JP2017035055A - Apparatus, method, and program for measuring plant growth parameters - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、植物における生育の度合いを表す生育指標を求める植物生育指標測定装置、植物生育指標測定方法および植物生育指標測定プログラムに関する。 The present invention relates to a plant growth index measurement device, a plant growth index measurement method, and a plant growth index measurement program for obtaining a growth index that represents the degree of growth in a plant.
農業では、高品質および安定多収穫な農作物の植物を育てるために、例えば追肥時期や追肥量等の施肥管理を適切に実施する必要がある。そのために、現状の植物の状態が判定される。この判定には、従前、葉色の濃さが植物の状態を表していることから、例えば黄緑色から濃い緑色まで徐々に色を変化させた複数の色見本を備える葉色板(葉色カラースケール)が用いられている。このような葉色板を用いた植物の状態の判定では、主観的な判定となるため、あるいは、農業の工業化に適さないため、近年では、種々の装置が研究、開発されている。その1つに、例えば、特許文献1に開示された圃場管理支援方法がある。 In agriculture, it is necessary to appropriately carry out fertilization management such as the time of topdressing and the amount of topdressing, for example, in order to grow plants of high quality and stable crops. Therefore, the current plant state is determined. For this determination, a leaf color plate (leaf color scale) provided with a plurality of color samples whose colors gradually changed from yellowish green to dark green, for example, since the darkness of the leaf color represents the state of the plant. It is used. Since the determination of the state of a plant using such a leaf-colored plate is a subjective determination or is not suitable for agricultural industrialization, various devices have been researched and developed in recent years. For example, there is a field management support method disclosed in Patent Document 1.
この特許文献1に開示された圃場管理支援方法は、管理対象圃場における作物品種ごとの農作業を支援する圃場管理支援方法であって、圃場の農作業を支援する支援装置が、管理対象圃場が含まれる地域を撮影した衛星画像データの赤波長、近赤外波長の波長成分に基づき管理対象圃場における作物品種の植生の量、活性度を表す植生指数を算出し、生育指数データベースに格納する第1のステップと、管理対象圃場における作物の生育状況を表す生育指数の定点実測値を受付け、定点生育指数データベースに格納する第2のステップと、前記生育指数の定点実測値の観測位置における植生指数を前記生育指数データベースから取得する第3のステップと、前記生育指数データベースから取得した植生指数と前記生育指数の定点実測値に基づき、植生指数をX軸、生育指数の定点実測値をY軸とする回帰曲線を最小2乗法によって算出する第4のステップと、前記回帰曲線により、管理対象圃場における生育指数の補正データを算出し、補正生育指数データベースに格納する第5のステップと、管理対象圃場の座標値に基づき、管理対象圃場に対応する生育指数の補正データを前記補正生育指数データベースから取得する第6のステップと、管理対象圃場に対応する生育指数の補正データを生育状態に応じた表示形態で年度別に管理対象圃場を表す図形と重ね合わせて表示する第7のステップと、を備え、管理対象圃場における農作業を支援するものである。 The field management support method disclosed in Patent Document 1 is a field management support method that supports farm work for each crop variety in a management target field, and the support device that supports farm work in a field includes a management target field. A first vegetation index representing the amount and activity of cultivars of crop varieties in the field to be managed is calculated based on the wavelength components of the red wavelength and near infrared wavelength of the satellite image data obtained by photographing the region, and stored in the growth index database. A second step of accepting a fixed point actual value of the growth index representing the growth status of the crop in the management target field and storing it in the fixed point growth index database; and a vegetation index at the observation position of the fixed point actual value of the growth index Based on the third step acquired from the growth index database, the vegetation index acquired from the growth index database, and the fixed point actual value of the growth index. The fourth step of calculating a regression curve by the least square method with the vegetation index as the X-axis and the growth index fixed point actual measurement value as the Y-axis, and using the regression curve, the correction data for the growth index in the managed field is calculated. A fifth step of storing in the corrected growth index database, a sixth step of acquiring correction data of the growth index corresponding to the management target field from the corrected growth index database based on the coordinate values of the management target field, and management A seventh step of displaying the correction data of the growth index corresponding to the target field in a display form corresponding to the growth state with the graphic representing the management target field for each year, and supporting farm work in the management target field Is.
ところで、前記特許文献1に開示された圃場管理支援方法では、衛星画像データに基づく植生指数と地上での生育指数の定点実測値に基づき、回帰曲線を介して補正データ(校正値)が算出され、これによって前記衛星画像データに基づく前記植生指数が前記地上での前記生育指数の定点実測値に基づいて校正(キャリブレーション)されている。このため、衛星から、例えば雲や霧や航空機等の遮蔽物によって前記定点実測値の定点が見えない場合、前記定点実測値に対応した、前記衛星画像データに基づく前記植生指数が無いため、前記補正データ(校正値)が算出できず、校正(キャリブレーション)できない虞があった。 By the way, in the field management support method disclosed in Patent Document 1, correction data (calibration value) is calculated via a regression curve based on a fixed point actual value of a vegetation index based on satellite image data and a growth index on the ground. Thus, the vegetation index based on the satellite image data is calibrated (calibrated) based on the fixed point actual measurement value of the growth index on the ground. For this reason, when the fixed point of the fixed point actual measurement value cannot be seen from the satellite by, for example, a cloud, fog, an aircraft, or the like, there is no vegetation index based on the satellite image data corresponding to the fixed point actual measurement value. There was a possibility that correction data (calibration value) could not be calculated and calibration (calibration) could not be performed.
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、衛星による画像に地上が見えない部分があった場合でも、校正値を求めて校正できる植物生育指標測定装置、植物生育指標測定方法および植物生育指標測定プログラムを提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to provide a plant growth index measuring apparatus and a plant that can calibrate by obtaining a calibration value even when there is a portion where the ground cannot be seen in a satellite image. It is to provide a growth index measurement method and a plant growth index measurement program.
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかる植物生育指標測定装置は、互いに異なる複数の波長それぞれで衛星から地上を撮像対象として撮像した、前記複数の波長それぞれに対応した複数の衛星画像を取得する衛星画像取得部と、前記衛星画像取得部で取得した前記衛星画像における地上が写っている一部の領域である一部領域を航空機から前記複数の波長それぞれで撮像した、前記複数の波長それぞれに対応した複数の航空機画像を取得する航空機画像取得部と、前記一部領域を照らしている環境光における光量または入射率を取得する環境光取得部と、前記衛星画像取得部で取得した前記複数の衛星画像に基づいて、植物における生育の度合いを相対的に表す相対生育指標を求める相対生育指標演算部と、前記航空機画像取得部で取得した前記複数の航空機画像および前記環境光取得部で取得した前記光量または入射率に基づいて、植物における生育の度合いを絶対的に表す一部領域絶対生育指標を求める一部領域絶対生育指標演算部と、前記相対生育指標演算部で求めた前記相対生育指標のうちの前記一部領域に当たる相対生育指標を一部領域相対生育指標として求め、前記求めた一部領域相対生育指標および前記一部領域絶対生育指標演算部で求めた一部領域絶対生育指標に基づいて、前記一部領域相対生育指標を絶対化するための校正値を求める校正値演算部と、前記相対生育指標演算部で求めた前記相対生育指標を、前記校正値演算部で求めた前記校正値で校正することで絶対生育指標を求める絶対生育指標演算部とを備えることを特徴とする。 As a result of various studies, the present inventor has found that the above object is achieved by the present invention described below. That is, the plant growth index measuring apparatus according to one aspect of the present invention acquires a plurality of satellite images corresponding to each of the plurality of wavelengths obtained by imaging the ground from the satellite at a plurality of different wavelengths. An acquisition unit and a partial region that is a partial region in which the ground is reflected in the satellite image acquired by the satellite image acquisition unit are captured from the aircraft at each of the plurality of wavelengths, corresponding to each of the plurality of wavelengths. An aircraft image acquisition unit that acquires a plurality of aircraft images, an ambient light acquisition unit that acquires a light amount or an incidence rate in ambient light illuminating the partial area, and the plurality of satellite images acquired by the satellite image acquisition unit Based on the relative growth index calculation unit to obtain a relative growth index relatively representing the degree of growth in the plant, and the aircraft image acquisition unit acquired Based on the number of aircraft images and the amount of light or incident rate acquired by the ambient light acquisition unit, a partial region absolute growth index calculation unit for obtaining a partial region absolute growth index that absolutely represents the degree of growth in plants, The relative growth index corresponding to the partial area of the relative growth index obtained by the relative growth index calculation unit is obtained as a partial area relative growth index, and the obtained partial area relative growth index and the partial area absolute growth are obtained. Based on the partial region absolute growth index obtained by the index calculation unit, a calibration value calculation unit for obtaining a calibration value for ablating the partial region relative growth index, and the relative value obtained by the relative growth index calculation unit And an absolute growth index calculation unit that calculates an absolute growth index by calibrating the growth index with the calibration value obtained by the calibration value calculation unit.
このような植物生育指標測定装置は、衛星画像取得部によって、衛星から地上を撮像対象として撮像した、複数の波長それぞれに対応した複数の衛星画像を取得し、航空機画像取得部によって、前記衛星画像における地上が写っている一部の領域である一部領域を航空機から撮像した、前記複数の波長それぞれに対応した複数の航空機画像を取得し、環境光取得部によって、前記一部領域を照らしている環境光における光量または入射率を取得する。このように、衛星による前記複数の衛星画像に例えば雲や霧等の遮蔽物によって地上が見えない部分があった場合でも、前記衛星画像において、前記地上が写っていない部分を避けて地上が写っている前記一部領域に対応した複数の航空機画像と前記一部領域を照らしている環境光における光量または入射率(以下、「環境光データ」と略記する。)とが取得できる。すなわち、地上が写っている1組の前記一部領域での複数の衛星画像と複数の航空機画像および前記環境光データとが取得できる。このため、上記植物生育指標測定装置は、校正値演算部によって、前記一部領域において、複数の衛星画像による前記一部領域相対生育指標、および、複数の航空機画像および前記環境光データによる前記一部領域絶対生育指標に基づいて前記校正値を求めることができ、絶対生育指標演算部によって、前記複数の衛星画像による相対生育指標を前記校正値で校正できる。したがって、上記植物生育指標測定装置は、前記相対生育指標を前記校正値に校正した絶対生育指標を求めることができる。 Such a plant growth index measuring apparatus acquires a plurality of satellite images corresponding to each of a plurality of wavelengths captured by the satellite image acquisition unit as the imaging target from the satellite, and the satellite image acquisition unit acquires the satellite image. A plurality of aircraft images corresponding to each of the plurality of wavelengths obtained by imaging a partial area, which is a partial area in which the ground is reflected, are illuminated by the ambient light acquisition unit. The amount of light in the ambient light or the incident rate is acquired. In this way, even when there are portions where the ground cannot be seen due to, for example, clouds, fog, etc., in the plurality of satellite images from the satellite, the ground is captured avoiding portions where the ground is not reflected in the satellite image. A plurality of aircraft images corresponding to the partial area and the light amount or incident rate (hereinafter abbreviated as “environment light data”) in the environmental light illuminating the partial area can be acquired. That is, a plurality of satellite images, a plurality of aircraft images, and the ambient light data in a set of the partial areas in which the ground is reflected can be acquired. For this reason, the plant growth index measuring apparatus is configured such that, in the partial area, the partial area relative growth index based on a plurality of satellite images, a plurality of aircraft images, and the ambient light data are used in the partial area. The calibration value can be obtained based on the partial region absolute growth index, and the relative growth index based on the plurality of satellite images can be calibrated with the calibration value by the absolute growth index calculation unit. Therefore, the plant growth index measuring apparatus can obtain an absolute growth index in which the relative growth index is calibrated to the calibration value.
また、他の一態様では、上述の植物生育指標測定装置において、前記衛星画像取得部は、前記複数の波長それぞれで衛星から地上を撮像対象として所定の対象時刻に撮像した、前記複数の波長それぞれに対応した前記対象時刻での複数の衛星画像を取得し、前記撮像対象における、前記対象時刻より過去である過去時刻に求められた過去時刻での絶対生育指標を記憶する絶対生育指標記憶部をさらに備え、前記相対生育指標演算部は、前記衛星画像取得部で取得した前記対象時刻での複数の衛星画像に基づいて、前記相対生育指標を対象時刻相対生育指標として求め、前記校正値演算部は、前記相対生育指標演算部で求めた対象時刻相対生育指標のうちの、前記対象時刻での複数の衛星画像それぞれにおける地上が写っている一部の領域である第2の一部領域に当たる第2の一部領域相対生育指標、および、前記絶対生育指標記憶部に記憶された前記過去時刻での絶対生育指標のうちの前記第2の一部領域に当たる第2の一部領域絶対生育指標に基づいて、前記第2の一部領域相対生育指標を絶対化するための第2の校正値を求め、前記絶対生育指標演算部は、前記相対生育指標演算部で求めた前記対象時刻相対生育指標を、前記校正値演算部で求めた前記第2の校正値で校正することで前記対象時刻での絶対生育指標をさらに求めることを特徴とする。 Further, in another aspect, in the above-described plant growth index measuring apparatus, each of the plurality of wavelengths obtained by imaging the satellite image acquisition unit at a predetermined target time from the satellite as an imaging target at each of the plurality of wavelengths. An absolute growth index storage unit that acquires a plurality of satellite images at the target time corresponding to the target time and stores an absolute growth index at the past time obtained at the past time that is past the target time in the imaging target. Further, the relative growth index calculation unit obtains the relative growth index as a target time relative growth index based on a plurality of satellite images at the target time acquired by the satellite image acquisition unit, and the calibration value calculation unit Is a part of the target time relative growth index obtained by the relative growth index calculation unit in which the ground is reflected in each of the plurality of satellite images at the target time. The second partial area corresponding to the second partial area of the second partial area relative growth index corresponding to the second partial area and the absolute growth index at the past time stored in the absolute growth index storage unit. A second calibration value for absoluteizing the second partial region relative growth index is obtained based on the partial growth absolute growth index, and the absolute growth index calculation unit is the relative growth index calculation unit. The absolute growth index at the target time is further obtained by calibrating the obtained target time relative growth index with the second calibration value obtained by the calibration value calculation unit.
このような植物生育指標測定装置は、過去時刻での絶対生育指標を用いることで、第2の校正値を求めることができる。したがって、上記植物生育指標測定装置は、上記複数の航空機画像および前記環境光データを取得できない場合でも、前記対象時刻での相対生育指標を前記第2の校正値で校正することで、前記対象時刻での絶対生育指標を求めることができる。 Such a plant growth index measuring apparatus can obtain the second calibration value by using the absolute growth index at the past time. Therefore, even if the plant growth index measuring device cannot acquire the plurality of aircraft images and the ambient light data, the target growth time can be obtained by calibrating the relative growth index at the target time with the second calibration value. The absolute growth index can be obtained.
また、他の一態様では、これら上述の植物生育指標測定装置において、前記衛星画像取得部は、前記複数の波長それぞれで衛星から地上を撮像対象として所定の対象時刻に撮像した、前記複数の波長それぞれに対応した前記対象時刻での複数の衛星画像を取得し、前記撮像対象における、前記対象時刻より過去である過去時刻に求められた過去時刻での絶対生育指標を記憶する絶対生育指標記憶部と、月日と生育指標との対応関係を記憶する対応関係情報記憶部と、前記衛星画像取得部で取得した前記対象時刻での複数の衛星画像それぞれに地上が写っていない場合に、前記対象時刻、前記絶対生育指標記憶部に記憶された前記過去時刻での絶対生育指標および前記対応関係情報記憶部に記憶された前記対応関係に基づいて、前記対象時刻での絶対生育指標を推定する絶対生育指標推定部とをさらに備えることを特徴とする。好ましくは、上述の植物生育指標測定装置において、前記絶対生育指標推定部は、前記過去時刻での絶対生育指標と前記対応関係とのずれ量を求め、前記求めたずれ量だけ前記対応関係をずらす(シフトする)ことで推定対応関係を求め、前記推定対応関係から前記対象時刻での生育指標を求めることで前記対象時刻での絶対生育指標を推定する。 Moreover, in another aspect, in the above-described plant growth index measuring apparatus, the satellite image acquisition unit captures the ground from the satellite at each of the plurality of wavelengths as an imaging target at a predetermined target time. An absolute growth index storage unit that acquires a plurality of satellite images at the target time corresponding to each, and stores an absolute growth index at a past time obtained at a past time that is past the target time in the imaging target. And the correspondence information storage unit that stores the correspondence between the date and the growth index, and the plurality of satellite images at the target time acquired by the satellite image acquisition unit, the target is Based on the time, the absolute growth index at the past time stored in the absolute growth index storage unit, and the correspondence stored in the correspondence information storage unit, the target time Characterized in that it further comprises an absolute growth index estimation unit for estimating the absolute growth index. Preferably, in the above-described plant growth index measuring apparatus, the absolute growth index estimation unit obtains a deviation amount between the absolute growth index and the correspondence relationship at the past time, and shifts the correspondence relationship by the obtained deviation amount. An estimated correspondence is obtained by (shifting), and an absolute growth index at the target time is estimated by obtaining a growth index at the target time from the estimated correspondence.
このような植物生育指標測定装置は、前記絶対生育指標記憶部、前記対応関係情報記憶部および前記絶対生育指標推定部をさらに備えるので、前記衛星画像取得部で取得した前記対象時刻での複数の衛星画像に地上が写っていない場合でも、前記対象時刻での絶対生育指標を求めることができる。 Since such a plant growth index measuring apparatus further includes the absolute growth index storage unit, the correspondence relationship information storage unit, and the absolute growth index estimation unit, a plurality of the time points at the target time acquired by the satellite image acquisition unit. Even when the ground is not shown in the satellite image, the absolute growth index at the target time can be obtained.
そして、本発明の他の一態様にかかる植物生育指標測定方法は、互いに異なる複数の波長それぞれで衛星から地上を撮像対象として撮像した、前記複数の波長それぞれに対応した複数の衛星画像を取得する衛星画像取得工程と、前記衛星画像取得工程で取得した前記衛星画像における地上が写っている一部の領域である一部領域を航空機から前記複数の波長それぞれで撮像した、前記複数の波長それぞれに対応した複数の航空機画像を取得する航空機画像取得工程と、前記一部領域を照らしている環境光における光量または入射率を取得する環境光取得工程と、前記衛星画像取得工程で取得した前記複数の衛星画像に基づいて、植物における生育の度合いを相対的に表す相対生育指標を求める相対生育指標演算工程と、前記航空機画像取得工程で取得した前記複数の航空機画像および前記環境光取得工程で取得した前記光量または入射率に基づいて、植物における生育の度合いを絶対的に表す一部領域絶対生育指標を求める一部領域絶対生育指標演算工程と、前記相対生育指標演算工程で求めた前記相対生育指標のうちの前記一部領域に当たる相対生育指標を一部領域相対生育指標として求め、前記求めた一部領域相対生育指標および前記一部領域絶対生育指標演算工程で求めた一部領域絶対生育指標に基づいて、前記一部領域相対生育指標を絶対化するための校正値を求める校正値演算工程と、前記相対生育指標演算工程で求めた前記相対生育指標を、前記校正値演算工程で求めた前記校正値で校正することで絶対生育指標を求める絶対生育指標演算工程とを備えることを特徴とする。 In the plant growth index measurement method according to another aspect of the present invention, a plurality of satellite images corresponding to each of the plurality of wavelengths obtained by imaging the ground as an imaging target from a satellite at each of a plurality of different wavelengths are obtained. In each of the plurality of wavelengths, a part of the satellite image acquired in the satellite image acquisition step and a part of the satellite image acquired in the satellite image are captured at a plurality of wavelengths from the aircraft. An aircraft image acquisition step of acquiring a plurality of corresponding aircraft images, an environmental light acquisition step of acquiring a light amount or an incident rate in ambient light illuminating the partial area, and the plurality of acquired in the satellite image acquisition step A relative growth index calculation step for obtaining a relative growth index relatively representing the degree of growth in the plant based on the satellite image; and the aircraft image acquisition process A partial region absolute growth index for obtaining a partial region absolute growth index that absolutely represents the degree of growth in a plant based on the plurality of aircraft images acquired in step 1 and the light quantity or incidence rate acquired in the ambient light acquisition step A relative growth index corresponding to the partial area of the relative growth index determined in the calculation step and the relative growth index calculation step is determined as a partial area relative growth index, and the calculated partial area relative growth index and the one On the basis of the partial region absolute growth index obtained in the partial region absolute growth index calculation step, a calibration value calculation step for obtaining a calibration value for absoluteizing the partial region relative growth index, and in the relative growth index calculation step An absolute growth index calculation step for obtaining an absolute growth index by calibrating the calculated relative growth index with the calibration value obtained in the calibration value calculation step. That.
さらに、本発明の他の一態様にかかる植物生育指標測定プログラムは、コンピュータに、互いに異なる複数の波長それぞれで衛星から地上を撮像対象として撮像した、前記複数の波長それぞれに対応した複数の衛星画像を取得する衛星画像取得工程と、前記衛星画像取得工程で取得した前記衛星画像における地上が写っている一部の領域である一部領域を航空機から前記複数の波長それぞれで撮像した、前記複数の波長それぞれに対応した複数の航空機画像を取得する航空機画像取得工程と、前記一部領域を照らしている環境光における光量または入射率を取得する環境光取得工程と、前記衛星画像取得工程で取得した前記複数の衛星画像に基づいて、植物における生育の度合いを相対的に表す相対生育指標を求める相対生育指標演算工程と、前記航空機画像取得工程で取得した前記複数の航空機画像および前記環境光取得工程で取得した前記光量または入射率に基づいて、植物における生育の度合いを絶対的に表す一部領域絶対生育指標を求める一部領域絶対生育指標演算工程と、前記相対生育指標演算工程で求めた前記相対生育指標のうちの前記一部領域に当たる相対生育指標を一部領域相対生育指標として求め、前記求めた一部領域相対生育指標および前記一部領域絶対生育指標演算工程で求めた一部領域絶対生育指標に基づいて、前記一部領域相対生育指標を絶対化するための校正値を求める校正値演算工程と、前記相対生育指標演算工程で求めた前記相対生育指標を、前記校正値演算工程で求めた前記校正値で校正することで絶対生育指標を求める絶対生育指標演算工程とを実行させるためのプログラムである。 Furthermore, the plant growth index measurement program according to another aspect of the present invention is a computer-aided program for imaging a plurality of satellite images corresponding to each of the plurality of wavelengths obtained by imaging the ground from the satellite at each of a plurality of different wavelengths. A plurality of the plurality of the plurality of wavelengths captured from the aircraft at each of the plurality of wavelengths. Acquired in an aircraft image acquisition step of acquiring a plurality of aircraft images corresponding to each wavelength, an ambient light acquisition step of acquiring a light amount or incidence rate in ambient light illuminating the partial area, and the satellite image acquisition step Based on the plurality of satellite images, a relative growth index calculating step for obtaining a relative growth index relatively representing the degree of growth in the plant; Based on the plurality of aircraft images acquired in the aircraft image acquisition step and the light quantity or incidence rate acquired in the ambient light acquisition step, a partial region absolute growth index that absolutely represents the degree of growth in a plant is obtained. The relative growth index corresponding to the partial area of the relative growth index calculated in the partial area absolute growth index calculation step and the relative growth index calculation step is determined as the partial area relative growth index, and the calculated partial area relative Based on the growth index and the partial growth absolute growth index calculated in the partial growth absolute growth index calculation step, a calibration value calculation step for obtaining a calibration value for ablating the partial growth relative growth index, and the relative Absolute growth index calculation step for obtaining an absolute growth index by calibrating the relative growth index obtained in the growth index calculation step with the calibration value obtained in the calibration value calculation step Is a program for executing the.
このような植物生育指標測定方法および植物生育指標測定プログラムは、衛星画像取得工程によって、衛星から地上を撮像対象として撮像した、複数の波長それぞれに対応した複数の衛星画像を取得し、航空機画像取得工程によって、前記衛星画像における地上が写っている一部の領域である一部領域を航空機から撮像した、前記複数の波長それぞれに対応した複数の航空機画像を取得し、環境光取得工程によって、前記一部領域を照らしている環境光における光量または入射率を取得する。このように、衛星による前記複数の衛星画像に例えば雲や霧等の遮蔽物によって地上が見えない部分があった場合でも、前記衛星画像において、前記地上が写っていない部分を避けて地上が写っている前記一部領域に対応した複数の航空機画像と前記環境光データとが取得できる。すなわち、地上が写っている1組の前記一部領域での複数の衛星画像と複数の航空機画像および前記環境光データとが取得できる。このため、上記植物生育指標測定方法および該プログラムは、校正値演算工程によって、前記一部領域において、複数の衛星画像による前記一部流域相対生育指標、および、複数の航空機画像および前記環境光データによる前記一部領域絶対生育指標に基づいて前記校正値を求めることができ、絶対生育指標演算工程によって、前記複数の衛星画像による相対生育指標を前記校正値で校正できる。したがって、上記植物生育指標測定方法および該プログラムは、前記相対生育指標を前記校正値に校正した絶対生育指標を求めることができる。 Such a plant growth index measurement method and a plant growth index measurement program acquire a plurality of satellite images corresponding to each of a plurality of wavelengths captured from the satellite as an imaging target through a satellite image acquisition step, and acquire an aircraft image. In the step, a plurality of aircraft images corresponding to each of the plurality of wavelengths obtained by imaging a partial region that is a partial region in which the ground is reflected in the satellite image are obtained. The amount of light or the incidence rate of ambient light that illuminates a partial area is acquired. In this way, even when there are portions where the ground cannot be seen due to, for example, clouds, fog, etc., in the plurality of satellite images from the satellite, the ground is captured avoiding portions where the ground is not reflected in the satellite image. A plurality of aircraft images corresponding to the partial area and the ambient light data can be acquired. That is, a plurality of satellite images, a plurality of aircraft images, and the ambient light data in a set of the partial areas in which the ground is reflected can be acquired. For this reason, the plant growth index measurement method and the program include the partial basin relative growth index based on a plurality of satellite images, a plurality of aircraft images, and the ambient light data in the partial area by a calibration value calculation step. The calibration value can be obtained based on the partial region absolute growth index according to the above, and the relative growth index based on the plurality of satellite images can be calibrated with the calibration value by the absolute growth index calculation step. Therefore, the plant growth index measurement method and the program can determine an absolute growth index in which the relative growth index is calibrated to the calibration value.
本発明にかかる植物生育指標測定装置、植物生育指標測定方法および植物生育指標測定プログラムは、衛星による画像に地上が見えない部分があった場合でも、校正値を求めて校正できる。 The plant growth index measuring apparatus, the plant growth index measuring method, and the plant growth index measuring program according to the present invention can calibrate by obtaining a calibration value even when there is a portion where the ground cannot be seen in the satellite image.
以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。 Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the structure which attached | subjected the same code | symbol in each figure shows that it is the same structure, The description is abbreviate | omitted suitably. In this specification, when referring generically, it shows with the reference symbol which abbreviate | omitted the suffix, and when referring to an individual structure, it shows with the reference symbol which attached the suffix.
まず、本実施形態における植物生育指標測定装置の構成について説明する。図1は、実施形態における植物生育指標測定装置の構成を示すブロック図である。図2は、実施形態における航空機の構成を示すブロック図である。図3は、入射率を説明するための図である。図3(A)は、第1の態様の入射率の場合を示し、図3(B)は、第2の態様の入射率の場合を示す。図3の横軸は、波長であり、その縦軸は、強度である。 First, the structure of the plant growth parameter | index measuring apparatus in this embodiment is demonstrated. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a plant growth index measuring apparatus according to an embodiment. FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the aircraft in the embodiment. FIG. 3 is a diagram for explaining the incidence rate. FIG. 3A shows the case of the incidence rate of the first mode, and FIG. 3B shows the case of the incidence rate of the second mode. The horizontal axis in FIG. 3 is the wavelength, and the vertical axis is the intensity.
実施形態における植物生育指標測定装置は、互いに異なる複数の波長それぞれに対応した複数の衛星画像に基づいて求められた生育指標(相対生育指標)を、所定の校正値(キャリブレーション値)を用いて校正(キャリブレーション)することで、絶対生育指標を求める装置である。このような実施形態における植物生育指標測定装置Dは、例えば、図1に示すように、インターフェース部(IF部)1と、制御処理部2と、記憶部3とを備え、図1に示す例では、さらに入力部4と、出力部5とを備える。 The plant growth index measuring apparatus in the embodiment uses a predetermined calibration value (calibration value) for a growth index (relative growth index) obtained based on a plurality of satellite images corresponding to a plurality of different wavelengths. It is a device for obtaining an absolute growth index by calibrating. The plant growth index measuring device D in such an embodiment includes an interface unit (IF unit) 1, a control processing unit 2, and a storage unit 3, as shown in FIG. Then, an input unit 4 and an output unit 5 are further provided.
IF部1は、制御処理部2に接続され、制御処理部2の制御に従って外部機器との間でデータを入出力するためのインターフェース回路であり、例えば、Bluetooth(登録商標)規格を用いてデータを入出力するBluetoothインターフェース回路、IrDA(Infrared Data Asscoiation)規格を用いてデータを入出力するIrDAインターフェース回路およびUSB(Universal Serial Bus)規格を用いてデータを入出力するUSBインターフェース回路等である。また、IF部1は、制御処理部2に接続され、制御処理部2の制御に従って有線または無線で通信するための通信回路(通信カード)であって良い。このようなIF部1は、制御処理部2から入力された転送すべきデータを収容した通信信号を、通信ネットワークで用いられる通信プロトコルに従って生成し、この生成した通信信号を前記通信ネットワークを介して外部機器へ送信する。IF部1は、前記通信ネットワークを介して前記外部機器から通信信号を受信し、この受信した通信信号からデータを取り出し、この取り出したデータを制御処理部2が処理可能な形式のデータに変換して制御処理部2へ出力する。IF部1は、複数の衛星画像、複数の航空機画像およびその航空機画像に対応する環境光データ等を記憶する外部機器(例えばサーバ装置やUSBメモリ等)から前記複数の衛星画像、前記複数の航空機画像およびその航空機画像に対応する環境光データを取得することで、衛星画像取得部、航空機画像取得部および環境光取得部それぞれの一例に相当する。 The IF unit 1 is an interface circuit that is connected to the control processing unit 2 and inputs / outputs data to / from an external device according to the control of the control processing unit 2. For example, the IF unit 1 uses the Bluetooth (registered trademark) standard for data A Bluetooth interface circuit for inputting / outputting data, an IrDA interface circuit for inputting / outputting data using the IrDA (Infrared Data Association) standard, a USB interface circuit for inputting / outputting data using the USB (Universal Serial Bus) standard, and the like. The IF unit 1 may be a communication circuit (communication card) that is connected to the control processing unit 2 and performs wired or wireless communication according to the control of the control processing unit 2. Such an IF unit 1 generates a communication signal containing data to be transferred input from the control processing unit 2 according to a communication protocol used in the communication network, and generates the generated communication signal via the communication network. Send to external device. The IF unit 1 receives a communication signal from the external device via the communication network, extracts data from the received communication signal, and converts the extracted data into data in a format that can be processed by the control processing unit 2. To the control processing unit 2. The IF unit 1 receives the plurality of satellite images, the plurality of aircraft images from an external device (for example, a server device or a USB memory) that stores a plurality of satellite images, a plurality of aircraft images, and ambient light data corresponding to the aircraft images. Acquiring the image and the ambient light data corresponding to the aircraft image corresponds to an example of each of the satellite image acquisition unit, the aircraft image acquisition unit, and the ambient light acquisition unit.
前記複数の衛星画像は、互いに異なる複数の波長それぞれで衛星から地上を撮像対象として撮像(撮影)した、前記複数の波長それぞれに対応した複数の画像である。 The plurality of satellite images are a plurality of images corresponding to each of the plurality of wavelengths obtained by imaging (capturing) the ground from the satellite at each of a plurality of different wavelengths.
前記複数の航空機画像は、IF部1で取得した前記衛星画像における地上が写っている一部の領域である一部領域を航空機から前記複数の波長それぞれで撮像した、前記複数の波長それぞれに対応した複数の画像である。 The plurality of aircraft images correspond to each of the plurality of wavelengths obtained by imaging a partial region that is a partial region in which the ground is reflected in the satellite image acquired by the IF unit 1 from the aircraft at each of the plurality of wavelengths. A plurality of images.
前記航空機画像に対応する環境光データは、前記航空機画像における一部領域を照らしている環境光における光量または入射率である。前記入射率は、図3(A)に示すように、環境光を測定した波長範囲全体に亘る全エネルギーEallに対する目的波長λaimのエネルギーEaimの比(Eaim/Eall)、または、図3(B)に示すように、所定の対比波長λrefのエネルギーErefに対する目的波長λaimのエネルギーEaimの比(Eaim/Eref)である。 The ambient light data corresponding to the aircraft image is a light amount or an incidence rate in ambient light that illuminates a partial region in the aircraft image. As shown in FIG. 3 (A), the incident rate is a ratio (Eaim / Eall) of the energy Eaim of the target wavelength λaim to the total energy Eall over the entire wavelength range in which ambient light is measured, or FIG. 3 (B). , The ratio (Eaim / Eref) of the energy Eaim of the target wavelength λaim to the energy Eref of the predetermined contrast wavelength λref.
このような前記複数の波長それぞれに対応した複数の航空機画像は、例えば、前記複数の波長それぞれで画像を生成できるカメラを搭載した、無線操縦飛行(誘導飛行)または自律飛行による飛行機、ヘリコプター、マルチコプターおよび気球等の無人航空機(ドローン)によって得られる。また、環境光は、このような航空機に搭載された、環境光を測定する環境光測定部によって測定されて良く、また、環境光測定部を前記一部領域の近傍に配置して当該環境光測定部によって測定されて良い。 The plurality of aircraft images corresponding to each of the plurality of wavelengths include, for example, an airplane, a helicopter, a multi-vehicle that is equipped with a camera capable of generating an image at each of the plurality of wavelengths, or is operated by radio-controlled flight (guided flight) or autonomous flight. Obtained by unmanned aerial vehicles (drones) such as copter and balloon. In addition, the ambient light may be measured by an ambient light measurement unit that measures the ambient light mounted on such an aircraft, and the ambient light measurement unit is arranged near the partial area. It may be measured by a measuring unit.
このような航空機UAVは、例えば、図2に示すように、GPS(Global Positioning System、全地球測位網)61と、飛行機構部62と、UAV制御処理部63と、撮像部64と、UAV記憶部65と、UAVインターフェース部(UAVIF部)66と、環境光測定部67とを備える。この例では、環境光は、航空機に搭載された環境光測定部67によって測定される。
Such an aircraft UAV includes, for example, a GPS (Global Positioning System) 61, a
GPS61は、UAV制御処理部63に接続され、UAV制御処理部63の制御に従って、地球上における現在位置を測定するための衛星測位システムによって、当該航空機UAVの位置を測定する装置であり、その測位結果(緯度X、経度Y、高度Z)をUAV制御処理部63へ出力する。なお、GPS61は、DGSP(Differential GSP)等の誤差を補正する補正機能を持ったGPSであっても良い。
The
飛行機構部62は、UAV制御処理部63に接続され、UAV制御処理部63の制御に従って当該航空機UAVを飛行させるための機構である。飛行機構部62は、例えば、放射状に配置された複数のロータ(回転翼)、UAV制御処理部63に接続されUAV制御処理部63の制御に従って前記複数のロータをバランス良く回転させる動力部、および、当該航空機UAVの傾きを検出するジャイロセンサ等を備えて構成される。
The
撮像部64は、UAV制御処理部63に接続され、UAV制御処理部63の制御に従って、互いに異なる複数の波長それぞれで地上を撮像対象として撮像した、前記複数の波長それぞれに対応した複数の画像を生成する装置である。より具体的には、撮像部64は、可視光の画像(可視画像)を生成する可視撮像部と、赤外光の画像(赤外画像)を生成する赤外撮像部とを備える。前記可視撮像部は、例えば、波長550nmを中心波長とする比較的狭帯域で光を透過する第1バンドパスフィルタ、前記第1バンドパスフィルタを透過した撮像対象の可視光の光学像を所定の結像面上に結像する第1結像光学系、前記第1結像面に受光面を一致させて配置され、前記撮像対象の可視光の光学像を電気的な信号に変換する第1イメージセンサ、前記第1イメージセンサの出力に対し公知の画像処理を施して可視光での画像(可視航空機画像)のデータを生成する第1デジタルシグナルプロセッサ(DSP)等を備えて構成される、いわゆるカメラ(可視カメラ)等である。前記赤外撮像部は、例えば、波長850nmを中心波長とする比較的狭帯域で光を透過する第2バンドパスフィルタ、前記第2バンドパスフィルタを透過した撮像対象の赤外光の光学像を所定の結像面上に結像する第2結像光学系、前記第2結像面に受光面を一致させて配置され、前記撮像対象の赤外光の光学像を電気的な信号に変換する第2イメージセンサ、前記第2イメージセンサの出力に対し公知の画像処理を施して赤外光での画像(赤外航空機画像)のデータを生成する第2DSP等を備えて構成される、いわゆる赤外カメラ等である。前記可視撮像部は、可視光での前記可視航空機画像のデータをUAV制御処理部63へ出力し、前記赤外撮像部は、赤外光での前記赤外航空機画像のデータをUAV制御処理部63へ出力する。UAV制御処理部63は、これら前記可視航空機画像のデータと前記赤外航空機画像のデータとを対応付けてUAV記憶部65に記憶する。前記可視撮像部と前記赤外撮像部とは、互いの同一の撮像対象を撮像できるように、配設される。
The
なお、上述では、撮像部64は、前記可視撮像部および前記赤外撮像部を備えて構成されたが、撮像部64は、赤色を受光するR画素、緑色を受光するG画素、青色を受光するB画素および赤外を受光するIr画素を2行2列に配列した単位配列を持つイメージセンサ(RGBIrイメージセンサ)や、白色を受光するW画素、黄色を受光するY画素、赤色を受光するR画素および赤外を受光するIr画素を2行2列に配列した単位配列を持つイメージセンサ(WYRIrイメージセンサ)等を用いることで、1つのカメラを備えて構成されても良い。この場合、例えば、R画素の出力およびIr画素の出力が生育指標の演算に用いられる。また例えば、G画素の出力およびIr画素の出力が生育指標の演算に用いられる。また例えば、B画素の出力およびIr画素の出力が生育指標の演算に用いられる。また例えば、W画素の出力およびIr画素の出力が生育指標の演算に用いられる。また例えば、Y画素の出力およびIr画素の出力が生育指標の演算に用いられる。
In the above description, the
環境光測定部67は、UAV制御処理部63に接続され、UAV制御処理部63の制御に従って、撮像部64で撮像される前記一部領域を照らしている環境光を測定する装置である。このため、好ましくは、環境光測定部67は、環境光と取り込む入射開口が撮像部64の撮像方向と略反対方向に向くように配設される。例えば、撮像部64は、下方向を向くように配設され、環境光測定部67は、上方向を向くように配設される。このような環境光測定部67は、例えば、撮像部64と同様の可視カメラを備えて構成され、この場合、光量が求められる。また例えば、環境光測定部67は、分光計を備えて構成され、この場合、入射率が求められる。環境光測定部67は、その測定結果(可視画像または波長スペクトル)をUAV制御処理部63へ出力し、UAV制御処理部63は、前記測定結果から環境光データを求め、この求めた環境光データを前記可視航空機画像のデータおよび前記赤外航空機画像のデータに対応付けてUAV記憶部65に記憶する。
The ambient
UAVIF部66は、UAV制御処理部63に接続され、UAV制御処理部63の制御に従って、上述のIF部1と同様に、外部機器との間でデータを入出力するためのインターフェース回路である。
The
UAV記憶部65は、UAV制御処理部63に接続され、UAV制御処理部63の制御に従って、各種の所定のプログラムおよび各種の所定のデータを記憶する回路である。前記各種の所定のプログラムには、例えば、当該航空機UAVの各部を当該各部の機能に応じて制御する制御プログラムや、自律飛行するための自立飛行プログラム等の制御処理プログラムが含まれる。前記各種の所定のデータには、出発地点および目的地点の各位置情報等の、前記一部領域を航空機UAVから前記複数の波長それぞれで撮像して前記複数の航空機画像(この例では可視航空機画像および赤外航空機画像)を得、前記一部領域に対する環境光データを得るために必要なデータが含まれる。UAV記憶部65は、例えば不揮発性の記憶素子であるROM(Read Only Memory)や書き換え可能な不揮発性の記憶素子であるEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等を備える。そして、UAV記憶部65は、前記所定のプログラムの実行中に生じるデータ等を記憶するいわゆるUAV制御処理部63のワーキングメモリとなるRAM(Random Access Memory)等を含む。
The
UAV制御処理部63は、当該航空機UAVの各部を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、前記一部領域を前記複数の波長それぞれで撮像して前記複数の航空機画像を得、前記一部領域に対する環境光データを得るための回路である。UAV制御処理部63は、例えば、CPU(Central Processing Unit)およびその周辺回路を備えて構成される。
The UAV
このような航空機UAVでは、まず、GPS61で検出した出発地点の位置情報(例えば緯度、経度および高度)あるいはUAVIF部66を介して入力された前記出発地点の位置情報が、UAV記憶部65に記憶され、UAVIF部66を介して入力された目的地点の位置情報(例えば緯度、経度および高度)が、UAV記憶部65に記憶される。航空機UAVは、UAV制御処理部63によって飛行機構部62を制御することで、このUAV記憶部65に記憶された位置情報に対応した目的地点へ出発地点から自律飛行する。目的地点に到達すると、航空機UAVは、UAV制御処理部63によって撮像部64を制御することで、複数の航空機画像(この例では可視航空機画像および赤外航空機画像)を生成し、これらのデータをUAV記憶部65に記憶する。これによって前記一部領域を見下ろして俯瞰した、前記複数の波長それぞれに対応した複数の航空機画像が得られる。この際に、航空機UAVは、UAV制御処理部63によって環境光測定部67を制御することで、前記一部領域を照らしている環境光を測定し、その測定結果から求められる環境光データをUAV記憶部65に記憶する。これら複数の航空機画像や環境光データを得ると、航空機UAVは、UAV制御処理部63によって飛行機構部62を制御することで、このUAV記憶部65に記憶された位置情報に対応した出発地点へ目的地点から自律飛行し、帰投する。そして、航空機UAVが出発地点に帰投すると、UAV記憶部65に記憶された可視航空機画像および赤外航空機画像の各データならびに環境光データがUAVIF部66を介して外部機器(例えばサーバ装置やUSBメモリ等)へ出力される。なお、この例では、帰投地点は、出発地点と同一であるが、異なっても良い。また、自律飛行に代え、オペレータの操作(操縦)による無線操縦飛行が用いられても良い。
In such an aircraft UAV, first, the position information (for example, latitude, longitude and altitude) of the departure point detected by the
図1に戻って、入力部4は、制御処理部2に接続され、例えば、生育指標の演算開始を指示するコマンド等の各種コマンド、および、例えば測定対象の圃場名等の生育指標を求める上で必要な各種データを植物生育指標測定装置Dに入力する機器であり、例えば、キーボードやマウス等である。出力部5は、制御処理部2に接続され、制御処理部2の制御に従って、入力部4から入力されたコマンドやデータ、および、当該植物生育指標測定装置Dによって求められた相対生育指標や絶対生育指標等の測定結果等を出力する機器であり、例えばCRTディスプレイ、LCDおよび有機ELディスプレイ等の表示装置やプリンタ等の印刷装置等である。 Returning to FIG. 1, the input unit 4 is connected to the control processing unit 2 to obtain various commands such as a command for instructing the start of calculation of the growth index and a growth index such as a field name to be measured. Is a device for inputting various data necessary for the plant growth index measuring device D, such as a keyboard and a mouse. The output unit 5 is connected to the control processing unit 2, and according to the control of the control processing unit 2, the command and data input from the input unit 4, the relative growth index obtained by the plant growth index measuring device D, and the absolute A device that outputs a measurement result such as a growth index, for example, a display device such as a CRT display, an LCD and an organic EL display, or a printing device such as a printer.
なお、入力部4および出力部5からタッチパネルが構成されてもよい。このタッチパネルを構成する場合において、入力部4は、例えば抵抗膜方式や静電容量方式等の操作位置を検出して入力する位置入力装置であり、出力部5は、表示装置である。このタッチパネルでは、表示装置の表示面上に位置入力装置が設けられ、表示装置に入力可能な1または複数の入力内容の候補が表示され、ユーザが、入力したい入力内容を表示した表示位置を触れると、位置入力装置によってその位置が検出され、検出された位置に表示された表示内容がユーザの操作入力内容として植物生育指標測定装置Dに入力される。このようなタッチパネルでは、ユーザは、入力操作を直感的に理解し易いので、ユーザにとって取り扱い易い植物生育指標測定装置Dが提供される。 A touch panel may be configured from the input unit 4 and the output unit 5. In the case of configuring this touch panel, the input unit 4 is a position input device that detects and inputs an operation position such as a resistive film method or a capacitance method, and the output unit 5 is a display device. In this touch panel, a position input device is provided on the display surface of the display device, one or more input content candidates that can be input to the display device are displayed, and the user touches the display position where the input content to be input is displayed. Then, the position is detected by the position input device, and the display content displayed at the detected position is input to the plant growth index measuring device D as the user operation input content. In such a touch panel, since the user can easily understand the input operation intuitively, a plant growth index measuring device D that is easy for the user to handle is provided.
記憶部3は、制御処理部2に接続され、制御処理部2の制御に従って、各種の所定のプログラムおよび各種の所定のデータを記憶する回路である。前記各種の所定のプログラムには、例えば、当該植物生育指標測定装置Dの各部を当該各部の機能に応じて制御する制御プログラムや、複数の衛星画像に基づいて、植物における生育の度合いを相対的に表す相対生育指標を求める相対生育指標演算プログラムや、一部領域に対する、複数の航空機画像および環境光における光量または入射率(環境光データ)に基づいて、植物における生育の度合いを絶対的に表す一部領域絶対生育指標を求める一部領域絶対生育指標演算プログラムや、前記相対生育指標演算プログラムで求めた前記相対生育指標のうちの前記一部領域に当たる相対生育指標を一部領域相対生育指標として求め、この求めた一部領域相対生育指標および前記一部領域絶対生育指標演算プログラムで求めた一部領域絶対生育指標に基づいて、前記一部領域相対生育指標を絶対化するための校正値を求める校正値演算プログラムや、前記相対生育指標演算プログラムで求めた前記相対生育指標を、前記校正値演算プログラムで求めた前記校正値で校正することで絶対生育指標を求める絶対生育指標演算プログラム等の制御処理プログラムが含まれる。前記各種の所定のデータには、測定対象の圃場を特定し識別するための識別子(例えば圃場名等)や、前記複数の波長それぞれに対応した複数の衛星画像や、前記複数の波長それぞれに対応した複数の航空機画像や、環境光データや、前記相対生育指標演算プログラムによって求められた相対生育指標や、前記一部領域絶対生育指標演算プログラムによって求められた一部領域絶対生育指標や、前記校正値演算プログラムによって求められた校正値や、絶対生育指標演算プログラムによって求められ絶対生育指標や、前記一部領域を示す情報である選定場所情報等の絶対生育指標を求める上で必要なデータが含まれる。記憶部3は、UAV記憶部65と同様に、例えばROMやEEPROM等を備え、そして、前記所定のプログラムの実行中に生じるデータ等を記憶するいわゆる制御処理部2のワーキングメモリとなるRAM等を含む。なお、記憶部3は、比較的大容量のハードディスクを備えても良い。
The storage unit 3 is a circuit that is connected to the control processing unit 2 and stores various predetermined programs and various predetermined data under the control of the control processing unit 2. The various predetermined programs include, for example, a control program that controls each part of the plant growth index measuring device D according to the function of each part, and the degree of growth in the plant based on a plurality of satellite images. Absolutely represents the degree of growth in plants based on a relative growth index calculation program for obtaining the relative growth index shown in FIG. 5 and a plurality of aircraft images and ambient light amounts or incident rates (environmental light data) for some areas. A partial area absolute growth index calculation program for obtaining a partial area absolute growth index, or a relative growth index corresponding to the partial area of the relative growth index obtained by the relative growth index calculation program as a partial area relative growth index The partial growth relative growth index obtained and the partial growth absolute growth index obtained by the partial growth absolute growth index calculation program. Based on the above, the calibration value calculation program for obtaining a calibration value for abating the partial region relative growth index, and the relative growth index obtained by the relative growth index calculation program was obtained by the calibration value calculation program A control processing program such as an absolute growth index calculation program for obtaining an absolute growth index by calibrating with the calibration value is included. The various predetermined data correspond to an identifier (for example, a field name) for identifying and identifying a field to be measured, a plurality of satellite images corresponding to each of the plurality of wavelengths, and each of the plurality of wavelengths. A plurality of aircraft images, ambient light data, a relative growth index determined by the relative growth index calculation program, a partial area absolute growth index determined by the partial area absolute growth index calculation program, and the calibration Includes calibration data obtained by the value calculation program, absolute growth index obtained by the absolute growth index calculation program, and data necessary for obtaining the absolute growth index such as selected place information that is information indicating the partial area. It is. Similarly to the
そして、記憶部3は、上記各種の所定のデータの一部を記憶するために、機能的に、前記複数の衛星画像を記憶する衛星画像記憶部31、前記複数の航空機画像を記憶する航空機画像記憶部32、前記環境光データ記憶する環境光情報記憶部33、前記相対生育指標を記憶する相対生育指標記憶部34、前記一部領域絶対生育指標や絶対生育指標を記憶する絶対生育指標記憶部35、前記校正値を記憶する校正値記憶部36、および、前記選定場所情報を記憶する選定場所情報記憶部37を備える。
The storage unit 3 functionally stores a satellite
制御処理部2は、植物生育指標測定装置Dの各部を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、絶対生育指標を求めるための回路である。制御処理部2は、例えば、CPU(Central Processing Unit)およびその周辺回路を備えて構成される。制御処理部2には、制御処理プログラムが実行されることによって、制御部21、相対生育指標演算部22、一部領域絶対生育指標演算部23、校正値演算部24および絶対生育指標演算部25が機能的に構成される。
The control processing unit 2 is a circuit for controlling each part of the plant growth index measuring device D according to the function of each part and obtaining an absolute growth index. The control processing unit 2 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) and its peripheral circuits. In the control processing unit 2, a control processing program is executed, whereby a
制御部21は、植物生育指標測定装置Dの各部を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御するものである。
The
相対生育指標演算部22は、衛星画像取得部の一例としてのIF部1で取得した複数の衛星画像に基づいて、植物における生育の度合いを相対的に表す相対生育指標を求めるものである。生育指標は、植物における生育の度合いを表す指標であり、例えば、NDVI(Normalized Difference Vegetation Index、正規化植生指標)、RVI(Ratio Vegetation Index、比植生指標)、DVI(Difference Vegetation Index、差植生指標)、TVI(Transformed Vegetation Index)およびIPVI(Infrared Percentage Vegetation Index)等である。なお、NDVI値は、公知の換算式によってSPAD(Soil & Plant Analyzer Development)値に変換されても良い。本実施形態では、例えば、衛星画像における波長550nmの輝度値Gpと波長850nmの輝度値Ipとから相対NDVI値Vrelが相対生育指標の一例として求められる(Vrel=(Ip−Gp)/(Ip+Gp))。
The relative growth
一部領域絶対生育指標演算部23は、航空機画像取得部の一例としてのIF部1で取得した複数の航空機画像および環境光取得部の一例としてのIF部1で取得した環境光データ基づいて、植物における生育の度合いを絶対的に表す一部領域絶対生育指標を求めるものである。例えば、航空機画像における波長550nmの輝度値Gaおよび波長850nmの輝度値Iaと、波長550nmの環境光データGcおよび波長850nmの環境光データIcとから、一部領域での絶対NDVI値Vabsが一部領域絶対生育指標の一例として求められる(光量の場合 Vabs=((Ia/Ic)−(Ga/Gc))/((Ia/Ic)+(Ga/Gc))、入射率の場合 Vabs=((Ia/1)−(Ga/(Gc/Ic)))/((Ia/1)+(Ga/(Gc/Ic))。なお、環境光データが光量である場合には、環境光データと航空機画像データは、互いに等しい露光時間相当に変換した光量とする。環境光データが入射率である場合には、航空機画像データのそれぞれの波長の輝度値は、互いに等しい露光時間相当に変換した光量とする。
The partial region absolute growth
校正値演算部24は、相対生育指標演算部22で求めた相対生育指標のうちの前記一部領域に当たる相対生育指標を一部領域相対生育指標として求め、この求めた一部領域相対生育指標および一部領域絶対生育指標演算部23で求めた一部領域絶対生育指標に基づいて、前記一部領域相対生育指標を絶対化するための校正値(第1の校正値)C1を求めるものである。
The calibration
絶対生育指標演算部25は、相対生育指標演算部22で求めた相対生育指標を、校正値演算部24で求めた第1の校正値C1で校正することで絶対生育指標を求めるものである。
The absolute growth
次に、本実施形態における植物生育指標測定装置の動作について説明する。図4は、実施形態における植物生育指標測定装置の動作を示すフローチャートである。図5は、図4に示す校正処理における第1態様の動作を説明するための図である。図6は、図4に示す校正処理における第1態様の動作を示すフローチャートである。図7は、衛星画像および前記衛星画像に基づく相対NDVI画像の一例を示す図である。図7(A)は、参考として、測定対象の圃場AR1を含む所定地域の画像を示し、図7(B)は、参考として、可視波長帯で撮像された測定対象の圃場AR1の画像を示し、図7(C)は、一例として、図7(A)および(B)に示す測定対象の圃場AR1を衛星から波長550nmで撮像した衛星画像(可視衛星画像)を示し、図7(D)は、一例として、図7(A)および(B)に示す測定対象の圃場AR1を衛星から波長850nmで撮像した衛星画像(赤外衛星画像)を示し、そして、図7(E)は、互いに同じ位置の画素における各画素値(輝度値)からNDVI値を求めることで図7(C)に示す可視衛星画像および図7(D)に示す赤外衛星画像から生成された、測定対象の圃場AR1の相対NDVI画像を示す。図8は、航空機画像および前記航空機画像に基づく絶対NDVI画像の一例を示す図である。図8(A)は、参考として、測定対象の圃場AR1を含む所定地域の画像を示し、図8(B)は、参考として、可視波長帯で撮像された測定対象の圃場AR1における一部領域AR2の画像を示し、図8(C)は、一例として、図8(A)および(B)に示す測定対象の圃場AR1における一部領域AR2を航空機UAVから波長550nmで撮像した航空機画像(可視航空機画像)を示し、図8(D)は、一例として、図8(A)および(B)に示す測定対象の圃場AR1における一部領域AR2を航空機から波長850nmで撮像した航空機画像(赤外航空機画像)を示し、そして、図8(E)は、互いに同じ位置の画素における各画素値(輝度値)からNDVI値を求めることで図8(C)に示す可視航空機画像および図8(D)に示す赤外航空機画像から生成された、測定対象の圃場AR1における一部領域AR2の絶対NDVI画像を示す。 Next, operation | movement of the plant growth parameter | index measuring apparatus in this embodiment is demonstrated. FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the plant growth index measuring apparatus in the embodiment. FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the first mode in the calibration processing shown in FIG. FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the first mode in the calibration process shown in FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a satellite image and a relative NDVI image based on the satellite image. 7A shows an image of a predetermined area including the measurement target field AR1 as a reference, and FIG. 7B shows an image of the measurement target field AR1 imaged in the visible wavelength band as a reference. FIG. 7C shows, as an example, a satellite image (visible satellite image) obtained by imaging the field AR1 to be measured shown in FIGS. 7A and 7B from the satellite at a wavelength of 550 nm, and FIG. Shows, as an example, a satellite image (infrared satellite image) obtained by imaging the field AR1 to be measured shown in FIGS. 7A and 7B from the satellite at a wavelength of 850 nm, and FIG. The measurement target field generated from the visible satellite image shown in FIG. 7C and the infrared satellite image shown in FIG. 7D by obtaining the NDVI value from each pixel value (luminance value) at the pixel at the same position. The relative NDVI image of AR1 is shown. FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an aircraft image and an absolute NDVI image based on the aircraft image. FIG. 8A shows an image of a predetermined area including the measurement target field AR1 as a reference, and FIG. 8B shows a partial region in the measurement target field AR1 captured in the visible wavelength band as a reference. FIG. 8C shows, as an example, an aircraft image obtained by imaging a partial area AR2 in the measurement target field AR1 shown in FIGS. 8A and 8B from the aircraft UAV at a wavelength of 550 nm (visible). FIG. 8D shows, as an example, an aircraft image (infrared image) obtained by imaging a partial region AR2 in the measurement target field AR1 shown in FIGS. 8A and 8B from the aircraft at a wavelength of 850 nm. FIG. 8 (E) shows the visible aircraft image shown in FIG. 8 (C) and FIG. 8 (D) by obtaining the NDVI value from each pixel value (luminance value) in the pixels at the same position. Indicated in Generated from the infrared aircraft image, indicating the absolute NDVI image of a part AR2 in the field AR1 measured.
このような植物生育指標測定装置Dでは、ユーザ(オペレータ)によって図略の電源スイッチがオンされると、制御処理部2は、必要な各部の初期化を実行し、制御処理プログラムの実行によって、制御処理部2には、制御部21、相対生育指標演算部22、一部領域絶対生育指標演算部23、校正値演算部24および絶対生育指標演算部25が機能的に構成される。
In such a plant growth index measuring device D, when a power switch (not shown) is turned on by a user (operator), the control processing unit 2 executes initialization of each necessary unit, and by executing the control processing program, In the control processing unit 2, a
図4において、前記複数の波長それぞれに対応した複数の衛星画像が、制御処理部2によってIF部1から取得され、これら取得された前記複数の衛星画像が制御処理部2によって記憶部3の衛星画像記憶部31に記憶される(S1)。例えば、図7(A)および(B)に示す圃場AR1が測定対象とされている場合では、図7(C)に示す波長550nmで撮像された、圃場AR1の可視衛星画像のデータおよび図7(D)に示す波長850nmで撮像された、圃場AR1の赤外衛星画像のデータが、制御処理部2によって、例えばこれら可視衛星画像および赤外衛星画像の各データを管理および提供するサーバ装置からIF部1を介して取得され、衛星画像記憶部31に記憶される。このような衛星画像を管理および提供するサーバ装置として、例えば、Landsat(http://Landsat.usgs.gov/landsat8.php)等がある。
In FIG. 4, a plurality of satellite images corresponding to each of the plurality of wavelengths are acquired from the IF unit 1 by the control processing unit 2, and the acquired plurality of satellite images are satellites of the storage unit 3 by the control processing unit 2. It is stored in the image storage unit 31 (S1). For example, in the case where the field AR1 shown in FIGS. 7A and 7B is a measurement target, the data of the visible satellite image of the field AR1 captured at the wavelength 550 nm shown in FIG. 7C and FIG. Data of the infrared satellite image of the field AR1 captured at a wavelength of 850 nm shown in (D) is, for example, from a server device that manages and provides each data of the visible satellite image and the infrared satellite image by the control processing unit 2. Obtained via the IF unit 1 and stored in the satellite
次に、これら取得した前記複数の衛星画像に基づいて相対生育指標が制御処理部2の相対生育指標演算部22によって求められ、この求められた相対生育指標が相対生育指標演算部22によって記憶部3の相対生育指標記憶部34に記憶される(S2)。より具体的には、例えば、相対生育指標演算部22は、衛星画像記憶部31に記憶された可視衛星画像および赤外衛星画像の各データを取り出し、全画素それぞれについて、互いに同じ位置の画素における各画素値(輝度値)から前記相対生育指標の一例として相対NDVI値Vrelを求め、相対NDVI値Vrelを画素値に持つ相対NDVI画像(相対NDVIマップ)を生成する。例えば、画素位置(i、j)における可視衛星画像および赤外衛星画像の各画素値(輝度値)をGp(i、j)およびIp(i、j)とした場合、画素位置(i、j)の画素における相対NDVI値Vrel(i、j)は、画素位置(i、j)の画素における画素値として、Vrel(i、j)=(Ip(i、j)−Gp(i、j))/(Ip(i、j)+Gp(i、j))で求められる。一例では、図7(C)に示す可視衛星画像および図7(D)に示す赤外衛星画像から、全画素それぞれについてVrel(i、j)を求めることで、図7(E)に示す相対NDVI画像が生成される。なお、図7(E)では、数値として取り得る相対NDVI値が予め複数の区間で区切られ、各区間に互いに異なる階調が予め付与され、上述のように求められた相対NDVI値Vrel(i、j)に対応した階調で各画素が表示されている。
Next, a relative growth index is determined by the relative growth
次に、校正処理が制御処理部2によって実行され、第1の校正値C1が求められ、この求められた第1の校正値C1が校正値演算部24によって記憶部3の校正値記憶部36に記憶される(S3)。本実施形態では、第1態様の校正処理が次のように実行される。
Next, the calibration processing is executed by the control processing unit 2 to obtain the first calibration value C1, and the obtained first calibration value C1 is obtained by the calibration
校正処理では、地上を写した衛星画像と、環境光を測定できる地上を写した画像(本実施形態では航空機画像)および前記環境光の環境光データとのセット(組)が必要である。前記特許文献1のように定点実測値が用いられる場合、衛星から、例えば雲や霧や航空機等の遮蔽物によって前記定点実測値の定点が見えない場合、前記地上を写した衛星画像が無いため、校正処理が難しくなる。そこで、この第1態様の校正処理では、例えば、図5に示すように、例えば雲等の遮蔽物が衛星と地上との間に存在するために、衛星画像に地上が写っていない領域がある場合でも、この地上が写っていない領域を避けて、前記衛星画像における地上が写っている一部の領域である一部領域が選定され、この一部領域が、航空機から前記複数の波長それぞれで撮像され、前記複数の波長それぞれに対応した複数の航空機画像が生成され、そして、前記一部領域を照らしている環境光が測定されて前記環境光における光量または入射率(環境光データ)が求められる。これによって前記地上を写した衛星画像と環境光を測定できる地上を写した画像(本実施形態では航空機画像)および前記環境光の環境光データとのセット(組)が得られるので、校正処理が可能となる。 The calibration process requires a set of a satellite image that captures the ground, an image that captures the ground from which ambient light can be measured (aircraft image in the present embodiment), and ambient light data of the ambient light. When the fixed point actual measurement value is used as in Patent Document 1, when the fixed point of the fixed point actual measurement value is not visible from the satellite, for example, by a shield such as a cloud, a fog, or an aircraft, there is no satellite image of the ground. The calibration process becomes difficult. Therefore, in the calibration process of the first aspect, for example, as shown in FIG. 5, there is a region where the ground is not reflected in the satellite image because a shield such as a cloud exists between the satellite and the ground. Even in this case, a partial area, which is a partial area in which the ground is reflected in the satellite image, is selected avoiding the area where the ground is not reflected, and the partial area is selected from the aircraft at each of the plurality of wavelengths. A plurality of aircraft images corresponding to each of the plurality of wavelengths are captured, and the ambient light illuminating the partial area is measured to determine the amount of light in the ambient light or the incident rate (environmental light data). It is done. As a result, a set (set) of the satellite image of the ground and the ground image (aircraft image in this embodiment) that can measure the ambient light and the ambient light data of the ambient light is obtained. It becomes possible.
より具体的には、第1態様の校正処理では、図6において、まず、ユーザ(オペレータ)によって、処理S1で取得した衛星画像における地上が写っている前記一部領域が、第1選定場所として選定され、この第1選定場所が、入力部4あるいはIF部1を介して植物生育指標測定装置Dに入力され、記憶部3の選定場所情報記憶部37に記憶される。そして、この第1選定場所が前記目的地点としてUAVIF部66を介して航空機UAVに入力され、UAV記憶部65に記憶される(S11)。例えば、図7(A)および図8(A)に示すように、測定対象の圃場AR1において、例えば雲等の遮蔽物によって隠されておらず、そのため地上が写っている、平面視にて前記圃場AR1における左上の一部領域AR2が第1選定場所AR2として選定され、この第1選定場所AR2が植物生育指標測定装置Dに入力、記憶され、そして、航空機UAVに入力、記憶される。より詳しくは、植物生育指標測定装置Dでは、例えば、出力部5に衛星画像が表示され、一部領域AR2の外周がカーソルで例えばポインティングデバイス等の入力部4の入力操作によってトレースされることで、あるいは、前記一部領域AR2の4個の頂点がカーソルで入力部4の入力操作によって指定されることで、前記一部領域AR2が植物生育指標測定装置Dに入力、記憶される。また、航空機UAVでは、例えば、前記一部領域AR2の中央位置における緯度および経度、そして、所定の高度が航空機UAVに入力、記憶される。
More specifically, in the calibration process of the first aspect, in FIG. 6, first, the partial area in which the ground in the satellite image acquired in process S <b> 1 by the user (operator) is taken as the first selected place. The first selected place is input to the plant growth index measuring device D via the input unit 4 or the IF unit 1 and stored in the selected place
前記目的地点の位置情報が入力されると、航空機UAVは、上述したように、出発地点から前記目的地点へ自律飛行(または無線操縦飛行)し、前記目的地点に到達すると、前記一部領域AR2を撮像し、前記複数の波長それぞれに対応した複数の航空機画像(本実施形態では可視航空機画像および赤外航空機画像)を生成し、UAV記憶部65に記憶し、その際に、環境光測定部67で環境光を測定し、その測定結果に基づいて環境光データを求め、UAV記憶部65に記憶する。撮像および測定を終了すると、航空機UAVは、前記目的地点から前記出発地点へ自律飛行(または無線操縦飛行)して帰投する。
When the position information of the destination point is input, the aircraft UAV autonomously flies (or radio-controlled flight) from the departure point to the destination point as described above, and when reaching the destination point, the partial area AR2 A plurality of aircraft images (visible aircraft image and infrared aircraft image in the present embodiment) corresponding to each of the plurality of wavelengths are generated and stored in the
次に、このように航空機UAVによって得られた、前記複数の波長それぞれに対応する複数の航空機画像および環境光データが、制御処理部2によってIF部1から取得され、これら取得された前記複数の航空機画像および環境光データが制御処理部2によって記憶部3における航空機画像記憶部32および環境光情報記憶部33それぞれに記憶される(S12)。より具体的には、航空機UAVが帰投すると、例えば、航空機UAVのUAVIF部66と植物生育指標測定装置DのIF部1とを通信可能に接続することで、あるいは、例えばUSBメモリ等の記憶媒体を介することで、航空機UAVのUAVIF部66から、植物生育指標測定装置DのIF部1へ、UAV記憶部65に記憶された前記複数の航空機画像および環境光データが、出力され、IF部1から取得される。
Next, a plurality of aircraft images and ambient light data corresponding to each of the plurality of wavelengths obtained by the aircraft UAV are acquired from the IF unit 1 by the control processing unit 2, and the acquired plurality of The aircraft image and the ambient light data are stored in the aircraft
次に、制御処理部2は、一部領域絶対生育指標演算部23によって、一部領域絶対生育指標を求め、この求めた一部領域絶対生育指標を絶対生育指標記憶部35に記憶する(S13)。より具体的には、一部領域絶対生育指標演算部23は、航空機画像記憶部32に記憶された可視航空機画像および赤外航空機画像の各データを取り出し、全画素それぞれについて、互いに同じ位置の画素における各画素値(輝度値)から、環境光情報記憶部33に記憶された環境光データをさらに用いて、一部領域絶対生育指標の一例として一部領域での絶対NDVI値Vabsを求め、絶対NDVI値Vabsを画素値に持つ一部領域絶対NDVI画像(一部領域絶対NDVIマップ)を生成する。例えば、画素位置(i、j)における可視航空機画像および赤外航空機画像の各画素値(輝度値)をGa(i、j)およびIa(i、j)とし、可視航空機画像の波長と同波長の環境光データをGcとし、赤外航空機画像の波長と同波長の環境光データをIcとした場合、画素位置(i、j)の画素における一部領域の絶対NDVI値Vabs(i、j)は、画素位置(i、j)の画素における画素値として、Vabs(i、j)=(Vabs=((Ia/Ic)−(Ga/Gc))/((Ia/Ic)+(Ga/Gc))で求められる。一例では、図8(C)に示す可視航空機画像および図8(D)に示す赤外航空機画像から、環境光データを用いて全画素それぞれについてVabs(i、j)を求めることで、図8(E)に示す一部領域での絶対NDVI画像が生成される。
Next, the control processing unit 2 obtains a partial region absolute growth index by the partial region absolute growth
次に、制御処理部2は、校正値演算部24によって、処理S2で求めた相対生育指標のうちの一部領域AR2に当たる相対生育指標を一部領域相対生育指標として求め、この求めた一部領域相対生育指標を相対生育指標記憶部34に記憶する(S14)。本実施形態では、相対生育指標として相対NDVI値Vrelが求められるので、一部領域相対生育指標として一部領域AR2での相対NDVI値Vrelが求められる。
Next, the control processing unit 2 obtains a relative growth index corresponding to the partial area AR2 among the relative growth indices obtained in the process S2 by the calibration
なお、この一部領域相対生育指標を求める際に、処理S2で求めた相対生育指標の航空機UAVで撮像された航空機画像のうちの前記一部領域AR2に対応する部分が指定されても良い。例えば、出力部5に処理S2で求めた相対生育指標が表示され、一部領域AR2の外周がカーソルで例えばポインティングデバイス等の入力部4の入力操作によってトレースされることで、あるいは、前記一部領域AR2の4個の頂点がカーソルで入力部4の入力操作によって指定されることで、処理S2で求めた相対生育指標における前記一部領域AR2が植物生育指標測定装置Dに入力、記憶される。 When obtaining the partial area relative growth index, a portion corresponding to the partial area AR2 in the aircraft image captured by the aircraft UAV of the relative growth index obtained in the process S2 may be designated. For example, the relative growth index obtained in step S2 is displayed on the output unit 5, and the outer periphery of the partial area AR2 is traced by an input operation of the input unit 4 such as a pointing device with a cursor, or the partial By designating the four vertices of the area AR2 by the input operation of the input unit 4 with the cursor, the partial area AR2 in the relative growth index obtained in the process S2 is input and stored in the plant growth index measuring device D. .
次に、制御処理部2は、校正値演算部24によって、この求めた一部領域相対生育指標(本実施形態では一部領域AR2での相対NDVI値Vrel)および処理S13で求めた一部領域絶対生育指標(本実施形態では一部領域AR2での絶対NDVI値Vabs)に基づいて、前記一部領域相対生育指標を絶対化するための校正値(第1の校正値)C1を求め、この求めた第1の校正値C1を校正値記憶部36に記憶する(S15)。
Next, the control processing unit 2 uses the calibration
より具体的には、本実施形態では、一部領域絶対生育指標および一部領域相対生育指標それぞれは、上述のように、複数の画素それぞれについて求められているので、校正値演算部24は、例えば、処理S13で求めた一部領域絶対生育指標の平均値A1を求め、処理S14で求めた一部領域相対生育指標の平均値B1を求め、一部領域相対生育指標の平均値B1に対する一部領域絶対生育指標の平均値A1の割合を第1の校正値C1として求める(C1=A1/B1)。本実施形態では、校正値演算部24は、処理S13で求めた一部領域AR2での絶対NDVI値Vabs(i、j)の平均値A1を求め、処理S14で求めた一部領域AR2での相対NDVI値Vrel(i、j)の平均値B1を求め、第1の校正値C1=A1/B1を求める。
More specifically, in the present embodiment, the partial region absolute growth index and the partial region relative growth index are obtained for each of the plurality of pixels as described above. For example, the average value A1 of the partial region absolute growth index obtained in the process S13 is obtained, the average value B1 of the partial region relative growth index obtained in the process S14 is obtained, and one average relative to the average value B1 of the partial region relative growth index is obtained. The ratio of the average value A1 of the partial area absolute growth index is obtained as the first calibration value C1 (C1 = A1 / B1). In the present embodiment, the calibration
なお、一部領域絶対生育指標の平均値A1は、単純平均であって良いが、前記一部領域AR2が複数の部分領域に分割され、各部分領域ごとに各平均値が求められ、これら複数の部分領域それぞれについて求められた複数の平均値の中央値であっても良い。 The average value A1 of the partial region absolute growth index may be a simple average, but the partial region AR2 is divided into a plurality of partial regions, and each average value is obtained for each partial region. The median value of a plurality of average values obtained for each of the partial regions may be used.
第1態様の校正処理では、このような各処理によって第1の校正値C1が求められる。 In the calibration process of the first aspect, the first calibration value C1 is obtained by each of such processes.
図4に戻って、上述の処理S3の次に、処理S2で求めた相対生育指標を処理S3で求めた第1の校正値C1で校正することで絶対生育指標が制御処理部2の絶対生育指標演算部25によって求められ、この求められた絶対生育指標が絶対生育指標演算部25によって記憶部3の絶対生育指標記憶部35に記憶される(S4)。より具体的には、例えば、絶対生育指標演算部25は、相対生育指標記憶部34に記憶された相対生育指標および校正値記憶部36に記憶された第1校正値C1を取り出し、例えば前記相対生育指標に前記第1校正値C1を乗算することで前記相対生育指標を前記第1の校正値C1で校正し、絶対生育指標を求める。本実施形態では、絶対生育指標演算部25は、相対生育指標記憶部34に記憶された相対NDVI値Vrel(i、j)および校正値記憶部36に記憶された第1校正値C1を取り出し、各画素ごとに、相対NDVI値Vrel(i、j)に第1校正値C1を乗算することで絶対NDVI値(i、j)を求める。一例では、図7(E)に示す相対NDVI画像を第1校正値C1で校正する場合、全画素それぞれについて、相対NDVI画像の画素値(すなわち相対NDVI値Vrel(i、j))に前記第1の校正値C1を乗算することで絶対NDVI値Vabs(=C1×Vrel(i、j))を画素値に持つ絶対NDVI画像(絶対NDVIマップ)が生成される。
Returning to FIG. 4, the absolute growth index becomes the absolute growth of the control processing unit 2 by calibrating the relative growth index obtained in the process S2 with the first calibration value C1 obtained in the process S3 after the process S3. It is calculated | required by the
そして、処理S4で求められた絶対生育指標(この例では絶対NDVI画像)が制御処理部2によって出力部5に出力される(S5)。なお、処理S2で求められた相対生育指標(この例では相対NDVI画像)が出力部5に出力されて良く、また処理S1で取得された複数の衛星画像が出力部5に出力されて良い。あるいは、必要に応じて、処理S4で求められた絶対生育指標(この例では絶対NDVI画像)や処理S2で求められた相対生育指標(この例では相対NDVI画像)等がIF部1を介して外部機器へ出力されて良い。 Then, the absolute growth index (in this example, an absolute NDVI image) obtained in step S4 is output to the output unit 5 by the control processing unit 2 (S5). Note that the relative growth index (relative NDVI image in this example) obtained in the process S2 may be output to the output unit 5, and a plurality of satellite images acquired in the process S1 may be output to the output unit 5. Alternatively, if necessary, the absolute growth index (in this example, an absolute NDVI image) obtained in the process S4, the relative growth index (in this example, the relative NDVI image) obtained in the process S2, and the like are passed through the IF unit 1. It can be output to an external device.
以上説明したように、本実施形態における植物生育指標測定装置Dならびにこれに実装された植物生育指標測定方法および植物生育指標測定プログラムは、上述の処理S1によって、衛星から地上を撮像対象として撮像した、複数の波長それぞれに対応した複数の衛星画像を取得し、上述の処理S12によって、前記衛星画像における地上が写っている一部の領域である一部領域AR2を航空機UAVから撮像した、前記複数の波長それぞれに対応した複数の航空機画像を取得し、前記一部領域AR2を照らしている環境光における光量または入射率(環境光データ)を取得する。このように、衛星による前記複数の衛星画像に例えば雲や霧等の遮蔽物によって地上が見えない部分があった場合でも、前記衛星画像において、前記地上が写っていない部分を避けて地上が写っている前記一部領域AR2に対応した複数の航空機画像と前記一部領域ARを照らしている環境光の環境光データとが取得できる。すなわち、地上が写っている1組の前記一部領域AR2での複数の衛星画像と複数の航空機画像および前記環境光データとが取得できる。このため、上記植物生育指標測定装置D、植物生育指標測定方法および植物生育指標測定プログラムは、上述の校正処理S3によって、これらに基づいて第1の校正値C1を求めることができ、上述の処理S4によって、前記複数の衛星画像に基づく相対生育指標を第1の校正値C1で校正できる。したがって、上記植物生育指標測定装置D、植物生育指標測定方法および植物生育指標測定プログラムは、前記相対生育指標を第1の校正値C1に校正した絶対生育指標を求めることができる。 As described above, the plant growth index measurement device D and the plant growth index measurement method and the plant growth index measurement program implemented in the present embodiment have captured the ground from the satellite as an imaging target by the above-described processing S1. The plurality of satellite images corresponding to each of the plurality of wavelengths are acquired, and the plurality of satellite images obtained by imaging the partial area AR2 that is a partial area in which the ground is reflected in the satellite image by the above-described processing S12. A plurality of aircraft images corresponding to the respective wavelengths are acquired, and the amount of light or the incident rate (environment light data) in the environmental light illuminating the partial area AR2 is acquired. In this way, even when there are portions where the ground cannot be seen due to, for example, clouds, fog, etc., in the plurality of satellite images from the satellite, the ground is captured avoiding portions where the ground is not reflected in the satellite image. A plurality of aircraft images corresponding to the partial area AR2 and the ambient light data of the ambient light illuminating the partial area AR can be acquired. That is, a plurality of satellite images, a plurality of aircraft images, and the ambient light data in a set of the partial areas AR2 in which the ground is reflected can be acquired. For this reason, the plant growth index measuring device D, the plant growth index measurement method, and the plant growth index measurement program can obtain the first calibration value C1 based on these by the calibration process S3 described above. By S4, the relative growth index based on the plurality of satellite images can be calibrated with the first calibration value C1. Therefore, the plant growth index measurement device D, the plant growth index measurement method, and the plant growth index measurement program can determine an absolute growth index in which the relative growth index is calibrated to the first calibration value C1.
なお、上述の実施形態において、絶対生育指標を求めたい対象時刻より過去の過去時刻での絶対生育指標が上述の第1態様の校正処理等によって求められ、絶対生育指標記憶部35に記憶されている場合には、次の第2および第3態様の校正処理のうちのいずれかによって前記対象時刻での絶対生育指標が求められても良い。 In the above-described embodiment, the absolute growth index at a past time that is earlier than the target time for which the absolute growth index is desired is obtained by the calibration process of the first aspect described above and stored in the absolute growth index storage unit 35. If there is, the absolute growth index at the target time may be obtained by any of the following calibration processes of the second and third modes.
まず、第2態様の校正処理について説明する。図9は、図4に示す校正処理における第2態様の動作を説明するための図である。図10は、図4に示す校正処理における第2態様の動作を示すフローチャートである。 First, the calibration process of the second aspect will be described. FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of the second mode in the calibration process shown in FIG. FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the second mode in the calibration process shown in FIG.
上述の第1態様の校正処理では、衛星画像における地上が写っている前記一部領域を航空機UAVで撮像することで前記複数の航空機画像が生成されたが、衛星画像における地上が写っている前記一部領域が、例えば送電線等の障害物の存在や飛行禁止区域等のために、航空機UAVで撮像することができないことも有り得る。このため、第2態様の校正処理では、図9に示すように、処理S1で取得された前記複数の衛星画像を生成した対象時刻(図9に示す例では対象月日6月15日(6/15))よりも過去に求められた絶対生育指標(図9に示す例では過去月日6月10日(6/10))を利用することで、前記対象時刻での前記複数の衛星画像に基づく相対生育指標を校正するための校正値(第2の校正値)C2が求められ、前記対象時刻での前記複数の衛星画像に基づく前記相対生育指標がこの第2の校正値C2で校正される。 In the calibration process of the first aspect described above, the plurality of aircraft images are generated by imaging the partial area in which the ground in the satellite image is captured by the aircraft UAV, but the ground in the satellite image is captured. It is possible that some areas cannot be imaged by the aircraft UAV due to the presence of obstacles such as power transmission lines or prohibited areas. For this reason, in the calibration process of the second mode, as shown in FIG. 9, the target time at which the plurality of satellite images acquired in the process S <b> 1 are generated (the target date is June 15 (6 / 15)) using the absolute growth index obtained in the past (in the example shown in FIG. 9, the past month date June 10 (6/10)), the plurality of satellite images at the target time. A calibration value (second calibration value) C2 for calibrating the relative growth index based on the image is obtained, and the relative growth index based on the plurality of satellite images at the target time is calibrated with the second calibration value C2. Is done.
このような第2態様の校正処理では、相対生育指標演算部22は、前記対象時刻での複数の衛星画像に基づいて、前記相対生育指標を対象時刻相対生育指標として求め、校正値演算部24は、相対生育指標演算部22で求めた対象時刻相対生育指標のうちの、前記対象時刻での複数の衛星画像それぞれにおける地上が写っている一部の領域である第2の一部領域に当たる第2の一部領域相対生育指標、および、前記絶対生育指標記憶部35に記憶された前記過去時刻での絶対生育指標のうちの前記第2の一部領域に当たる第2の一部領域絶対生育指標に基づいて、前記第2の一部領域相対生育指標を絶対化するための第2の校正値C2を求め、前記絶対生育指標演算部25は、前記相対生育指標演算部22で求めた前記対象時刻相対生育指標を、前記校正値演算部24で求めた前記第2の校正値C2で校正することで前記対象時刻での絶対生育指標を求めるものである。
In the calibration process of the second aspect, the relative growth
より具体的には、この第2態様の校正処理では、まず、処理S1では、互いに異なる複数の波長それぞれで衛星から地上を撮像対象として所定の対象時刻(図9に示す例では6月15日)に撮像した、前記複数の波長それぞれに対応した前記対象時刻での複数の衛星画像が取得され、処理S2では、相対生育指標演算部22によって、対象時刻相対生育指標(例えば対象時刻での相対NDVI値Vrel(i、j))が求められる。
More specifically, in the calibration process of the second aspect, first, in the process S1, a predetermined target time (June 15 in the example shown in FIG. 9) is set by imaging the ground from the satellite at each of a plurality of different wavelengths. ), A plurality of satellite images at the target time corresponding to each of the plurality of wavelengths are acquired, and in processing S2, the relative growth
なお、絶対生育指標記憶部35には、上述した動作によって過去時刻(図9に示す例では6月10日)での絶対生育指標(例えば過去時刻での絶対NDVI値Vabs(i、j))が記憶されているものとする。 The absolute growth index storage unit 35 stores the absolute growth index (for example, the absolute NDVI value Vabs (i, j) at the past time) at the past time (June 10 in the example shown in FIG. 9) by the above-described operation. Is stored.
そして、図4に示す処理S3では、図10に示す第2態様の校正処理が実行される。この第2態様の校正処理では、図10において、まず、ユーザ(オペレータ)によって、上記処理S1で取得した前記対象時刻での衛星画像における地上が写っている一部の領域である一部領域が、第2選定場所として選定され、この第2選定場所が、入力部4あるいはIF部1を介して植物生育指標測定装置Dに入力され、記憶部3の選定場所情報記憶部37に記憶される(S21)。例えば、植物生育指標測定装置Dでは、出力部5に前記対象時刻での衛星画像が表示され、第2選定場所としての一部領域の外周がカーソルで例えばポインティングデバイス等の入力部4の入力操作によってトレースされることで、あるいは、前記一部領域の4個の頂点がカーソルで入力部4の入力操作によって指定されることで、前記一部領域が植物生育指標測定装置Dに入力、記憶される。そして、制御処理部2は、校正値演算部24によって、処理S2で求めた対象時刻相対生育指標のうちの、処理S21で入力された第2選定場所に当たる第2の一部領域相対生育指標を抽出し、絶対生育指標記憶部35に記憶された過去時刻での絶対生育指標のうちの前記第2選定場所に当たる第2の一部領域絶対生育指標を抽出する。
And in process S3 shown in FIG. 4, the calibration process of the 2nd aspect shown in FIG. 10 is performed. In the calibration process of the second mode, in FIG. 10, first, a partial area that is a partial area in which the ground is reflected in the satellite image at the target time acquired in the above-described process S1 by the user (operator) is displayed. The second selected place is input to the plant growth index measuring device D via the input unit 4 or the IF unit 1 and stored in the selected place
そして、制御処理部2は、校正値演算部24によって、これら抽出した第2の一部領域相対生育指標および第2の一部領域絶対生育指標に基づいて第2の校正値C2を求め、この求めた第2の校正値C2を校正値記憶部36に記憶する(S22)。より具体的には、本実施形態では、第2の一部領域相対生育指標および第2の一部領域絶対生育指標それぞれは、複数の画素それぞれについて求められているので、第1態様の校正処理と同様に、校正値演算部24は、例えば、第2の一部領域相対生育指標の平均値B2を求め、一部領域絶対生育指標の平均値A2を求め、一部領域相対生育指標の平均値B2に対する一部領域絶対生育指標の平均値A2の割合を第2校正値C2として求める(C2=A2/B2)。
Then, the control processing unit 2 obtains the second calibration value C2 by the calibration
このような第2態様の校正処理によって第2の校正値C2が求められると、図4に示す処理S4で、前記対象時刻での複数の衛星画像に基づく相対生育指標が第2の校正値C2を用いて校正され、図4に示す処理S5で、この校正によって求められた前記対象時刻での複数の衛星画像に基づく絶対生育指標が出力される。 When the second calibration value C2 is obtained by the calibration process of the second aspect as described above, the relative growth index based on the plurality of satellite images at the target time becomes the second calibration value C2 in the process S4 shown in FIG. In step S5 shown in FIG. 4, absolute growth indices based on a plurality of satellite images at the target time determined by the calibration are output.
このような第2態様の校正処理では、上記植物生育指標測定装置D、植物生育指標測定方法および植物生育指標測定プログラムは、上記複数の航空機画像に代え、過去時刻での絶対生育指標を用いることで、上述の処理S3によって、第2の校正値C2を求めることができ、上述の処理S4によって、対象時刻での複数の衛星画像に基づく対象時刻相対生育指標を第2の校正値C2で校正できる。したがって、上記植物生育指標測定装置D、植物生育指標測定方法および植物生育指標測定プログラムは、上記複数の航空機画像を取得できない場合でも、前記対象時刻相対生育指標を第2の校正値C2に校正した前記対象時刻での絶対生育指標を求めることができる。 In such a calibration process of the second aspect, the plant growth index measurement device D, the plant growth index measurement method, and the plant growth index measurement program use absolute growth indices at past times instead of the plurality of aircraft images. Thus, the second calibration value C2 can be obtained by the above-described process S3, and the target time relative growth index based on a plurality of satellite images at the target time is calibrated by the second calibration value C2 by the above-described process S4. it can. Therefore, the plant growth index measurement device D, the plant growth index measurement method, and the plant growth index measurement program calibrate the target time relative growth index to the second calibration value C2 even when the plurality of aircraft images cannot be acquired. An absolute growth index at the target time can be obtained.
次に、第3態様の校正処理について説明する。図11は、図4に示す校正処理における第3態様の動作を説明するための図である。 Next, the calibration process of the third aspect will be described. FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of the third aspect in the calibration process shown in FIG.
上述の第1および第2態様の校正処理では、衛星画像に地上が写っている一部領域があったが、例えば天候が曇りや霧等のために、衛星画像に前記一部領域として使用可能な地上が写っていないことも有り得る。このため、第3態様の校正処理では、図10に示すように、処理S1で取得された前記複数の衛星画像を生成した対象時刻(図10に示す例では対象月日6月15日(6/15))よりも過去に求められた絶対生育指標(図10に示す例では10日前の過去月日6月5日(6/5))および月日と生育指標との対応関係を利用することで、前記過去に求められた絶対生育指標から前記対象時刻での絶対生育指標が推定され、求められる。 In the calibration processing of the first and second aspects described above, there was a partial area in which the ground was reflected in the satellite image, but it can be used as the partial area in the satellite image due to, for example, cloudy weather or fog. It is possible that the earth is not reflected. For this reason, in the calibration process of the third mode, as shown in FIG. 10, the target time (in the example shown in FIG. / 15)) using the absolute growth index obtained in the past (in the example shown in FIG. 10, the previous month and day 10 June (6/5)) and the correspondence between the month and day and the growth index Thus, the absolute growth index at the target time is estimated and obtained from the absolute growth index obtained in the past.
このような第3態様の校正処理では、記憶部3には、図1に破線で示すように、月日と生育指標との対応関係αを記憶する対応関係情報記憶部38が機能的に構成される。月日と生育指標との前記対応関係αは、測定対象の圃場で生育している植物に関する過去の実績データを統計処理等することによって適宜に作成され、入力部4を介して、あるいは、IF部1を介して、予め、対応関係情報記憶部38に記憶される。本実施形態では、月日とNDVI値との対応関係αが例えば関数式であるいはルックアップテーブル等で対応関係情報記憶部38に記憶される。NDVIは、周知の通り、窒素含有量と相関するので、図11には、一例として、過去データに基づく、月日と窒素含有量との対応関係αがグラフ(理想曲線)で示されている。
In such a calibration process of the third aspect, the storage unit 3 is functionally configured with a correspondence
そして、この第3態様の校正処理では、制御処理部2には、図1に破線で示すように、前記衛星画像取得部の一例としてのIF部1で取得した対象時刻での複数の衛星画像それぞれに地上が写っていない場合に、前記対象時刻、絶対生育指標記憶部35に記憶された過去時刻での絶対生育指標および対応関係情報記憶部38に記憶された前記対応関係αに基づいて、前記対象時刻での絶対生育指標を推定する絶対生育指標推定部26が機能的に構成される。
In the calibration process of the third aspect, the control processing unit 2 includes a plurality of satellite images at the target time acquired by the IF unit 1 as an example of the satellite image acquisition unit, as indicated by a broken line in FIG. When the ground is not reflected in each, based on the target time, the absolute growth index at the past time stored in the absolute growth index storage unit 35 and the correspondence α stored in the correspondence
より具体的には、この第3態様の校正処理では、まず、処理S1では、互いに異なる複数の波長それぞれで衛星から地上を撮像対象として所定の対象時刻(図11に示す例では6月15日)に撮像した、前記複数の波長それぞれに対応した前記対象時刻での複数の衛星画像が取得され、処理S2では、相対生育指標演算部22によって、対象時刻相対生育指標(例えば対象時刻での相対NDVI値Vrel(i、j))が求められる。
More specifically, in the calibration process of the third aspect, first, in process S1, a predetermined target time (June 15 in the example shown in FIG. 11) is set by imaging the ground from the satellite at each of a plurality of different wavelengths. ), A plurality of satellite images at the target time corresponding to each of the plurality of wavelengths are acquired, and in processing S2, the relative growth
なお、絶対生育指標記憶部35には、上述した動作によって過去時刻(図11に示す例では10日前の6月5日)での絶対生育指標(例えば過去時刻での絶対NDVI値Vabs(i、j))が記憶されているものとする。 The absolute growth index storage unit 35 stores the absolute growth index (for example, the absolute NDVI value Vabs (i, at the past time) in the past time) in the past time (in the example shown in FIG. j)) is stored.
そして、図4に示す処理S3および処理S4では、図11に示す第3態様の校正処理および絶対生育指標の演算が実行される。この第3態様の校正処理では、図11において、絶対生育指標推定部26は、処理S1で取得した前記対象時刻での複数の衛星画像それぞれに地上が写っているか否かをオペレータ(ユーザ)より入力部4を介して受け付け、処理S1で取得した前記対象時刻での複数の衛星画像それぞれに地上が写っていない場合には、処理S2で求めた対象時刻相対生育指標が不正確であるので、前記対象時刻、絶対生育指標記憶部35に記憶された前記過去時刻での絶対生育指標および対応関係情報記憶部38に記憶された前記対応関係αに基づいて、前記対象時刻での絶対生育指標を推定する。より具体的には、絶対生育指標推定部26は、図11において、過去時刻(この例では10日前の6月5日)での絶対生育指標Vpと対応関係αとのずれ量δを求め、この求めたずれ量δだけ対応関係αをずらす(シフトする)ことで推定対応関係βを求め、この推定対応関係βから対象時刻(この例では6月15日)での生育指標Veを求めることで前記対象時刻での絶対生育指標Vabsを推定する。本実施形態では、絶対生育指標推定部26は、このような処理を全画素それぞれについて実行する。なお、この場合において、ずれ量δおよび推定対応関係βは、全画素のうちの適宜に選択された1画素について求め、それを全画素それぞれに用いられて良く、また、全画素のうちの適宜に選択された複数の画素について求めて平均し、それを全画素それぞれに用いられて良く、全画素のうちの適宜に選択された1つの一部領域について求め、それを全画素それぞれに用いられて良く、全画素のうちの適宜に選択された複数の一部領域について求めて平均し、それを全画素それぞれに用いられて良い。
And in the process S3 and the process S4 shown in FIG. 4, the calibration process and the calculation of the absolute growth index of the third aspect shown in FIG. 11 are executed. In the calibration process of the third aspect, in FIG. 11, the absolute growth
そして、図4に示す処理S5で、このように求められた前記対象時刻での絶対生育指標が出力される。 In step S5 shown in FIG. 4, the absolute growth index at the target time thus obtained is output.
このような第3態様の校正処理では、上記植物生育指標測定装置D、植物生育指標測定方法および植物生育指標測定プログラムは、前記対応関係αおよび絶対生育指標推定部26によって、前記対象時刻での複数の衛星画像に地上が写っていない場合でも、前記対象時刻での絶対生育指標を求めることができる。
In the calibration process of the third aspect as described above, the plant growth index measuring device D, the plant growth index measurement method, and the plant growth index measurement program are executed by the correspondence relationship α and the absolute growth
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および/または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。 In order to express the present invention, the present invention has been properly and fully described through the embodiments with reference to the drawings. However, those skilled in the art can easily change and / or improve the above-described embodiments. It should be recognized that this is possible. Therefore, unless the modifications or improvements implemented by those skilled in the art are at a level that departs from the scope of the claims recited in the claims, the modifications or improvements are not covered by the claims. To be construed as inclusive.
D 植物生育指標測定装置
1 インターフェース部(IF部)
2 制御処理部
3 記憶部
4 入力部
5 出力部
22 相対生育指標演算部
23 一部領域絶対生育指標演算部
24 校正値演算部
25 絶対生育指標演算部
26 絶対生育指標推定部
31 衛星画像記憶部
32 航空機画像記憶部
33 環境光情報記憶部
34 相対生育指標記憶部
35 絶対生育指標記憶部
36 校正値記憶部
37 選定場所情報記憶部
38 対応関係情報記憶部
D Plant growth index measuring device 1 Interface section (IF section)
2 Control processing unit 3 Storage unit 4 Input unit 5
Claims (5)
前記衛星画像取得部で取得した前記衛星画像における地上が写っている一部の領域である一部領域を航空機から前記複数の波長それぞれで撮像した、前記複数の波長それぞれに対応した複数の航空機画像を取得する航空機画像取得部と、
前記一部領域を照らしている環境光における光量または入射率を取得する環境光取得部と、
前記衛星画像取得部で取得した前記複数の衛星画像に基づいて、植物における生育の度合いを相対的に表す相対生育指標を求める相対生育指標演算部と、
前記航空機画像取得部で取得した前記複数の航空機画像および前記環境光取得部で取得した前記光量または入射率に基づいて、植物における生育の度合いを絶対的に表す一部領域絶対生育指標を求める一部領域絶対生育指標演算部と、
前記相対生育指標演算部で求めた前記相対生育指標のうちの前記一部領域に当たる相対生育指標を一部領域相対生育指標として求め、前記求めた一部領域相対生育指標および前記一部領域絶対生育指標演算部で求めた一部領域絶対生育指標に基づいて、前記一部領域相対生育指標を絶対化するための校正値を求める校正値演算部と、
前記相対生育指標演算部で求めた前記相対生育指標を、前記校正値演算部で求めた前記校正値で校正することで絶対生育指標を求める絶対生育指標演算部とを備えること
を特徴とする植物生育指標測定装置。 A satellite image acquisition unit that acquires a plurality of satellite images corresponding to each of the plurality of wavelengths, the ground being imaged from a satellite at each of a plurality of different wavelengths,
A plurality of aircraft images corresponding to each of the plurality of wavelengths obtained by imaging a partial region, which is a partial region in which the ground is reflected in the satellite image acquired by the satellite image acquisition unit, from the aircraft at each of the plurality of wavelengths. An aircraft image acquisition unit for acquiring
An ambient light acquisition unit that acquires a light amount or an incidence rate in ambient light that illuminates the partial area;
Based on the plurality of satellite images acquired by the satellite image acquisition unit, a relative growth index calculation unit for obtaining a relative growth index relatively representing the degree of growth in the plant,
Based on the plurality of aircraft images acquired by the aircraft image acquisition unit and the light quantity or incidence rate acquired by the ambient light acquisition unit, a partial region absolute growth index that absolutely represents the degree of growth in a plant is obtained. A subregion absolute growth index calculator,
The relative growth index corresponding to the partial area of the relative growth index obtained by the relative growth index calculation unit is obtained as a partial area relative growth index, and the obtained partial area relative growth index and the partial area absolute growth are obtained. On the basis of the partial region absolute growth index obtained by the index calculation unit, a calibration value calculation unit for obtaining a calibration value for absoluteizing the partial region relative growth index,
An absolute growth index calculation unit for obtaining an absolute growth index by calibrating the relative growth index obtained by the relative growth index calculation unit with the calibration value obtained by the calibration value calculation unit. Growth index measuring device.
前記撮像対象における、前記対象時刻より過去である過去時刻に求められた過去時刻での絶対生育指標を記憶する絶対生育指標記憶部をさらに備え、
前記相対生育指標演算部は、前記衛星画像取得部で取得した前記対象時刻での複数の衛星画像に基づいて、前記相対生育指標を対象時刻相対生育指標として求め、
前記校正値演算部は、前記相対生育指標演算部で求めた対象時刻相対生育指標のうちの、前記対象時刻での複数の衛星画像それぞれにおける地上が写っている一部の領域である第2の一部領域に当たる第2の一部領域相対生育指標、および、前記絶対生育指標記憶部に記憶された前記過去時刻での絶対生育指標のうちの前記第2の一部領域に当たる第2の一部領域絶対生育指標に基づいて、前記第2の一部領域相対生育指標を絶対化するための第2の校正値を求め、
前記絶対生育指標演算部は、前記相対生育指標演算部で求めた前記対象時刻相対生育指標を、前記校正値演算部で求めた前記第2の校正値で校正することで前記対象時刻での絶対生育指標をさらに求めること
を特徴とする請求項1に記載の植物生育指標測定装置。 The satellite image acquisition unit acquires a plurality of satellite images at the target time corresponding to each of the plurality of wavelengths, captured at a predetermined target time from the satellite as an imaging target at each of the plurality of wavelengths,
In the imaging object, further comprising an absolute growth index storage unit that stores an absolute growth index at a past time obtained at a past time that is past the target time,
The relative growth index calculation unit obtains the relative growth index as a target time relative growth index based on a plurality of satellite images at the target time acquired by the satellite image acquisition unit,
The calibration value calculation unit is a part of the target time relative growth index obtained by the relative growth index calculation unit, which is a partial region in which the ground is reflected in each of the plurality of satellite images at the target time. The second partial area corresponding to the second partial area of the second partial area relative growth index corresponding to the partial area and the absolute growth index at the past time stored in the absolute growth index storage unit. Based on the region absolute growth index, a second calibration value for absoluteizing the second partial region relative growth index is obtained,
The absolute growth index calculation unit calculates the absolute value at the target time by calibrating the target time relative growth index obtained by the relative growth index calculation unit with the second calibration value obtained by the calibration value calculation unit. The plant growth index measuring device according to claim 1, further comprising obtaining a growth index.
前記撮像対象における、前記対象時刻より過去である過去時刻に求められた過去時刻での絶対生育指標を記憶する絶対生育指標記憶部と、
月日と生育指標との対応関係を記憶する対応関係情報記憶部と、
前記衛星画像取得部で取得した前記対象時刻での複数の衛星画像それぞれに地上が写っていない場合に、前記対象時刻、前記絶対生育指標記憶部に記憶された前記過去時刻での絶対生育指標および前記対応関係情報記憶部に記憶された前記対応関係に基づいて、前記対象時刻での絶対生育指標を推定する絶対生育指標推定部とをさらに備えること
を特徴とする請求項1または請求項2に記載の植物生育指標測定装置。 The satellite image acquisition unit acquires a plurality of satellite images at the target time corresponding to each of the plurality of wavelengths, captured at a predetermined target time from the satellite as an imaging target at each of the plurality of wavelengths,
An absolute growth index storage unit that stores an absolute growth index at a past time determined at a past time that is past the target time in the imaging target;
A correspondence information storage unit for storing the correspondence between the date and the growth index;
When the ground is not shown in each of the plurality of satellite images at the target time acquired by the satellite image acquisition unit, the target time, the absolute growth index at the past time stored in the absolute growth index storage unit, and 3. The absolute growth index estimation unit that estimates an absolute growth index at the target time based on the correspondence relationship stored in the correspondence relationship information storage unit. The plant growth parameter | index measuring apparatus of description.
前記衛星画像取得工程で取得した前記衛星画像における地上が写っている一部の領域である一部領域を航空機から前記複数の波長それぞれで撮像した、前記複数の波長それぞれに対応した複数の航空機画像を取得する航空機画像取得工程と、
前記一部領域を照らしている環境光における光量または入射率を取得する環境光取得工程と、
前記衛星画像取得工程で取得した前記複数の衛星画像に基づいて、植物における生育の度合いを相対的に表す相対生育指標を求める相対生育指標演算工程と、
前記航空機画像取得工程で取得した前記複数の航空機画像および前記環境光取得工程で取得した前記光量または入射率に基づいて、植物における生育の度合いを絶対的に表す一部領域絶対生育指標を求める一部領域絶対生育指標演算工程と、
前記相対生育指標演算工程で求めた前記相対生育指標のうちの前記一部領域に当たる相対生育指標を一部領域相対生育指標として求め、前記求めた一部領域相対生育指標および前記一部領域絶対生育指標演算工程で求めた一部領域絶対生育指標に基づいて、前記一部領域相対生育指標を絶対化するための校正値を求める校正値演算工程と、
前記相対生育指標演算工程で求めた前記相対生育指標を、前記校正値演算工程で求めた前記校正値で校正することで絶対生育指標を求める絶対生育指標演算工程とを備えること
を特徴とする植物生育指標測定方法。 A satellite image acquisition step of acquiring a plurality of satellite images corresponding to each of the plurality of wavelengths, wherein the ground is imaged from the satellite at each of a plurality of different wavelengths.
A plurality of aircraft images corresponding to each of the plurality of wavelengths obtained by imaging a partial region, which is a partial region in which the ground is reflected in the satellite image acquired in the satellite image acquisition step, from each of the plurality of wavelengths. Aircraft image acquisition process to acquire,
An ambient light acquisition step of acquiring a light amount or an incident rate in the ambient light illuminating the partial area;
Based on the plurality of satellite images acquired in the satellite image acquisition step, a relative growth index calculation step for obtaining a relative growth index relatively representing the degree of growth in the plant,
Based on the plurality of aircraft images acquired in the aircraft image acquisition step and the light quantity or incidence rate acquired in the ambient light acquisition step, a partial region absolute growth index that absolutely represents the degree of growth in a plant is obtained. Subregion absolute growth index calculation process,
The relative growth index corresponding to the partial area of the relative growth index calculated in the relative growth index calculation step is determined as a partial area relative growth index, and the partial area relative growth index and the partial area absolute growth determined. Based on the partial region absolute growth index obtained in the index calculation step, a calibration value calculation step for obtaining a calibration value for absoluteizing the partial region relative growth index;
An absolute growth index calculation step of obtaining an absolute growth index by calibrating the relative growth index determined in the relative growth index calculation step with the calibration value determined in the calibration value calculation step. Growth index measurement method.
互いに異なる複数の波長それぞれで衛星から地上を撮像対象として撮像した、前記複数の波長それぞれに対応した複数の衛星画像を取得する衛星画像取得工程と、
前記衛星画像取得工程で取得した前記衛星画像における地上が写っている一部の領域である一部領域を航空機から前記複数の波長それぞれで撮像した、前記複数の波長それぞれに対応した複数の航空機画像を取得する航空機画像取得工程と、
前記一部領域を照らしている環境光における光量または入射率を取得する環境光取得工程と、
前記衛星画像取得工程で取得した前記複数の衛星画像に基づいて、植物における生育の度合いを相対的に表す相対生育指標を求める相対生育指標演算工程と、
前記航空機画像取得工程で取得した前記複数の航空機画像および前記環境光取得工程で取得した前記光量または入射率に基づいて、植物における生育の度合いを絶対的に表す一部領域絶対生育指標を求める一部領域絶対生育指標演算工程と、
前記相対生育指標演算工程で求めた前記相対生育指標のうちの前記一部領域に当たる相対生育指標を一部領域相対生育指標として求め、前記求めた一部領域相対生育指標および前記一部領域絶対生育指標演算工程で求めた一部領域絶対生育指標に基づいて、前記一部領域相対生育指標を絶対化するための校正値を求める校正値演算工程と、
前記相対生育指標演算工程で求めた前記相対生育指標を、前記校正値演算工程で求めた前記校正値で校正することで絶対生育指標を求める絶対生育指標演算工程とを実行させるための、
植物生育指標測定プログラム。
On the computer,
A satellite image acquisition step of acquiring a plurality of satellite images corresponding to each of the plurality of wavelengths, wherein the ground is imaged from the satellite at each of a plurality of different wavelengths.
A plurality of aircraft images corresponding to each of the plurality of wavelengths obtained by imaging a partial region, which is a partial region in which the ground is reflected in the satellite image acquired in the satellite image acquisition step, from each of the plurality of wavelengths. Aircraft image acquisition process to acquire,
An ambient light acquisition step of acquiring a light amount or an incident rate in the ambient light illuminating the partial area;
Based on the plurality of satellite images acquired in the satellite image acquisition step, a relative growth index calculation step for obtaining a relative growth index relatively representing the degree of growth in the plant,
Based on the plurality of aircraft images acquired in the aircraft image acquisition step and the light quantity or incidence rate acquired in the ambient light acquisition step, a partial region absolute growth index that absolutely represents the degree of growth in a plant is obtained. Subregion absolute growth index calculation process,
The relative growth index corresponding to the partial area of the relative growth index calculated in the relative growth index calculation step is determined as a partial area relative growth index, and the partial area relative growth index and the partial area absolute growth determined. Based on the partial region absolute growth index obtained in the index calculation step, a calibration value calculation step for obtaining a calibration value for absoluteizing the partial region relative growth index;
The absolute growth index calculation step for obtaining the absolute growth index by calibrating the relative growth index determined in the relative growth index calculation step with the calibration value determined in the calibration value calculation step,
Plant growth index measurement program.
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