JP2021171057A - 農作物関連値導出装置および農作物関連値導出方法 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本実施形態に係る農作物関連値導出装置1の構成例を示すブロック図である。農作物関連値導出装置1は、稲作に関して、追肥(追肥についての詳細は後述)時に施す肥料の量(以下「追肥時施肥量」という)を導出し、追肥時施肥量を示す情報をユーザに提供する装置である。追肥時施肥量は、特許請求の範囲の「農作物関連値」に相当する。特に本実施形態に係る農作物関連値導出装置1は、複数の圃場(領域)を対象として、複数の圃場のそれぞれについて追肥時施肥量を導出する。ユーザは、追肥にあたって農作物関連値導出装置1により提供された追肥時施肥量を示す情報を参考にして、実際に施す肥料の量を適切に決定することができる。なお、本実施形態で「施肥量」という場合、特に説明がない限り、単位面積あたりの肥料の量を指す。
撮影時日射量の日射量レベルが低レベルの場合、補正部11は、対象圃場のそれぞれについて、低レベル時NDVI値変換式(特許請求の範囲の「第2計算式」に相当)を用いて、低レベル時NDVI値から補正NDVI値(特許請求の範囲の「補正値」に相当)を導出する。詳述すると、低レベル時NDVI値変換式は、低レベル時NDVI値を、日射量が中レベルのときに撮影が行われていたとしたときに導出される値(厳密には、導出される値にできるだけ近づけた値)に変換する式である。
撮影時日射量の日射量レベルが中レベルの場合、補正部11は、対象圃場のそれぞれについて、上空NDVI値(中レベル時NDVI値)をそのまま、補正NDVI値とする。なお、値の補正がなされないものについて「補正NDVI値」とするのは説明の便宜上のことである。
撮影時日射量の日射量レベルが高レベルの場合、補正部11は、対象圃場のそれぞれについて、高レベル時NDVI値変換式(特許請求の範囲の「第2計算式」に相当)を用いて、上空NDVI値に基づいて補正NDVI値を導出する。高レベル時NDVI値変換式は、高レベル時NDVI値を、日射量が中レベルのときに撮影が行われていたとした場合に導出される値(或いは導出される値に近い値)に変換する式である。高レベル時NDVI値変換式は、低レベル時NDVI値変換式と同様の方法で事前に導出される。
次に、第1実施形態の変形例について説明する。第1実施形態では、日射量レベルを、低、中、高の3つのレベルに分ける構成としたが、これは説明の簡単のためであり、日射量レベルを2つに分ける構成としてもよく、4つ以上のレベルに分ける構成としてもよい。この場合、何れか1つのレベル(「基準レベル」とする)を「所定日射量レベル」に相当させ、他の日射量レベルに対応する上空NDVI値を、基準レベルに対応する補正NDVI値に変換する必要がある。また、施肥量導出計算式は、基準レベルに対応するNDVIの指標値を入力したときに、適切な追肥時施肥量を導出する計算式とされる。
次に第2実施形態について説明する。図5は、本実施形態に係る農作物関連値導出装置1Aの機能構成例を示すブロック図である。図5で示すように、本実施形態に係る農作物関連値導出装置1Aは、機能構成として、第1実際値取得部10Aと第2実際値取得部20と補正部11Aと農作物関連値導出部12Aとを備えている。また、農作物関連値導出装置1Aは、記憶手段として、記憶部13Aを備えている。以下、農作物関連値導出装置1Aは、第1実施形態に係る農作物関連値導出装置1と同様、情報提供指示があった場合に、対象となる圃場毎の追肥時施肥量を導出し、追肥時施肥量を示す情報を提供する。以下、追肥時施肥量を決定する対象となる圃場が10個であるものとして、情報提供指示があった後の農作物関連値導出装置1Aの動作について説明する
次に、第2実施形態の変形例について説明する。上記第2実施形態では、撮影時のドローンの高度の影響を加味して追肥時の施肥量を導出する構成であったが、当然、ドローンの高度に加え、日射量を加味して施肥量を導出する構成でもよい。この場合、農作物関連値導出装置1Aは、以下の処理を実行する。
10、10A 第1実際値取得部
11、11A 補正部
12、12A 農作物関連値導出部
20 第2実際値取得部
Claims (21)
- 農作物栽培領域で栽培される農作物に関連する農作物関連値を導出する農作物関連値導出装置であって、
前記農作物栽培領域を構成する領域に対する遠隔からの観測により得られた第1指標の指標値の実際の値である第1実際値を取得する第1実際値取得部と、
前記第1実際値取得部により取得された第1実際値を、前記領域に対する遠隔からの観測が行われたときの状況に基づいて、所定の状況で観測が行われた場合の値となるように補正して補正値を導出する補正部と、
前記所定の状況で観測が行われた場合の第1指標の指標値を入力とし前記農作物関連値を出力とする第1計算式に前記補正部により導出された補正値を入力することによって、前記農作物関連値を導出する農作物関連値導出部と、
を備えることを特徴とする農作物関連値導出装置。 - 前記領域に対する遠隔からの観測が行われたときの状況は、対象となる領域、観測機器のスペック、観測の時期および時間帯、および、観測の位置が同じ場合に、観測される第1指標の指標値に変化を与える自然環境の要素の状況であり、
前記補正部は、前記領域に対する遠隔からの観測が行われたときの当該自然環境の要素の状況に基づいて、第1実際値を、自然環境の要素の状況が所定の状況であるときに観測が行われた場合の値となるように補正して補正値を導出し、
前記農作物関連値導出部は、自然環境の要素の状況が前記所定の状況であるときに観測が行われた場合の第1指標の指標値を入力として前記農作物関連値を出力とする前記第1計算式に、前記補正部により導出された補正値を入力することによって、前記農作物関連値を導出することを特徴とする請求項1に記載の農作物関連値導出装置。 - 前記補正部は、前記第1実際値取得部により取得された第1実際値を、前記領域に対する遠隔からの観測が行われたときの日光の状況に基づいて、日光の状況が所定の日光の状況で観測が行われた場合の値となるように補正して補正値を導出し、
前記農作物関連値導出部は、前記所定の日光の状況で観測が行われた場合の第1指標の指標値を入力とし前記農作物関連値を出力とする前記第1計算式に前記補正部により導出された補正値を入力することによって、前記農作物関連値を導出する
ことを特徴とする請求項2に記載の農作物関連値導出装置。 - なり得る日光の状況ごとに、各日光の状況で観測が行われた場合の第1指標の指標値を、前記所定の日光の状況で観測が行われた場合の第1指標の指標値に変換する第2計算式が事前に導出され、
前記補正部は、前記第2計算式を用いて補正値を導出する
ことを特徴とする請求項3に記載の農作物関連値導出装置。 - 日光の状況は、全天日射量、散乱光量或いはその割合、直達光量或いはその割合、または、太陽高度の何れか1つまたは2つ以上の組み合わせであることを特徴とする請求項3または4に記載の農作物関連値導出装置。
- 前記補正部は、前記第1実際値取得部により取得された第1実際値を、前記領域に対する遠隔からの観測が行われたときの時間的な状況に基づいて、時間的な状況が所定の時間的な状況で観測が行われた場合の値となるように補正して補正値を導出し、
前記農作物関連値導出部は、前記所定の時間的な状況で観測が行われた場合の第1指標の指標値を入力とし前記農作物関連値を出力とする前記第1計算式に前記補正部により導出された補正値を入力することによって、前記農作物関連値を導出する
ことを特徴とする請求項1に記載の農作物関連値導出装置。 - なり得る時間的な状況ごとに、各時間的な状況で観測が行われた場合の第1指標の指標値を、前記所定の時間的な状況で観測が行われた場合の第1指標の指標値に変換する第2計算式が事前に導出され、
前記補正部は、前記第2計算式を用いて補正値を導出する
ことを特徴とする請求項6に記載の農作物関連値導出装置。 - 時間的な状況は、観測が行われた時期、または、観測が行われた時間帯であることを特徴とする請求項6または7に記載の農作物関連値導出装置。
- 前記補正部は、前記第1実際値取得部により取得された第1実際値を、前記領域に対する遠隔からの観測が行われたときの場所的な状況に基づいて、場所的な状況が所定の場所的な状況で観測が行われた場合の値となるように補正して補正値を導出し、
前記農作物関連値導出部は、前記所定の場所的な状況で観測が行われた場合の第1指標の指標値を入力とし前記農作物関連値を出力とする前記第1計算式に前記補正部により導出された補正値を入力することによって、前記農作物関連値を導出する
ことを特徴とする請求項1に記載の農作物関連値導出装置。 - なり得る場所的な状況ごとに、各場所的な状況で観測が行われた場合の第1指標の指標値を、前記所定の場所的な状況で観測が行われた場合の第1指標の指標値に変換する第2計算式が事前に導出され、
前記補正部は、前記第2計算式を用いて補正値を導出する
ことを特徴とする請求項6に記載の農作物関連値導出装置。 - 場所的な状況は、緯度であることを特徴とする請求項9または10に記載の農作物関連値導出装置。
- 第1実際値は、高度を変更可能な飛行物からの観測により得られた値であり、
前記補正部は、前記第1実際値取得部により取得された第1実際値を、観測が行われたときの前記飛行物の高度に基づいて、所定高度で観測が行われた場合の値となるように補正して補正値を導出し、
前記農作物関連値導出部は、前記所定高度で観測が行われた場合の第1指標の指標値を入力とし前記農作物関連値を出力とする前記第1計算式に前記補正部により導出された補正値を入力することによって、前記農作物関連値を導出する
ことを特徴とする請求項1に記載の農作物関連値導出装置。 - 前記第1実際値取得部は、N(ただし、N≧2)個の前記領域のそれぞれについて、N個の前記領域に対して行われた、前記所定高度よりも高い第1高度からの観測により得られた第1実際値を取得し、
N個の前記領域のうち、M(ただし、M<N)個の前記領域のそれぞれについて、M個の前記領域に対して個別に行われた前記所定高度からの観測により得られた第1指標の指標値の実際の値である第2実際値を取得する第2実際値取得部を更に備え、
前記補正部は、N個の前記領域のうち、第2実際値が取得されていない一の前記領域の前記農作物関連値を導出する際、前記第1実際値取得部により取得された当該一の前記領域についての第1実際値を、M個の領域についての前記第1実際値と前記第2実際値との関係に基づいて前記所定高度で観測が行われた場合の値となるように補正して補正値を導出し、導出した補正値から前記第1計算式により前記農作物関連値を導出する
ことを特徴とする請求項12に記載の農作物関連値導出装置。 - 前記補正部は、
M個の前記領域のそれぞれについて前記第1実際値取得部により取得された第1実際値と、M個の前記領域のそれぞれについて前記第2実際値取得部により取得された第2実際値との相関関係を分析し、分析結果に基づいて、前記第1高度からの観測により得られた第1指標の指標値を前記所定高度から観測した場合に得られる値に変換する第3計算式を生成し、
N個の前記領域のうち、第2実際値が取得されていない一の前記領域についての補正値を導出する際、前記第3計算式に当該一の前記領域についての第1実際値を入力し、出力された値を補正値とする
ことを特徴とする請求項13に記載の農作物関連値導出装置。 - 前記補正部は、前記第1実際値取得部により取得された第1実際値を、観測が行われたときの日光の状況、時間的な状況、場所的な状況および前記飛行物の高度の2つ以上の組み合わせに基づいて、所定の日光の状況、所定の時間的な状況、所定の場所的な状況および所定高度のうち、観測が行われたときの状況についての組み合わせに対応する2つ以上の組み合わせで観測が行われた場合の値となるように補正して補正値を導出し、
前記農作物関連値導出部は、所定の日光の状況、所定の時間的な状況、所定の場所的な状況および所定高度の2つ以上の組み合わせのときに観測が行われた場合の第1指標の指標値を入力とし前記農作物関連値を出力とする前記第1計算式に前記補正部により導出された補正値を入力することによって、前記農作物関連値を導出することを特徴とする請求項12から14の何れか1項に記載の農作物関連値導出装置。 - 前記農作物関連値は、追肥時の施肥量であり、
前記農作物関連値導出部は、蓄積された過去の実際の追肥時の施肥量および追肥時において前記所定の状況で観測が行われたときの第1指標の指標値の組み合わせと、農作物の状態との関係について、農作物の状態を目的変数とし、追肥時の施肥量および第1指標の指標値を説明変数とする重回帰分析を行って求められた重回帰式に基づく計算式を前記第1計算式として利用して追肥時の施肥量を導出することを特徴とする請求項1から15の何れか1項に記載の農作物関連値導出装置。 - 前記農作物関連値導出部は、前記農作物関連値として、所定のタイミングにおいて供給する肥料、堆肥、土壌改良資材、植物生育調整剤或いは薬剤の量、収穫物の収量、農作物の現在或いは将来の品質、農作物が所定の状態となると予測される時期、農作物についての被害の状況、および、農作物に影響を与える環境の状態の何れか1つを少なくとも導出する
ことを特徴とする請求項1から15の何れか1項に記載の農作物関連値導出装置。 - 第1指標の指標値は、飛行物を用いた上空からのセンシングにより得られる所定指標の値であることを特徴とする請求項1から11の何れか1項に記載の農作物関連値導出装置。
- 第1指標の指標値は、飛行物を用いた上空からのセンシングにより得られるNDVIの値であることを特徴とする請求項18に記載の農作物関連値導出装置。
- 第1指標の指標値は、衛星からの観測による衛星データに基づいて導出された値、或いは、飛行物を用いた上空からのセンシングにより得られるデータと前記衛星データとを少なくとも利用して導出された値であることを特徴とする請求項1から11の何れか1項に記載の農作物関連値導出装置。
- 農作物栽培領域を構成する領域に対する遠隔からの観測により得られた第1指標の指標値の実際の値である第1実際値を取得するステップと、
取得した第1実際値を、前記領域に対する遠隔からの観測が行われたときの状況に基づいて、所定の状況で観測が行われた場合の値となるように補正して補正値を導出するステップと、
前記所定の状況で観測が行われた場合の第1指標の指標値を入力とし、前記農作物栽培領域で栽培される農作物に関連する農作物関連値を出力とする第1計算式に、導出した補正値を入力することによって、前記農作物関連値を導出するステップと、
を含むことを特徴とする農作物関連値導出方法。
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