”、『頂点2』“x1”、『頂点3』“y1”、『頂点4』“z1”が対応付けられている。例えば、リモートセンシングにより得られた位置情報毎の反射スペクトル強度の時系列データの位置情報が『頂点1』“w1”〜『頂点4』“z1”の圃場領域内に位置する場合には、当該位置が『圃場ID』“F001”の圃場に含まれると判定される。なお、圃場の領域を規定する方法は、圃場の区画の4頂点による方法に限らず、区画の重心等の代表点や区画の1点並びに区画の縦及び横の長さ等、区画を一意に特定できる方法であれば、いずれでもよい。
FIG. 2C is a diagram illustrating an example of farm field information. The
図1に戻り、制御部12は、スペクトル時系列データ11a−1、スペクトル変化率時系列データ11b−1及び圃場情報11c−1を用いて、耕作放棄地判定プログラムを実行する。なお、スペクトル変化率時系列データ11b−1は、制御部12による処理を経て生成される中間データである。
Returning to FIG. 1, the
制御部12は、中央処理装置、いわゆるCPU(Central Processing Unit)として実装される。なお、制御部12は、必ずしも中央処理装置として実装されずともよく、MPU(Micro Processing Unit)として実装されることとしてもよい。また、制御部12は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)などのハードワイヤードロジックによっても実現できる。
The
制御部12は、入力部12aと、生成部12bと、判定部12cと、出力部12dとを有する。入力部12aは、入力装置1から入力された、リモートセンシングにより得られた位置情報毎の反射スペクトル強度の時系列データの各『期』における位置情報毎の反射スペクトル強度を、圃場情報11c−1に規定される各圃場について平均する。そして、入力部12aは、圃場毎に平均値を算出した反射スペクトル強度の時系列データを、スペクトル時系列データ11a−1として生成する。そして、入力部12aは、生成したスペクトル時系列データ11a−1をスペクトル時系列データ記憶部11aへ格納する。
The
生成部12bは、スペクトル時系列データ記憶部11aへ格納されたスペクトル時系列データ11a−1から、スペクトル変化率時系列データ11b−1を生成する。例えば、生成部12bは、各『圃場ID』に対応する各バンドの反射スペクトル強度のスペクトル時系列データ11a−1において、各『期』の1つ前の前期のNIRのバンドのスペクトルに対する各『期』のNIRのバンドのスペクトルの前期比を算出する。NIRのバンドのスペクトルの前期比は、『NIR変化率』である。このようにして、生成部12bは、各『期』の前期に対する『NIRの変化率』の時系列データ(スペクトル変化率時系列データ11b−1(図2B参照))を生成する。生成部12bは、生成したスペクトル変化率時系列データ11b−1を、スペクトル変化率時系列データ記憶部11bへ格納する。
The
判定部12cは、スペクトル変化率時系列データ11b−1を参照し、『圃場ID』毎のNIRのスペクトル変化率時系列データ11b−1のうち、スペクトル強度の変化率が例えば20%以上の減少となる『期』が存在するか否かを判定する。すなわち、スペクトル強度の変化率が例えば20%以上の減少となる『期』の存在は、当該『圃場ID』に対応する圃場において、作物が収穫され、土壌が露出する状態となったことを示す。
The
そして、判定部12cは、スペクトル強度の変化率が例えば20%以上の減少となる『期』が存在する『圃場ID』について、当該『圃場ID』に対応する圃場が『耕作地』であると判定する。例えば、判定部12cは、図2Bにおいて、『圃場ID』“F001”である場合に、“1ヶ月後”における『NIRの変化率』が“78.3%”であり、変化率が例えば20%以上の減少であると判定する。図2Bの例では、『変化率が閾値以上』のカラムにおいて“◎”が付されている箇所に該当する。すなわち、『耕作地判定結果』が“耕作地”である『圃場ID』“F001”〜“F003”、“F009”が該当する。
The
一方、判定部12cは、スペクトル強度の変化率が例えば20%以上の減少となる『期』が存在しない『圃場ID』について、当該『圃場ID』に対応する圃場が『耕作放棄地』であると判定する。例えば、判定部12cは、図2Bにおいて、『圃場ID』“F004”“F005”である場合には、スペクトル強度の変化率が例えば20%以上の減少となる『期』が存在しない。図2Bの例では、『変化率が閾値以上』のカラムにおいていずれの『期』にも“◎”が付されず、『耕作地判定結果』が“耕作放棄地”となっている『圃場ID』“F004”、“F005”が該当する。
On the other hand, regarding the “field ID” in which there is no “period” in which the rate of change of the spectrum intensity decreases by, for example, 20% or more, the
そして、判定部12cは、耕作放棄地判定処理の結果をスペクトル変化率時系列データ11b−1に追記する。そして、判定部12cは、耕作放棄地判定処理を各『圃場ID』についてそれぞれ実行する。
And the
出力部12dは、耕作放棄地判定処理の結果を追加したスペクトル変化率時系列データ11b−1をもとにした耕作放棄地判定処理の結果を生成して出力装置2へ出力する。例えば、出力部12dは、スペクトル変化率時系列データ11b−1において『耕作地』とされる『圃場ID』に実際の地図データを対応付けて、当該『圃場ID』に対応する圃場が『耕作地』であることを示すマップを生成して出力する。また、例えば、出力部12dは、スペクトル変化率時系列データ11b−1において『耕作放棄地』とされる『圃場ID』に実際の地図データを対応付けて、『耕作放棄地』を示すマップを生成して出力する。すなわち、出力部12dは、マップにおいて各『圃場ID』に対応する圃場が『耕作地』又は『耕作放棄地』のいずれであるかの情報を一覧で出力する。このようにして、ユーザは、出力されたマップを参照することにより、各圃場が『耕作地』又は『耕作放棄地』のいずれであるかを一覧して確認できる。
The
[実施例1に係る耕作放棄地判定処理]
図3は、実施例1に係る耕作放棄地判定処理の手順の一例を示すフローチャートである。先ず、耕作放棄地判定装置10の制御部12の生成部12bは、スペクトル時系列データ11a−1から、スペクトル変化率時系列データ11b−1を生成する(ステップS11)。次に、耕作放棄地判定装置10の制御部12の判定部12cは、スペクトル変化率時系列データ11b−1において選択済みでない『圃場ID』を1つ選択する(ステップS12)。
[Cultivation Abandoned Land Determination Processing According to Example 1]
FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a procedure of the abandoned farmland determination process according to the first embodiment. First, the production |
次に、判定部12cは、選択した『圃場ID』に対応するスペクトル変化率時系列データ11b−1に、変化率が所定閾値以上の減少(例えば20%の減少)となるデータが存在するか否かを判定する(ステップS13)。判定部12cは、選択した『圃場ID』に対応するスペクトル変化率時系列データ11b−1に変化率が所定閾値以上の減少となるデータが存在すると判定した場合(ステップS13Yes)、当該『圃場ID』の圃場が耕作地であると判定する(ステップS14)。一方、判定部12cは、選択した圃場IDに対応するスペクトル変化率時系列データ11b−1に変化率が所定閾値以上の減少となるデータが存在しないと判定した場合(ステップS13No)、当該『圃場ID』の圃場を耕作放棄地と判定する(ステップS15)。耕作放棄地判定装置10は、ステップS14又はステップS15が終了すると、ステップS16へ処理を移す。
Next, the
ステップS16では、判定部12cは、ステップS12において未選択の『圃場ID』が存在するか否かを判定する。判定部12cは、ステップS12において未選択の『圃場ID』が存在すると判定した場合に(ステップS16Yes)、ステップS12へ処理を移す。一方、判定部12cは、ステップS12において未選択の『圃場ID』が存在しないと判定した場合に(ステップS16No)、ステップS17へ処理を移す。ステップS17では、耕作放棄地判定装置10の制御部12の出力部12dは、各『圃場ID』に対応する判定結果を実際の地図と合成して出力する。
In step S <b> 16, the
[実施例1に係る耕作放棄地判定処理結果の出力態様]
図4は、実施例1に係る耕作放棄地判定処理結果の出力態様の一例を示す図である。耕作放棄地判定装置10は、地図M1における各圃場の地図表示に、『圃場ID(もしくは圃場名、所在地等の情報)』と、『耕作地』又は『耕作放棄地』とを合成して出力する。例えば、地図M1において、“F001”〜“F003”、“F006”〜“F009”の圃場は『耕作地』であり、“F004”〜“F005”の圃場は『耕作放棄地』であることが分かる。このように、地図上に耕作地又は耕作放棄地を合成して出力表示することで、ユーザは、地図を参照しつつ、いずれの圃場が耕作地又は耕作放棄地であるかを、容易に判別することができる。
[Output Mode of Abandoned Cultivated Land Determination Processing Result According to Embodiment 1]
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an output mode of the abandoned farmland determination processing result according to the first embodiment. The abandoned cultivated land determination device 10 synthesizes and outputs “field ID (or information on the field name, location, etc.)” and “cultivated land” or “cultivated abandoned land” on the map display of each field in the map M1. To do. For example, in the map M1, the fields “F001” to “F003” and “F006” to “F009” are “cultivated land”, and the fields “F004” to “F005” are “abandoned farmland”. I understand. In this way, by composing and displaying the cultivated land or the abandoned cultivated land on the map, the user can easily determine which field is the cultivated land or the abandoned cultivated land while referring to the map. can do.
[耕作放棄地判定の背景となる知見]
以下、耕作放棄地判定の背景となる知見について、図5A〜図5Eを参照して説明する。図5Aは、土壌の反射スペクトルの強度分布の一例を示す図である。土壌のスペクトルは、土壌の水分含有量、土壌組成等により、『G』『R』『NIR』『SWIR』の各反射スペクトル強度の分布は異なる。例えば、図5Aにおいて、『G』〜『SWIR』の各反射スペクトル強度が概ね“60”程度である土壌は、その土壌組成から「黒い土壌」である。また、例えば、図5Aにおいて、『G』〜『SWIR』の各反射スペクトル強度が概ね“90”〜“100”程度である土壌は、その水分含有量から「湿った土壌」である。また、例えば、図5Aにおいて、『G』〜『SWIR』の各反射スペクトル強度が概ね“100”〜“110”程度である土壌は、その水分含有量から「乾燥した土壌」である。しかし、図5Aから分かるように、土壌は、『G』『R』『NIR』『SWIR』の各反射スペクトル強度の分布は、水分含有量、土壌組成等に応じた値で概ね一定となる。
[Knowledge that will be the background for judging abandoned farmland]
Hereinafter, the knowledge which becomes the background of cultivation abandonment land determination is demonstrated with reference to FIG. 5A-FIG. 5E. FIG. 5A is a diagram illustrating an example of an intensity distribution of a reflection spectrum of soil. As for the spectrum of the soil, the distributions of the reflection spectrum intensities of “G”, “R”, “NIR”, and “SWIR” differ depending on the moisture content of the soil, the soil composition, and the like. For example, in FIG. 5A, the soil whose reflection spectrum intensity of “G” to “SWIR” is approximately “60” is “black soil” because of its soil composition. Further, for example, in FIG. 5A, the soil whose reflection spectrum intensities “G” to “SWIR” are approximately “90” to “100” is “moist soil” because of its water content. Further, for example, in FIG. 5A, the soil in which the reflection spectrum intensities of “G” to “SWIR” are approximately “100” to “110” is “dry soil” due to its water content. However, as can be seen from FIG. 5A, in the soil, the distributions of the reflection spectrum intensities of “G”, “R”, “NIR”, and “SWIR” are substantially constant at values according to the water content, soil composition, and the like.
しかし、図5B〜図5Dに示すように、圃場における作物の反射スペクトル強度は、土壌の反射スペクトル強度とは異なった形状を示す。図5Bは、小麦圃場の反射スペクトルの強度分布の一例を示す図である。図5Cは、ばれいしょ圃場の反射スペクトルの強度分布の一例を示す図である。図5Dは、てんさい圃場の反射スペクトルの強度分布の一例を示す図である。圃場における作物の種類によって、あるいは、同一作物の種類であっても個別の圃場によって、各反射スペクトルの強度分布のバラつきがある。しかし、小麦圃場、ばれいしょ圃場、てんさい圃場のいずれも、『NIR』の反射スペクトルの強度が最も強く、次いで『G』の反射スペクトルの強度が強く、次いで『SWIR』の反射スペクトルの強度が強く、『R』の反射スペクトルの強度が最も弱い。 However, as shown in FIGS. 5B to 5D, the reflection spectrum intensity of the crop in the field shows a shape different from the reflection spectrum intensity of the soil. FIG. 5B is a diagram illustrating an example of an intensity distribution of a reflection spectrum of a wheat field. FIG. 5C is a diagram illustrating an example of an intensity distribution of a reflection spectrum of a potato field. FIG. 5D is a diagram illustrating an example of an intensity distribution of a reflection spectrum of a sugar beet field. The intensity distribution of each reflection spectrum varies depending on the type of crop in the field, or even in the same crop type, depending on the individual field. However, in all of the wheat field, the potato field, and the sugar bean field, the intensity of the reflection spectrum of “NIR” is the strongest, followed by the intensity of the reflection spectrum of “G”, and then the intensity of the reflection spectrum of “SWIR” is strong. The reflection spectrum intensity of “R” is the weakest.
そして、圃場の反射スペクトル強度の観点から耕作地と耕作放棄地とを比較すると、耕作地は、上空から見た場合、作物の収穫後から次の作物の播種や苗植えまでに、反射スペクトル強度が急激に変化し、土壌の反射スペクトル強度が得られる期間がある。そこで、反射スペクトル強度の時系列変化において、『G』『R』『NIR』『SWIR』の少なくとも1つの反射スペクトル強度が、土壌の反射スペクトル強度へ変化するタイミングを検出する。これにより、当該圃場において作物の収穫が行われた、すなわち、当該圃場は耕作地である、と判断する。 And, comparing the cultivated land and the abandoned cultivated land from the viewpoint of the reflected spectrum intensity of the field, the cultivated land, when viewed from the sky, is reflected spectrum intensity from after crop harvesting until seeding and seedling planting of the next crop. There is a period when the reflection spectrum intensity of the soil is obtained. Therefore, the timing at which at least one of the reflection spectrum intensities “G”, “R”, “NIR”, and “SWIR” changes to the reflection spectrum intensity of the soil in the time series change of the reflection spectrum intensity is detected. Thereby, it is determined that the crop has been harvested in the field, that is, the field is cultivated land.
図5Eは、草地の反射スペクトルの強度分布の一例を示す図である。図5Eにおいて、例えば、黒丸点の折れ線は緑色の草地の反射スペクトル強度の分布を示し、中抜き丸点の折れ線は枯れた黄色の草地の反射スペクトル強度の分布を示す。例えば、図5Eに示すような反射スペクトル強度の分布を示す圃場が耕作放棄地であり、一年中草が生い茂る圃場であったとすると、草は、夏期に青々と繁茂し、冬期に枯れて黄色となると考えられる。よって、一年中草が生い茂る圃場は、夏期と冬期とで、反射スペクトル分布が変化するが、土壌の反射スペクトルが得られる期間はない。すなわち、反射スペクトル強度の時系列変化において、『G』『R』『NIR』『SWIR』の少なくとも1つの反射スペクトル強度が土壌の反射スペクトル強度となるタイミングが検出できない場合は、次のように判定する。すなわち、当該圃場において作物の収穫が行われていない、すなわち、当該圃場は耕作放棄地である、と判断する。 FIG. 5E is a diagram illustrating an example of an intensity distribution of a reflection spectrum of grassland. In FIG. 5E, for example, a broken line with black circles indicates the distribution of the reflection spectrum intensity of the green grassland, and a broken line with the hollow circles indicates the distribution of the reflection spectrum intensity of the withered yellow grassland. For example, if the field showing the distribution of the reflection spectrum intensity as shown in FIG. 5E is an abandoned farmland and the field is overgrown with grass all year round, the grass grows lushly in the summer and withers yellow in the winter. It is thought that it becomes. Therefore, in the field where grass grows all year round, the reflection spectrum distribution changes between summer and winter, but there is no period in which the soil reflection spectrum is obtained. That is, in the time-series change of the reflection spectrum intensity, when the timing at which at least one reflection spectrum intensity of “G”, “R”, “NIR”, and “SWIR” becomes the reflection spectrum intensity of the soil cannot be detected, the following determination is made. To do. That is, it is determined that no crop is harvested in the field, that is, the field is an abandoned farmland.
上記知見から、人工衛星等から得られる反射スペクトル強度の時系列変化を利用し、耕作放棄地の判定を行うことができる。例えば、耕作地においては『NIR』の反射スペクトル強度が最も強く、圃場における作物の収穫後において露出する土壌の『NIR』の反射スペクトル強度に対する変化率が最も顕著である。このことから、実施例1は、『NIR』の反射スペクトル強度の時系列に着目して耕作放棄地判定処理を行う。しかし、『NIR』以外の反射スペクトル強度の時系列であっても、反射スペクトル強度に対する変化率の判定閾値を適切に設定することにより、耕作放棄地判定処理を行うことができる。 Based on the above knowledge, it is possible to determine the abandoned cultivated land using the time-series change of the reflection spectrum intensity obtained from an artificial satellite or the like. For example, in the cultivated land, the reflection spectrum intensity of “NIR” is the strongest, and the rate of change with respect to the reflection spectrum intensity of “NIR” of the soil exposed after the crop is harvested in the field is most remarkable. Therefore, in Example 1, the abandoned farmland determination process is performed by paying attention to the time series of the reflection spectrum intensity of “NIR”. However, even with a time series of reflection spectrum intensities other than “NIR”, it is possible to perform abandoned farmland determination processing by appropriately setting a determination threshold for the rate of change with respect to the reflection spectrum intensity.
[実施例1による効果]
実施例1によれば、例えば、リモートセンシングによる反射スペクトル強度の変化率の時系列データから、圃場における耕作地及び耕作放棄地の判別が、より高い判定精度で容易に可能となる。
[Effects of Example 1]
According to the first embodiment, for example, it is possible to easily discriminate the cultivated land and the abandoned cultivated land on the field from the time-series data of the change rate of the reflection spectrum intensity by remote sensing with higher determination accuracy.
実施例1は、『NIRの変化率』に基づいて、『圃場ID』に対応する圃場が耕作放棄地であるか否かを判定する。しかし、『NIRの変化率』に限らず、『NIR/Rの変化率』に基づいて、『圃場ID』に対応する圃場が耕作放棄地であるか否かを判定してもよい。これは、上述したように、いずれの作物の圃場においても、『NIR』の反射スペクトルの強度が最も強く、『R』の反射スペクトルの強度が最も弱いという知見に基づく。すなわち、『NIR/R』の反射スペクトルの強度比を求めることにより、『NIR』の反射スペクトルの強度の変化がより強調できるためである。以下、『NIR/Rの変化率』に基づいて、『圃場ID』に対応する圃場が耕作放棄地であるか否かを判定する実施例2について説明する。 In the first embodiment, it is determined whether or not the farm field corresponding to the “farm field ID” is an abandoned farmland based on “NIR change rate”. However, not only “NIR change rate” but also “NIR / R change rate” may be used to determine whether or not the field corresponding to the “field ID” is an abandoned farmland. As described above, this is based on the knowledge that the intensity of the reflection spectrum of “NIR” is the strongest and the intensity of the reflection spectrum of “R” is the weakest in any crop field. That is, by obtaining the intensity ratio of the reflection spectrum of “NIR / R”, the change in the intensity of the reflection spectrum of “NIR” can be more emphasized. Hereinafter, a second embodiment in which it is determined whether or not the farm field corresponding to the “farm field ID” is an abandoned farmland based on “NIR / R change rate” will be described.
[実施例2に係る耕作地判定装置の構成]
実施例2に係る耕作放棄地判定装置10−2は、図1に示すように、実施例1に係る耕作放棄地判定装置10と比較して、記憶部11の代わりに記憶部11−2を有し、制御部12の代わりに制御部12−2を有する。また、耕作放棄地判定装置10−2は、図1に示すように、スペクトルデータ変化率時系列データ記憶部11bの代わりにスペクトルデータ変化率時系列データ記憶部11b2を有する。スペクトルデータ変化率時系列データ記憶部11b2は、スペクトルデータ変化率時系列データ11b−2を格納する。
[Configuration of Cultivated Land Determination Device According to Example 2]
As illustrated in FIG. 1, the abandoned farmland determination device 10-2 according to the second embodiment includes a storage unit 11-2 instead of the
また、耕作放棄地判定装置10−2の制御部12−2は、図1に示すように、生成部12bの代わりに生成部12b−2を有し、判定部12cの代わりに判定部12c−2を有する。耕作放棄地判定装置10−2のその他の構成は、耕作放棄地判定装置10と同様である。
Moreover, as shown in FIG. 1, the control part 12-2 of the cultivation abandonment land determination apparatus 10-2 has the production |
[実施例2に係るスペクトル強度変化率の時系列データ]
図6は、実施例2に係るスペクトル強度変化率の時系列データの一例を示す図である。スペクトル変化率時系列データ11b−2は、『圃場ID』毎に、複数の『期』と、『NIR/R』及び『NIR/Rの変化率』とが対応付けられている。図6の例では、所定の“基準日”及び“基準日”から30日(1ヶ月)後毎の“1ヶ月後”〜“6ヶ月後”をそれぞれ1つの『期』とする。そして、各『期』に対し、各『期』において『NIRの反射スペクトル強度』を『Rの反射スペクトル強度』で除算した強度比『NIR/R』を算出する。そして、各『期』の『NIR/R』と、『NIRの反射スペクトル強度』の前期の『NIRの反射スペクトル強度』に対する変化率『NIR/Rの変化率』とが対応付けられることにより、各『圃場ID』におけるスペクトル変化率の時系列データをなす。
[Time Series Data of Spectral Intensity Change Rate According to Example 2]
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of time-series data of the spectral intensity change rate according to the second embodiment. In the spectrum change rate time-
図6において、例えば、『圃場ID』“F001”である場合に、“基準日”における『NIR/R』が“1.48”であり、“1ヶ月後”における『NIR/R』が“1.04”である。そして、“1ヶ月後”における『NIRの変化率』が“70.5%”である。この“70.5%”は、『圃場ID』“F001”における“1ヶ月後”の『NIR/R』“1.04”を、“基準日”の『NIR/R』“1.48”で割った百分率である。また、例えば、『圃場ID』“F001”である場合に、“6ヶ月後”における『NIR/Rの変化率』が“91.6%”である。この“91.6%”は、『圃場ID』“F001”における“6ヶ月後”の『NIR/R』“1.35”を、“5ヶ月後”の『NIR/R』“1.48”で割った百分率である。 In FIG. 6, for example, when “Field ID” is “F001”, “NIR / R” on “reference date” is “1.48”, and “NIR / R” on “after one month” is “ 1.04 ". The “NIR change rate” at “1 month later” is “70.5%”. This “70.5%” is “NIR / R” “1.04” “after 1 month” in “Field ID” “F001”, “NIR / R” “1.48” on “reference date”. The percentage divided by. Further, for example, in the case of “Agricultural field ID” “F001”, “NIR / R change rate” in “6 months later” is “91.6%”. This “91.6%” is “NIR / R” “1.35” after “6 months” in “Field ID” “F001”, and “NIR / R” “1.48” after “5 months”. "Percentage divided by".
耕作放棄地判定装置10−2の構成の説明に戻る。生成部12b−2は、スペクトル時系列データ記憶部11aへ格納されたスペクトル時系列データ11a−1から、スペクトル変化率時系列データ11b−2を生成する。例えば、生成部12b−2は、各『圃場ID』に対応する各バンドの反射スペクトル強度のスペクトル時系列データ11a−1における各『期』の『NIRの反射スペクトル強度』を『Rの反射スペクトル強度』で除算し、『NIR/R』の時系列データを生成する。『NIR/R』は、強度比である。そして、生成部12b−2は、各『期』の1つ前の前期の『NIR/R』に対する各『期』の『NIR/R』の前期比をそれぞれ算出する。このようにして、生成部12b−2は、各『期』の前期に対する『NIR/R』の前期比(変化率)の時系列データ(スペクトル変化率時系列データ11b−2(図6参照))を生成する。生成部12b−2は、生成したスペクトル変化率時系列データ11b−2を、スペクトル変化率時系列データ記憶部11b2へ格納する。
It returns to description of the structure of cultivation abandonment land determination apparatus 10-2. The
判定部12c−2は、生成部12b−2により生成されたスペクトル変化率時系列データ11b−2を参照し、『圃場ID』毎の『NIR/Rの変化率』の時系列データのうち、変化率が例えば20%以上の減少となる『期』が存在するか否かを判定する。すなわち、『NIR/Rの変化率』が例えば20%以上の減少となる『期』の存在は、当該『圃場ID』に対応する圃場において、作物が収穫され、土壌が露出する状態となったことを示す。
The
そして、判定部12c−2は、『NIR/Rの変化率』が例えば20%以上の減少となる『期』が存在する『圃場ID』について、当該『圃場ID』に対応する圃場が『耕作地』であると判定する。例えば、判定部12c−2は、図6において、『圃場ID』“F001”である場合に、“1ヶ月後”における『NIR/Rの変化率』が“70.5%”であり、変化率が例えば20%以上の減少であると判定する。図6の例では、『変化率が閾値以上』のカラムに“◎”が付され、『耕作地判定結果』が“耕作地”の『圃場ID』“F001”〜“F003”、“F009”が該当する。
Then, the
一方、判定部12c−2は、スペクトル強度の変化率が例えば20%以上の減少となる『期』が存在しない『圃場ID』について、当該『圃場ID』に対応する圃場が『耕作放棄地』であると判定する。例えば、判定部12c−2は、図6において、『圃場ID』が“F004”、“F005”である場合には、『NIR/Rの変化率』が例えば20%以上の減少となる『期』が存在しない。図6の例では、『変化率が閾値以上』のカラムにおいていずれの『期』にも“◎”が付されず、『耕作地判定結果』が“耕作放棄地”となっている『圃場ID』“F004”、“F005”が該当する。
On the other hand, the
判定部12c−2は、耕作放棄地判定処理の結果をスペクトル変化率時系列データ11b−2に追記する。そして、判定部12c−2は、耕作放棄地判定処理を各『圃場ID』についてそれぞれ実行する。
The
[実施例2における耕作放棄地判定処理]
図7は、実施例2に係る耕作放棄地判定処理の手順の一例を示すフローチャートである。実施例2に係る耕作放棄地判定処理は、実施例1に係る耕作放棄地判定処理と比較して、次の点が異なる。すなわち、実施例2に係る耕作放棄地判定処理は、ステップS11の代わりにステップS11−2を実行する。また、実施例2に係る耕作放棄地判定処理は、ステップS13の代わりにステップS13−2を実行する。実施例2のその他の処理は、実施例1と同様である。
[Abandoned Cultivated Land Determination Processing in Example 2]
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the procedure of the abandoned farmland determination process according to the second embodiment. The abandoned farmland determination process according to the second embodiment is different from the abandoned farmland determination process according to the first embodiment in the following points. That is, the cultivation abandonment land determination process according to the second embodiment executes step S11-2 instead of step S11. Moreover, the cultivation abandonment land determination process which concerns on Example 2 performs step S13-2 instead of step S13. Other processes in the second embodiment are the same as those in the first embodiment.
先ず、耕作放棄地判定装置10−2の制御部12−2の生成部12b−2は、スペクトル時系列データ記憶部11aへ格納されたスペクトル時系列データ11a−1から、『圃場ID』毎の各『期』の『NIR/R』のスペクトル強度比の時系列データを算出する。そして、生成部12b−2は、時系列データにおいて前後する各『期』の『NIR/R』のスペクトル強度比の変化率の時系列データを算出し、スペクトル変化率時系列データ11b−2を生成する。そして、生成部12b−2は、生成したスペクトル変化率時系列データ記憶部11b2へ格納する(ステップS11−2)。耕作放棄地判定装置10−2は、ステップS11−2が終了すると、ステップS12へ処理を移す。
First, the
また、判定部12c−2は、スペクトル変化率時系列データ11b−2を参照し、『圃場ID』毎の『NIR/Rの変化率』の時系列データのうち、変化率が例えば20%以上の減少となる『期』が存在するか否かを判定する(ステップS13−2)。判定部12c−2は、『圃場ID』毎の『NIR/Rの変化率』の時系列データのうち、変化率が例えば20%以上の減少となる『期』が存在すると判定した場合に(ステップS13−2Yes)、ステップS14へ処理を移す。一方、判定部12c−2は、変化率が例えば20%以上の減少となる『期』が存在しないと判定した場合に(ステップS13−2No)、ステップS15へ処理を移す。
Further, the
[実施例2による効果]
実施例2によれば、例えば、『R』の反射スペクトル強度に対するNIRの反射スペクトル強度の強度比が相対的に大きい作物について、リモートセンシングによる反射スペクトル強度の変化率の時系列データから、耕作放棄地の判別を、より高い精度で可能となる。例えば、図5B〜図5Dを参照すると、小麦圃場の反射スペクトル強度分布と比較して、ばれいしょ圃場及びてんさい圃場の反射スペクトル強度分布におけるNIR/Rの強度比が、相対的に大きい。このため、実施例2は、例えば、ばれいしょ圃場及びてんさい圃場の耕作放棄地判定を行う場合に、より判定精度を高めることができる。
[Effects of Example 2]
According to Example 2, for example, with respect to a crop having a relatively large intensity ratio of the reflection spectrum intensity of NIR to the reflection spectrum intensity of “R”, the abandonment of cultivation from the time-series data of the change rate of the reflection spectrum intensity by remote sensing The discrimination of the ground becomes possible with higher accuracy. For example, referring to FIG. 5B to FIG. 5D, the NIR / R intensity ratio in the reflection spectrum intensity distribution of the potato field and the sugar beet field is relatively large as compared with the reflection spectrum intensity distribution of the wheat field. For this reason, Example 2 can raise determination accuracy more, for example, when performing the cultivation abandonment land determination of a potato field and a lady field.
[実施例1及び2の変形例]
実施例1及び2では、それぞれ『NIRの変化率』『NIR/Rの変化率』に基づき、当該『圃場ID』に対応する圃場が耕作放棄地であるか否かを判定する。しかし、これに限らず、『Gの変化率』『Rの変化率』『SWIRの変化率』のいずれかが所定閾値以上となる『期』が存在するか否かにより、当該『圃場ID』に対応する圃場が『耕作地』であるか否かを判定してもよい。この場合、生成部12bは、スペクトル時系列データ11a−1から各『圃場ID』について『Gの変化率』『NIRの変化率』『Rの変化率』『SWIRの変化率』の変化率の時系列データを有するスペクトル変化率時系列データ11b−1を生成する。
[Modification of
In the first and second embodiments, based on “NIR change rate” and “NIR / R change rate”, it is determined whether or not the field corresponding to the “field ID” is an abandoned farmland. However, the present invention is not limited to this, and the “field ID” depends on whether there is a “period” in which any of “G change rate”, “R change rate”, and “SWIR change rate” is equal to or greater than a predetermined threshold. It may be determined whether or not the field corresponding to is “cultivated land”. In this case, the
実施例1及び2では、各『期』は、所定の“基準日”から30日(1ヶ月)毎に、地表の反射スペクトル強度を定期的に収集したタイミングであるとする。しかし、これに限らず、作物の栽培スケジュール等に応じて、適宜任意の日毎としてもよい。 In the first and second embodiments, each “period” is a timing at which the reflection spectrum intensity of the ground surface is periodically collected every 30 days (one month) from a predetermined “reference date”. However, the present invention is not limited to this, and may be arbitrarily set every day according to the crop cultivation schedule or the like.
実施例1及び2では、スペクトル時系列データ11a−1及びスペクトル変化率時系列データ11b−1(11b−2)の『期』は、“基準日”から“1ヶ月後”〜“6ヶ月後”の6期を1つの判定期間とする。しかし、これに限らず、作物の栽培スケジュール等に応じて、適宜任意の判定期間とし、判定期間に応じた時系列データに基づいて耕作放棄地を判定するとしてもよい。さらに、耕作放棄地と判定された圃場であっても、過去1年間耕作されず、将来の数年間(最大3年)にわたっても耕作される予定がない圃場を耕作放棄地とする一般定義に照らし、十分な判定期間の時系列データに基づき耕作放棄地であるか否かを判定してもよい。十分な判定期間とは、例えば1年+3年=4年=12期×4年=最大48期程度である。
In Examples 1 and 2, “period” of the spectrum
実施例1及び2では、スペクトル変化率時系列データ11b−1(11b−2)のうちで、スペクトル強度の変化率が例えば20%以上の減少となる『期』が存在するか否かにより、当該『圃場ID』に対応する圃場が『耕作地』であるか否かを判定する。しかし、これに限らず、スペクトル変化率時系列データ11b−1(11b−2)のうちスペクトル強度の変化率が例えば20%以上の増加(上昇)となる『期』が存在するか否かにより当該『圃場ID』に対応する圃場が『耕作地』であるか否かを判定してもよい。スペクトル強度の変化率が例えば20%以上の増加となる『期』は、例えば図2Bに示す『圃場ID』“F001”の“4ヶ月後”等が該当する。すなわち、スペクトル変化率時系列データ11b−1(11b−2)のうちで、スペクトル強度の変化率が例えば20%以上の増加となる『期』が存在する場合に、当該『圃場ID』に対応する圃場が『耕作地』であると判定する。一方、スペクトル変化率時系列データ11b−1(11b−2)のうちで、スペクトル強度の変化率が例えば20%以上の増加となる『期』が存在しない場合に、当該『圃場ID』に対応する圃場が『耕作放棄地』であると判定してもよい。スペクトル強度の変化率が例えば20%以上の増加となる『期』の存在は、当該『圃場ID』に対応する圃場において、作物が播種又は苗植えされ、作物の生長につれ土壌露出が減少した状態となったことを示す。
In Examples 1 and 2, in the spectrum change rate time-
実施例1及び2では、スペクトル変化率時系列データ11b−1(11b−2)のうちで、スペクトル強度の変化率が例えば20%以上の減少となる『期』が存在するか否かにより、当該『圃場ID』に対応する圃場が『耕作地』であるか否かを判定する。しかし、スペクトル変化率時系列データ11b−1(11b−2)のうちで、スペクトル強度の変化率が例えば20%以上の減少及び例えば20%以上の増加となる『期』の両方が存在するか否かにより、『耕作地』であるか否かを判定してもよい。すなわち、スペクトル変化率時系列データ11b−1(11b−2)のうちスペクトル強度の変化率が例えば20%以上の減少となる『期』及び例えば20%以上の増加となる『期』が両方存在する場合、当該『圃場ID』に対応する圃場を『耕作地』と判定する。一方、スペクトル強度の変化率が例えば20%以上の減少となる『期』又は例えば20%以上の増加となる『期』のいずれかが存在しない場合に、当該『圃場ID』に対応する圃場が『耕作放棄地』であると判定してもよい。
In Examples 1 and 2, in the spectrum change rate time-
実施例2は、『NIR/Rの変化率』に基づいて、当該『圃場ID』に対応する圃場が耕作放棄地であるか否かを判定する。実施例3は、『NIR/Rの変化率』が所定閾値以上の減少率及び増加率となる変化率の時系列データの存在を探索する。実施例3は、この探索の過程において、『NIR/Rの変化率』が所定閾値以上の減少率及び増加率となるタイミングの出現パターン等に基づいて、当該『圃場ID』に対応する圃場が耕作地である場合に、どの作物の圃場であるかを推定する。 In the second embodiment, it is determined whether or not the farm field corresponding to the “farm field ID” is an abandoned farmland based on “NIR / R change rate”. The third embodiment searches for the existence of time-series data of a change rate at which “change rate of NIR / R” becomes a decrease rate and an increase rate that are equal to or greater than a predetermined threshold. In the third embodiment, in the search process, the field corresponding to the “field ID” is determined based on the appearance pattern of the timing at which the “change rate of NIR / R” becomes a decrease rate and an increase rate equal to or greater than a predetermined threshold. When it is cultivated land, it is estimated which crop field it is.
[実施例3に係る耕作地判定装置の構成]
図8は、実施例3に係る耕作放棄地判定装置の機能的構成の一例を示すブロック図である。実施例3に係る耕作放棄地判定装置10−3は、図8に示すように、実施例2に係る耕作放棄地判定装置10−2と比較して、記憶部11−2の代わりに記憶部11−3を有し、制御部12−2の代わりに制御部12−3を有する。記憶部11−3は、さらに、圃場状態判定基準データ記憶部11dを有する。圃場状態判定基準データ記憶部11dは、圃場状態判定基準データ11d−1及び11d−2を格納する。また、耕作放棄地判定装置10−3の制御部12−3は、図8に示すように、判定部12c−2の代わりに判定部12c−3を有する。耕作放棄地判定装置10−3のその他の構成は、耕作放棄地判定装置10−2と同様である。
[Configuration of Cultivated Land Determination Device According to Example 3]
FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the abandoned farmland determination device according to the third embodiment. As illustrated in FIG. 8, the abandoned farmland determination device 10-3 according to the third embodiment is a storage unit instead of the storage unit 11-2, as compared to the abandonment farmland determination device 10-2 according to the second embodiment. 11-3 and a control unit 12-3 instead of the control unit 12-2. The storage unit 11-3 further includes a field state determination reference
[実施例3に係る圃場状態判定基準データ]
図9A及び図9Bは、実施例3に係る圃場状態判定基準データの一例を示す図である。図9Aに示すように、圃場状態判定基準データ11d−1は、各『期』における『NIR/Rの変化率パターン1』『NIR/Rの変化率パターン2』『NIR/Rの変化率パターン3』にそれぞれ『圃場状態』を対応付けて記憶する。図9Aにおいて、例えば“◎”は、前の『期』と比較して『NIR/Rの変化率』が例えば20%以上減少となることを示す。また、図9Aにおいて、例えば“○”は、前の『期』と比較して『NIR/Rの変化率』が例えば20%の増加となることを示す。
[Field condition determination reference data according to Example 3]
FIG. 9A and FIG. 9B are diagrams illustrating an example of field state determination reference data according to the third embodiment. As shown in FIG. 9A, the field condition
そして、図9Aは、例えば“1ヶ月後”において“◎”、“4ヶ月後”において“○”となる『NIR/Rの変化率パターン1』であれば、その圃場は「小麦」を耕作する圃場であることを示す。そして、“1ヶ月後”に小麦を収穫し、“4ヶ月後”に小麦を播種又は苗植えし、“1ヶ月後”〜“3ヶ月後”の間は、土壌露出であることを示す。
FIG. 9A shows, for example, that “NIR / R
また、同様に、図9Aは、例えば“2ヶ月後”において“◎”、“5ヶ月後”において“○”となる『NIR/Rの変化率パターン2』であれば、その圃場は「ばれいしょ」を耕作する圃場であることを示す。そして、“2ヶ月後”にばれいしょを収穫し、“5ヶ月後”にばれいしょを播種又は苗植えし、“2ヶ月後”〜“4ヶ月後”の間は、土壌露出であることを示す。
Similarly, in FIG. 9A, for example, if “NIR / R
また、同様に、図9Aは、例えば“3ヶ月後”において“◎”、“5ヶ月後”において“○”となる『NIR/Rの変化率パターン3』であれば、その圃場は「てんさい」を耕作する圃場であることを示す。そして、“3ヶ月後”にばれいしょを収穫し、“5ヶ月後”にばれいしょを播種又は苗植えし、“3ヶ月後”〜“4ヶ月後”は、土壌露出であることを示す。
Similarly, in FIG. 9A, for example, if “NIR / R
また、図9Bに示すように、圃場状態判定基準データ11d−2は、各『期』における『NIR/Rのパターン1』『NIR/Rのパターン2』にそれぞれ『圃場状態』を対応付けて記憶する。図9Bにおいて、『基準日』『1ヶ月後』〜『6ヶ月後』において『NIR/Rのパターン1』がそれぞれ“1.00”“0.97”〜“0.96”、すなわち“1.00±0.005以内”程度であれば、その圃場は「耕作放棄(荒れ地)」であることを示す。
Further, as shown in FIG. 9B, the field condition
また、図9Bにおいて、『基準日』『1ヶ月後』〜『6ヶ月後』において『NIR/Rのパターン2』がそれぞれ“1.71”“1.75”〜“1.41”程度であれば、その圃場は「耕作放棄(草地)」であることを示す。なお、実施例3では、判定対象の圃場の『NIR/R』の値が“1.00±0.005以内”程度であれば、その圃場は「耕作放棄(荒れ地)」であると判定するとする。また、実施例3では、簡易的に、判定対象の圃場の『NIR/R』の値が“1.00±0.005以内”程度でなければ、その圃場は「耕作放棄(草地)」であると判定するものとする。しかし、これに限らず、『基準日』『1ヶ月後』〜『6ヶ月後』において『NIR/R』が“1.71”“1.75”〜“1.41”と所定の誤差の範囲内で一致するパターンである場合に、その圃場は「耕作放棄(草地)」であると判定してもよい。さらに、『基準日』『1ヶ月後』〜『6ヶ月後』において『NIR/R』が“1.71”“1.75”〜“1.41”と所定の誤差の範囲内でも一致しないパターンである場合には、その圃場は「耕作放棄(その他)」であると判定してもよい。
Further, in FIG. 9B, “NIR /
圃場状態判定基準データ11d−1及び11d−2は、スペクトル時系列データ11a−1のうち、予め圃場状態が分かっているものについて蓄積したデータを解析して得られた知見をもとに、その圃場状態の特性を示すデータとして生成されたものである。そして、圃場状態判定基準データ11d−1及び11d−2は、予め圃場状態判定基準データ記憶部11dに格納されている。
The field condition
耕作放棄地判定装置10−3の構成の説明に戻る。判定部12c−3は、生成部12b−2により生成されたスペクトル変化率時系列データ11b−2を参照し、『圃場ID』毎の『NIR/Rの変化率』の時系列データのうち、変化率が例えば20%以上の減少となる『期』が存在するか否かを判定する。すなわち、『NIR/Rの変化率』が例えば20%以上の減少となる『期』の存在は、当該『圃場ID』に対応する圃場において、作物が収穫され、土壌が露出する状態となったことを示す。さらに、判定部12c−3は、『NIR/Rの変化率』が例えば例えば20%以上の減少となる変化率が存在する時系列データのうち、変化率が例えば20%以上の増加となる『期』が存在するか否かを判定する。
Returning to the description of the configuration of the cultivation abandonment land determination device 10-3. The
そして、判定部12c−3は、『NIR/Rの変化率』が例えば20%以上の減少となる変化率が存在し、かつ、『NIR/Rの変化率』が例えば20%以上の増加となる変化率が存在する変化率の時系列データにおいて、変化率の出現パターンを判定する。すなわち、判定部12c−3は、例えば20%以上の減少となる変化率及び例えば20%以上の増加となる変化率の出現パターンがいずれの作物の圃場状態を示すパターンに該当するかを、圃場状態判定基準データ11d−1を参照して判定する。
Then, the
例えば、『NIR/Rの変化率』が例えば20%以上の減少となる変化率に該当する『期』が“1ヶ月後”であり、『NIR/Rの変化率』が例えば20%以上の増加となる変化率に該当する『期』が“4ヶ月後”である場合を考える。この場合、判定部12c−3は、当該『圃場ID』に対応する圃場が「小麦圃場」であり、「耕作地」であると判定する。「ばれいしょ圃場」「てんさい圃場」についても同様に判定される。
For example, the “period” corresponding to the rate of change in which the “NIR / R change rate” decreases by, for example, 20% or more is “after one month”, and the “NIR / R change rate” is, for example, 20% or more. Consider the case where the “period” corresponding to the increasing rate of change is “after 4 months”. In this case, the
なお、『NIR/Rの変化率』が例えば例えば20%以上の減少となる変化率に該当する『期』及び『NIR/Rの変化率』が例えば20%以上の増加となる変化率に該当する『期』が圃場状態判定基準データ11d−1に存在しない場合を考える。この場合には、判定部12c−3は、当該『圃場ID』に対応する圃場が小麦、ばれいしょ、てんさい以外の「その他の作物」の「耕作地」であると判定する。
“NIR / R change rate” corresponds to, for example, a change rate that decreases 20% or more, for example, “period” and “NIR / R change rate”, for example, corresponds to a change rate that increases 20% or more, for example. Consider a case where the “period” to be present does not exist in the field condition
また、『NIR/Rの変化率』が例えば20%以上の減少となる変化率、又は、『NIR/Rの変化率』が例えば20%以上の増加となる変化率が存在しない時系列データを考える。この場合、判定部12c−3は、かかる時系列データにおいて、『NIR/R』が例えば1.00±0.05以内となる『期』が存在するか否かを判定する。判定部12c−3は、かかる時系列データにおいて、『NIR/R』が例えば1.00±0.05以内となる『期』が存在する場合には、当該『圃場ID』に対応する圃場が耕作放棄地(荒れ地)であると判定する。また、判定部12c−3は、かかる時系列データにおいて、『NIR/R』が例えば1.00±0.05以内となる『期』が存在しない場合には、当該『圃場ID』に対応する圃場が耕作放棄地(草地)であると判定する。
In addition, time-series data in which there is no change rate at which “change rate of NIR / R” decreases by, for example, 20% or more, or change rate at which “change rate of NIR / R” increases, for example, by 20% or more. Think. In this case, the
出力部12dは、耕作放棄地判定処理の結果を追加したスペクトル変化率時系列データ11b−2をもとにした耕作放棄地判定処理の結果を生成して出力装置2へ出力する。例えば、出力部12dは、スペクトル変化率時系列データ11b−2において『小麦耕作地』とされる『圃場ID』に実際の地図データを対応付けて、当該『圃場ID』に対応する圃場が『小麦の耕作地』であることを示すマップを出力する。
The
また、例えば、出力部12dは、スペクトル変化率時系列データ11b−2において『耕作放棄地(荒れ地)』とされる『圃場ID』に実際の地図を対応付けて、当該『圃場ID』に対応する圃場が『耕作放棄地(荒れ地)』であることを示すマップを出力する。
Further, for example, the
すなわち、出力部12dは、各『圃場ID』に対応する圃場が『小麦耕作地』『ばれいしょ耕作地』『てんさい耕作地』『その他の作物の耕作地』『耕作放棄地(荒れ地)』『耕作放棄地(草地)』のいずれであるかの情報をマップに対応付けて一覧で出力する。このようにして、ユーザは、出力されたマップを参照することにより、各圃場が『小麦耕作地』『ばれいしょ耕作地』『てんさい耕作地』『その他の作物の耕作地』『耕作放棄地(荒れ地)』又は『耕作放棄地(草地)』のいずれであるかを一覧して確認できる。
In other words, the
[実施例3に係る耕作放棄地判定処理]
図10は、実施例3に係る耕作放棄地判定処理の手順の一例を示すフローチャートである。実施例3に係る耕作放棄地判定処理は、実施例2に係る耕作放棄地判定処理と比較して、次の点が異なる。すなわち、実施例3に係る耕作放棄地判定処理は、ステップS13−2Yesの場合にステップS13−3を実行し、ステップS13−2Noの場合にステップS13−5を実行する。また、実施例3に係る耕作放棄地判定処理は、ステップS13−3Yesの場合にステップS13−4を実行し、ステップS13−3Noの場合にステップS13−5を実行する。
[Cultivation Abandoned Land Determination Processing According to Example 3]
FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of a procedure of the abandoned farmland determination process according to the third embodiment. The abandoned farmland determination process according to the third embodiment is different from the abandoned farmland determination process according to the second embodiment in the following points. That is, the cultivation abandonment land determination process according to the third embodiment executes step S13-3 in the case of step S13-2 Yes, and executes step S13-5 in the case of step S13-2 No. Moreover, the cultivation abandonment land determination process which concerns on Example 3 performs step S13-4 in step S13-3 Yes, and performs step S13-5 in step S13-3 No.
また、実施例3に係る耕作放棄地判定処理は、ステップS13−4Yesの場合にステップS14−1を実行し、ステップS13−4Noの場合にステップS14−2を実行する。また、実施例3に係る耕作放棄地判定処理は、ステップS13−5Yesの場合にステップS15−1を実行し、ステップS13−5Noの場合にステップS15−2を実行する。実施例3に係る耕作放棄地判定処理は、ステップS14−1、ステップS14−2、ステップS15−1、ステップS15−2の実行が終了すると、ステップS16へ処理を移す。実施例3のその他の処理は、実施例2と同様である。 Moreover, the cultivation abandonment land determination process which concerns on Example 3 performs step S14-1 in step S13-4Yes, and performs step S14-2 in step S13-4No. Moreover, the cultivation abandonment land determination process which concerns on Example 3 performs step S15-1 in step S13-5 Yes, and performs step S15-2 in step S13-5 No. The cultivation abandonment land determination process according to the third embodiment moves the process to step S16 when the execution of step S14-1, step S14-2, step S15-1, and step S15-2 ends. Other processes in the third embodiment are the same as those in the second embodiment.
耕作放棄地判定装置10−3の判定部12c−3は、ステップS12で選択した『圃場ID』に対応するスペクトル変化率時系列データ11a−1に変化率が例えば20%以上の増加となるデータが存在するか否かを判定する(ステップS13−3)。判定部12c−3は、変化率が例えば20%以上の増加となるデータが存在すると判定した場合に(ステップS13−3Yes)、ステップS13−4へ処理を移す。一方、判定部12c−3は、変化率が例えば20%以上の増加となるデータが存在しないと判定した場合に(ステップS13−3No)、ステップS13−5へ処理を移す。
The
ステップS13−4では、判定部12c−3は、ステップS13−2の判定でYesかつステップS13−3の判定でYesとされた時系列データにおいて、データの出現パターンが「小麦」「ばれいしょ」「てんさい」のいずれかと一致するか否かを判定する。判定部12c−3は、データの出現パターンが「小麦」「ばれいしょ」「てんさい」のいずれかと一致すると判定した場合に(ステップS13−4Yes)、当該『圃場ID』に対応する圃場が一致するとした作物の耕作地であると判定する(ステップS14−1)。一方、判定部12c−3は、データの出現パターンが「小麦」「ばれいしょ」「てんさい」のいずれとも一致しないと判定した場合に(ステップS13−4No)、当該『圃場ID』に対応する圃場がその他の作物の耕作地であると判定する(ステップS14−2)。耕作放棄地判定装置10−3は、ステップS14−1又はステップS14−2が終了すると、ステップS16へ処理を移す。
In step S13-4, the
また、ステップS13−5では、判定部12c−3は、圃場状態判定基準データ11d−2に基づき、ステップS12で選択した『圃場ID』に対応するスペクトル変化率時系列データの各『NIR/R』が“1.00±0.05”であるか否かを判定する。判定部12c−3は、ステップS12で選択した『圃場ID』に対応するスペクトル変化率時系列データの各『NIR/R』が例えば“1.00±0.05以内”であると判定した場合に(ステップS13−5Yes)、ステップS15−1へ処理を移す。一方、判定部12c−3は、ステップS12で選択した『圃場ID』に対応するスペクトル変化率時系列データの各『NIR/R』が例えば“1.00±0.05以内”でないと判定した場合に(ステップS13−5No)、ステップS15−2へ処理を移す。
Further, in step S13-5, the
ステップS15−1では、判定部12c−3は、当該『圃場ID』に対応する圃場が『耕作放棄地(荒れ地)』であると判定する。一方、判定部12c−3は、ステップS15−2では、当該『圃場ID』に対応する圃場が『耕作放棄地(草地)』であると判定する。耕作放棄地判定装置10−3は、ステップS14−1、ステップS14−2、ステップS15−1、ステップS15−2が終了すると、ステップS16へ処理を移す。
In step S <b> 15-1, the
[実施例3に係る耕作放棄地判定処理結果の出力態様]
図11は、実施例3に係る耕作放棄地判定処理結果の出力態様の一例を示す図である。耕作放棄地判定装置10−3は、地図M2における各圃場の地図表示に、『圃場ID(もしくは圃場名、所在地等の情報)』と、『小麦耕作地』〜『耕作放棄地(草地)』とを合成して出力する。例えば、地図M2において、“F001”の圃場は『小麦耕作地』であり、“F002”の圃場は『ばれいしょ耕作地』であり、“F003”の圃場は『てんさい耕作地』であることがわかる。また、例えば、地図M2において、“F004”の圃場は『耕作放棄地(荒れ地)』であり、“F005”の圃場は『耕作放棄地(草地)』であることが分かる。また、例えば、地図M2において、“F006”〜“F009”の圃場は『その他の作物の耕作地』であることが分かる。このように、地図上に小麦耕作地〜耕作放棄地(草地)を合成して出力表示することで、ユーザは、いずれの圃場がいずれの作物の耕作地又は耕作放棄地であるかを、容易に判別することができる。
[Output Mode of Abandoned Cultivated Land Determination Processing Result According to Example 3]
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of an output mode of the abandoned farmland determination processing result according to the third embodiment. The abandoned farmland determination device 10-3 displays “field ID (or information on the field name, location, etc.)” and “wheat farmland” to “abandoned farmland (grassland)” on the map display of each field in the map M2. Are combined and output. For example, in the map M2, the field “F001” is “wheat cultivated land”, the field “F002” is “potato cultivated land”, and the field “F003” is “tensai cultivated land”. . Further, for example, in the map M2, it is understood that the field “F004” is “abandoned farmland (wasteland)” and the field “F005” is “abandoned farmland (grassland)”. Further, for example, in the map M2, it is understood that the fields “F006” to “F009” are “cultivated land of other crops”. In this way, by composing and displaying the wheat cultivated land to the abandoned cultivated land (grassland) on the map, the user can easily determine which field is the cultivated land of any crop or the abandoned cultivated land. Can be determined.
なお、実施例3では、『NIR/Rの変化率』を用いるが、これに代えて、『Gの変化率』『Rの変化率』『NIRの変化率』『SWIRの変化率』のいずれかを用いてもよい。 In the third embodiment, “NIR / R change rate” is used, but instead of “G change rate”, “R change rate”, “NIR change rate”, and “SWIR change rate” May be used.
[実施例3による効果]
実施例3によれば、圃場の耕作放棄の判定とともに、耕作地であれば圃場の耕作作物の種別を推定し、耕作放棄地であれば荒れ地であるか草地であるかを推定するので、圃場の状態をより詳細に把握することができる。
[Effects of Example 3]
According to the third embodiment, the farm abandonment is judged and the type of the cultivated crop in the field is estimated if it is cultivated land. If the farm abandoned land is estimated whether it is wasteland or grassland, Can be grasped in more detail.
なお、以上の実施例1〜3で示した各閾値は、一例を示すに過ぎず、圃場の地理的条件、栽培する作物の生育条件等に応じて、耕作放棄地のより精密な判定及び耕作作物のより精密な推定のために適切な値を設定することができる。また、実施例1〜3で示した各「変化率」は、各時系列データにおける各前期比を変化率の時系列データとする。しかし、これに限らず、各前期比の逆数、すなわち、各時系列データにおける各『期』に対する前期のスペクトル強度を各『期』のスペクトル強度で除算した各比率を変化率の時系列データとしてもよい。この場合、耕作放棄地判定及び耕作作物推定のための閾値も、各時系列データにおける各『期』に対する前期のスペクトル強度を各『期』のスペクトル強度で除算した各比率に応じて適宜定められる。また、「変化率」に代えて「変化量」、すなわち「増加量(上昇量)」「減少量」を用いてもよい。「変化量」は、各時系列データにおける各『期』に対する前期のスペクトル強度から各『期』のスペクトル強度を減算した各差を「変化量」の時系列データである。この場合も、耕作放棄地判定及び耕作作物推定のための閾値は、各時系列データにおける各『期』に対するスペクトル強度から各『期』の前期のスペクトル強度を減算した各差に応じて適宜定められる。 In addition, each threshold value shown by the above Examples 1-3 is only an example, and according to the geographical conditions of the field, the growth conditions of the crops to be cultivated, etc. Appropriate values can be set for more precise estimation of crops. Further, for each “change rate” shown in the first to third embodiments, each previous period ratio in each time series data is used as time series data of the change rate. However, not limited to this, the reciprocal of each previous period, that is, each ratio obtained by dividing the spectrum intensity of the previous period for each "period" in each time series data by the spectrum intensity of each "period" as the time series data of the rate of change. Also good. In this case, the threshold for determining abandoned land and estimating crops is also appropriately determined according to each ratio obtained by dividing the spectral intensity of the previous period for each "period" by the spectral intensity of each "period" in each time-series data. . Instead of “change rate”, “change amount”, that is, “increase amount (rise amount)” and “decrease amount” may be used. The “change amount” is time series data of “change amount” obtained by subtracting the spectrum intensity of each “period” from the spectrum intensity of the previous period for each “period” in each time series data. In this case as well, the thresholds for determining abandoned farmland and estimating crops are appropriately determined according to the difference obtained by subtracting the spectrum intensity of each “period” from the spectrum intensity for each “period” in each time-series data. It is done.
実施例1〜3では、耕作放棄地判定装置10〜10−3が上記の耕作放棄地判定プログラムを外部のリソースに依存せずに単独で実行するスタンドアローンで上記の耕作放棄地判定サービスを提供する場合を例示したが、他の実装形態を採用することもできる。例えば、図12に示すように、実施例4では、ユーザに対する入出力処理を実行する入出力端末装置3−1〜3−nとネットワークNを介して接続された、上記の耕作放棄地判定サービスを提供するサーバ装置としての耕作放棄地判定装置50を設ける。これにより、耕作放棄地判定システムSを、クライアントサーバシステムとして構築することもできる。この場合、パッケージソフトウェアやオンラインソフトウェアとして上記の耕作放棄地判定サービスを実現する耕作放棄地判定プログラムをインストールさせることによって耕作放棄地判定装置50を実装できる。例えば、耕作放棄地判定装置50は、上記の耕作放棄地判定サービスを提供するWebサーバとして実装することとしてもよいし、アウトソーシングによって上記の耕作放棄地判定サービスを提供するクラウドとして実装することとしてもかまわない。例えば、入出力端末装置3−1〜3−nから、リモートセンシングにより得られた位置情報毎の反射スペクトル強度の時系列データを入力して、耕作放棄地判定装置50へ送信する。そして、耕作放棄地判定装置50は、受信した反射スペクトル強度の時系列データからスペクトル時系列データ11a−1を生成し、スペクトル時系列データ11a−1に基づき耕作放棄地判定処理を実行する。そして、耕作放棄地判定装置50は、入出力端末装置3−1〜3−nへ耕作放棄地判定処理結果を送信するとしてもよい。
In Examples 1 to 3, the abandoned farmland determination devices 10 to 10-3 provide the above abandoned farmland determination service in a stand-alone manner that independently executes the above abandoned farmland determination program without depending on external resources. Although the case where it does is illustrated, other mounting forms are also employable. For example, as shown in FIG. 12, in the fourth embodiment, the abandoned farmland determination service described above connected to the input / output terminal devices 3-1 to 3-n for executing input / output processing for the user via the network N. An abandoned
[耕作放棄地判定プログラム]
また、上記の実施例で説明した各種の処理は、予め用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。そこで、以下では、図13を用いて、上記の実施例と同様の機能を有する耕作放棄地判定プログラムを実行するコンピュータの一例について説明する。
[Abandoned farmland judgment program]
The various processes described in the above embodiments can be realized by executing a prepared program on a computer such as a personal computer or a workstation. Therefore, in the following, an example of a computer that executes a farm abandoned land determination program having the same function as that of the above embodiment will be described with reference to FIG.
図13は、実施例1〜3に係る耕作放棄地判定プログラムを実行するコンピュータのハードウェア構成の一例を示す図である。図13に示すように、コンピュータ100は、操作部110と、ディスプレイ120と、通信部130とを有する。さらに、このコンピュータ100は、CPU150と、ROM160と、HDD170と、RAM180とを有する。これら110〜180の各部は、バス140を介して接続される。
FIG. 13: is a figure which shows an example of the hardware constitutions of the computer which executes the cultivation abandonment land determination program which concerns on Examples 1-3. As illustrated in FIG. 13, the
HDD170には、図13に示すように、上記の実施例1〜3で示した入力部12a、生成部12b(12b−2)、判定部12c(12c−2、12c−3)、出力部12dと同様の機能を発揮する耕作放棄地判定プログラム170aが記憶される。この耕作放棄地判定プログラム170aは、上記の実施例1〜3で示した入力部12a、生成部12b(12b−2)、判定部12c(12c−2、12c−3)、出力部12dの各構成要素と同様、統合又は分離してもかまわない。すなわち、HDD170には、必ずしも上記の実施例1〜3で示した全てのデータが格納されずともよく、処理に用いるデータがHDD170に格納されればよい。
As shown in FIG. 13, the
このような環境の下、CPU150は、HDD170から耕作放棄地判定プログラム170aを読み出した上でRAM180へ展開する。この結果、耕作放棄地判定プログラム170aは、図13に示すように、耕作放棄地判定プロセス180aとして機能する。この耕作放棄地判定プロセス180aは、RAM180が有する記憶領域のうち耕作放棄地判定プロセス180aに割り当てられた領域にHDD170から読み出した各種データを展開し、この展開した各種データを用いて各種の処理を実行する。例えば、耕作放棄地判定プロセス180aが実行する処理の一例として、図3、図7、図10に示す処理などが含まれる。なお、CPU150では、必ずしも上記の実施例1〜3で示した全ての処理部が動作せずともよく、実行対象とする処理に対応する処理部が仮想的に実現されればよい。
Under such an environment, the
なお、上記の耕作放棄地判定プログラム170aは、必ずしも最初からHDD170やROM160に記憶されておらずともかまわない。例えば、コンピュータ100に挿入されるフレキシブルディスク、いわゆるFD、CD−ROM、DVDディスク、光磁気ディスク、ICカードなどの「可搬用の物理媒体」に各プログラムを記憶させる。そして、コンピュータ100がこれらの可搬用の物理媒体から各プログラムを取得して実行するようにしてもよい。また、公衆回線、インターネット、LAN、WANなどを介してコンピュータ100に接続される他のコンピュータまたはサーバ装置などに各プログラムを記憶させておき、コンピュータ100がこれらから各プログラムを取得して実行するようにしてもよい。
Note that the abandoned
S 耕作放棄地判定システム
N ネットワーク
3−1、・・・、3−n 入出力端末装置
10、10−2、10−3、50 耕作放棄地判定装置
11、11−2、11−3 記憶部
11a スペクトル時系列データ記憶部
11a−1 スペクトル時系列データ
11b、11b2 スペクトル変化率時系列データ記憶部
11b−1、11b−2 スペクトル変化率時系列データ
11c 圃場情報記憶部
11d 圃場状態判定基準データ記憶部
11d−1、11d−2 圃場状態判定基準データ
12、12−2、12−3 制御部
12a 入力部
12b、12b−2 生成部
12c、12c−2、12c−3 判定部
12d 出力部
S cultivation abandoned land determination system N network 3-1,..., 3-n input / output terminal devices 10, 10-2, 10-3, 50 cultivation abandoned
Claims (10)
1以上の波長領域の強度に関する時系列データを入力する処理と、
入力された時系列データの中に、前後で前記強度が所定の変化量以上又は所定の変化率以上である区間が存在するか否かにより、当該時系列データに対応付けられた圃場が耕作放棄地であるか否かを判定する処理と
を実行することを特徴とする耕作放棄地判定方法。 Computer
Processing to input time-series data relating to the intensity of one or more wavelength regions;
Depending on whether or not the input time-series data includes a section in which the intensity is greater than or equal to a predetermined change amount or a predetermined change rate before and after, the field associated with the time-series data is abandoned A method for determining whether abandoned cultivated land is provided.
前記判定する処理は、前記第1の波長領域の強度に関する時系列データ及び前記第2の波長領域の強度に関する時系列データから求まる、前記第1の波長領域及び前記第2の波長領域の強度比が前後で所定の変化量以上又は所定の変化率以上である区間が存在するか否かにより、前記圃場が耕作放棄地であるか否かを判定することを特徴とする請求項1に記載の耕作放棄地判定方法。 The input process inputs time-series data relating to the intensity of the first wavelength region and time-series data relating to the intensity of the second wavelength region,
The determination process is the intensity ratio between the first wavelength region and the second wavelength region obtained from time-series data regarding the intensity of the first wavelength region and time-series data regarding the intensity of the second wavelength region. 2. The method according to claim 1, wherein whether or not the field is an abandoned cultivation area is determined based on whether or not there is a section that is greater than or equal to a predetermined change amount or a predetermined change rate before and after. Cultivated abandoned land judgment method.
前記判定する処理は、前記複数の圃場ごとに当該圃場が耕作放棄地であるか否かを判定することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の耕作放棄地判定方法。 The input process inputs the time series data for each of a plurality of fields,
The abandoned farmland determination method according to any one of claims 1 to 6, wherein the determining process determines whether the field is an abandoned farmland for each of the plurality of fields.
前記複数の圃場を含む地図に、各圃場に関する判定結果を対応付けて出力する処理をさらに実行することを特徴とする請求項7に記載の耕作放棄地判定方法。 The computer is
The cultivation abandonment land determination method according to claim 7, further comprising executing a process of associating and outputting a determination result relating to each field to a map including the plurality of fields.
1以上の波長領域の強度に関する時系列データを入力する処理と、
入力された時系列データの中に、前後で前記強度が所定の変化量以上又は所定の変化率以上である区間が存在するか否かにより、当該時系列データに対応付けられた圃場が耕作放棄地であるか否かを判定する処理と
を実行させることを特徴とする耕作放棄地判定プログラム。 On the computer,
Processing to input time-series data relating to the intensity of one or more wavelength regions;
Depending on whether or not the input time-series data includes a section in which the intensity is greater than or equal to a predetermined change amount or a predetermined change rate before and after, the field associated with the time-series data is abandoned A cultivated abandoned land determination program that executes a process for determining whether or not the land is a land.
入力された時系列データの中に、前後で前記強度が所定の変化量以上又は所定の変化率以上である区間が存在するか否かにより、当該時系列データに対応付けられた圃場が耕作放棄地であるか否かを判定する判定部と
を有することを特徴とする耕作放棄地判定装置。 An input unit for inputting time-series data relating to the intensity of one or more wavelength regions;
Depending on whether or not the input time-series data includes a section in which the intensity is greater than or equal to a predetermined change amount or a predetermined change rate before and after, the field associated with the time-series data is abandoned A cultivated abandoned land determination device, comprising: a determination unit that determines whether or not the land is ground.
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