JP2024048329A - Paddy field methane reduction support device, paddy field methane reduction support system - Google Patents

Paddy field methane reduction support device, paddy field methane reduction support system Download PDF

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JP2024048329A JP2023037689A JP2023037689A JP2024048329A JP 2024048329 A JP2024048329 A JP 2024048329A JP 2023037689 A JP2023037689 A JP 2023037689A JP 2023037689 A JP2023037689 A JP 2023037689A JP 2024048329 A JP2024048329 A JP 2024048329A
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知世 安達
敏晴 楠本
直人 谷
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Abstract

【課題】水田のメタンの排出量を削減するための水管理の状態及び期間を客観的に検出する。【解決手段】水田メタン削減支援装置は、水田に関する水田情報、前記水田で作物を栽培するための農作業に関する作業情報、及び観測装置により観測された前記水田を含む地域の観測画像のデータを取得する取得部と、前記水田情報と前記作業情報と前記観測画像のデータとに基づいて、前記作物の栽培中に前記水田から排出されるメタンを削減するための前記水田の水管理の状態と当該状態が継続した期間とを特定して、当該水管理の状態及び期間を示す特定水管理情報を生成する制御部と、前記特定水管理情報を記憶する記憶部と、を備える。【選択図】図1[Problem] To objectively detect the state and period of water management for reducing methane emissions from paddy fields. [Solution] A paddy field methane reduction support device includes an acquisition unit that acquires paddy field information about paddy fields, work information about agricultural work for cultivating crops in the paddy fields, and observation image data of the area including the paddy fields observed by an observation device, a control unit that identifies the state of water management of the paddy field for reducing methane emitted from the paddy field during the cultivation of the crop and the period during which the state continued based on the paddy field information, the work information, and the observation image data, and generates specific water management information indicating the state and period of the water management, and a storage unit that stores the specific water management information. [Selected Figure] Figure 1

Description

本発明は、水田から排出されるメタンの削減を支援する水田メタン削減支援装置及びメタン削減支援システムに関する。 The present invention relates to a paddy field methane reduction support device and a methane reduction support system that support the reduction of methane emitted from paddy fields.

地球温暖化の一因となっている温室効果ガスには、メタンが含まれている。メタンは、水稲などの作物を栽培する水田から排出されることが知られている。例えば非特許文献1及び非特許文献2に開示されているように、水田からのメタンの排出を削減するには、水田の水管理及び有機物施用などの農作業を変更することが有効である。また、非特許文献2などには、稲作水田からのメタンの排出量を算出するモデル(DNDC-Riceモデル)と算出式などが記載されている。 Methane is one of the greenhouse gases that contribute to global warming. It is known that methane is emitted from paddy fields where crops such as rice are cultivated. For example, as disclosed in Non-Patent Documents 1 and 2, changing agricultural practices such as water management and organic application in paddy fields is effective in reducing methane emissions from paddy fields. In addition, Non-Patent Document 2 and other documents disclose a model (DNDC-Rice model) and calculation formulas for calculating methane emissions from rice paddies.

一方、人工衛星又は航空機などに搭載された観測装置により地上を観測したリモートセンシングデータに基づいて、地域レベルで水稲が作付けされた圃場を把握する技術が開発されている。例えば特許文献1及び非特許文献3に開示されているように、合成開口レーダを用いて圃場を含む地域を観測した場合、合成開口レーダから照射されたマイクロ波が湛水状態の圃場の水面で反射すると、後方散乱波の強度(後方散乱係数)が低くなり、マイクロ波が地表面又は生長した水稲の葉で反射すると、後方散乱波の強度が高くなる。特許文献1及び非特許文献3に開示された技術では、当該特性に着目し、演算処理装置などが、田植え期と圃場準備期と水稲成長期に合成開口レーダによりそれぞれ観測された複数の観測画像の画素値が表す後方散乱強度に基づいて、水稲圃場を特定する。 On the other hand, a technology has been developed to identify rice-planted fields at a regional level based on remote sensing data obtained by observing the ground using observation equipment mounted on artificial satellites or aircraft. For example, as disclosed in Patent Document 1 and Non-Patent Document 3, when observing an area including fields using a synthetic aperture radar, if microwaves emitted from the synthetic aperture radar are reflected by the water surface of a flooded field, the intensity of the backscattered waves (backscattering coefficient) decreases, and if the microwaves are reflected by the ground surface or the leaves of grown rice plants, the intensity of the backscattered waves increases. The technology disclosed in Patent Document 1 and Non-Patent Document 3 focuses on this characteristic, and a calculation processing device or the like identifies rice fields based on the backscattering intensity represented by the pixel values of multiple observation images observed by the synthetic aperture radar during the rice planting period, the field preparation period, and the rice growth period.

平成24年8月(独)農業環境技術研究所、「水田メタン発生抑制のための新たな水管理技術マニュアル」(改訂版)、[ON LINE][令和4年4月28日検索]インターネット(URL:https://www.naro.affrc.go.jp//archive/niaes/techdoc/methane_manual.pdf)August 2012, National Institute for Agro-Environmental Sciences, "New Water Management Technology Manual for Suppressing Methane Emissions from Paddy Fields" (revised edition), [ON LINE] [Retrieved April 28, 2022] Internet (URL: https://www.naro.affrc.go.jp//archive/niaes/techdoc/methane_manual.pdf) 環境省ホームページ、温室効果ガス排出・吸収量等の算定と報告、3.C稲作、「3.C.1 灌漑田(Rice Cultivation - Irrigated Intermittently Flooded)(CH4)」、[ON LINE][令和4年4月28日検索]インターネット(URL:https://www.env.go.jp/earth/ondanka/ghg-mrv/methodology/material/methodology_3C1.pdf)Ministry of the Environment website, Calculation and reporting of greenhouse gas emissions and absorption, 3.C rice cultivation, "3.C.1 Rice Cultivation - Irrigated Intermittently Flooded (CH4)", [ON LINE] [Retrieved April 28, 2022] Internet (URL: https://www.env.go.jp/earth/ondanka/ghg-mrv/methodology/material/methodology_3C1.pdf) 石塚直樹、「マイクロ波衛星画像と地理情報システムを利用して水稲作付け地を高い精度で推定する」、独立行政法人農業環境技術研究所平成18年度革新的農業技術習得研修テキスト、[ON LINE][平成21年11月18日検索]インターネット(URL:http://www.niaes.affrc.go.jp/techdoc/inovlec2006/4_ishitsuka.pdf)Naoki Ishizuka, "Highly accurate estimation of rice planting areas using microwave satellite images and geographic information systems," National Institute for Agro-Environmental Sciences, 2006 Innovative Agricultural Technology Training Textbook, [ON LINE] [Retrieved November 18, 2009] Internet (URL: http://www.niaes.affrc.go.jp/techdoc/inovlec2006/4_ishitsuka.pdf)

特許第4810604号公報Patent No. 4810604

例えば、メタンの排出量を削減するために行われた水田の水管理の状態と当該状態が継続した期間を、農業者の申告又は作業日誌の記録から検出する場合、当該記録の客観性と証拠性が不十分で、間違っていたり改ざんされたりするおそれがある。 For example, when determining the state of water management in rice paddies carried out to reduce methane emissions and the period during which such state continued from farmers' declarations or records in their work diaries, there is a risk that such records will not be objective enough or be evidential enough to be incorrect or falsified.

本発明は上記問題点に鑑み、水田のメタンの排出量を削減するための水管理の状態及び
期間を客観的に検出することを目的とする。
In view of the above problems, an object of the present invention is to objectively detect the state and period of water management for reducing methane emissions from paddy fields.

上記技術的課題を解決するための本発明の技術的手段は、以下に示す点を特徴とする。 The technical means of the present invention to solve the above technical problems are characterized as follows:

本発明の一態様に係る水田メタン削減支援装置は、水田に関する水田情報、前記水田で作物を栽培するための農作業に関する作業情報、及び観測装置により観測された前記水田を含む地域の観測画像のデータを取得する取得部と、前記水田情報と前記作業情報と前記観測画像のデータとに基づいて、前記作物の栽培中に前記水田から排出されるメタンを削減するための前記水田の水管理の状態と当該状態が継続した期間とを特定して、当該水管理の状態及び期間を示す特定水管理情報を生成する制御部と、前記特定水管理情報を記憶する記憶部と、を備えている。 The paddy field methane reduction support device according to one embodiment of the present invention includes an acquisition unit that acquires paddy field information about paddy fields, work information about agricultural work for cultivating crops in the paddy fields, and observation image data of an area including the paddy fields observed by an observation device; a control unit that identifies the state of water management of the paddy field and the period during which the state continued based on the paddy field information, the work information, and the observation image data to reduce methane emitted from the paddy field during the cultivation of the crop, and generates specific water management information indicating the state and period of the water management; and a storage unit that stores the specific water management information.

本発明の一態様では、前記作業情報には、予め入力された前記水田の前記水管理の状態及び期間を示す入力水管理情報が含まれ、前記制御部は、前記入力水管理情報に基づいて複数の前記観測画像のデータを前記取得部により取得し、前記複数の観測画像のデータに基づいて前記入力水管理情報で示される前記水管理の状態及び期間を検証して、当該検証結果を示す検証情報を前記記憶部に記憶させ、前記入力水管理情報で示される前記水管理の状態及び期間が正当である場合に、前記入力水管理情報を前記特定水管理情報として前記記憶部に記憶させてもよい。 In one aspect of the present invention, the work information includes input water management information indicating the state and period of the water management of the paddy field that has been input in advance, and the control unit acquires data of a plurality of the observation images based on the input water management information using the acquisition unit, verifies the state and period of the water management indicated in the input water management information based on the data of the plurality of observation images, stores verification information indicating the verification results in the storage unit, and, if the state and period of the water management indicated in the input water management information are valid, stores the input water management information in the storage unit as the specific water management information.

また、本発明の一態様では、前記制御部は、前記入力水管理情報で示される前記水管理の期間に前記観測装置により観測された前記観測画像のデータを取得してもよい。 In one aspect of the present invention, the control unit may acquire data of the observation image observed by the observation device during the water management period indicated by the input water management information.

また、本発明の一態様では、前記制御部は、前記複数の観測画像のデータから前記水管理の状態を判断して、当該判断した前記水管理の状態と、前記入力水管理情報で示される前記水管理の状態とが対応している場合、前記入力水管理情報が正当であることを示す情報を前記検証情報に含め、且つ前記入力水管理情報を前記特定水管理情報として前記記憶部に記憶させてもよい。 In one aspect of the present invention, the control unit may determine the water management state from the data of the multiple observation images, and if the determined water management state corresponds to the water management state indicated by the input water management information, may include information indicating that the input water management information is valid in the verification information, and may store the input water management information in the storage unit as the specific water management information.

また、本発明の一態様では、前記制御部は、前記水田に対応する農業者に関する農業者情報を前記取得部により取得し、前記複数の観測画像のデータから前記水管理の状態を判断して、当該判断した前記水管理の状態と、前記入力水管理情報で示される前記水管理の状態とが対応していなかった場合、前記検証情報を前記農業者情報に基づいて前記農業者に通知してもよい。 In one aspect of the present invention, the control unit may acquire farmer information related to the farmer corresponding to the paddy field by the acquisition unit, determine the state of water management from the data of the plurality of observation images, and if the determined water management state does not correspond to the water management state indicated by the input water management information, notify the farmer of the verification information based on the farmer information.

また、本発明の一態様では、前記制御部は、前記水田情報と前記作業情報とに基づいて、所定の期間に前記観測装置により観測された複数の前記観測画像のデータを前記取得部により取得し、前記複数の観測画像のデータから前記水田の前記水管理の状態及び期間を特定してもよい。 In one aspect of the present invention, the control unit may acquire data of a plurality of observation images observed by the observation device during a predetermined period based on the paddy field information and the work information, using the acquisition unit, and identify the state and period of the water management of the paddy field from the data of the plurality of observation images.

また、本発明の一態様では、前記制御部は、前記水田情報と前記作業情報とに基づいて、前記水田に作付けされた前記作物の分げつ期から幼穂形成期までの期間を判断し、当該判断した期間に前記観測装置により観測された複数の前記観測画像のデータを前記取得部により取得してもよい。 In one aspect of the present invention, the control unit may determine the period from the tillering stage to the panicle formation stage of the crop planted in the paddy field based on the paddy field information and the work information, and may acquire data of the multiple observation images observed by the observation device during the determined period using the acquisition unit.

また、本発明の一態様では、前記制御部は、飛翔体又は飛行体に搭載された前記観測装置が有する合成開口レーダにより観測された複数の前記観測画像のデータを前記取得部により取得し、前記複数の観測画像のそれぞれから前記水田を示す1つ以上の画素を抽出して、当該画素の画素値に対応付けられた後方散乱係数を検出し、前記検出した後方散乱係
数に基づいて前記水田の前記水管理の状態及び期間を特定してもよい。
In addition, in one aspect of the present invention, the control unit may acquire data of a plurality of observation images observed by a synthetic aperture radar possessed by the observation device mounted on an airborne vehicle or an aircraft, using the acquisition unit, extract one or more pixels indicating the paddy field from each of the plurality of observation images, detect a backscattering coefficient associated with the pixel value of the pixel, and identify the state and period of the water management of the paddy field based on the detected backscattering coefficient.

また、本発明の一態様では、前記記憶部には、予め設定された1つ以上の閾値が記憶されており、前記制御部は、前記複数の観測画像のデータにより検出した後方散乱係数と前記閾値とを比較した結果に基づいて、前記水田が中干状態であるか否かと、前記水田が湛水状態であるか否かのうちの、少なくともいずれかを判断してもよい。 In one aspect of the present invention, the storage unit stores one or more preset thresholds, and the control unit may determine at least one of whether the paddy field is in a semi-dried state or whether the paddy field is in a flooded state based on a result of comparing the backscattering coefficient detected from the data of the multiple observation images with the thresholds.

また、本発明の一態様では、前記制御部は、前記取得部により取得した前記水田の実際の水位を示す情報から、前記水田の実際の水位の時系列変化を示す水位変化情報を特定し、前記取得部により取得した複数の前記観測画像のデータから前記水田に対応する後方散乱係数をそれぞれ検出し、前記水位変化情報で示される前記水田の実際の水位と、前記水田に対応する後方散乱係数との相関関係を検出し、前記水田に対応する後方散乱係数と前記相関関係とから前記閾値を設定して前記記憶部に記憶させてもよい。 In one aspect of the present invention, the control unit may identify water level change information indicating time series changes in the actual water level of the paddy field from information indicating the actual water level of the paddy field acquired by the acquisition unit, detect backscattering coefficients corresponding to the paddy field from data of the multiple observation images acquired by the acquisition unit, detect a correlation between the actual water level of the paddy field indicated by the water level change information and the backscattering coefficient corresponding to the paddy field, and set the threshold value based on the correlation and the backscattering coefficient corresponding to the paddy field, and store the threshold value in the memory unit.

また、本発明の一態様では、前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記閾値を、他の水田の中干状態及び湛水状態の少なくともいずれかを判断するために適用してもよい。 In one aspect of the present invention, the control unit may apply the threshold value stored in the memory unit to determine at least one of the drained and flooded states of other rice paddies.

また、本発明の一態様では、前記記憶部には、前記水田からのメタン排出量を算出するためのモデルデータが記憶されており、前記制御部は、前記水田情報、前記作業情報、前記特定水管理情報、及び前記モデルデータに基づいて、前記水田の所定の基本メタン排出量から削減されたメタン削減量を算出して、当該メタン削減量を前記記憶部に記憶させてもよい。 In one aspect of the present invention, the storage unit stores model data for calculating the amount of methane emissions from the paddy field, and the control unit may calculate an amount of methane reduction that is reduced from a predetermined basic methane emission amount from the paddy field based on the paddy field information, the work information, the specific water management information, and the model data, and store the amount of methane reduction in the storage unit.

また、本発明の一態様では、前記制御部は、前記水田情報と前記作業情報と前記モデルデータとに基づいて、前記水田のメタン排出量を算出する算出式を設定し、前記水田の従来の前記水管理の状態及び期間を示す従来水管理情報を前記取得部により取得し、前記従来水管理情報と前記算出式とに基づいて、前記水田の前記基本メタン排出量を算出し、前記水田の前記特定水管理情報と前記算出式とに基づいて、前記水田のメタン排出量を算出し、前記水田の前記基本メタン排出量から前記メタン排出量を減算して、前記水田のメタン削減量を算出してもよい。 In one aspect of the present invention, the control unit may set a calculation formula for calculating the methane emission amount of the paddy field based on the paddy field information, the work information, and the model data, acquire conventional water management information indicating the state and period of the conventional water management of the paddy field by the acquisition unit, calculate the basic methane emission amount of the paddy field based on the conventional water management information and the calculation formula, calculate the methane emission amount of the paddy field based on the specific water management information of the paddy field and the calculation formula, and calculate the methane reduction amount of the paddy field by subtracting the methane emission amount from the basic methane emission of the paddy field.

また、本発明の一態様では、前記取得部は、通信インタフェイスから構成され、前記制御部は、前記水田に対応する農業者に関する農業者情報を前記通信インタフェイスにより取得し、前記水田の前記メタン削減量と前記農業者情報とを含む報告情報を前記通信インタフェイスによりクレジット管理装置に送信し、前記メタン削減量に応じて前記クレジット管理装置から発行された電子的なクレジットを示すクレジット情報を前記通信インタフェイスにより取得し、前記農業者情報に基づいて前記クレジット情報を前記農業者に通知してもよい。また、前記制御部は、前記検証情報も前記報告情報に含めて、前記取得部によりクレジット管理装置に送信してもよい。 In one aspect of the present invention, the acquisition unit may be configured with a communication interface, and the control unit may acquire farmer information related to the farmer corresponding to the paddy field through the communication interface, transmit report information including the methane reduction amount of the paddy field and the farmer information to a credit management device through the communication interface, acquire credit information indicating an electronic credit issued by the credit management device according to the methane reduction amount through the communication interface, and notify the farmer of the credit information based on the farmer information. The control unit may also include the verification information in the report information and transmit it to the credit management device through the acquisition unit.

本発明の一態様に係る水田メタン削減支援システムは、作物を栽培する水田からのメタンの排出量の削減を支援する前記水田メタン削減支援装置と、前記水田と前記水田で行う農業に関する情報を格納したデータベースが構築された農業管理装置と、を含み、前記水田メタン削減支援装置は、前記農業管理装置及び前記水田に対応する農業者が利用する農業者端末装置のうちの少なくともいずれかから、前記水田に関する水田情報及び前記水田で前記作物を栽培するための農作業に関する作業情報を取得し、且つ地上を観測する観測装置の観測データを記憶する観測管理装置から、前記観測装置により観測された前記水田を含む地域の観測画像のデータを取得する前記取得部と、前記水田情報と前記作業情報と前記観測画像のデータとに基づいて、前記作物の栽培中に前記水田から排出されるメタンを削減するための前記水田の水管理の状態と当該状態が継続した期間とを特定して、当該
水管理の状態及び期間を示す特定水管理情報を生成する前記制御部と、前記特定水管理情報を記憶する前記記憶部と、を備えている。
1. A paddy field methane reduction support system according to one embodiment of the present invention includes a paddy field methane reduction support device that supports the reduction of methane emissions from paddy fields in which crops are grown, and an agricultural management device in which a database is constructed storing information on the paddy fields and the agriculture carried out in the paddy fields. The paddy field methane reduction support device is equipped with an acquisition unit that acquires paddy field information on the paddy field and work information on agricultural work for cultivating the crop in the paddy field from at least one of the agricultural management device and a farmer terminal device used by a farmer corresponding to the paddy field, and acquires observation image data of an area including the paddy field observed by an observation device that observes the ground, based on the paddy field information, the work information, and the observation image data, and identifies the state of water management of the paddy field and the period during which the state continued in order to reduce methane emitted from the paddy field during the cultivation of the crop, and generates specific water management information indicating the state and period of the water management, and a memory unit that stores the specific water management information.

本発明の一態様では、前記水田メタン削減支援システムにおいて、前記制御部は、前記作業情報に含まれる前記入力水管理情報に基づいて、複数の前記観測画像のデータを前記観測管理装置から前記取得部により取得してもよい。 In one aspect of the present invention, in the paddy field methane reduction support system, the control unit may acquire data of the plurality of observation images from the observation management device using the acquisition unit based on the input water management information included in the work information.

また、本発明の一態様では、前記水田メタン削減支援システムにおいて、前記制御部は、前記水田情報と前記作業情報とに基づいて、所定の期間に前記観測装置により観測された複数の前記観測画像のデータを前記観測管理装置から前記取得部により取得してもよい。 In one aspect of the present invention, in the paddy field methane reduction support system, the control unit may acquire data of a plurality of observation images observed by the observation device during a predetermined period from the observation management device using the acquisition unit based on the paddy field information and the work information.

また、本発明の一態様では、前記水田メタン削減支援システムにおいて、前記記憶部には、前記水田からのメタン排出量を算出するためのモデルデータが記憶されており、前記取得部は、通信インタフェイスから構成され、前記制御部は、前記水田情報、前記作業情報、前記特定水管理情報、及び前記モデルデータに基づいて、前記水田の所定の基本メタン排出量から削減されたメタン削減量を算出して、当該メタン削減量を前記記憶部に記憶させてもよい。 In one aspect of the present invention, in the paddy field methane reduction support system, the memory unit stores model data for calculating methane emissions from the paddy field, the acquisition unit is configured with a communication interface, and the control unit calculates an amount of methane reduction that is reduced from a predetermined basic methane emission amount of the paddy field based on the paddy field information, the work information, the specific water management information, and the model data, and stores the amount of methane reduction in the memory unit.

また、本発明の一態様では、前記水田メタン削減支援システムにおいて、前記制御部は、前記農業者情報を前記農業管理装置及び前記農業者端末装置のうちの少なくともいずれかから前記通信インタフェイスにより取得し、前記水田の前記メタン削減量と前記農業者情報とを含む報告情報を、前記通信インタフェイスによりクレジット管理装置に送信し、前記メタン削減量に応じて前記クレジット管理装置から発行された電子的なクレジットを示すクレジット情報を前記通信インタフェイスにより取得し、前記農業者情報に基づいて前記クレジット情報を前記通信インタフェイスにより前記農業者端末装置に通知してもよい。また、前記制御部は、前記検証情報も前記報告情報に含めて、前記通信インタフェイスによりクレジット管理装置に送信してもよい。 In one aspect of the present invention, in the paddy field methane reduction support system, the control unit may acquire the farmer information from at least one of the agricultural management device and the farmer terminal device via the communication interface, transmit report information including the methane reduction amount of the paddy field and the farmer information to a credit management device via the communication interface, acquire credit information indicating an electronic credit issued by the credit management device according to the methane reduction amount via the communication interface, and notify the farmer terminal device of the credit information based on the farmer information via the communication interface. The control unit may also include the verification information in the report information and transmit it to the credit management device via the communication interface.

本発明によれば、水田のメタンの排出量を削減するための水管理の状態及び期間を客観的に検出することができる。 The present invention makes it possible to objectively detect the state and duration of water management to reduce methane emissions from rice paddies.

水田メタン削減支援システムの一例の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an example of a paddy field methane reduction support system. 水田で水稲を栽培する場合の時期と水位の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of the timing and water level when cultivating rice in a paddy field. 水田メタン削減支援装置の概略動作の一例を示すフローチャートである。1 is a flowchart showing an example of a schematic operation of the paddy field methane reduction support device. 水田メタン削減支援装置の初期設定動作の一例を示すフローチャートである。11 is a flowchart showing an example of an initial setting operation of the paddy field methane reduction support device. 水田メタン削減支援装置のモデル式の一例を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a model formula of a paddy field methane reduction support device. 水田メタン削減支援装置のメタン評価動作の一例を示すフローチャートである。11 is a flowchart showing an example of a methane evaluation operation of the paddy field methane reduction support device. 水田の中干期間とメタン削減量の相関関係を示す第1相関データの一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of first correlation data showing the correlation between the mid-drying period of paddy fields and the amount of methane reduction. 水田メタン削減支援装置の中干提案動作の一例を示すフローチャートである。13 is a flowchart showing an example of an intermediate drainage proposal operation of the paddy field methane reduction support device. 水田メタン削減支援装置の算出式更新動作の一例を示すフローチャートである。13 is a flowchart showing an example of a calculation formula update operation of the paddy field methane reduction support device. 水田メタン削減支援装置のクレジット化動作の一例を示すフローチャートである。13 is a flowchart showing an example of a crediting operation of the paddy field methane reduction support device. 水田メタン削減支援装置のクレジット化動作の他例を示すフローチャートである。13 is a flowchart showing another example of the crediting operation of the paddy field methane reduction support device. 水田メタン削減支援装置のクレジット買取動作の一例を示すフローチャートである。13 is a flowchart showing an example of a credit purchasing operation of the paddy field methane reduction support device. 水田メタン削減支援装置のクレジット取引動作の一例を示すフローチャートである。13 is a flowchart showing an example of a credit transaction operation of the paddy field methane reduction support device. 合成開口レーダから湛水状態の水田に照射したXバンドのマイクロ波の反射状態の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of the reflection state of X-band microwaves irradiated from a synthetic aperture radar onto a flooded rice paddy field. 合成開口レーダから落水状態の水田に照射したXバンドのマイクロ波の反射状態の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of the reflection state of X-band microwaves irradiated from a synthetic aperture radar onto a paddy field that has been drained of water. 複数の水田を含む地域の中干期間前のSAR画像の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a SAR image of an area including multiple rice paddies before a mid-dry period. 複数の水田を含む地域の中干期間中のSAR画像の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a SAR image taken during a mid-drainage period in an area including multiple rice paddies. 複数の水田を含む地域の中干期間後のSAR画像の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a SAR image of an area including multiple rice paddies after a mid-dry period. 中干期間前と中干期間中のSAR画像における水田に対応する後方散乱係数のヒストグラムを示すグラフである。1 is a graph showing histograms of backscattering coefficients corresponding to paddy fields in SAR images before and during a mid-dried period; 中干期間後と中干期間中のSAR画像における水田に対応する後方散乱係数のヒストグラムを示すグラフである。1 is a graph showing histograms of backscattering coefficients corresponding to paddy fields in SAR images after and during a mid-dried period; 中干期間前後のSAR画像における水田に対応する後方散乱係数の割合の推移を示すグラフである。1 is a graph showing the change in the ratio of backscattering coefficients corresponding to paddy fields in SAR images before and after a mid-dried period. 水田メタン削減支援装置の水管理特定動作の一例を示すフローチャートである。11 is a flowchart showing an example of a water management specification operation of the paddy field methane reduction support device. 水田メタン削減支援装置の検証特定動作の一例を示すフローチャートである。11 is a flowchart showing an example of a verification and specification operation of the paddy field methane reduction support device. 図19Aの続きのフローチャートである。This is a continuation of the flowchart in Figure 19A. 水田メタン削減支援装置の画像特定動作の一例を示すフローチャートである。13 is a flowchart showing an example of an image specifying operation of the paddy field methane reduction support device. 図20Aの続きのフローチャートである。This is a continuation of the flowchart in Figure 20A. 合成開口レーダから湛水状態の水田に照射したLバンドのマイクロ波の反射状態の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of the reflection state of L-band microwaves irradiated from a synthetic aperture radar onto a flooded rice paddy. 合成開口レーダから落水状態の水田に照射したLバンドのマイクロ波の反射状態の一例を示す図である。1 is a diagram showing an example of the reflection state of L-band microwaves irradiated from a synthetic aperture radar onto a paddy field that has been drained of water. FIG.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings.

図1は、水田メタン削減支援システム100の一例の構成図である。水田メタン削減支援システム100において、水田メタン削減支援装置1及び農業管理装置2は、例えば、管理センタに設置されたコンピュータ及びサーバなどの少なくともいずれかで構成されている。 Figure 1 is a configuration diagram of an example of a paddy field methane reduction support system 100. In the paddy field methane reduction support system 100, the paddy field methane reduction support device 1 and the agricultural management device 2 are configured, for example, by at least one of a computer and a server installed in a management center.

水田メタン削減支援装置1は、水田から排出されるメタンの削減を支援する装置であって、制御部1a、記憶部1b、通信部1c、及び入出力インタフェイス1dを備えている。制御部1aはコントローラであり、CPU(又はマイクロコンピュータ)とメモリなどから構成されている。 The paddy field methane reduction support device 1 is a device that supports the reduction of methane emitted from paddy fields, and is equipped with a control unit 1a, a memory unit 1b, a communication unit 1c, and an input/output interface 1d. The control unit 1a is a controller, and is composed of a CPU (or microcomputer), memory, etc.

記憶部1bはストレージであり、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、又はハードディスクなどから構成されている。記憶部1bには、制御部1aが実行するソフトウェアプログラ
ムが記憶され、制御部1aが利用する各種の制御データが読み書き可能に記憶されている。また、記憶部1bには、水田から排出されるメタンの排出量を算出するためのモデルデータが記憶されている。制御部1aは、記憶部1bに記憶されたモデルデータに基づいて、水田のメタン排出量及びメタン削減量などを算出する。
The memory unit 1b is a storage device and is composed of a volatile memory, a non-volatile memory, a hard disk, or the like. The memory unit 1b stores software programs executed by the control unit 1a, and stores various control data used by the control unit 1a in a readable and writable manner. The memory unit 1b also stores model data for calculating the amount of methane emitted from paddy fields. The control unit 1a calculates the amount of methane emission and the amount of methane reduction from paddy fields based on the model data stored in the memory unit 1b.

通信部1cは、公衆通信網とインターネットなどを介して外部装置と通信するための通信インタフェイスである。また、通信部1cは、外部装置から情報を取得する取得部である。入出力インタフェイス1dは、マウス、キーボード、又はタッチパネルなどの入力インタフェイスと、ディスプレイ、スピーカ、又はタッチパネルなどの出力インタフェイスなどから構成されている。 The communication unit 1c is a communication interface for communicating with external devices via a public communication network and the Internet. The communication unit 1c is also an acquisition unit that acquires information from external devices. The input/output interface 1d is composed of an input interface such as a mouse, keyboard, or touch panel, and an output interface such as a display, speaker, or touch panel.

農業管理装置2は、農業に関する種々の情報を管理する装置である。図1では、農業管理装置2を1台例示しているが、農業管理装置2は2台以上あってもよい。農業管理装置2にも、制御部、記憶部、通信部、及び入出力インタフェイスが備わっている(図示省略)。また、農業管理装置2には、複数の水田と、水田で作物を栽培する複数の農業者に関する各種情報を格納したデータベース2dが構築されている。詳しくは、データベース2dには、農業者に関する農業者情報、水田に関する水田情報、及び水田で作物を栽培するために実施された農作業に関する作業情報などが複数格納されている。また、農業者情報と水田情報と作業情報とは、農業者毎又は水田毎に対応付けられて、データベース2dに格納されている。 The agricultural management device 2 is a device that manages various information related to agriculture. Although one agricultural management device 2 is illustrated in FIG. 1, there may be two or more agricultural management devices 2. The agricultural management device 2 also has a control unit, a memory unit, a communication unit, and an input/output interface (not illustrated). The agricultural management device 2 also has a database 2d that stores various information related to multiple paddy fields and multiple farmers who cultivate crops in the paddy fields. In detail, the database 2d stores multiple pieces of farmer information related to farmers, paddy field information related to paddy fields, and work information related to agricultural work carried out to cultivate crops in the paddy fields. The farmer information, paddy field information, and work information are associated with each farmer or each paddy field and stored in the database 2d.

農業者情報には、農業者の個人情報、農業者のアカウントなどの識別情報、農業者が利用する農業者端末装置3のIPアドレスなどの情報が含まれている。水田情報には、水田の識別情報、水田がある地域、水田の位置(緯度、経度など)、面積、輪郭形状、土壌状態、排水性、栽培されている作物、及び水田に設置されたセンサと装置などの情報が含まれている。作業情報には、水田で作物を栽培するための農作業計画、農作業の内容、及び農作業の実施状態などが含まれている。また、作業情報に含まれる農作業には、例えば、水田における湛水、灌水、及び落水といった水管理作業があり、当該水管理作業とこれの実施状態(水管理状態)とを示す水管理情報が、作業情報に含まれている。 The farmer information includes information such as the farmer's personal information, identification information such as the farmer's account, and the IP address of the farmer terminal device 3 used by the farmer. The paddy field information includes information such as the identification information of the paddy field, the region in which the paddy field is located, the position of the paddy field (latitude, longitude, etc.), area, outline shape, soil condition, drainage, crops being cultivated, and sensors and devices installed in the paddy field. The work information includes agricultural work plans for cultivating crops in the paddy field, the content of the agricultural work, and the status of the agricultural work. In addition, the agricultural work included in the work information includes water management work such as flooding, irrigation, and drainage in paddy fields, and the work information includes water management information that indicates the water management work and its implementation status (water management status).

水田メタン削減支援装置1の制御部1aは、通信部1cにより農業管理装置2と通信して、データベース2dから農業者情報と水田情報と作業情報とをそれぞれ取得(受信)する。また、制御部1aは、水田からのメタンの削減に関する情報を、通信部1cにより農業管理装置2へ送信して、データベース2dに格納させる。 The control unit 1a of the paddy field methane reduction support device 1 communicates with the agricultural management device 2 via the communication unit 1c, and acquires (receives) farmer information, paddy field information, and work information from the database 2d. The control unit 1a also transmits information relating to the reduction of methane from paddy fields to the agricultural management device 2 via the communication unit 1c, and stores the information in the database 2d.

農業者端末装置3は、農業者が利用するパーソナルコンピュータ、タブレット端末装置、又はスマートフォンなどから構成されている。図1では、農業者端末装置3を2台例示しているが、農業者端末装置3は3台以上あってもよい。農業者端末装置3にも、制御部、記憶部、通信部、及び入出力インタフェイスが備わっている(図示省略)。農業者は、農業者端末装置3に農業者情報と水田情報と作業情報などの各種情報を入力する。農業者端末装置3は、入力された農業者情報と水田情報と作業情報などを、農業管理装置2又は水田メタン削減支援装置1に送信する。 The farmer terminal device 3 is composed of a personal computer, tablet terminal device, smartphone, etc. used by the farmer. Although two farmer terminal devices 3 are illustrated in FIG. 1, there may be three or more farmer terminal devices 3. The farmer terminal device 3 also has a control unit, a memory unit, a communication unit, and an input/output interface (not shown). The farmer inputs various information such as farmer information, paddy field information, and work information into the farmer terminal device 3. The farmer terminal device 3 transmits the input farmer information, paddy field information, work information, etc. to the agricultural management device 2 or paddy field methane reduction support device 1.

農業管理装置2は、農業者端末装置3から送信された農業者情報と水田情報と作業情報などを受信した場合、当該各情報をデータベース2dに格納する。水田メタン削減支援装置1(制御部1a)は、農業者端末装置3から送信された農業者情報と水田情報と作業情報などを通信部1cにより受信した場合、当該各情報を記憶部1bに記憶させる。 When the agricultural management device 2 receives farmer information, paddy field information, work information, etc. transmitted from the farmer terminal device 3, it stores the information in the database 2d. When the paddy field methane reduction support device 1 (control unit 1a) receives farmer information, paddy field information, work information, etc. transmitted from the farmer terminal device 3 via the communication unit 1c, it stores the information in the memory unit 1b.

水管理装置4は、水田の畔又は水田内に設置されている、水位センサ5は、水田内に設置されている。水管理装置4と水位センサ5とは、有線又は無線で電気的に接続されてい
る。図1では、水管理装置4と水位センサ5とを1台ずつ例示しているが、水管理装置4と水位センサ5とは、水田毎にそれぞれ1台以上設置されている。水管理装置4にも、制御部、記憶部、及び通信部が備わっている(図示省略)。また、水管理装置4には、操作スイッチ、アクチュエータ、蓄電池、及び太陽光発電デバイスなどが備わっている。水管理装置4は、アクチュエータにより水田の水門を開閉して、水田に対して給水又は排水する。
The water management device 4 is installed on the bank of the paddy field or in the paddy field, and the water level sensor 5 is installed in the paddy field. The water management device 4 and the water level sensor 5 are electrically connected by wire or wirelessly. Although one water management device 4 and one water level sensor 5 are illustrated in FIG. 1, one or more water management devices 4 and water level sensors 5 are installed in each paddy field. The water management device 4 also has a control unit, a memory unit, and a communication unit (not shown). The water management device 4 also has an operation switch, an actuator, a storage battery, a solar power generation device, and the like. The water management device 4 opens and closes the water gate of the paddy field using the actuator to supply or drain water to or from the paddy field.

水位センサ5は水田の水位を検出して、当該検出結果を水管理装置4に送信する。水管理装置4は、水位センサ5の検出結果に基づいて、水田における湛水、灌水、又は落水などの水管理状態を検出する。そして、水管理装置4は、水位センサ5の検出結果及び水田の水管理状態に応じて、アクチュエータの作動を制御し、水田に対して給水又は排水して、水田の湛水、間断灌漑、及び落水を行う。 The water level sensor 5 detects the water level of the paddy field and transmits the detection result to the water management device 4. Based on the detection result of the water level sensor 5, the water management device 4 detects the water management state of the paddy field, such as flooding, irrigation, or drainage. Then, depending on the detection result of the water level sensor 5 and the water management state of the paddy field, the water management device 4 controls the operation of the actuator to supply or drain water to the paddy field, thereby flooding, intermittent irrigation, and draining the paddy field.

また、水管理装置4は、水位センサ5の検出結果と水田の水管理状態とを示す水管理情報を、農業管理装置2又は水田メタン削減支援装置1に送信する。農業管理装置2は、水管理装置4から送信された水管理情報を受信した場合、当該水管理情報を対応する水田の作業情報に含めるように(関連付けて)、データベース2dに格納する。水田メタン削減支援装置1(制御部1a)は、水管理装置4から送信された水管理情報を受信した場合、当該水管理情報を記憶部1bに記憶させる。 The water management device 4 also transmits water management information indicating the detection results of the water level sensor 5 and the water management status of the paddy field to the agricultural management device 2 or the paddy field methane reduction support device 1. When the agricultural management device 2 receives water management information transmitted from the water management device 4, it stores the water management information in the database 2d so that it is included in (associated with) the work information for the corresponding paddy field. When the paddy field methane reduction support device 1 (control unit 1a) receives water management information transmitted from the water management device 4, it stores the water management information in the memory unit 1b.

地球観測衛星7は飛翔体及び観測装置の一例であり、地表面を観測する。水田メタン削減支援システム100では、地球観測衛星7は、SAR(Synthetic Aperture Radar)衛星から構成され、合成開口レーダにより水田を観測する。モニタリング装置6は、地球観測衛星7の観測結果を取得する。モニタリング装置6にも、制御部、記憶部、通信部、及び入出力インタフェイスが備わっている(図示省略)。図1では、モニタリング装置6と地球観測衛星7とを1台ずつ例示しているが、モニタリング装置6と地球観測衛星7はそれぞれ2台以上あってもよい。 The earth observation satellite 7 is an example of an aerial vehicle and an observation device, and observes the earth's surface. In the paddy field methane reduction support system 100, the earth observation satellite 7 is composed of a SAR (Synthetic Aperture Radar) satellite, and observes paddy fields using a synthetic aperture radar. The monitoring device 6 acquires the observation results of the earth observation satellite 7. The monitoring device 6 also has a control unit, a memory unit, a communication unit, and an input/output interface (not shown). Although FIG. 1 shows one monitoring device 6 and one earth observation satellite 7, there may be two or more monitoring devices 6 and two or more earth observation satellites 7.

モニタリング装置6は、地球観測衛星7の観測結果から、水田における湛水、灌水、落水などの水管理状態を検出する。具体的には、モニタリング装置6は、地球観測衛星7に搭載された合成開口レーダにより観測された水田のSAR画像(観測画像)を取得し、当該SAR画像に基づいて水田の凹凸(でこぼこ)部分を検出する。そして、モニタリング装置6は、例えば水田の表面積に対する凹凸部分の面積の割合を算出して、当該割合が所定値未満の場合に、水田の表面が水面であり、水田が湛水状態であると判断する。また、モニタリング装置6は、水田の表面積に対する凹凸部分の面積の割合が所定値以上の場合に、水田の表面が水面ではなく(水田の水位がゼロの状態)、水田が落水状態であると判断する。さらに、モニタリング装置6は、水田の表面積に対する凹凸部分の面積の割合の変化から、水田が灌水状態であると判断してもよい。 The monitoring device 6 detects the water management state of the paddy field, such as flooding, irrigation, and drainage, from the observation results of the earth observation satellite 7. Specifically, the monitoring device 6 acquires SAR images (observation images) of the paddy field observed by a synthetic aperture radar mounted on the earth observation satellite 7, and detects uneven parts of the paddy field based on the SAR images. The monitoring device 6 then calculates, for example, the ratio of the area of the uneven parts to the surface area of the paddy field, and determines that the surface of the paddy field is underwater and the paddy field is in a flooded state if the ratio is less than a predetermined value. Furthermore, the monitoring device 6 determines that the surface of the paddy field is not underwater (the water level of the paddy field is zero) and the paddy field is in a drainage state if the ratio of the area of the uneven parts to the surface area of the paddy field is equal to or greater than a predetermined value. Furthermore, the monitoring device 6 may determine that the paddy field is in an irrigated state from a change in the ratio of the area of the uneven parts to the surface area of the paddy field.

合成開口レーダのSAR画像による水田の湛水、灌水、落水などの水管理状態の判断は、上記に限定されず、その他の方法で判断されてもよい。また、水田メタン削減支援装置1にAI(Artificial Intelligence)を備えて、当該AIで機械学習により、合成開口レーダのSAR画像から水田の水管理状態を検出してもよい。 The method of determining the water management status of paddy fields, such as flooding, irrigation, and drainage, using synthetic aperture radar SAR images is not limited to the above, and may be determined by other methods. In addition, the paddy field methane reduction support device 1 may be equipped with AI (Artificial Intelligence), and the water management status of paddy fields may be detected from the synthetic aperture radar SAR images using machine learning using the AI.

モニタリング装置6は、水田の水管理状態を示す水管理情報を、農業管理装置2又は水田メタン削減支援装置1に送信する。農業管理装置2は、モニタリング装置6から送信された水管理情報を受信した場合、当該水管理情報を対応する水田の作業情報に含めるように(関連付けて)、データベース2dに格納する。水田メタン削減支援装置1(制御部1a)は、モニタリング装置6から送信された水管理情報を受信した場合、当該水管理情報を記憶部1bに記憶させる。 The monitoring device 6 transmits water management information indicating the water management status of the paddy field to the agricultural management device 2 or the paddy field methane reduction support device 1. When the agricultural management device 2 receives water management information transmitted from the monitoring device 6, it stores the water management information in the database 2d so that it is included in (associated with) the work information for the corresponding paddy field. When the paddy field methane reduction support device 1 (control unit 1a) receives water management information transmitted from the monitoring device 6, it stores the water management information in the memory unit 1b.

水田の水管理状態を検出するため、水位センサ5と水管理装置4とを含む第1検出構成と、地球観測衛星7とモニタリング装置6とを含む第2検出構成とのうち、少なくともいずれかの検出構成を、水田メタン削減支援システム100に適用すればよい。また、上記第1検出構成と第2検出構成のうちの少なくともいずれかに加えて又は代えて、農業者が農業者端末装置3により水田の水管理状態を入力してもよい。また、地球観測衛星7以外の飛翔体、又はドローン若しくはUAV(Unmanned Aerial Vehicles)などの飛行体に、合成開口レーダ、3次元レーザ測量器、或いは撮像装置などの観測装置を搭載して、水田を観測してもよい。 To detect the water management status of the paddy field, at least one of the first detection configuration including the water level sensor 5 and the water management device 4 and the second detection configuration including the earth observation satellite 7 and the monitoring device 6 may be applied to the paddy field methane reduction support system 100. In addition to or instead of at least one of the first detection configuration and the second detection configuration, the farmer may input the water management status of the paddy field using the farmer terminal device 3. Furthermore, the paddy field may be observed by mounting an observation device such as a synthetic aperture radar, a three-dimensional laser surveyor, or an imaging device on an air vehicle other than the earth observation satellite 7, or an air vehicle such as a drone or UAV (Unmanned Aerial Vehicles).

クレジット管理装置8は、温室効果ガスの削減量に応じた電子的なクレジットを管理する装置であり、クレジット管理業者により利用される。クレジット管理装置8にも、制御部、記憶部、通信部、及び入出力インタフェイスが備わっている(図示省略)。図1では、クレジット管理装置8を1台例示しているが、クレジット管理装置8は2台以上あってもよい。また、クレジット管理業者は、複数あってもよい。 The credit management device 8 is a device that manages electronic credits according to the amount of greenhouse gas reduction, and is used by a credit management company. The credit management device 8 also has a control unit, a memory unit, a communication unit, and an input/output interface (not shown). Although one credit management device 8 is shown as an example in FIG. 1, there may be two or more credit management devices 8. There may also be multiple credit management companies.

水田メタン削減支援装置1(制御部1a)は、水田のメタン削減量と当該水田に対応する農業者情報とを含む報告情報を、クレジット管理装置8に送信する。クレジット管理装置8は、水田メタン削減支援装置1から受信した報告情報に含まれる水田のメタン削減量に応じてクレジットを発行し、当該クレジットを示すクレジット情報を水田メタン削減支援装置1に送信する。水田メタン削減支援装置1(制御部1a)は、クレジット管理装置8からクレジット情報を受信すると、当該クレジット情報を対応する農業者が利用する農業者端末装置3に送信(転送)する。また、水田メタン削減支援装置1(制御部1a)は、農業者からクレジットを買い取るための処理を実行する。 The paddy field methane reduction support device 1 (control unit 1a) transmits report information including the amount of methane reduction in the paddy field and farmer information corresponding to the paddy field to the credit management device 8. The credit management device 8 issues credits according to the amount of methane reduction in the paddy field included in the report information received from the paddy field methane reduction support device 1, and transmits credit information indicating the credits to the paddy field methane reduction support device 1. When the paddy field methane reduction support device 1 (control unit 1a) receives the credit information from the credit management device 8, it transmits (transfers) the credit information to the farmer terminal device 3 used by the corresponding farmer. In addition, the paddy field methane reduction support device 1 (control unit 1a) executes processing to purchase credits from the farmers.

需要者端末装置9は、クレジットを売買する企業、団体、又は個人などの需要者が利用する端末装置である。需要者端末装置9にも、制御部、記憶部、通信部、及び入出力インタフェイスが備わっている(図示省略)。図1では、需要者端末装置9を1台例示しているが、需要者端末装置9は2台以上あってもよい。また、需要者は複数いてもよい。水田メタン削減支援装置1(制御部1a)は、需要者端末装置9との間で、クレジットの取引(売買)するための処理を実行する。 The demand terminal device 9 is a terminal device used by demanders such as companies, organizations, or individuals who buy and sell credits. The demand terminal device 9 also has a control unit, a memory unit, a communication unit, and an input/output interface (not shown). Although one demand terminal device 9 is shown as an example in FIG. 1, there may be two or more demand terminal devices 9. There may also be multiple demanders. The paddy field methane reduction support device 1 (control unit 1a) executes processing for trading (buying and selling) credits with the demand terminal device 9.

図2は、水田Hで水稲Rを栽培する場合の時期と水位WLの一例を示す図である。水田Hで作物として水稲Rを栽培する場合、代掻き期から水田Hに灌水して、田植え期と活着期には、水田Hを深水状態にする。そして、分げつ期からしばらくの間、水田Hに間断灌水をして、水田Hを浅水状態にした後、水田Hから落水させて、水田Hをしばらくの間中干し(水田の水位がゼロの状態)する。この中干期間に、ヒビが入るまで水田Hの土壌を乾かすことで、土壌に酸素が補給され、水稲Rの根が土壌に強く張る。また、気温の高い分げつ期に、水田Hの湛水状態が続くと、土壌の還元が進み、土壌中のメタン生成菌の活動が活発になり、稲わらなどの有機物を基質として、メタン(温室効果ガス)が生成される。生成されたメタンは、水稲Rの器官を通じて大気中に排出される。 Figure 2 shows an example of the time and water level WL when rice R is cultivated in a paddy field H. When rice R is cultivated as a crop in a paddy field H, the paddy field H is irrigated from the puddling stage, and the paddy field H is kept deep water during the rice planting and rooting stages. Then, for a while from the tillering stage, the paddy field H is irrigated intermittently to make the paddy field H shallow water, after which the water is drained from the paddy field H and the paddy field H is left dry for a while (when the water level of the paddy field is zero). During this dry period, the soil of the paddy field H is dried until it cracks, which supplies oxygen to the soil and allows the roots of the rice R to grow strong in the soil. Also, if the paddy field H remains flooded during the tillering stage when the temperature is high, the reduction of the soil progresses, the activity of methanogens in the soil becomes active, and methane (a greenhouse gas) is produced using organic matter such as rice straw as a substrate. The produced methane is released into the atmosphere through the organs of the rice R.

このような水田Hからのメタンの排出量を削減するため、例えば水田Hを間断灌漑したり中干ししたりして、酸素を土壌に取り込むことで、土壌を還元状態から酸化状態に変化させる。また、水田Hの中干期間を延長することで、水田Hからのメタンの排出量がより削減される。然るに、水稲Rの幼穂形成期の前後は、水田Hに間断灌漑(間断灌水)する。水田Hの分げつ期から幼穂形成期までの間に、水稲Rの幼穂形成に悪影響を与えることなく、メタンの排出量を削減するには、中干期間を後倒し(幼穂形成期側)で延長するよりも、前倒し(分げつ期側で)延長する方が有効である。 In order to reduce the amount of methane emissions from such paddy fields H, for example, paddy fields H are intermittently irrigated or dried out, allowing oxygen to enter the soil and changing the soil from a reduced state to an oxidized state. Also, by extending the dry-out period of paddy fields H, the amount of methane emissions from paddy fields H can be further reduced. However, paddy fields H are intermittently irrigated (intermittent irrigation) before and after the young panicle formation stage of rice R. In order to reduce methane emissions between the tillering stage and the young panicle formation stage of paddy fields H without adversely affecting the young panicle formation of rice R, it is more effective to extend the dry-out period forward (towards the tillering stage) than to extend it backward (towards the young panicle formation stage).

出穂期の前後は、水田Hに湛水して、水田Hを深水状態にする。その後、水稲Rの登熟期には、水田Hに間断灌水し、成熟期には、水田Hから落水して、水田の水位をゼロにして、水田の土壌を乾かす。水稲Rの収穫後に、稲わらを土壌にすき込むことでも、水田Hからのメタンの排出量が削減される。また、そのすき込み(秋すき込み)の際に、堆肥を施用することで、水田Hからのメタンの排出量が一層削減される。 Before and after the heading stage, the paddy field H is flooded to make it deeply watered. Thereafter, when the rice R is ripening, the paddy field H is intermittently irrigated, and when it is ripening, the water is drained from the paddy field H to bring the water level to zero and dry the soil. Plowing rice straw into the soil after the rice R is harvested also reduces methane emissions from the paddy field H. Furthermore, applying compost when plowing in the soil (autumn plow-in) further reduces methane emissions from the paddy field H.

図3は、水田メタン削減支援装置1の概略動作の一例を示すフローチャートである。各処理は、制御部1aが実行する。(後述する他のフローチャートの各処理(各ステップ)も、制御部1aが実行する。) Figure 3 is a flowchart showing an example of the general operation of the paddy field methane reduction support device 1. Each process is executed by the control unit 1a. (The control unit 1a also executes each process (each step) of the other flowcharts described below.)

水田メタン削減支援装置1の制御部1aは、まずメタンの排出量を削減する農業者と水田を登録する(図3のS1)。次に、制御部1aは、水田からのメタンの削減を評価するための設定を行う(S2)。そして、制御部1aは、農業者による水田での農作業の実施状態に基づいて、水田からのメタンの削減状況を評価する(S3)。当該評価時に、制御部1aは、水田のメタン削減量を算出する。その後、制御部1aは、水田のメタン削減量をクレジット管理装置8によりクレジット化し(S4)、当該クレジットを、農業者端末装置3を介して農業者と取引したり、需要者端末装置9を介して需要者と取引したりする(S5)。 The control unit 1a of the paddy field methane reduction support device 1 first registers the farmer and paddy field for which methane emissions are to be reduced (S1 in FIG. 3). Next, the control unit 1a performs settings for evaluating the reduction of methane from the paddy field (S2). The control unit 1a then evaluates the status of the reduction of methane from the paddy field based on the status of agricultural work being carried out in the paddy field by the farmer (S3). During this evaluation, the control unit 1a calculates the amount of methane reduction from the paddy field. The control unit 1a then converts the amount of methane reduction from the paddy field into credits using the credit management device 8 (S4), and trades these credits with farmers via the farmer terminal device 3 and with consumers via the consumer terminal device 9 (S5).

図4は、水田メタン削減支援装置1の初期設定動作(初期設定時の動作)の一例を示すフローチャートである。図4の初期設定動作は、図3の処理S1、S2の詳細を示している。例えば、農業者が農業者端末装置3により水田メタン削減支援装置1に接続して、メタンを削減する水田の識別情報などを入力する。すると、農業者端末装置3が、当該水田の識別情報と農業者の識別情報とを含む登録情報を生成して、当該登録情報を水田メタン削減支援装置1に送信する。 Figure 4 is a flowchart showing an example of the initial setting operation (operation at the time of initial setting) of the paddy field methane reduction support device 1. The initial setting operation in Figure 4 shows details of processes S1 and S2 in Figure 3. For example, a farmer connects to the paddy field methane reduction support device 1 using the farmer terminal device 3 and inputs identification information of the paddy field in which methane is to be reduced. The farmer terminal device 3 then generates registration information including the identification information of the paddy field and the farmer's identification information, and transmits the registration information to the paddy field methane reduction support device 1.

水田メタン削減支援装置1の制御部1aは、農業者端末装置3からの登録情報を通信部1cにより受信する(図4のS11)。すると、制御部1aは、当該登録情報に含まれる農業者の識別情報と水田の識別情報とに対応する農業者情報と水田情報と作業情報の送信を要求する情報要求信号を、通信部1cにより農業管理装置2に送信する(S12)。 The control unit 1a of the paddy field methane reduction support device 1 receives registration information from the farmer terminal device 3 via the communication unit 1c (S11 in FIG. 4). The control unit 1a then transmits an information request signal via the communication unit 1c to the agricultural management device 2, requesting the transmission of farmer information, paddy field information, and work information corresponding to the farmer identification information and paddy field identification information contained in the registration information (S12).

農業管理装置2は、水田メタン削減支援装置1からの情報要求信号を受信して、データベース2dを検索する。要求された農業者の識別情報と水田の識別情報とに対応する農業者情報と水田情報と作業情報とがデータベース2dに格納されていれば、農業管理装置2は、当該農業者情報と水田情報と作業情報とを水田メタン削減支援装置1に送信する。水田メタン削減支援装置1の制御部1aは、農業者端末装置3からの農業者情報と水田情報と作業情報とを通信部1cにより受信(取得)すると(S13:YES)、当該農業者情報と水田情報と作業情報とを記憶部1bに記憶させる(S18)。このとき、制御部1aが取得した農業者情報と水田情報と作業情報とは対応している。 The agricultural management device 2 receives an information request signal from the paddy field methane reduction support device 1 and searches the database 2d. If the farmer information, paddy field information, and work information corresponding to the requested farmer identification information and paddy field identification information are stored in the database 2d, the agricultural management device 2 transmits the farmer information, paddy field information, and work information to the paddy field methane reduction support device 1. When the control unit 1a of the paddy field methane reduction support device 1 receives (acquires) the farmer information, paddy field information, and work information from the farmer terminal device 3 via the communication unit 1c (S13: YES), it stores the farmer information, paddy field information, and work information in the memory unit 1b (S18). At this time, the farmer information, paddy field information, and work information acquired by the control unit 1a correspond to each other.

一方、農業管理装置2は、水田メタン削減支援装置1から要求された農業者の識別情報と水田の識別情報とに対応する農業者情報と、過去の水田情報と、作業情報とがデータベース2dに格納されていなければ、対応する情報が無いことを水田メタン削減支援装置1に通知する。水田メタン削減支援装置1の制御部1aは、対応する情報が無いことを示す通知を通信部1cによる受信すると(S14)、農業者の識別情報に対応する農業者端末装置3に農業者情報と水田情報と作業情報とを要求する情報要求信号を通信部1cにより送信する(S15)。 On the other hand, if the farmer information, past paddy field information, and work information corresponding to the farmer identification information and paddy field identification information requested by the paddy field methane reduction support device 1 are not stored in the database 2d, the agricultural management device 2 notifies the paddy field methane reduction support device 1 that there is no corresponding information. When the control unit 1a of the paddy field methane reduction support device 1 receives a notification via the communication unit 1c indicating that there is no corresponding information (S14), it transmits an information request signal via the communication unit 1c to the farmer terminal device 3 corresponding to the farmer identification information, requesting the farmer information, paddy field information, and work information (S15).

農業者端末装置3は、水田メタン削減支援装置1からの情報要求信号を受信すると、農業者情報と水田情報と作業情報とを入力する画面を入出力インタフェイスのディスプレイ
に表示させる。そして、農業者端末装置3は、入出力インタフェイスのキーボードなどにより農業者情報と水田情報と作業情報とが入力されると、当該農業者情報と水田情報と作業情報とを水田メタン削減支援装置1に送信する。水田メタン削減支援装置1の制御部1aは、農業者端末装置3からの農業者情報と水田情報と作業情報とを通信部1cにより受信すると(S16)、当該農業者情報と水田情報と作業情報とを農業管理装置2に送信してデータベース2dに格納させる(S17)。また。制御部1aは、当該農業者情報と水田情報と作業情報とを記憶部1bに記憶させる(S18)。このとき、制御部1aが取得した農業者情報と水田情報と作業情報も対応している。
When the farmer terminal device 3 receives an information request signal from the paddy field methane reduction support device 1, it displays a screen for inputting farmer information, paddy field information, and work information on the display of the input/output interface. Then, when the farmer information, paddy field information, and work information are input by the keyboard of the input/output interface, the farmer terminal device 3 transmits the farmer information, paddy field information, and work information to the paddy field methane reduction support device 1. When the control unit 1a of the paddy field methane reduction support device 1 receives the farmer information, paddy field information, and work information from the farmer terminal device 3 by the communication unit 1c (S16), it transmits the farmer information, paddy field information, and work information to the agricultural management device 2 and stores it in the database 2d (S17). In addition, the control unit 1a stores the farmer information, paddy field information, and work information in the memory unit 1b (S18). At this time, the farmer information, paddy field information, and work information acquired by the control unit 1a also correspond to each other.

次に、制御部1aは、農業管理装置2又は農業者端末装置3から受信(取得)した水田情報と作業情報、並びに記憶部1bに記憶されたモデルデータに基づいて、水田のメタン排出量を算出する算出式を設定する(S19a)。モデルデータには、例えば図5に示すような、公知のモデル式(1)、(2)と、当該モデル式(1)、(2)中の変数A、fd、fw、fo、EF、α、a、X、bを設定するためのテーブルデータ(図示省略)などが含まれている。モデル式(1)は、水田のメタン排出量Eを算出するための式である。モデル式(2)は、モデル式(1)に含まれる排出係数を算出するための式である。 Next, the control unit 1a sets a calculation formula for calculating the amount of methane emissions from the paddy field based on the paddy field information and work information received (acquired) from the agricultural management device 2 or the farmer terminal device 3, and the model data stored in the memory unit 1b (S19a). The model data includes, for example, the well-known model formulas (1) and (2) as shown in FIG. 5, and table data (not shown) for setting the variables A, fd, fw, fo, EF, α, a, X, and b in the model formulas (1) and (2). Model formula (1) is a formula for calculating the amount of methane emissions E from the paddy field. Model formula (2) is a formula for calculating the emission coefficient included in model formula (1).

制御部1aは、水田の水田情報と作業情報と対応するテーブルデータとに基づいて、モデル式(1)、(2)の変数A、fd、fw、fo、α、EF、X、a、b(A;地域別水稲作付面積、fd;排水性割合、fw:水管理割合、fo:有機物割合、α:補正係数、EF:排出係数、X:地域別・施用有機物別有機物施用量、a:地域別・排水性別・水管理別傾き、b:地域別・排水性別・水管理別切片)を設定することにより、水田のメタン排出量を算出する算出式(変数確定後の式(1)、(2))を確定する。 The control unit 1a determines the calculation formula (formula (1) and (2) after the variables are determined) for calculating the methane emissions from the paddy field by setting the variables A, fd, fw, fo, α, EF, X, a, and b (A: paddy rice planting area by region, fd: drainage ratio, fw: water management ratio, fo: organic matter ratio, α: correction coefficient, EF: emission coefficient, X: organic matter application amount by region and applied organic matter, a: slope by region, drainage type, and water management, b: intercept by region, drainage type, and water management) of the model formulas (1) and (2) based on the paddy field information and work information of the paddy field and the corresponding table data.

モデル式(2)の変数fw、EF、a、bは、水田の水管理状態によって定まる値である。制御部1aは、農業管理装置2又は農業者端末装置3から受信(取得)した水田の作業情報に含まれる従来の水管理情報に基づいて、水田の基本中干状態を設定する(図4のS19b)。従来の水管理情報は、例えば水田のある地域で慣習的に行われていた水田の水管理状態を示している。基本中干状態には、中干の実施の有無と、中干期間(例えば水田の水位がゼロである状態の継続期間)とが含まれている。 The variables fw, EF, a, and b in model formula (2) are values determined by the water management state of the paddy field. The control unit 1a sets the basic paddy field drying state based on the conventional water management information contained in the paddy field work information received (acquired) from the agricultural management device 2 or the farmer terminal device 3 (S19b in FIG. 4). The conventional water management information indicates, for example, the paddy field water management state that has been customarily carried out in an area where the paddy field is located. The basic paddy field drying state includes whether or not drying is being carried out and the drying period (for example, the duration during which the water level of the paddy field is zero).

また、制御部1aは、基本中干状態とモデルデータに含まれる所定の傾き算出式に基づいて変数aを設定する。また、制御部1aは、基本中干状態とモデルデータに含まれる所定の切片算出式に基づいて変数bを設定する。また、制御部1aは、基本中干状態とモデルデータに含まれる所定のテーブルデータに基づいて変数fwを設定する。そして、制御部1aは、設定した変数a、b、fwをモデル式(1)、(2)に当てはめて、算出式(1)、(2)を確定し、当該確定した算出式(1)、(2)により水田の基本メタン排出量を算出する(S19c)。即ち、制御部1aは、確定した算出式(1)、(2)と基本中干状態とに基づいて、水田の基本メタン排出量を算出する。さらに、制御部1aは、確定した算出式(1)、(2)と基本中干状態と基本メタン排出量とを記憶部1bに記憶させる(S19d)。 The control unit 1a also sets the variable a based on the basic dry land state and a predetermined slope calculation formula included in the model data. The control unit 1a also sets the variable b based on the basic dry land state and a predetermined intercept calculation formula included in the model data. The control unit 1a also sets the variable fw based on the basic dry land state and a predetermined table data included in the model data. The control unit 1a then applies the set variables a, b, and fw to the model formulas (1) and (2) to determine the calculation formulas (1) and (2), and calculates the basic methane emission amount of the paddy field using the determined calculation formulas (1) and (2) (S19c). That is, the control unit 1a calculates the basic methane emission amount of the paddy field based on the determined calculation formulas (1) and (2) and the basic dry land state. The control unit 1a also stores the determined calculation formulas (1) and (2), the basic dry land state, and the basic methane emission amount in the memory unit 1b (S19d).

水田のメタン排出量を算出するためのモデルデータ及び算出式は、上記に限定されず、図5の式(1)、(2)以外の式又はデータであってもよい。また、気象情報のような、水田の水田情報と作業情報以外の情報も考慮したモデルデータ及び算出式により、水田のメタン排出量を算出してもよい。さらに、AIで機械学習により、水田のメタン排出量の算出式を設定したり、水田のメタン排出量を算出したりしてもよい。 The model data and calculation formula for calculating methane emissions from paddy fields are not limited to the above, and may be a formula or data other than formulas (1) and (2) in FIG. 5. Furthermore, methane emissions from paddy fields may be calculated using model data and a calculation formula that takes into account information other than paddy field information and work information for paddy fields, such as weather information. Furthermore, a calculation formula for methane emissions from paddy fields may be set and the methane emissions from paddy fields may be calculated using machine learning using AI.

図6は、水田メタン削減支援装置1のメタン評価動作(メタン評価時の動作)の一例を示すフローチャートである。図6のメタン評価動作は、水田からのメタンの削減状況を評
価する動作であって、図3の処理S3の詳細を示している。例えば、農業者が水田からのメタンを削減するため、水田における水管理作業などの農作業を変更し、その後水田の作物(水稲)を収穫して、今年度の農作業を終える。そして、農業者が農業者端末装置3により水田メタン削減支援装置1に接続して、水田のメタン評価の実行を指示すると、農業者端末装置3がメタン評価指令を水田メタン削減支援装置1に送信する。
Figure 6 is a flow chart showing an example of a methane evaluation operation (operation during methane evaluation) of the paddy field methane reduction support device 1. The methane evaluation operation in Figure 6 is an operation for evaluating the reduction status of methane from paddy fields, and shows details of process S3 in Figure 3. For example, a farmer changes agricultural work such as water management work in the paddy field in order to reduce methane from the paddy field, and then harvests the crop (rice) in the paddy field, completing the agricultural work for this year. Then, when the farmer connects to the paddy field methane reduction support device 1 using the farmer terminal device 3 and instructs to perform a methane evaluation of the paddy field, the farmer terminal device 3 transmits a methane evaluation command to the paddy field methane reduction support device 1.

水田メタン削減支援装置1の制御部1aは、農業者端末装置3からのメタン評価指令を通信部1cにより受信する(図6のS21)。すると、制御部1aは、当該メタン評価指令に含まれる農業者の識別情報と水田の識別情報とに対応する農業者情報と水田情報と作業情報を農業管理装置2又は農業者端末装置3から取得する(S22)。この情報を取得する処理S22は、図4の処理S12~S18と同様の手順で実行される。(後述する図8の処理S31と図9の処理S41の情報取得処理も同様である。) The control unit 1a of the paddy field methane reduction support device 1 receives a methane evaluation command from the farmer terminal device 3 via the communication unit 1c (S21 in FIG. 6). The control unit 1a then acquires farmer information, paddy field information, and work information corresponding to the farmer identification information and paddy field identification information contained in the methane evaluation command from the agricultural management device 2 or farmer terminal device 3 (S22). The process S22 for acquiring this information is executed in the same procedure as steps S12 to S18 in FIG. 4. (The same applies to the information acquisition processes of step S31 in FIG. 8 and step S41 in FIG. 9, which will be described later.)

次に、制御部1aは、取得した作業情報に含まれる農作業の実施状態を読み込み、当該作業情報に含まれる水管理情報に基づいて、実施された水田の中干状態を特定する(S23)。このとき特定される中干状態には、水田における中干の実施の有無と中干期間とが含まれる。次に、制御部1aは、水田に対応する算出式(前述の確定した式(1)、(2))を記憶部1bから読み出し、当該算出式と、読み込んだ農作業の実施状態と、特定した水田の中干状態とに基づいて、水田のメタン排出量を算出する(S24)。次に、制御部1aは、水田に対応する基本メタン排出量を記憶部1bから読み出し、当該基本メタン排出量から水田のメタン排出量を減算することにより、水田のメタン削減量を算出する(S25)。即ち、制御部1aは、水田での農作業が変更されたこと、又は特定した中干状態の基本中干状態に対する変更により削減された水田のメタン削減量を算出する。 Next, the control unit 1a reads the implementation status of the agricultural work included in the acquired work information, and identifies the dry paddy field state where the work was carried out based on the water management information included in the work information (S23). The dry paddy field state identified at this time includes whether or not dry paddy fields are implemented and the dry paddy field period. Next, the control unit 1a reads out the calculation formula corresponding to the paddy field (the above-mentioned confirmed formulas (1) and (2)) from the storage unit 1b, and calculates the methane emission amount of the paddy field based on the calculation formula, the implementation status of the agricultural work read out, and the identified dry paddy field state (S24). Next, the control unit 1a reads out the basic methane emission amount corresponding to the paddy field from the storage unit 1b, and calculates the methane reduction amount of the paddy field by subtracting the methane emission amount of the paddy field from the basic methane emission amount (S25). That is, the control unit 1a calculates the methane reduction amount of the paddy field that has been reduced due to a change in the agricultural work in the paddy field or a change in the identified dry paddy field state to the basic dry paddy field state.

そして、制御部1aは、算出した水田のメタン削減量を含む評価情報を生成し、農業者情報に基づいて農業者端末装置3に対して、当該評価情報を通信部1cにより送信する(S26)。評価情報には、水田のメタン削減量だけでなく、特定した中干期間又は算出したメタン排出量などが含まれていてもよい。 Then, the control unit 1a generates evaluation information including the calculated amount of methane reduction in the paddy field, and transmits the evaluation information to the farmer terminal device 3 based on the farmer information via the communication unit 1c (S26). The evaluation information may include not only the amount of methane reduction in the paddy field, but also the specified mid-drainage period or the calculated amount of methane emission.

図6に示したメタン評価動作では、水田に対応する算出式によりメタン排出量を算出して、当該メタン排出量を基本メタン排出量から減算することにより、メタン削減量を算出する例を示した。然るに、それ以外に、例えば予め算出式に基づいて水田の中干期間とメタン削減量の相関関係を導出し、当該相関関係と特定した中干期間とに基づいて、メタン削減量を算出してもよい。 In the methane evaluation operation shown in FIG. 6, an example is shown in which the methane emission amount is calculated using a calculation formula corresponding to paddy fields, and the methane emission amount is subtracted from the basic methane emission amount to calculate the methane reduction amount. However, in addition to this, for example, a correlation between the mid-drainage period of paddy fields and the methane reduction amount may be derived in advance based on a calculation formula, and the methane reduction amount may be calculated based on the correlation and the identified mid-drainage period.

具体的には、例えば制御部1aは、予め初期設定動作などにおいて、シミュレーションで水田の基本中干状態に含まれる基本中干期間を前後(前倒し又は後倒し)に所定間隔で延長する毎に、当該延長後の中干期間と水田に対応する算出式とに基づいてメタン排出量を算出する。また、制御部1aは、当該メタン排出量を前記基本メタン排出量から減算して、水田のメタン削減量を算出する。そして、制御部1aは、水田の中干期間とメタン削減量の相関関係を導出し、当該相関関係を示す第1相関データを記憶部1bに記憶させる。 Specifically, for example, in advance during initial setting operations, the control unit 1a calculates the methane emission amount based on the extended dry period and a calculation formula corresponding to the paddy field each time the basic dry period included in the basic dry state of the paddy field in the simulation is extended forward or backward (advance or delay) by a predetermined interval. The control unit 1a also calculates the methane emission amount of the paddy field by subtracting the methane emission amount from the basic methane emission amount. The control unit 1a then derives the correlation between the dry period of the paddy field and the methane reduction amount, and stores first correlation data indicating the correlation in the memory unit 1b.

図7は、水田の中干期間とメタン削減量の相関関係を示す第1相関データの一例を示す図である。図7に示す第1相関データでは、水田の中干期間とメタン削減量の相関関係とをテーブル形式で示している。また、第1相関データでは、水田の基本中干期間(5日間)の場合のメタン削減量、基本中干期間を前倒しで7日間及び14日間それぞれ延長した場合のメタン削減量、基本中干期間を後倒しで7日間及び14日間それぞれ延長した場合のメタン削減量、基本中干期間を前倒し7日間及び後倒し7日間それぞれ延長した場合のメタン削減量、基本中干期間を前倒し14日間及び後倒し14日間それぞれ延長した場合のメタン削減量を示している。 Figure 7 is a diagram showing an example of the first correlation data showing the correlation between the paddy field dry-out period and the methane reduction amount. The first correlation data shown in Figure 7 shows the correlation between the paddy field dry-out period and the methane reduction amount in the form of a table. The first correlation data also shows the methane reduction amount in the case of the basic paddy field dry-out period (5 days), the methane reduction amount when the basic dry-out period is extended forward by 7 days and 14 days, the methane reduction amount when the basic dry-out period is extended backward by 7 days and 14 days, the methane reduction amount when the basic dry-out period is extended forward by 7 days and backward by 7 days, and the methane reduction amount when the basic dry-out period is extended forward by 14 days and backward by 14 days.

この場合、制御部1aは、メタン評価動作において、水田の中干状態を特定し、当該中干状態に含まれる中干期間と第1相関データとに基づいて、水田のメタン排出量を算出することなく、メタン削減量を算出する。具体的には、例えば、水田の中干期間を基本中干期間よりも前倒しで10日間延長した場合、制御部1aは、第1相関データの前倒し7日間の場合のメタン削減量Yaと、前倒し14日間の場合のメタン削減量Ycとに基づいて、前倒し10日間の中干期間のメタン削減量を算出する。 In this case, the control unit 1a, in the methane evaluation operation, identifies the mid-dry state of the paddy field, and calculates the methane reduction amount without calculating the methane emission amount of the paddy field based on the mid-dry period included in the mid-dry state and the first correlation data. Specifically, for example, if the mid-dry period of the paddy field is extended by 10 days ahead of the basic mid-dry period, the control unit 1a calculates the methane reduction amount for the mid-dry period brought forward by 10 days based on the methane reduction amount Ya for the first correlation data brought forward by 7 days and the methane reduction amount Yc for the first correlation data brought forward by 14 days.

水田のメタン削減量の算出方法は、上述した算出方法に限定されず、他の演算式又はデータに基づいて、水田のメタン削減量を算出してもよい。また、水田のメタン削減量(及びメタン排出量)として、水田全体のメタン削減量(及びメタン排出量)及び水田の単位面積当たりのメタン削減量(及びメタン排出量)のうちの少なくともいずれかを算出してもよい。或いは、水田のメタン削減率(%)を、メタン削減量として算出してもよい。また、気象情報のような、水田の水田情報と作業情報以外の情報も考慮したモデルデータ及び算出式により、水田のメタン削減量を算出してもよい。さらに、AIの機械学習により、水田のメタン削減量を算出してもよい。 The method of calculating the methane reduction amount of paddy fields is not limited to the above-mentioned calculation method, and the methane reduction amount of paddy fields may be calculated based on other calculation formulas or data. Furthermore, at least one of the methane reduction amount of the entire paddy field (and methane emission amount) and the methane reduction amount (and methane emission amount) per unit area of the paddy field may be calculated as the methane reduction amount of the paddy field. Alternatively, the methane reduction rate (%) of the paddy field may be calculated as the methane reduction amount. Furthermore, the methane reduction amount of paddy fields may be calculated using model data and calculation formulas that take into account information other than paddy field information and work information of paddy fields, such as weather information. Furthermore, the methane reduction amount of paddy fields may be calculated using AI machine learning.

図8は、水田メタン削減支援装置1の中干提案動作の一例を示すフローチャートである。図8の中干提案動作は、水田からのメタンを有効且つ有益に削減する推奨中干期間を提案する動作である。例えば、農業者が水田の中干作業を開始する前に、水田メタン削減支援装置1の制御部1aは、水田に対応する農業者情報と水田情報と作業情報を農業管理装置2又は農業者端末装置3から取得する(図8のS31)。この情報取得の処理S31は、図4の処理S12~S18と同様の手順で実行される。 Figure 8 is a flowchart showing an example of the drainage suggestion operation of the paddy field methane reduction support device 1. The drainage suggestion operation of Figure 8 is an operation that proposes a recommended drainage period that effectively and beneficially reduces methane from paddy fields. For example, before a farmer starts drainage work on a paddy field, the control unit 1a of the paddy field methane reduction support device 1 acquires farmer information, paddy field information, and work information corresponding to the paddy field from the agricultural management device 2 or farmer terminal device 3 (S31 in Figure 8). This information acquisition process S31 is executed in the same procedure as processes S12 to S18 in Figure 4.

次に、制御部1aは、前述したように、シミュレーションで水田の基本中干状態に含まれる基本中干期間を前後に所定間隔で延長する毎に、水田のメタン削減量を算出して、水田の中干期間とメタン削減量の相関関係を導出し、当該相関関係を示す第1相関データを記憶部1bに記憶させる(図8のS32)。 Next, as described above, the control unit 1a calculates the amount of methane reduction in the paddy field each time the basic dry period included in the basic dry state of the paddy field in the simulation is extended by a predetermined interval, derives the correlation between the dry period of the paddy field and the amount of methane reduction, and stores the first correlation data indicating the correlation in the memory unit 1b (S32 in Figure 8).

また、制御部1aは、シミュレーションで水田の基本中干期間を前後に所定間隔で延長する毎に、水田の作物の減収量を算出して、水田の中干期間と作物の減収量の相関関係を導出し、当該相関関係を示す第2相関データを記憶部1bに記憶させる(S33)。 The control unit 1a also calculates the amount of crop yield loss in the paddy field each time the basic dry-up period of the paddy field is extended by a specified interval in the simulation, derives a correlation between the dry-up period of the paddy field and the amount of crop yield loss, and stores second correlation data indicating this correlation in the memory unit 1b (S33).

具体的には、例えば制御部1aは、水田の基本中干期間と水田情報と作業情報とに基づいて、水田の作物の基本収量を推定する。また、制御部1aは、シミュレーションで水田の基本中干期間を前後に所定間隔で延長する毎に、当該延長後の中干期間と水田の水田情報と作業情報とに基づいて、水田の作物の収量を推定する。水田の中干期間が長くなるほど、作物の収量は減少する。このため、制御部1aは、延長した中干期間毎に算出した作物の収量を基本収量から減算することにより、作物の減収量を算出して、水田の中干期間と作物の減収量の相関関係を導出し、当該相関関係を示す第2相関データを生成する。第2相関データは、テーブル形式のデータであってもよいし、或いは演算式であってもよい。 Specifically, for example, the control unit 1a estimates the basic yield of the crop in the paddy field based on the basic dry-off period of the paddy field, the paddy field information, and the work information. In addition, the control unit 1a estimates the crop yield of the paddy field based on the dry-off period after the extension and the paddy field information and work information of the paddy field each time the basic dry-off period of the paddy field is extended by a predetermined interval in the simulation. The longer the dry-off period of the paddy field, the lower the crop yield. For this reason, the control unit 1a calculates the crop yield loss by subtracting the crop yield calculated for each extended dry-off period from the basic yield, derives the correlation between the dry-off period of the paddy field and the crop yield loss, and generates second correlation data indicating the correlation. The second correlation data may be data in a table format or may be an arithmetic expression.

次に、制御部1aは、第1相関データと第2相関データとに基づいて、メタン削減量が第1所定値以上で且つ作物の減収量が第2所定値以下である水田の推奨中干期間を判断する(S34)。そして、制御部1aは、判断した推奨中干期間を含む作業提案情報を、通信部1cにより水田に対応する農業者端末装置3に送信する(S35)。基本中干期間が0日であった場合、即ち従来水田で中干が実施されていなかった場合、制御部1aは、処理S35で中干の実施を勧める旨の情報を作業提案情報に含めてもよい。基本中干期間が
1日以上であった場合、即ち従来水田で中干が実施されていた場合、制御部1aは、処理S35で従来からの中干期間の延長日時を作業提案情報に含めてもよい。また、制御部1aが、推奨する中干期間の開始日と終了日の少なくともいずれかを判断して、当該開始日と終了日の少なくともいずれかを作業提案情報に含めてもよい。
Next, the control unit 1a determines the recommended dry-drainage period for the paddy field in which the methane reduction amount is equal to or greater than the first predetermined value and the crop yield loss amount is equal to or less than the second predetermined value based on the first correlation data and the second correlation data (S34). Then, the control unit 1a transmits the work proposal information including the determined recommended dry-drainage period to the farmer terminal device 3 corresponding to the paddy field via the communication unit 1c (S35). If the basic dry-drainage period is 0 days, that is, if dry-drainage has not been implemented in the paddy field in the past, the control unit 1a may include information recommending the implementation of dry-drainage in the work proposal information in process S35. If the basic dry-drainage period is 1 day or more, that is, if dry-drainage has been implemented in the paddy field in the past, the control unit 1a may include the extension date and time of the conventional dry-drainage period in the work proposal information in process S35. The control unit 1a may also determine at least one of the start date and end date of the recommended dry-drainage period and include at least one of the start date and end date in the work proposal information.

農業者端末装置3は、水田メタン削減支援装置1からの作業提案情報を受信して、当該作業提案情報で示される水田の推奨中干期間を、入出力インタフェイスのディスプレイなどに表示する。 The farmer terminal device 3 receives work proposal information from the paddy field methane reduction support device 1 and displays the recommended paddy field irrigation period indicated in the work proposal information on the input/output interface display, etc.

他の例として、制御部1aが、第1相関データと第2相関データのうちのいずれかを導出して、当該導出した相関データと、特定した水田の中干期間とに基づいて、最適な推奨中干期間を判断してもよい。また、他の例として、水田のメタンを削減するため、制御部1aが、水田の中干の実施と中干期間の延長に加えて或いは代えて、水田の間断灌漑などの水管理作業、作物の収穫後の稲わらのすき込み又は堆肥施用などの農作業の実施を提案してもよい。また、さらに、AIで機械学習により、水田の推奨中干期間、推奨水管理作業、稲わらのすき込み、又は堆肥施用などの提案を導出してもよい。 As another example, the control unit 1a may derive either the first correlation data or the second correlation data, and determine the optimal recommended drainage period based on the derived correlation data and the identified drainage period of the paddy field. As another example, in order to reduce methane in paddy fields, the control unit 1a may propose water management work such as intermittent irrigation of paddy fields, agricultural work such as incorporation of rice straw or application of compost after harvesting crops, in addition to or instead of implementing drainage of paddy fields and extending the drainage period. Furthermore, suggestions such as the recommended drainage period of paddy fields, recommended water management work, incorporation of rice straw, or application of compost may be derived by machine learning using AI.

図9は、水田メタン削減支援装置1の算出式更新動作の一例を示すフローチャートである。図9の算出式更新動作は、水田のメタン排出量の算出式を更新する動作である。例えば、水田メタン削減支援装置1の管理者が入出力インタフェイス1dにより、ある水田に対応する算出式の更新指示を入力すると(図9のS41)、制御部1aは、水田に対応する水田情報と作業情報を農業管理装置2又は農業者端末装置3から取得する(S42)。そして、制御部1aは、取得した水田情報及び作業情報に含まれる情報のうち、水田のメタン排出量の算出に関係する情報に変更があった場合(S43:YES)、当該情報の変更に応じて水田のメタン排出量の算出式を更新する(S44)。 Figure 9 is a flow chart showing an example of the calculation formula update operation of the paddy field methane reduction support device 1. The calculation formula update operation of Figure 9 is an operation for updating the calculation formula for methane emissions from paddy fields. For example, when the manager of the paddy field methane reduction support device 1 inputs an instruction to update the calculation formula for a certain paddy field through the input/output interface 1d (S41 in Figure 9), the control unit 1a acquires paddy field information and work information corresponding to the paddy field from the agricultural management device 2 or farmer terminal device 3 (S42). Then, if there is a change in information related to the calculation of methane emissions from the paddy field among the information contained in the acquired paddy field information and work information (S43: YES), the control unit 1a updates the calculation formula for methane emissions from the paddy field in accordance with the change in information (S44).

具体的には、例えば、水田情報に含まれる水田の排水性又は作業情報に含まれる施用有機物に変更があった場合、制御部1aは、当該変更に応じて、水田のメタン排出量の算出式(図5)の変数fd、fo、EF、a、bを変更することにより、算出式を更新する(S44)。 Specifically, for example, if there is a change in the drainage of the paddy field contained in the paddy field information or in the applied organic matter contained in the work information, the control unit 1a updates the calculation formula for the amount of methane emissions from the paddy field (Figure 5) by changing the variables fd, fo, EF, a, and b in accordance with the change (S44).

また、上記算出式の更新に伴って、制御部1aが、基本メタン排出量も更新してもよい。また、オペレータが水田メタン削減支援装置1の入出力インタフェイス1d(マウス、キーボードなど)を操作し、メタン測定器により測定された水田のメタンの濃度又は排出量の実測値に基づいて、記憶部1bに記憶されたモデルデータを更新してもよい。 In addition, the control unit 1a may also update the basic methane emission amount in conjunction with updating the above calculation formula. In addition, an operator may operate the input/output interface 1d (mouse, keyboard, etc.) of the paddy field methane reduction support device 1 to update the model data stored in the memory unit 1b based on the actual methane concentration or emission amount in the paddy field measured by the methane meter.

図10は、水田メタン削減支援装置1のクレジット化動作の一例を示すフローチャートである。図10のクレジット化動作は、水田のメタン削減量を電子的なクレジットに変えるときの動作であり、図3の処理S4の詳細を示している。水田メタン削減支援装置1の制御部1aは、水田のメタン削減量の算出後に、水田のメタン削減量と、水田に対応する農業者情報とを含む報告情報を生成し、当該報告情報を通信部1cによりクレジット管理装置8に送信する(図10のS51)。 Figure 10 is a flow chart showing an example of the crediting operation of the paddy field methane reduction support device 1. The crediting operation in Figure 10 is an operation when converting the amount of methane reduction in a paddy field into an electronic credit, and shows details of process S4 in Figure 3. After calculating the amount of methane reduction in a paddy field, the control unit 1a of the paddy field methane reduction support device 1 generates report information including the amount of methane reduction in the paddy field and farmer information corresponding to the paddy field, and transmits the report information to the credit management device 8 via the communication unit 1c (S51 in Figure 10).

クレジット管理装置8は、水田メタン削減支援装置1から報告情報を受信すると、当該報告情報に含まれる水田のメタン削減量に応じてクレジットを発行し、当該クレジットを示すクレジット情報を水田メタン削減支援装置1に送信する。クレジット情報には、クレジットの値、識別情報(管理番号)、及びクレジットの所有者などの情報が含まれている。制御部1aは、クレジット管理装置8からクレジット情報を受信すると(S52)、当該クレジット情報で示されるクレジットの所有者である農業者を特定し、当該農業者が利用する農業者端末装置3に受信したクレジット情報を送信する(S53)。 When the credit management device 8 receives report information from the paddy field methane reduction support device 1, it issues credits according to the amount of methane reduction in the paddy field contained in the report information, and transmits credit information indicating the credits to the paddy field methane reduction support device 1. The credit information includes information such as the credit value, identification information (management number), and the owner of the credit. When the control unit 1a receives credit information from the credit management device 8 (S52), it identifies the farmer who is the owner of the credit indicated by the credit information, and transmits the received credit information to the farmer terminal device 3 used by that farmer (S53).

図10のクレジット化動作では、水田毎にメタン削減量をクレジット化したが、これ以外に、例えば図11に示すように、複数の水田のメタン削減量を一括してクレジット化してもよい。 In the crediting operation in FIG. 10, the methane reduction amount is credited for each paddy field. However, in addition to this, the methane reduction amounts for multiple paddy fields may be credited together as shown in FIG. 11, for example.

図11は、水田メタン削減支援装置1のクレジット化動作の他例を示すフローチャートである。水田メタン削減支援装置1の制御部1aは、複数の水田のメタン削減量を合算して(図11のS54)、当該合算したメタン削減量を含む報告情報を生成し、当該報告情報を通信部1cによりクレジット管理装置8に送信する(S51a)。 Figure 11 is a flowchart showing another example of the crediting operation of the paddy field methane reduction support device 1. The control unit 1a of the paddy field methane reduction support device 1 adds up the methane reduction amounts of multiple paddy fields (S54 in Figure 11), generates report information including the added up methane reduction amount, and transmits the report information to the credit management device 8 via the communication unit 1c (S51a).

そして、制御部1aは、合算したメタン削減量に応じてクレジット管理装置8から発行されたクレジットを示すクレジット情報を通信部1cにより受信(取得)すると(S52a)、当該クレジット情報で示されるクレジットを、複数の水田のメタン削減量に応じて分配する(S55)。また、制御部1aは、分配したクレジットを示すクレジット情報を新たに生成して、当該クレジット情報を通信部1cにより、複数の水田に対応する農業者の農業者端末装置3に送信する(S53a)。 Then, when the control unit 1a receives (obtains) credit information indicating the credits issued by the credit management device 8 according to the combined methane reduction amount via the communication unit 1c (S52a), the control unit 1a distributes the credits indicated by the credit information according to the methane reduction amount of the multiple rice paddies (S55). The control unit 1a also generates new credit information indicating the distributed credits, and transmits the credit information via the communication unit 1c to the farmer terminal device 3 of the farmers corresponding to the multiple rice paddies (S53a).

図12は、水田メタン削減支援装置1のクレジット買取動作の一例を示すフローチャートである。図12のクレジット買取動作は、農業者からクレジットを買い取るときの動作であり、図3の処理S7の一例を示している。例えば、農業者が所有するクレジットを売却したい旨を示す情報を農業者端末装置3に入力すると、農業者端末装置3は、当該クレジットを売却したい旨を示す売却希望情報を生成して、当該売却希望情報を水田メタン削減支援装置1に送信する。売却希望情報には、クレジットを売却したい旨だけでなく、クレジットの値と識別番号などを示すクレジット情報も含まれている。 Figure 12 is a flowchart showing an example of the credit purchasing operation of the paddy field methane reduction support device 1. The credit purchasing operation of Figure 12 is the operation when purchasing credits from a farmer, and shows an example of process S7 of Figure 3. For example, when a farmer inputs information indicating that he or she wishes to sell credits he or she owns into the farmer terminal device 3, the farmer terminal device 3 generates sales request information indicating that the farmer wishes to sell the credits, and transmits the sales request information to the paddy field methane reduction support device 1. The sales request information includes not only the desire to sell the credits, but also credit information indicating the credit value and identification number, etc.

水田メタン削減支援装置1の制御部1aは、農業者端末装置3からの売却希望情報を通信部1cにより受信すると(S61)、当該売却希望情報で示されるクレジットの代価を決定し、当該代価を所定の取引者に支払わせる指示を示す支払指示情報を、入出力インタフェイス1dにより出力(S62)。このとき、例えば制御部1aは、入出力インタフェイス1dに含まれるディスプレイに、支払指示情報を表示させる。又は、所定の取引者が利用する取引者端末装置(図示省略)に、支払指示情報を転送してもよい。 When the control unit 1a of the paddy field methane reduction support device 1 receives sales request information from the farmer terminal device 3 via the communication unit 1c (S61), it determines the price of the credits indicated in the sales request information, and outputs payment instruction information indicating an instruction to pay the price to a specified trader via the input/output interface 1d (S62). At this time, for example, the control unit 1a displays the payment instruction information on a display included in the input/output interface 1d. Alternatively, the payment instruction information may be transferred to a trader terminal device (not shown) used by the specified trader.

その後、取引者が代価を農業者に支払ったことを示す支払完了情報が、入出力インタフェイス1d(マウス、キーボードなど)により入力されると(S63)、制御部1aは、対応するクレジットの所有者を農業者から取引者に変更して、取引者に代わってクレジットを管理する(S64)。また、制御部1aは、対応するクレジットを示すクレジット情報と、当該クレジットの所有者が農業者から取引者に変更されたことを示す情報とを含む変更報告情報を生成し、当該変更報告情報を通信部1cによりクレジット管理装置8に送信する(S65)。 After that, when payment completion information indicating that the trader has paid the price to the farmer is input via the input/output interface 1d (mouse, keyboard, etc.) (S63), the control unit 1a changes the owner of the corresponding credit from the farmer to the trader and manages the credit on behalf of the trader (S64). The control unit 1a also generates change report information including credit information indicating the corresponding credit and information indicating that the owner of the credit has changed from the farmer to the trader, and transmits the change report information to the credit management device 8 via the communication unit 1c (S65).

クレジット管理装置8は、水田メタン削減支援装置1からの変更報告情報を受信すると、当該変更報告情報で示されるクレジットの所有者の変更を受け付けて、当該クレジットの管理情報を更新する。 When the credit management device 8 receives change report information from the paddy field methane reduction support device 1, it accepts the change in the owner of the credit indicated in the change report information and updates the management information for that credit.

図13は、水田メタン削減支援装置1のクレジット取引動作の一例を示すフローチャートである。図13のクレジット取引動作は、需要者にクレジットを売却するときの動作であり、図3の処理S7の一例を示している。例えば、水田メタン削減支援装置1の制御部1aは、管理するクレジットを買い取りたい旨を示す買取希望情報を、需要者が利用する需要者端末装置9から通信部1cにより受信すると(S71)、当該買取希望情報で示されるクレジットの代価を決定し、当該代価を需要者に支払わせる支払指令を、需要者端末
装置9に送信する(S72)。
Figure 13 is a flow chart showing an example of the credit transaction operation of the paddy field methane reduction support device 1. The credit transaction operation of Figure 13 is an operation when selling credits to a consumer, and shows an example of process S7 of Figure 3. For example, when the control unit 1a of the paddy field methane reduction support device 1 receives purchase request information indicating a desire to purchase managed credits from a consumer terminal device 9 used by a consumer (S71), the control unit 1a determines the price of the credits indicated in the purchase request information and transmits a payment command to the consumer terminal device 9 to have the consumer pay the price (S72).

その後、制御部1aは、需要者が代価を取引者に支払ったことを示す支払完了情報を、需要者端末装置9から通信部1cにより受信すると(S73)、対応するクレジットの所有者を取引者から需要者に変更して(S74)、当該クレジットを管理対象から外す。また、制御部1aは、そのクレジットを示すクレジット情報と、当該クレジットの所有者が取引者から需要者に変更されたことを示す情報とを含む変更報告情報を生成し、当該変更報告情報を通信部1cによりクレジット管理装置8に送信する(S75)。 Then, when the control unit 1a receives payment completion information from the consumer terminal device 9 via the communication unit 1c indicating that the consumer has paid the price to the transactor (S73), it changes the owner of the corresponding credit from the transactor to the consumer (S74) and removes the credit from the management subject. In addition, the control unit 1a generates change report information including credit information indicating the credit and information indicating that the owner of the credit has changed from the transactor to the consumer, and transmits the change report information to the credit management device 8 via the communication unit 1c (S75).

以上の実施形態では、農業管理装置2及び農業者端末装置3が、水田メタン削減支援装置1に対して外部装置である例を示したが、これに限定しない。例えば、水田メタン削減支援装置1と農業管理装置2とを同一のコンピュータ又はサーバなどで構成したり、水田メタン削減支援装置1と農業者端末装置3とを、同一のコンピュータ又は端末装置で構成したりしてもよい。また、水田メタン削減支援装置1、農業管理装置2、及び農業者端末装置3をクラウド上に設けて、クラウド上で互いに情報を入出力するようにしてもよい。またこの場合、水田のメタン削減量を示す評価情報、水田の推奨中干期間を含む作業提案情報、及びメタン削減量に応じたクレジットを示すクレジット情報を、同一のコンピュータなど或いはクラウド上で入出力してもよい。 In the above embodiment, the agricultural management device 2 and the farmer terminal device 3 are external devices to the paddy field methane reduction support device 1, but this is not limited to the above. For example, the paddy field methane reduction support device 1 and the agricultural management device 2 may be configured as the same computer or server, or the paddy field methane reduction support device 1 and the farmer terminal device 3 may be configured as the same computer or terminal device. Furthermore, the paddy field methane reduction support device 1, the agricultural management device 2, and the farmer terminal device 3 may be provided on a cloud, and information may be input and output to and from each other on the cloud. In this case, evaluation information indicating the amount of methane reduction in the paddy field, work proposal information including the recommended irrigation period for the paddy field, and credit information indicating credits corresponding to the amount of methane reduction may be input and output to and from the same computer or cloud.

以上の実施形態では、水田での作物の栽培中に、水田から排出されるメタンを削減するための水田の水管理状態を、水管理装置4が水位センサ5の検出結果などに基づいて検出したり、モニタリング装置6が地球観測衛星7の合成開口レーダによる観測結果に基づいて検出したり、農業者が農業者端末装置3により入力したりするなどの例を示した。 In the above embodiment, examples have been shown in which the water management state of a paddy field to reduce methane emissions from the paddy field during the cultivation of crops in the paddy field is detected by the water management device 4 based on the detection results of the water level sensor 5, or by the monitoring device 6 based on the observation results of the synthetic aperture radar of the earth observation satellite 7, or by the farmer inputting the information via the farmer terminal device 3.

然るに、水管理装置4又は水位センサ5が水田に設置されておらず、当該水田がモニタリング装置6のモニタリング対象になっていない場合、当該水田の水管理状態を検出することができない。また、農業者が農業者端末装置3により入力した水田の水管理状態の情報(記録)は、客観性と証拠性が不十分で、間違っていたり改ざんされたりするおそれがある。 However, if the water management device 4 or water level sensor 5 is not installed in a paddy field and the paddy field is not monitored by the monitoring device 6, the water management status of the paddy field cannot be detected. Furthermore, the information (records) on the water management status of the paddy field entered by the farmer using the farmer terminal device 3 lacks objectivity and evidentiary value and may be incorrect or tampered with.

上記問題の対策として、水田メタン削減支援装置1が、地球観測衛星7の合成開口レーダによるSAR画像(観測画像)のデータに基づいて、水田のメタンを削減するための水管理の状態及び当該状態が継続した期間を特定するように構成する。この場合の実施形態を以降詳述する。 To address the above problem, the paddy field methane reduction support device 1 is configured to identify the state of water management for reducing methane in paddy fields and the period during which that state has continued, based on data from SAR images (observation images) captured by the synthetic aperture radar of the Earth observation satellite 7. An embodiment of this case will be described in detail below.

図14Aは、地球観測衛星7の合成開口レーダから湛水状態の水田Hに照射したマイクロ波の反射状態の一例を示す図である。図14Aに示すように、湛水状態の水田Hに地球観測衛星7の合成開口レーダからマイクロ波Waが照射された場合、マイクロ波Waが水田Hの平滑な水面Hwで反射する。このため、湛水状態の水田Hでは、マイクロ波Waの前方散乱波Wfの強度が高くなり、後方散乱波の強度が低くなる、即ち後方散乱係数σが小さくなる。 Figure 14A is a diagram showing an example of the reflection state of microwaves irradiated from a synthetic aperture radar of an Earth observation satellite 7 to a flooded rice paddy H. As shown in Figure 14A, when microwaves Wa are irradiated from the synthetic aperture radar of an Earth observation satellite 7 to a flooded rice paddy H, the microwaves Wa are reflected by the smooth water surface Hw of the rice paddy H. For this reason, in a flooded rice paddy H, the intensity of the forward scattered waves Wf of the microwaves Wa becomes high and the intensity of the backscattered waves becomes low, i.e., the backscattering coefficient σ becomes small.

図14Bは、地球観測衛星7の合成開口レーダから落水状態の水田Hに照射したマイクロ波の反射状態の一例を示す図である。図14Bに示すように、落水状態の水田Hに地球観測衛星7の合成開口レーダからマイクロ波Waが照射された場合、マイクロ波Waが水田Hのでこぼこした(凹凸がある平滑でない)或いはひび割れた地表面Hgで反射する。このため、落水状態の水田Hでは、湛水状態の水田Hの場合(図14A)よりも、マイクロ波Waの前方散乱波Wfの強度が低くなり、マイクロ波Waの後方散乱波Wbの強度(後方散乱係数)が高くなる、即ち後方散乱係数σが大きくなる。 Figure 14B is a diagram showing an example of the reflection state of microwaves irradiated from the synthetic aperture radar of the Earth observation satellite 7 to a paddy field H in a waterlogged state. As shown in Figure 14B, when microwaves Wa are irradiated from the synthetic aperture radar of the Earth observation satellite 7 to a paddy field H in a waterlogged state, the microwaves Wa are reflected by the uneven (uneven, uneven, not smooth) or cracked ground surface Hg of the paddy field H. For this reason, in a paddy field H in a waterlogged state, the intensity of the forward scattered waves Wf of the microwaves Wa is lower and the intensity (backscattering coefficient) of the backscattered waves Wb of the microwaves Wa is higher than in the case of a flooded paddy H (Figure 14A), i.e., the backscattering coefficient σ is larger.

また、水田Hで作物(水稲)Rが栽培されている場合、地球観測衛星7の合成開口レーダからXバンドのマイクロ波Waが水田Hに照射されると、図14A及び図14Bに示すように、Xバンドのマイクロ波Waは、水田Hの水面Hw或いは地表面Hgで反射するだけでなく、作物Rの生長した葉などでも反射する。このように、Xバンドのマイクロ波Waが作物Rで反射すると、当該マイクロ波Waの前方散乱波Wfの強度が低くなり、マイクロ波Waの後方散乱波Wbの強度が高くなるので、後方散乱係数が大きくなる。 In addition, when a crop (rice) R is cultivated in a paddy field H, and X-band microwaves Wa are irradiated onto the paddy field H from the synthetic aperture radar of the Earth observation satellite 7, as shown in Figures 14A and 14B, the X-band microwaves Wa are not only reflected by the water surface Hw or ground surface Hg of the paddy field H, but also by the grown leaves of the crop R. In this way, when the X-band microwaves Wa are reflected by the crop R, the intensity of the forward scattered waves Wf of the microwaves Wa decreases and the intensity of the backscattered waves Wb of the microwaves Wa increases, resulting in a large backscattering coefficient.

図15A~図15Cは、地球観測衛星7の合成開口レーダにより作物(水稲)栽培中の複数の水田Hを含む地域を観測したSAR画像の一例を示す図である。特に、図15Aは、複数の水田Hを含む地域の中干期間前(観測日:2021年6月21日)のSAR画像を示している。図15Bは、複数の水田Hの中干期間中(観測日:2021年7月3日)のSAR画像を示している。図15Cは、複数の水田Hの中干期間後(観測日:2021年7月15日)のSAR画像を示している。 Figures 15A to 15C are diagrams showing an example of a SAR image of an area including multiple rice paddies H in which crops (rice) are being cultivated, observed by a synthetic aperture radar on an Earth observation satellite 7. In particular, Figure 15A shows a SAR image of an area including multiple rice paddies H before the mid-drainage period (observation date: June 21, 2021). Figure 15B shows a SAR image of multiple rice paddies H during the mid-drainage period (observation date: July 3, 2021). Figure 15C shows a SAR image of multiple rice paddies H after the mid-drainage period (observation date: July 15, 2021).

図15A~図15Cに示す各SAR画像は、合成開口レーダからXバンドのマイクロ波を照射した場合の後方散乱波の強度を示している。図示の便宜上、各SAR画像において、ハッチングを付した部分に複数の水田Hが含まれていて、視認可能な水田Hを破線で区切って示している。 Each SAR image shown in Figures 15A to 15C shows the intensity of backscattered waves when X-band microwaves are irradiated from a synthetic aperture radar. For ease of illustration, each SAR image includes multiple rice paddies H in the hatched area, and visible rice paddies H are shown separated by dashed lines.

SAR画像の各画素の色の濃淡及び明るさの少なくともいずれかを表す画素値を検出し、当該各画素値を予め記憶部1bに記憶された所定のLUT(Look Up Table)又は演算式などの変換データにより変換することで、各画素が示す水田Hなどの実際の箇所における後方散乱波の強度、即ち後方散乱係数を求めることができる。 By detecting pixel values that represent at least one of the shade and brightness of the color of each pixel in the SAR image and converting each pixel value using conversion data such as a predetermined LUT (Look Up Table) or an arithmetic formula that is pre-stored in the memory unit 1b, it is possible to determine the intensity of the backscattered waves, i.e., the backscattering coefficient, at the actual location, such as a rice field H, indicated by each pixel.

SAR画像では、後方散乱係数が小さい箇所ほど、黒色が濃く映し出される。即ち、各SAR画像では、後方散乱係数が小さい湛水状態の水田Hは、黒っぽく表示され、後方散乱係数が大きい落水状態の水田Hは、白っぽく表示される。図15A~図15Cでは、ハッチングの間隔が狭いほど、黒色が濃いことを示している。 In SAR images, the smaller the backscattering coefficient, the darker the black appears. That is, in each SAR image, paddy fields H in a flooded state, which has a small backscattering coefficient, are displayed as darker, while paddy fields H in a drained state, which has a large backscattering coefficient, are displayed as lighter. In Figures 15A to 15C, the narrower the spacing between the hatches, the darker the black appears.

図15Aに示す水田Hの中干期間前のSAR画像と、図15Cに示す水田Hの中干期間後のSAR画像では、水田Hが湛水状態にあるので黒っぽく表示されている。対して、図15Bに示す水田Hの中干期間中のSAR画像では、水田Hが落水状態にあるので白っぽく表示されている。 In the SAR image of paddy field H before the mid-drainage period shown in Figure 15A, and the SAR image of paddy field H after the mid-drainage period shown in Figure 15C, paddy field H is in a waterlogged state, so it appears dark. In contrast, in the SAR image of paddy field H during the mid-drainage period shown in Figure 15B, paddy field H is in a drained state, so it appears light.

図16A及び図16Bは、図15A~図15Cに示したSAR画像に含まれる、ある1つの水田H1の後方散乱係数のヒストグラムを示すグラフである。詳しくは、図16Aは、中干期間前のSAR画像の水田H1を示す複数の画素にそれぞれ対応する後方散乱係数のヒストグラムGbと、中干期間中のSAR画像の水田H1を示す複数の画素にそれぞれ対応する後方散乱係数のヒストグラムGcとを示すグラフである。図16Bは、ヒストグラムGcと、中干期間後の水田H1を示す複数の画素にそれぞれ対応する後方散乱係数のヒストグラムGaとを示すグラフである。 Figures 16A and 16B are graphs showing histograms of the backscattering coefficients of a certain paddy field H1 included in the SAR images shown in Figures 15A to 15C. In more detail, Figure 16A is a graph showing a histogram Gb of the backscattering coefficients corresponding to a number of pixels representing the paddy field H1 in the SAR image before the inter-dried period, and a histogram Gc of the backscattering coefficients corresponding to a number of pixels representing the paddy field H1 in the SAR image during the inter-dried period. Figure 16B is a graph showing the histogram Gc and a histogram Ga of the backscattering coefficients corresponding to a number of pixels representing the paddy field H1 after the inter-dried period.

図16A及び図16Bでは、横軸に後方散乱係数の範囲を示し、縦軸に水田H1を示す全画素数に対する各後方散乱係数が対応付けられた画素数の割合を示している。図16A及び図16Bに示すように、中干期間前の水田H1の後方散乱係数のヒストグラムGb、中干期間中の水田H1の後方散乱係数のヒストグラムGc、及び中干期間前の水田H1の後方散乱係数のヒストグラムGaは、それぞれ正規分布を示している。 In Figures 16A and 16B, the horizontal axis shows the range of the backscattering coefficient, and the vertical axis shows the ratio of the number of pixels associated with each backscattering coefficient to the total number of pixels showing paddy field H1. As shown in Figures 16A and 16B, the histogram Gb of the backscattering coefficient of paddy field H1 before the inter-dried period, the histogram Gc of the backscattering coefficient of paddy field H1 during the inter-dried period, and the histogram Ga of the backscattering coefficient of paddy field H1 before the inter-dried period each show a normal distribution.

図16Aに示すように、中干期間前の水田H1の後方散乱係数のヒストグラムGbは、中干期間中の水田H1の後方散乱係数のヒストグラムGcよりも、後方散乱係数が小さい
範囲に広がっていて、分布範囲も大きくなっている。また、中干期間前のヒストグラムGbの最頻値Gbmは、中干期間中のヒストグラムGcの最頻値Gcmよりも小さくなっている。中干期間前のヒストグラムGbの平均値及び中央値も、中干期間中のヒストグラムGcの平均値よりも小さくなっている(符号図示省略)。
As shown in Figure 16A, the histogram Gb of the backscattering coefficient of the paddy field H1 before the inter-dried period has a wider range of small backscattering coefficients and a larger distribution range than the histogram Gc of the backscattering coefficient of the paddy field H1 during the inter-dried period. In addition, the mode Gbm of the histogram Gb before the inter-dried period is smaller than the mode Gcm of the histogram Gc during the inter-dried period. The average and median of the histogram Gb before the inter-dried period are also smaller than the average of the histogram Gc during the inter-dried period (reference symbols omitted).

図16Bに示すように、中干期間後の水田H1のSAR画像の後方散乱係数のヒストグラムGaは、中干期間中の水田H1のSAR画像の後方散乱係数のヒストグラムGcよりも、後方散乱係数が小さい範囲に広がっている。また、中干期間後のヒストグラムGaの最頻値Gamは、中干期間中のヒストグラムGcの最頻値Gcmよりも小さくなっている。中干期間後のヒストグラムGaの平均値及び中央値も、中干期間中のヒストグラムGcの平均値よりも小さくなっている(符号図示省略)。 As shown in FIG. 16B, the histogram Ga of the backscattering coefficient of the SAR image of paddy field H1 after the inter-dried period spreads over a smaller range of backscattering coefficients than the histogram Gc of the backscattering coefficient of the SAR image of paddy field H1 during the inter-dried period. In addition, the mode Gam of the histogram Ga after the inter-dried period is smaller than the mode Gcm of the histogram Gc during the inter-dried period. The average and median of the histogram Ga after the inter-dried period are also smaller than the average of the histogram Gc during the inter-dried period (symbols omitted).

上記のような各ヒストグラムGa~Gcに基づいて、水田H1の水管理状態を判断するための閾値を設定する。例えば図16Aに示すように、中干期間前のヒストグラムGbと中干期間中のヒストグラムGcとが重複する部分の頂点P1の後方散乱係数を検出する。また、図16Bに示すように、中干期間後のヒストグラムGaと中干期間中のヒストグラムGcとが重複する部分の頂点P2の後方散乱係数を検出する。そして、頂点P1の後方散乱係数と頂点P2の後方散乱係数とに基づいて、水田H1が中干状態にあることを判断するための第1閾値σ1を設定する。このとき、例えば頂点P1の後方散乱係数と頂点P2の後方散乱係数との最頻値、平均値、中央値、最大値、及び最小値のいずれかを、第1閾値σ1として設定してもよい。第1閾値σ1により、水田H1の落水状態の有無及び湛水状態の有無を判断することができる。 Based on the histograms Ga to Gc as described above, a threshold value is set to determine the water management state of the paddy field H1. For example, as shown in FIG. 16A, the backscattering coefficient of the apex P1 of the part where the histogram Gb before the mid-drainage period and the histogram Gc during the mid-drainage period overlap is detected. Also, as shown in FIG. 16B, the backscattering coefficient of the apex P2 of the part where the histogram Ga after the mid-drainage period and the histogram Gc during the mid-drainage period overlap is detected. Then, based on the backscattering coefficient of the apex P1 and the backscattering coefficient of the apex P2, a first threshold value σ1 is set to determine whether the paddy field H1 is in a mid-drainage state. At this time, for example, the mode, average, median, maximum, or minimum value of the backscattering coefficient of the apex P1 and the backscattering coefficient of the apex P2 may be set as the first threshold value σ1. The first threshold value σ1 can be used to determine whether the paddy field H1 is in a drainage state or a flooded state.

また他の例として、各ヒストグラムGa~Gcに対応する正規分布カーブをそれぞれ算出して、当該正規分布カーブに基づいて第1閾値σ1を設定してもよい。具体的には、中干期間前のヒストグラムGbの正規分布カーブと、中干期間中のヒストグラムGcの正規分布カーブとの交点の後方散乱係数を検出する。また、中干期間後のヒストグラムGaの正規分布カーブと、中干期間中のヒストグラムGcの正規分布カーブとの交点の後方散乱係数を検出する。そして、それら2つの交点の後方散乱係数の最頻値、平均値、中央値、最大値、及び最小値のいずれかを、第1閾値σ1として設定してもよい。 As another example, a normal distribution curve corresponding to each of the histograms Ga to Gc may be calculated, and the first threshold value σ1 may be set based on the normal distribution curve. Specifically, the backscattering coefficient of the intersection between the normal distribution curve of the histogram Gb before the mid-term and the normal distribution curve of the histogram Gc during the mid-term is detected. Also, the backscattering coefficient of the intersection between the normal distribution curve of the histogram Ga after the mid-term and the normal distribution curve of the histogram Gc during the mid-term is detected. Then, the mode, average, median, maximum, or minimum of the backscattering coefficient of these two intersections may be set as the first threshold value σ1.

また、図16A及び図16Bに示す中干期間中のヒストグラムGcが示す後方散乱係数の最小値(図16A及び図16Bの最左点P3の後方散乱係数)に基づいて、水田H1が湛水状態にあることを判断するための第2閾値σ2を設定する。このとき、例えばヒストグラムGcの最小値、又は最小値よりも所定の余裕値だけ小さい値を、第2閾値σ2に設定してもよい。第2閾値σ2により、水田H1が落水状態にないことと、中干状態にないことも判断することができる。 In addition, a second threshold value σ2 for determining whether the paddy field H1 is in a flooded state is set based on the minimum value of the backscattering coefficient shown in the histogram Gc during the mid-drainage period shown in Figures 16A and 16B (the backscattering coefficient at the leftmost point P3 in Figures 16A and 16B). At this time, for example, the second threshold value σ2 may be set to the minimum value of the histogram Gc, or a value smaller than the minimum value by a predetermined margin value. The second threshold value σ2 can also be used to determine whether the paddy field H1 is not in a drained state or in a mid-drainage state.

上記のような第1閾値σ1と第2閾値σ2の設定は、例えばオペレータがコンピュータを操作することによって実行してもよいし、又は、水田メタン削減支援装置1の制御部1aが、ソフトウェアプログラムに従って実行してもよい。また、AI(人工知能)による機械学習によって、第1閾値σ1と第2閾値σ2を設定してもよい。但し、第1閾値σ1及び第2閾値σ2は、水田メタン削減支援装置1の記憶部1b(図1)に記憶される。 The setting of the first threshold value σ1 and the second threshold value σ2 as described above may be performed, for example, by an operator operating a computer, or may be performed by the control unit 1a of the paddy field methane reduction support device 1 according to a software program. The first threshold value σ1 and the second threshold value σ2 may also be set by machine learning using AI (artificial intelligence). However, the first threshold value σ1 and the second threshold value σ2 are stored in the memory unit 1b (Figure 1) of the paddy field methane reduction support device 1.

第1閾値σ1及び第2閾値σ2の設定手法は、上記に限定するものではない。例えば、オペレータ、水田メタン削減支援装置1、他のコンピュータ、及びAIのうち、少なくとも1つ以上が、水田のSAR画像と、作業者などが視認した実際の水田で確認湛水、落水、中干などの水管理の状態及び期間とを参照して、第1閾値σ1及び第2閾値σ2を設定してもよい。 The method of setting the first threshold value σ1 and the second threshold value σ2 is not limited to the above. For example, at least one of the operator, the paddy field methane reduction support device 1, another computer, and the AI may set the first threshold value σ1 and the second threshold value σ2 by referring to the SAR image of the paddy field and the state and period of water management such as flooding, drainage, and intermittent drainage confirmed in the actual paddy field by a worker or the like.

また、水田毎に第1閾値σ1及び第2閾値σ2を設定してもよいし、又は複数の水田に対して共用の第1閾値σ1及び第2閾値σ2を設定してもよい。また、合成開口レーダにより複数の地域をそれぞれ観測して得た複数のSAR画像から、当該各地域に含まれる複数の水田をそれぞれ示す画素を抽出し、当該複数の画素の画素値に対応する後方散乱係数に基づいて、第1閾値σ1及び第2閾値σ2を設定してもよい。 The first threshold value σ1 and the second threshold value σ2 may be set for each paddy field, or a common first threshold value σ1 and a common second threshold value σ2 may be set for multiple paddy fields. Also, pixels representing multiple paddy fields included in each of multiple regions may be extracted from multiple SAR images obtained by observing each of the multiple regions using a synthetic aperture radar, and the first threshold value σ1 and the second threshold value σ2 may be set based on the backscattering coefficients corresponding to the pixel values of the multiple pixels.

さらに言えば、第1閾値σ1及び第2閾値σ2は、水田のSAR画像と実証データとに基づいて、統計的又は類型的に設定されてもよい。また、第1閾値σ1と第2閾値σ2とを、異なる水田のSAR画像及び実証データに基づいて設定してもよいし、異なるアルゴリズムで設定してもよい。また、第1閾値σ1と第2閾値σ2とを異なる値に設定してもよいし、又は同一値に設定してもよい。また、第1閾値σ1と第2閾値σ2の少なくともいずれかを設定してもよい。また、所定の年数毎に、それまでに収集した水田のSAR画像と実証データとに基づいて、第1閾値σ1及び第2閾値σ2を更新してもよい。 Moreover, the first threshold σ1 and the second threshold σ2 may be set statistically or typologically based on SAR images and empirical data of paddy fields. The first threshold σ1 and the second threshold σ2 may be set based on SAR images and empirical data of different paddy fields, or may be set using different algorithms. The first threshold σ1 and the second threshold σ2 may be set to different values, or may be set to the same value. At least one of the first threshold σ1 and the second threshold σ2 may be set. The first threshold σ1 and the second threshold σ2 may be updated every predetermined number of years based on SAR images and empirical data of paddy fields that have been collected up to that point.

図17は、中干期間前後のSAR画像の水田H1に対応する後方散乱係数の割合の推移を示すグラフである。詳しくは、図17は、2021年の6月9日、6月21日、7月3日、7月15日、及び7月27日に、地球観測衛星7の合成開口レーダにより観測された水田H1のSAR画像の各画素に対応する後方散乱係数を3段階に区分けした場合の、各区の割合をそれぞれ示している。6月9日と21日は水田H1の中干期間前の観測日であり、7月3日は水田H1の中干期間中の観測日であり、7月15日と27日は水田H1の中干期間後の観測日である。図17の横軸は日付を示し、縦軸は割合を示している。 Figure 17 is a graph showing the change in the proportion of backscattering coefficients corresponding to paddy field H1 in SAR images before and after the mid-drainage period. In detail, Figure 17 shows the proportions of each section when the backscattering coefficients corresponding to each pixel of the SAR images of paddy field H1 observed by the synthetic aperture radar of the Earth Observation Satellite 7 on June 9, June 21, July 3, July 15, and July 27 in 2021 are divided into three stages. June 9 and 21 are observation dates before the mid-drainage period of paddy field H1, July 3 is observation date during the mid-drainage period of paddy field H1, and July 15 and 27 are observation dates after the mid-drainage period of paddy field H1. The horizontal axis of Figure 17 indicates the date, and the vertical axis indicates the proportion.

6月9日と7月27日のSAR画像については、図示を省略されている。然るに、6月9日のSAR画像では、図15Aに示した6月21日のSAR画像のように、湛水状態にある水田Hが黒っぽく表示されている。また、7月27日のSAR画像では、図15Cに示した7月15日のSAR画像のように、落水状態にある水田Hが白っぽく表示されている。 The SAR images from June 9th and July 27th are omitted from the illustration. However, in the SAR image from June 9th, the flooded rice fields H are displayed in a dark color, as in the SAR image from June 21st shown in FIG. 15A. In addition, in the SAR image from July 27th, the water-logged rice fields H are displayed in a light color, as in the SAR image from July 15th shown in FIG. 15C.

図17では、第1閾値σ1より大きい後方散乱係数σの段階を、中干区Cmと設定している。第2閾値σ2より小さい後方散乱係数σの段階を、湛水区Cfと設定している。第2閾値σ2以上で且つ第1閾値σ1以下の後方散乱係数σの段階を、一部湛水区Cpと設定している。また、第1閾値σ1を「-14[db]」に設定し、第2閾値σ2を「-20[db]」に設定している。図17のグラフでは、中干区Cmの後方散乱係数の割合を実線で示し、一部湛水区Cpの後方散乱係数の割合を2点鎖線で示し、湛水区Cfの後方散乱係数の割合を1点鎖線で示している。 In FIG. 17, the step of the backscattering coefficient σ greater than the first threshold σ1 is set as the intermediate tidal area Cm. The step of the backscattering coefficient σ less than the second threshold σ2 is set as the flooded area Cf. The step of the backscattering coefficient σ greater than the second threshold σ2 and less than the first threshold σ1 is set as the partially flooded area Cp. In addition, the first threshold σ1 is set to "-14 [db]" and the second threshold σ2 is set to "-20 [db]". In the graph of FIG. 17, the backscattering coefficient ratio of the intermediate tidal area Cm is shown by a solid line, the backscattering coefficient ratio of the partially flooded area Cp is shown by a two-dot chain line, and the backscattering coefficient ratio of the flooded area Cf is shown by a dashed dot line.

図17に示すように、水田H1の中干期間前(6月9日と21日)には、湛水区Cfに属する後方散乱係数σの割合(6月9日は99.36%、21日は61.37%)が、中干区Cmと一部湛水区Cpとにそれぞれ属する後方散乱係数σの割合(中干区Cmの6月9日は0.02%で21日は10.09%、一部湛水区Cpの6月9日は0.03%で21日は28.54%)より高くなっている。また、水田H1の作物Rがある程度生長した中干期間の約1週間前(6月21日)には、中干区Cmに属する後方散乱係数σの割合が、一部湛水区Cpに属する後方散乱係数σの割合より低くなっている。 As shown in Figure 17, before the mid-drainage period of paddy field H1 (June 9th and 21st), the proportion of backscattering coefficients σ belonging to the flooded area Cf (99.36% on June 9th and 61.37% on the 21st) is higher than the proportions of backscattering coefficients σ belonging to the mid-drainage area Cm and partially flooded area Cp (0.02% on June 9th and 10.09% on the 21st for mid-drainage area Cm, and 0.03% on June 9th and 28.54% on the 21st for partially flooded area Cp). Also, about one week before the mid-drainage period when crop R in paddy field H1 has grown to a certain extent (June 21st), the proportion of backscattering coefficients σ belonging to the mid-drainage area Cm is lower than the proportion of backscattering coefficients σ belonging to the partially flooded area Cp.

水田H1の中干期間中(7月3日)には、中干区Cmに属する後方散乱係数σの割合(88.5%)が、湛水区Cfと一部湛水区Cpとにそれぞれ属する後方散乱係数σの割合(湛水区Cfは0.72%、一部湛水区Cpは10.78%)より著しく高くなっている。 During the mid-drainage period of paddy field H1 (July 3rd), the proportion of backscattering coefficient σ belonging to the mid-drainage area Cm (88.5%) is significantly higher than the proportion of backscattering coefficient σ belonging to the flooded area Cf and partially flooded area Cp (flooded area Cf: 0.72%, partially flooded area Cp: 10.78%).

水田H1の中干期間後(7月15日と27日)には、中干区Cmに属する後方散乱係数
σの割合(7月15日は3.17%、27日は0.75%)が、湛水区Cfと一部湛水区Cpとにそれぞれ属する後方散乱係数σの割合(湛水区Cfの7月15日は55.24%で27日は81.68%、一部湛水区Cpの7月15日は41.59%で27日は17.57%)より低くなっている。また、水田H1の中干期間後には、湛水区Cfに属する後方散乱係数σの割合が、一部湛水区Cpに属する後方散乱係数σの割合より高くなっている。
After the mid-drainage period of paddy field H1 (July 15th and 27th), the proportion of backscattering coefficients σ belonging to the mid-drainage area Cm (3.17% on July 15th and 0.75% on July 27th) is lower than the proportions of backscattering coefficients σ belonging to the flooded area Cf and partially flooded area Cp (55.24% on July 15th and 81.68% on July 27th for flooded area Cf, and 41.59% on July 15th and 17.57% on July 27th for partially flooded area Cp). Also, after the mid-drainage period of paddy field H1, the proportion of backscattering coefficients σ belonging to the flooded area Cf is higher than the proportion of backscattering coefficients σ belonging to the partially flooded area Cp.

上記のように、中干区Cm及び湛水区Cfにそれぞれ属する後方散乱係数σの割合が、水田H1の実際の中干期間であるか否かに応じて顕著に変動するので、中干区Cmを定める第1閾値σ1と湛水区Cfを定める第2閾値σ2とが水田H1の中干状態を判断する閾値として適切であることが実証されたと言える。 As described above, the proportions of the backscattering coefficient σ belonging to the dry zone Cm and the flooded zone Cf vary significantly depending on whether the paddy field H1 is in an actual dry zone or not. This demonstrates that the first threshold value σ1 that determines the dry zone Cm and the second threshold value σ2 that determines the flooded zone Cf are appropriate threshold values for determining the dry zone state of the paddy field H1.

図18は、水田メタン削減支援装置1の水管理特定動作の一例を示すフローチャートである。図18の水管理特定動作は、水田のメタンを削減するための水管理の状態と当該状態が継続した期間とを特定する動作であって、前述した図6の処理S22の後に、処理S23に代えて水田メタン削減支援装置1の制御部1a(図1)により実行される。 Figure 18 is a flowchart showing an example of the water management specification operation of the paddy field methane reduction support device 1. The water management specification operation of Figure 18 is an operation for specifying the state of water management for reducing methane in paddy fields and the period during which said state has continued, and is executed by the control unit 1a (Figure 1) of the paddy field methane reduction support device 1 instead of process S23 after process S22 of Figure 6 described above.

図6に示したメタン評価動作において、水田メタン削減支援装置1の制御部1aは、前述したように通信部1c(通信インタフェイス)により、農業者端末装置3からのメタン評価指令を受信する(図6のS21)。そして、制御部1aは、メタン評価指令に含まれる農業者の識別情報と水田の識別情報とに対応する農業者情報と水田情報と作業情報とを、農業管理装置2又は農業者端末装置3から通信部1cにより取得(受信)する(S22)。通信部1cは、情報を取得する取得部の一例である。これ以外に、記憶媒体を介して情報及びデータを水田メタン削減支援装置1に入力可能な入力インタフェイスにより取得部を構成してもよい。 In the methane evaluation operation shown in FIG. 6, the control unit 1a of the paddy field methane reduction support device 1 receives a methane evaluation command from the farmer terminal device 3 via the communication unit 1c (communication interface) as described above (S21 in FIG. 6). The control unit 1a then acquires (receives) farmer information, paddy field information, and work information corresponding to the farmer identification information and paddy field identification information included in the methane evaluation command from the agricultural management device 2 or the farmer terminal device 3 via the communication unit 1c (S22). The communication unit 1c is an example of an acquisition unit that acquires information. Alternatively, the acquisition unit may be configured with an input interface that can input information and data to the paddy field methane reduction support device 1 via a storage medium.

図6の処理S22の後、制御部1aは、図18の水管理特定動作を実行する。まず制御う1aは、取得した水田情報と作業情報とを読み込んで(図18のS81)、水田情報で示された対象水田の水管理情報が作業情報に含まれているか否かを確認する。例えば、水管理装置4など(図1の水位センサ5を含んでもよい。)が対象水田に設置されている場合、制御部1aは、水管理装置4により検出された対象水田の湛水、灌水、又は落水などの水管理状態を示す情報である水管理情報(以下、「検出水管理情報」という。)が作業情報に含まれていることを確認する(図18のS82:YES)。 After process S22 in FIG. 6, the control unit 1a executes the water management specification operation in FIG. 18. First, the control unit 1a reads the acquired paddy field information and work information (S81 in FIG. 18) and checks whether the work information includes water management information for the target paddy field indicated in the paddy field information. For example, if a water management device 4 or the like (which may include the water level sensor 5 in FIG. 1) is installed in the target paddy field, the control unit 1a checks whether the work information includes water management information (hereinafter referred to as "detected water management information") that indicates the water management state of the target paddy field, such as flooding, irrigation, or drainage, detected by the water management device 4 (S82 in FIG. 18: YES).

また、対象水田がモニタリング装置6(図1)に登録されたモニタリング対象に含まれている場合、制御部1aは、モニタリング装置6により検出された対象水田の水管理情報(以下、「検出水管理情報」という。)が作業情報に含まれていることを確認する(図18のS82:YES)。 In addition, if the target paddy field is included in the monitoring targets registered in the monitoring device 6 (Figure 1), the control unit 1a confirms that the water management information of the target paddy field detected by the monitoring device 6 (hereinafter referred to as "detected water management information") is included in the work information (S82 in Figure 18: YES).

次に、制御部1aは、検出水管理情報に基づいて、対象水田のメタンを削減するために実施された水管理の状態(有無)及び期間を特定し、当該中干の状態及び期間を示す特定水管理情報を記憶部1bに記憶させる(S83)。そして、制御部1aは、特定水管理情報を特定するために基づいた検出水管理情報を、根拠情報として特定水管理情報と関連付けて記憶部1bに記憶させる(S84)。 Next, the control unit 1a identifies the state (presence or absence) and period of water management implemented to reduce methane in the target paddy field based on the detected water management information, and stores specific water management information indicating the state and period of the mid-drainage in the memory unit 1b (S83). The control unit 1a then stores the detected water management information based on which the specific water management information was identified in the memory unit 1b in association with the specific water management information as evidence information (S84).

具体的には、処理S83において、例えば制御部1aは、まず水田情報と作業情報とに基づいて、対象水田に作付けされた作物(水稲)の分げつ期と幼穂形成期とを特定する。次に、制御部1aは、検出水管理情報を読み込んで、分げつ期から幼穂形成期までの間に、対象水田の湛水されていない状態が所定日数(例えば5日)以上継続されたか否かを確認する。 Specifically, in process S83, for example, the control unit 1a first identifies the tillering stage and young panicle formation stage of the crop (rice) planted in the target paddy field based on the paddy field information and work information. Next, the control unit 1a reads the detected water management information and checks whether the target paddy field has remained unflooded for a predetermined number of days (e.g., 5 days) or more between the tillering stage and the young panicle formation stage.

例えば制御部1aは、対象水田の湛水されていない状態(落水状態)が所定日数(例えば5日)以上継続されたことを、検出水管理情報から確認した場合、対象水田で中干の実施があったと判断する。そして、制御部1aは、対象水田が湛水されていない状態の開始日と最終日とをそれぞれ中干開始日と中干終了日として特定し、当該中干開始日から中干終了日までの期間を中干期間として特定する。さらに、制御部1aは、対象水田の中干が実施されたことと中干期間とを示す特定水管理情報を生成して、当該特定水管理情報を記憶部1bに記憶させる(S84)。 For example, when the control unit 1a confirms from the detected water management information that the target paddy field has remained unflooded (water-drained) for a predetermined number of days (e.g., 5 days) or more, it determines that mid-drying has been carried out in the target paddy field. The control unit 1a then identifies the start and end dates of the target paddy field's unflooded state as the mid-drying start date and end date, respectively, and identifies the period from the mid-drying start date to the end date as the mid-drying period. Furthermore, the control unit 1a generates specific water management information indicating that mid-drying has been carried out in the target paddy field and the mid-drying period, and stores the specific water management information in the memory unit 1b (S84).

なお、対象水田で中干が実施されなかった場合、制御部1aは、処理S83で検出水管理情報に基づいて対象水田の中干状態を特定することができない。この場合、制御部1aは、処理S84において、対象水田での実施が無かったことを示す特定水管理情報を生成して、当該特定水管理情報を記憶部1bに記憶させる。 If no mid-drainage was carried out in the target paddy field, the control unit 1a cannot identify the mid-drainage state of the target paddy field based on the detected water management information in process S83. In this case, the control unit 1a generates specific water management information indicating that no mid-drainage was carried out in the target paddy field in process S84, and stores the specific water management information in the memory unit 1b.

上記のように処理S84が実行されて、図18の水管理特定動作が終了した場合、次に制御部1aは、対象水田に対応する算出式と、作業情報に含まれる対象水田での農作業の実施状態と、記憶部1bに記憶された特定水管理情報とに基づいて、水田のメタン排出量を算出する(図6のS24)。そして、制御部1aは、前述したように対象水田のメタン削減量を算出して(S25)、当該メタン削減量を記憶部1bに記憶させ、当該メタン削減量を含む評価情報を、農業者情報に基づいて農業者端末装置3に送信する(S26)。 When process S84 is executed as described above and the water management specific operation of FIG. 18 is completed, the control unit 1a then calculates the methane emission amount from the target paddy field based on the calculation formula corresponding to the target paddy field, the status of agricultural work in the target paddy field included in the work information, and the specific water management information stored in the memory unit 1b (S24 in FIG. 6). The control unit 1a then calculates the methane reduction amount for the target paddy field as described above (S25), stores the methane reduction amount in the memory unit 1b, and transmits evaluation information including the methane reduction amount to the farmer terminal device 3 based on the farmer information (S26).

一方、水位センサ5と水管理装置4とが対象水田に設置されておらず、対象水田がモニタリング装置6のモニタリング対象に含まれていないことがある。この状況において、例えば農業者が、対象水田の湛水、灌水、落水、及び中干などの水管理状態を示す情報である水管理情報を、農業者端末装置3により入力する。 On the other hand, there are cases where the water level sensor 5 and water management device 4 are not installed in the target paddy field, and the target paddy field is not included in the monitoring targets of the monitoring device 6. In this situation, for example, a farmer inputs water management information, which is information indicating the water management status of the target paddy field, such as flooding, irrigation, drainage, and mid-drainage, using the farmer terminal device 3.

その場合、制御部1aは、作業情報に検出水管理情報が含まれておらず(図18のS82:NO)、農業者が農業者端末装置3により入力した水管理情報(以下、「入力水管理情報」という。)が作業情報に含まれていることを確認する(S85:YES)。そして、制御部1aは、地球観測衛星7の合成開口レーダによるSAR画像のデータに基づいて、対象水田の入力水管理情報の検証と、メタンを削減するために実施された水管理の状態及び期間の特定とを実行する(S86)。 In this case, the control unit 1a confirms that the work information does not include the detected water management information (S82: NO in FIG. 18), but that the work information includes the water management information input by the farmer via the farmer terminal device 3 (hereinafter referred to as "input water management information") (S85: YES). Then, the control unit 1a verifies the input water management information of the target paddy field based on the SAR image data from the synthetic aperture radar of the earth observation satellite 7, and identifies the state and period of the water management implemented to reduce methane (S86).

図19A及び図19Bは、水田メタン削減支援装置1の検証特定動作の一例を示すフローチャートである。図19A及び図19Bに示す検証特定動作は、図18の処理S86の詳細を示している。本検証特定動作において、制御部1aは、入力水管理情報に基づいて、地球観測衛星7の合成開口レーダにより観測された複数のSAR画像のデータを取得し、当該複数のSAR画像のデータに基づいて対象水田の水管理の状態及び期間を判断し、当該判断した水管理の状態及び期間に基づいて、入力水管理情報で示された対象水田の水管理の状態及び期間を検証し、対象水田のメタンを削減するための水管理の状態及び期間を特定する。本検証特定動作について、以下詳述する。 Figures 19A and 19B are flow charts showing an example of the verification and specification operation of the paddy field methane reduction support device 1. The verification and specification operation shown in Figures 19A and 19B shows the details of process S86 in Figure 18. In this verification and specification operation, the control unit 1a acquires data of multiple SAR images observed by the synthetic aperture radar of the Earth observation satellite 7 based on the input water management information, determines the state and period of water management of the target paddy field based on the data of the multiple SAR images, verifies the state and period of water management of the target paddy field indicated in the input water management information based on the determined water management state and period, and specifies the state and period of water management for reducing methane in the target paddy field. This verification and specification operation will be described in detail below.

対象水田の作業情報に含まれる入力水管理情報には、対象水田のメタンを削減するための水管理の状態及び期間として、中干状態と中干期間が含まれている。このため、まず水田メタン削減支援装置1の制御部1aは、入力水管理情報で示される対象水田の中干期間のうち、中干開始日と中干最終日とを判断する(図19AのS91)。なお、中干開始日とは、対象水田が中干されるために、湛水状態から落水状態に変化した日のことである。中干最終日とは、中干されている対象水田が落水状態から湛水状態に変化した日の前日のことである。 The input water management information included in the work information for the target paddy field includes the mid-drying state and mid-drying period as the state and period of water management for reducing methane in the target paddy field. For this reason, the control unit 1a of the paddy field methane reduction support device 1 first determines the start date and the last date of the mid-drying period of the target paddy field indicated in the input water management information (S91 in Figure 19A). Note that the start date of the mid-drying is the day on which the target paddy field changes from a flooded state to a drained state in order to be drained. The last day of the mid-drying is the day before the day on which the target paddy field that is being drained changes from a drained state to a flooded state.

次に、制御部1aは、通信部1cにより、地球観測衛星7の合成開口レーダにより観測されたデータを記憶しているモニタリング装置6と通信して、対象水田の中干開始日と中干最終日のそれぞれに合成開口レーダにより観測された対象水田を含む地域のSAR画像のデータを取得(受信)する(S92)。 Next, the control unit 1a communicates with the monitoring device 6, which stores data observed by the synthetic aperture radar of the Earth observation satellite 7, via the communication unit 1c, and acquires (receives) SAR image data of the area including the target rice field observed by the synthetic aperture radar on the first and last days of the inter-drainage of the target rice field (S92).

なお、合成開口レーダの観測データが、モニタリング装置6ではなく、例えば観測データサーバ(図示省略)に記憶されている場合には、制御部1aは、対象水田の中干開始日と中干最終日に合成開口レーダにより観測された対象水田を含む地域のSAR画像のデータを、観測データサーバから通信部1cにより取得する。モニタリング装置6と観測データサーバは、観測管理装置の一例である。 When the synthetic aperture radar observation data is stored in, for example, an observation data server (not shown) rather than in the monitoring device 6, the control unit 1a acquires SAR image data of the area including the target paddy field observed by the synthetic aperture radar on the first day and the last day of the inter-drainage of the target paddy field from the observation data server via the communication unit 1c. The monitoring device 6 and the observation data server are examples of observation management devices.

また、対象水田と対象水田を含む地域の位置(緯度、経度)は、対象水田の水田情報で示されている。制御部1aは、当該水田情報に基づいて対象水田を含む地域の位置を判断し、当該位置を観測した合成開口レーダのSAR画像をモニタリング装置6又は観測データサーバから取得する。 The positions (latitude, longitude) of the target paddy field and the area including the target paddy field are indicated in the paddy field information for the target paddy field. The control unit 1a determines the position of the area including the target paddy field based on the paddy field information, and obtains SAR images of the synthetic aperture radar that observed the position from the monitoring device 6 or the observation data server.

次に、制御部1aは、対象水田の中干開始日に観測されたSAR画像から対象水田を示す1つ以上の画素を抽出し、当該画素の画素値に対応する後方散乱係数を検出する(S93)。このとき、制御部1aは、検出した後方散乱係数の数、即ち対象水田の後方散乱係数の全数Naを数える。 Next, the control unit 1a extracts one or more pixels representing the target paddy field from the SAR image observed on the day when the paddy field began to be irrigated, and detects the backscattering coefficient corresponding to the pixel value of the pixel (S93). At this time, the control unit 1a counts the number of detected backscattering coefficients, i.e., the total number Na of backscattering coefficients for the target paddy field.

なお、SAR画像中の対象水田を示す画素数は、SAR画像の解像度(観測幅)によって変わる。このため、対象水田の面積と後方散乱係数の抽出数などを考慮して、適切な解像度のSAR画像をモニタリング装置6などから水田メタン削減支援装置1に取得する。 The number of pixels showing the target rice field in the SAR image varies depending on the resolution (observation width) of the SAR image. For this reason, taking into consideration the area of the target rice field and the number of backscattering coefficients extracted, a SAR image with an appropriate resolution is acquired from the monitoring device 6 or the like and sent to the rice field methane reduction support device 1.

次に、制御部1aは、中干開始日のSAR画像に基づいて検出した対象水田の後方散乱係数と、記憶部1bに記憶された第1閾値σ1とを比較して、第1閾値σ1より大きい後方散乱係数の該当数Nbを数える。そして、制御部1aは、水田の後方散乱係数の全数Naに対する該当数Nbの割合Rs(Rs=Nb/Na×100[%])を算出する(S94)。 Next, the control unit 1a compares the backscattering coefficient of the target paddy field detected based on the SAR image on the day of the start of inter-irrigation with the first threshold value σ1 stored in the memory unit 1b, and counts the number Nb of backscattering coefficients greater than the first threshold value σ1. The control unit 1a then calculates the ratio Rs (Rs = Nb/Na x 100 [%]) of the number Nb of backscattering coefficients to the total number Na of paddy fields (S94).

次に、割合Rsが、記憶部1bに記憶された所定の第3閾値Rt(例えば80%)以上である場合(S95:YES)、制御部1aは、入力水管理情報で示された中干開始日に、対象水田が落水状態で且つ中干状態にあると判断して、当該判断結果を記憶部1bに記録する(S96)。 Next, if the ratio Rs is equal to or greater than a predetermined third threshold value Rt (e.g., 80%) stored in the memory unit 1b (S95: YES), the control unit 1a determines that the target paddy field is in a drained and dry state on the dry-out start date indicated in the input water management information, and records the determination result in the memory unit 1b (S96).

対して、割合Rsが第3閾値Rt未満である場合(S95:NO)、制御部1aは、入力水管理情報で示された中干開始日に、対象水田が落水状態になく、中干状態にもなかったと判断して、当該判断結果を記憶部1bに記録する(S97)。第3閾値Rtは、例えば図17に示したような、水田の後方散乱係数の実証データに基づいて設定されている。 On the other hand, if the ratio Rs is less than the third threshold value Rt (S95: NO), the control unit 1a determines that the subject paddy field was neither in a drainage state nor in a drainage state on the start date of the drainage indicated in the input water management information, and records the determination result in the memory unit 1b (S97). The third threshold value Rt is set based on empirical data on the backscattering coefficient of paddy fields, for example, as shown in FIG. 17.

次に、制御部1aは、中干最終日のSAR画像から対象水田を示す画素を抽出し、当該画素の画素値に対応する後方散乱係数を検出する(図19BのS98)。また、制御部1aは、上述したように抽出した対象水田の後方散乱係数の全数Naに対する、第1閾値σ1より大きい後方散乱係数の該当数Nbの割合Reを算出する(S99)。 Next, the control unit 1a extracts pixels representing the target paddy field from the SAR image on the last day of the interim drainage period, and detects the backscattering coefficient corresponding to the pixel value of the pixel (S98 in FIG. 19B). The control unit 1a also calculates the ratio Re of the number Nb of backscattering coefficients greater than the first threshold value σ1 to the total number Na of backscattering coefficients of the target paddy field extracted as described above (S99).

そして、割合Reが第3閾値Rt以上である場合(S100:YES)、制御部1aは、入力水管理情報で示された中干最終日に対象水田が落水状態で且つ中干状態にあると判断して、当該判断結果を記憶部1bに記録する(S101)。 If the ratio Re is equal to or greater than the third threshold value Rt (S100: YES), the control unit 1a determines that the target paddy field is in a drained and dry state on the final day of dry season indicated in the input water management information, and records the determination result in the memory unit 1b (S101).

対して、割合Reが第3閾値Rt未満である場合(S100:NO)、制御部1aは、入力水管理情報で示された中干最終日に対象水田が落水状態になく、中干状態にもなかったと判断して、当該判断結果を記憶部1bに記録する(S102)。 On the other hand, if the ratio Re is less than the third threshold value Rt (S100: NO), the control unit 1a determines that the target paddy field was not in a drainage state or a mid-drainage state on the final day of the mid-drainage period indicated in the input water management information, and records the determination result in the memory unit 1b (S102).

上述したように制御部1aは、図19Aの処理S96及び図19Bの処理S101で、中干開始日と中干最終日に対象水田が中干状態であったと判断した場合、SAR画像のデータから判断した対象水田の中干の状態及び期間と、入力水管理情報で示された対象水田の中干の状態及び期間とが対応していると判断する(図19BのS103:YES)。そして、制御部1aは、入力水管理情報で示される水管理の状態及び期間が正当であると判断して(S104)、入力水管理情報を特定水管理情報として記憶部1bに記憶させる(S105)。 As described above, if the control unit 1a determines in step S96 of FIG. 19A and step S101 of FIG. 19B that the target paddy field was in a dried-up state on the start date and the last date of the dried-up period, it determines that the dried-up state and period of the target paddy field determined from the SAR image data correspond to the dried-up state and period of the target paddy field indicated in the input water management information (S103: YES in FIG. 19B). The control unit 1a then determines that the water management state and period indicated in the input water management information are valid (S104), and stores the input water management information in the memory unit 1b as specific water management information (S105).

上記の例では、制御部1aが、SAR画像のデータから判断した対象水田の中干の状態及び期間と、入力水管理情報で示された対象水田の中干の状態及び期間とが一致している場合に対応していると判断した例を示したが、これに限定するものではない。例えば、入力水管理情報で対象水田の落水日と湛水日とが示されていて、当該落水日から湛水日までの日数が所定日(例えば5日)以上ある場合に、制御部1aが、落水日から湛水日までを対象水田の入力された中干期間と推定してもよい。そして、制御部1aが、対象水田が落水日に落水状態にあり且つ湛水日に湛水状態にあることをSAR画像のデータから確認することができたときに、SAR画像のデータから判断した対象水田の中干の状態及び期間と、入力水管理情報で示された対象水田の中干の状態及び期間とが対応していると判断してもよい。 In the above example, the control unit 1a determines that the state and period of the target paddy field determined from the SAR image data correspond to the state and period of the target paddy field indicated in the input water management information, but this is not limited to the above. For example, if the input water management information indicates the drainage date and flooding date of the target paddy field and the number of days from the drainage date to the flooding date is a predetermined number of days (e.g., 5 days) or more, the control unit 1a may estimate that the input drainage date to the flooding date is the drainage date. Then, when the control unit 1a can confirm from the SAR image data that the target paddy field is in a drainage state on the drainage date and in a flooded state on the flooding date, it may determine that the state and period of the target paddy field determined from the SAR image data correspond to the state and period of the target paddy field indicated in the input water management information.

また、例えば、対象水田の水位を低下させる作業の実施日と、対象水田の水位を略0まで低下させる排水作業の実施日と、対象水田の水位を上昇させる給水作業の実施日とが、入力水管理情報で示されている場合に、制御部1aが、対象水田の排水性に基づいて水位が略0まで低下する合理的な落水所要時間を推定し、対象水田の給水性に基づいて水位が上昇して湛水状態になる合理的な湛水所要時間を推定してもよい。そして、制御部1aが、排水作業の実施日から落水所要時間の経過後に対象水田の水位が略0まで低下していることと、給水作業の実施日から湛水所要時間の経過後に対象水田の水位が上昇して湛水状態にあることとを、SAR画像のデータから確認することができたときに、SAR画像のデータから判断した対象水田の中干(又は間断灌水)の状態及び期間と、入力水管理情報で示された対象水田の中干(又は間断灌水)の状態及び期間とが対応していると判断してもよい。即ち、制御部1aは、入力水管理情報で示される対象水田の水管理状態と、SAR画像のデータから得られた対象水田の水管理状態とが適切な関係にある場合に、これらが対応していると判断すればよい。 For example, when the input water management information indicates the date of work to lower the water level of the target paddy field, the date of drainage work to lower the water level of the target paddy field to approximately zero, and the date of water supply work to raise the water level of the target paddy field, the control unit 1a may estimate a reasonable time required for water drainage to lower the water level to approximately zero based on the drainage properties of the target paddy field, and may estimate a reasonable time required for water retention to raise the water level to a flooded state based on the water supply of the target paddy field. Then, when the control unit 1a can confirm from the SAR image data that the water level of the target paddy field has dropped to approximately zero after the required time for water drainage has elapsed from the date of drainage work, and that the water level of the target paddy field has risen to a flooded state after the required time for water retention has elapsed from the date of water supply work, it may determine that the state and period of mid-drainage (or intermittent irrigation) of the target paddy field determined from the SAR image data correspond to the state and period of mid-drainage (or intermittent irrigation) of the target paddy field indicated in the input water management information. In other words, the control unit 1a can determine that the water management status of the target paddy field indicated by the input water management information corresponds to the water management status of the target paddy field obtained from the SAR image data if there is an appropriate relationship between the two.

上述したように制御部1aは、入力水管理情報で示される水管理の状態及び期間が正当であると判断して(図19BのS104)、入力水管理情報を特定水管理情報として記憶部1bに記憶させた(S105)後、特定水管理情報と、入力水管理情報と、特定水管理情報と入力水管理情報とが対応していることを示す情報と、入力水管理情報が正当であることを示す情報とを含む検証情報を生成し、当該検証情報を記憶部1bに記憶させる(S106)。このとき、制御部1aは、対象水田の中干開始日と中干最終日のSAR画像のデータのうち、図15A~15Cに示したようなSAR画像の表示データ又は当該SAR画像から抽出した対象水田の画像の表示データを検証情報に含めてもよい。またこの場合、SAR画像或いは対象水田の画像の解説若しくは凡例などを、検証情報に含めてもよい。 As described above, the control unit 1a judges that the water management state and period indicated by the input water management information are valid (S104 in FIG. 19B), stores the input water management information in the storage unit 1b as specific water management information (S105), and then generates verification information including the specific water management information, the input water management information, information indicating that the specific water management information and the input water management information correspond to each other, and information indicating that the input water management information is valid, and stores the verification information in the storage unit 1b (S106). At this time, the control unit 1a may include, in the verification information, display data of the SAR image as shown in FIGS. 15A to 15C, or display data of the image of the target paddy field extracted from the SAR image, among the data of the SAR image of the target paddy field on the start day and the last day of the mid-drainage. In this case, an explanation or a legend of the SAR image or the image of the target paddy field may also be included in the verification information.

上記のように処理S104~S106が実行されて、図19A、図19Bの検証特定動作及び図18の水管理特定動作が終了することで、入力水管理情報が検証されて、対象水
田の中干状態と中干期間とが制御部1aにより特定された状態となる。この場合、次に制御部1aは、対象水田に対応する算出式と、作業情報に含まれる対象水田での農作業の実施状態と、特定水管理情報とに基づいて、水田のメタン排出量を算出する(図6のS24)。そして、制御部1aは、前述したように対象水田のメタン削減量を算出し(S25)、当該メタン削減量を記憶部1bに記憶させ、当該対象水田のメタン削減量を含む評価情報を、農業者情報に基づいて農業者端末装置3に送信する(S26)。
As described above, steps S104 to S106 are executed, and the verification and identification operations in Fig. 19A and Fig. 19B and the water management identification operation in Fig. 18 are completed, whereby the input water management information is verified, and the mid-drainage state and mid-drainage period of the target paddy field are identified by the control unit 1a. In this case, the control unit 1a then calculates the methane emission amount of the paddy field based on the calculation formula corresponding to the target paddy field, the state of agricultural work in the target paddy field included in the work information, and the identified water management information (S24 in Fig. 6). The control unit 1a then calculates the methane reduction amount of the target paddy field as described above (S25), stores the methane reduction amount in the storage unit 1b, and transmits evaluation information including the methane reduction amount of the target paddy field to the farmer terminal device 3 based on the farmer information (S26).

一方、制御部1aは、図19の処理S97で中干開始日に対象水田が中干状態でなかったと判断した場合、又は図19Bの処理S102で中干最終日に対象水田が中干状態でなかったと判断した場合、SAR画像のデータから水田の中干期間を判断することができない。このため、制御部1aは、SAR画像のデータから判断した対象水田の水管理状態と、入力水管理情報で示された対象水田の水管理状態とが対応していないと判断する(図19BのS103:NO)。上記以外に、SAR画像のデータから判断した対象水田の水管理状態と、入力水管理情報で示された対象水田の水管理状態とが適切な関係にない場合にも、制御部1aは、SAR画像のデータから判断した対象水田の水管理状態と、入力水管理情報で示された対象水田の水管理状態とが対応していないと判断してもよい(S103:NO)。 On the other hand, if the control unit 1a determines in step S97 of FIG. 19 that the target paddy field was not in a dry state on the start date of the dry period, or in step S102 of FIG. 19B that the target paddy field was not in a dry state on the last day of the dry period, it cannot determine the dry period of the paddy field from the SAR image data. Therefore, the control unit 1a determines that the water management state of the target paddy field determined from the SAR image data does not correspond to the water management state of the target paddy field indicated in the input water management information (S103: NO in FIG. 19B). In addition to the above, if there is no appropriate relationship between the water management state of the target paddy field determined from the SAR image data and the water management state of the target paddy field indicated in the input water management information, the control unit 1a may also determine that the water management state of the target paddy field determined from the SAR image data does not correspond to the water management state of the target paddy field indicated in the input water management information (S103: NO).

そして、制御部1aは、入力水管理情報で示される水管理の状態及び期間が不当であると判断し、SAR画像のデータから判断した対象水田の水管理状態を示す画像水管理情報を生成して、当該画像水管理情報を記憶部1bに記憶させる(S107)。このとき、画像水管理情報には、中干開始日と中干最終日の少なくともいずれかの日に、対象水田が落水状態及び中干状態でなかったことが示されている。 Then, the control unit 1a determines that the state and period of water management indicated by the input water management information are inappropriate, generates image water management information indicating the water management state of the target paddy field determined from the SAR image data, and stores the image water management information in the storage unit 1b (S107). At this time, the image water management information indicates that the target paddy field was not in a drained or semi-dried state on at least one of the days of the start of the semi-dried period and the last day of the semi-dried period.

次に、制御部1aは、対象水田の画像水管理情報と、入力水管理情報と、画像水管理情報及び入力水管理情報が対応していなかったことを示す情報と、入力水管理情報が不当であることを示す情報とを含む検証情報を生成し、当該検証情報を記憶部1bに記憶させる(S108)。このときも、制御部1aは、対象水田の中干開始日と中干最終日のSAR画像のデータのうち、図15A~15Cに示したようなSAR画像の表示データ又は当該SAR画像から抽出した対象水田の画像の表示データを検証情報に含めて記憶部1bに記憶させてもよい。 Next, the control unit 1a generates verification information including the image water management information of the target paddy field, the input water management information, information indicating that the image water management information and the input water management information do not correspond, and information indicating that the input water management information is invalid, and stores the verification information in the storage unit 1b (S108). At this time, the control unit 1a may also store in the storage unit 1b the verification information including, from the SAR image data of the target paddy field on the start day of inter-drainage and the last day of inter-drainage, the display data of the SAR image as shown in Figures 15A to 15C or the display data of the image of the target paddy field extracted from the SAR image.

さらに、制御部1aは、農業者情報に基づいて、農業者が使用する農業者端末装置3に検証情報を通信部1cにより送信し、農業者端末装置3を介して農業者に検証情報を通知する(図19BのS109)。詳しくは、検証情報を受信した農業者端末装置3が、当該検証情報をディスプレイに表示させることにより、当該検証情報の内容が農業者に通知される。また、制御部1aは、検証情報とともに、対象水田の入力水管理情報の再入力を求める要求情報を、農業者端末装置3に送信して、農業者端末装置3のディスプレイに表示させるようにしてもよい。これにより、要求情報も農業者端末装置3を介して農業者に通知される。 Furthermore, the control unit 1a transmits verification information to the farmer terminal device 3 used by the farmer via the communication unit 1c based on the farmer information, and notifies the farmer of the verification information via the farmer terminal device 3 (S109 in FIG. 19B). In detail, the farmer terminal device 3 receives the verification information and displays the verification information on its display, thereby notifying the farmer of the contents of the verification information. The control unit 1a may also transmit, together with the verification information, request information for re-entering the input water management information for the target paddy field to the farmer terminal device 3, and display the request information on the display of the farmer terminal device 3. In this way, the request information is also notified to the farmer via the farmer terminal device 3.

上記のように処理S107~S109が実行されて、図19A、図19Bの検証特定動作が終了することで、入力水管理情報が検証されて、対象水田が中干状態にあったと特定されず、中干期間も特定されていない状態となる。この場合、制御部1aは、図6の処理S24(メタン排出量の算出)を実行せず、図18の処理S81から以降の処理を再度実行する。 When steps S107 to S109 are executed as described above and the verification and identification operations in Figures 19A and 19B are completed, the input water management information is verified, the subject paddy field is not identified as being in a mid-drainage state, and the mid-drainage period has not been identified. In this case, the control unit 1a does not execute step S24 in Figure 6 (calculation of methane emissions), but re-executes steps S81 and onward in Figure 18.

例えば、図19Bの処理S109で通知された検証情報などを見た農業者が、農業者端末装置3を操作して、対象水田の入力水管理情報を再入力(変更)する。これにより、制御部1aは、図18の処理S85で、作業情報に入力水管理情報が含まれていることを確
認し(S85:YES)、処理S86に対応する図19の検証特定動作を再度実行する。このように、制御部1aは、対象水田の中干状態及び中干期間を特定することができない間は、対象水田のメタン排出量及びメタン削減量を算出せず、評価情報を農業者端末装置3に送信することもない。
For example, a farmer who has seen the verification information notified in process S109 in Fig. 19B operates the farmer terminal device 3 to re-input (change) the input water management information for the target paddy field. As a result, in process S85 in Fig. 18, the control unit 1a confirms that the input water management information is included in the work information (S85: YES), and re-executes the verification specification operation in Fig. 19 corresponding to process S86. In this way, while the control unit 1a is unable to specify the mid-drying state and mid-drying period of the target paddy field, it does not calculate the methane emission amount and methane reduction amount for the target paddy field, and does not transmit evaluation information to the farmer terminal device 3.

また、例えば、水位センサ5と水管理装置4とが対象水田に設置されておらず、対象水田がモニタリング装置6のモニタリング対象に含まれていない状況で、対象水田の入力水管理情報が農業者により農業者端末装置3に入力されない場合がある。この場合、制御部1aは、作業情報に対象水田の検出水管理情報及び入力水管理情報が含まれていないことを確認する(図18のS82:NO、S85:NO)。そして、制御部1aは、地球観測衛星7の合成開口レーダによるSAR画像のデータに基づいて、対象水田のメタンを削減するために実施された水管理の状態及び期間の特定を実行する(S87)。 In addition, for example, if the water level sensor 5 and water management device 4 are not installed in the target paddy field and the target paddy field is not included in the monitoring targets of the monitoring device 6, the farmer may not input the input water management information for the target paddy field to the farmer terminal device 3. In this case, the control unit 1a confirms that the work information does not include the detected water management information and input water management information for the target paddy field (S82: NO, S85: NO in FIG. 18). Then, the control unit 1a identifies the state and period of water management implemented to reduce methane in the target paddy field based on the data of the SAR image taken by the synthetic aperture radar of the earth observation satellite 7 (S87).

図20A及び図20Bは、水田メタン削減支援装置1の画像特定動作の一例を示すフローチャートである。図20A及び図20Bに示す画像特定動作は、図18の処理S87の詳細を示している。本画像特定動作において、制御部1aは、水田情報と作業情報とに基づいて、所定の期間に地球観測衛星7の合成開口レーダにより観測された複数のSAR画像のデータを取得し、当該複数のSAR画像のデータに基づいて、対象水田のメタンを削減するための水管理の状態及び期間を特定する。本画像特定動作について以下詳述する。 Figures 20A and 20B are flow charts showing an example of an image identification operation of the paddy field methane reduction support device 1. The image identification operation shown in Figures 20A and 20B shows details of process S87 in Figure 18. In this image identification operation, the control unit 1a acquires data of multiple SAR images observed by the synthetic aperture radar of the Earth observation satellite 7 during a specified period based on the paddy field information and work information, and identifies the state and period of water management to reduce methane in the target paddy field based on the data of the multiple SAR images. This image identification operation is described in detail below.

水田メタン削減支援装置1の制御部1aは、水田情報と作業情報とに基づいて、対象水田に作付けされた作物(水稲)の分げつ期と幼穂形成期とを判断する(図20AのS111)。次に、制御部1aは、分げつ期から幼穂形成期までの期間に地球観測衛星7の合成開口レーダにより観測された対象水田を含む地域の複数のSAR画像のデータを、通信部1cによりモニタリング装置6又は観測データサーバから取得する(S112)。 The control unit 1a of the paddy field methane reduction support device 1 determines the tillering stage and young panicle formation stage of the crop (rice) planted in the target paddy field based on the paddy field information and work information (S111 in FIG. 20A). Next, the control unit 1a acquires data of multiple SAR images of the area including the target paddy field observed by the synthetic aperture radar of the earth observation satellite 7 during the period from the tillering stage to the young panicle formation stage from the monitoring device 6 or the observation data server via the communication unit 1c (S112).

処理S112において、例えば制御部1aは、分げつ期から幼穂形成期までの期間に、地球観測衛星7の合成開口レーダにより複数回観測された対象水田を含む地域の全てのSAR画像のデータを取得してもよい。この場合、地球観測衛星7の回帰日数に応じた数のSAR画像のデータが、水田メタン削減支援装置1に取得される。 In process S112, for example, the control unit 1a may acquire all SAR image data of the area including the target paddy field observed multiple times by the synthetic aperture radar of the Earth observation satellite 7 during the period from the tillering stage to the young panicle formation stage. In this case, the paddy field methane reduction support device 1 acquires a number of SAR image data corresponding to the number of recurrent days of the Earth observation satellite 7.

処理S111、S112に代えて、制御部1aが、作業情報で示される特定期間に地球観測衛星7の合成開口レーダにより観測された対象水田を含む地域の複数のSAR画像のデータを、通信部1cによりモニタリング装置6などから取得してもよい。また、特定期間は、例えば農業者が農業者端末装置3により入力した水田の中干を予定している期間であってもよいし、又は地域で一般的な水田の中干期間より所定日数前の日から当該中干期間より所定日数後の日までの期間であってもよい。 Instead of steps S111 and S112, the control unit 1a may obtain data on multiple SAR images of the area including the target paddy field observed by the synthetic aperture radar of the Earth observation satellite 7 during the specific period indicated in the work information from the monitoring device 6, etc., via the communication unit 1c. In addition, the specific period may be, for example, a period during which the farmer plans to dry out the paddy field, as input by the farmer terminal device 3, or a period from a day a specified number of days before the typical dry-out period for paddy fields in the area to a day a specified number of days after the dry-out period.

制御部1aは、モニタリング装置6などから取得した複数のSAR画像のデータのうち、観測日が最古のSAR画像のデータを読み込んで(S113)、当該読み込んだSAR画像のデータから対象水田を示す画素を抽出し、当該画素の画素値に対応する後方散乱係数を検出する(S114)。このとき、制御部1aは、抽出した対象水田の後方散乱係数の全数Naを数える。次に、制御部1aは、読み込んだSAR画像のデータから抽出した対象水田の後方散乱係数のうち、第1閾値σ1より大きい後方散乱係数の該当数Nbを数え、対象水田の後方散乱係数の全数Naに対する該当数Nbの割合Rsを算出する(S115)。 The control unit 1a reads the SAR image data with the oldest observation date from among multiple SAR image data acquired from the monitoring device 6, etc. (S113), extracts pixels representing the target paddy field from the read SAR image data, and detects the backscattering coefficient corresponding to the pixel value of the pixel (S114). At this time, the control unit 1a counts the total number Na of backscattering coefficients of the extracted target paddy field. Next, the control unit 1a counts the number Nb of backscattering coefficients greater than the first threshold value σ1 among the backscattering coefficients of the target paddy field extracted from the read SAR image data, and calculates the ratio Rs of the number Nb to the total number Na of backscattering coefficients of the target paddy field (S115).

そして、割合Rsが第3閾値Rt以上である場合(S116:YES)、制御部1aは、読み込んだSAR画像のデータの観測日に、対象水田が落水状態で且つ中干状態にあると判断して、当該判断結果を記憶部1bに記録する(S117)。対して、割合Rsが第
3閾値Rt未満である場合(S116:NO)、制御部1aは、読み込んだSAR画像のデータの観測日に、対象水田が落水状態になく、中干状態にもなかったと判断して、当該判断結果を記憶部1bに記録する(S118)。
If the ratio Rs is equal to or greater than the third threshold value Rt (S116: YES), the control unit 1a judges that the target paddy field was drained and in a semi-dried state on the observation date of the loaded SAR image data, and records the judgment result in the storage unit 1b (S117). On the other hand, if the ratio Rs is less than the third threshold value Rt (S116: NO), the control unit 1a judges that the target paddy field was neither drained nor in a semi-dried state on the observation date of the loaded SAR image data, and records the judgment result in the storage unit 1b (S118).

次に、制御部1aは、取得した全てのSAR画像のデータを未だ読み込んでいない場合(図20BのS119:NO)、観測日が次に古いSAR画像のデータを読み込む(S120)。そして、制御部1aは、当該読み込んだSAR画像から対象水田を示す画素を抽出し、当該画素の画素値に対応する後方散乱係数を検出して(図20AのS114)、上述したように処理S115~S118を実行する。 Next, if the control unit 1a has not yet loaded all of the acquired SAR image data (S119: NO in FIG. 20B), it loads the SAR image data with the next oldest observation date (S120). The control unit 1a then extracts pixels representing the target paddy field from the loaded SAR image, detects the backscattering coefficient corresponding to the pixel value of the extracted pixel (S114 in FIG. 20A), and executes steps S115 to S118 as described above.

また、制御部1aは、取得した全てのSAR画像のデータを読み込むまでは(図20BのS119:NO)、上述したように処理S114~S120を繰り返し実行する。これにより、制御部1aは、モニタリング装置6などから取得した複数のSAR画像のデータの観測日に、対象水田が中干状態であったか否か及び落水状態であったか否かをそれぞれ判断して、当該判断結果を記憶部1bに記憶させることができる。 Furthermore, the control unit 1a repeatedly executes steps S114 to S120 as described above until all acquired SAR image data has been read (S119: NO in FIG. 20B). This allows the control unit 1a to determine whether the target paddy field was in a semi-dried state or not and whether it was in a drained state or not on the observation date of multiple SAR image data acquired from the monitoring device 6 or the like, and to store the determination results in the memory unit 1b.

そして、制御部1aは、取得した全てのSAR画像のデータを読み込んだことを確認すると(S119:YES)、記憶部1bに記憶された各観測日の対象水田の中干状態及び落水状態の有無を示す情報を参照して、対象水田の中干状態(中干が実施されたか否か)及び中干期間を特定する(S121)。 Then, when the control unit 1a confirms that all acquired SAR image data has been read (S119: YES), it refers to the information indicating the dry-up state and water-shedding state of the target paddy field for each observation date stored in the memory unit 1b, and identifies the dry-up state (whether dry-up was carried out or not) and dry-up period of the target paddy field (S121).

このとき、例えば制御部1aは、記憶部1bに記憶された各観測日の対象水田の中干状態及び落水状態の有無を示す情報を観測日が古い方から順に参照する。そして、制御部1aは、中干状態及び落水状態が連続する複数の観測日のうち、最古の観測日から最新の観測日までの日数が所定日数(例えば5日)以上であれば、対象水田の中干が実施され、当該最古の観測日から最新の観測日までの期間を中干期間として特定する。 At this time, for example, the control unit 1a refers to the information indicating the presence or absence of the dried-up state and water-draining state of the target paddy field for each observation date stored in the memory unit 1b, starting with the oldest observation date. Then, if the number of days from the oldest observation date to the latest observation date among multiple observation dates on which the dried-up state and water-draining state are consecutive is a predetermined number of days (for example, 5 days) or more, the control unit 1a determines that the dried-up state of the target paddy field will be implemented, and the period from the oldest observation date to the latest observation date will be identified as the dried-up period.

そして、制御部1aは、特定した対象水田の中干の状態及び期間を示す特定水管理情報を生成して、当該特定水管理情報を記憶部1bに記憶させる(S122)。また、制御部1aは、特定水管理情報を特定するために基づいたSAR画像の表示データなどを含む根拠情報を生成し、当該根拠情報を特定水管理情報と関連付けて記憶部1bに記憶させる(S123)。このとき、制御部1aは、特定水管理情報を特定するために基づいたSAR画像から抽出した対象水田の画像の表示データを、根拠情報に含めてもよい。また、上記SAR画像或いは対象水田の画像の解説若しくは凡例などを、根拠情報に含めてもよい。 Then, the control unit 1a generates specific water management information indicating the state and period of mid-drainage of the identified target paddy field, and stores the specific water management information in the memory unit 1b (S122). The control unit 1a also generates grounds information including display data of the SAR image based on which the specific water management information is identified, and stores the grounds information in the memory unit 1b in association with the specific water management information (S123). At this time, the control unit 1a may include display data of the image of the target paddy field extracted from the SAR image based on which the specific water management information is identified in the grounds information. The control unit 1a may also include an explanation or legend of the SAR image or the image of the target paddy field in the grounds information.

上記のように処理S121、S122が実行されて、図20A及び図20Bの画像特定動作が終了することで、対象水田の中干状態と中干期間とが制御部1aにより特定された状態となる。この場合も、次に制御部1aは、対象水田に対応する算出式と、農作業の実施状態と、特定水管理情報とに基づいて、対象水田のメタン排出量を算出する(図6のS24)。そして、制御部1aは、対象水田のメタン削減量を算出して(S25)、当該メタン削減量を記憶部1bに記憶させ、当該メタン削減量を含む評価情報を農業者端末装置3に送信する(S26)。 When processes S121 and S122 are executed as described above and the image identification operation of Figures 20A and 20B is completed, the control unit 1a identifies the mid-drainage state and mid-drainage period of the target paddy field. In this case, the control unit 1a then calculates the methane emission amount of the target paddy field based on the calculation formula corresponding to the target paddy field, the implementation status of agricultural work, and the specific water management information (S24 in Figure 6). The control unit 1a then calculates the methane reduction amount of the target paddy field (S25), stores the methane reduction amount in the memory unit 1b, and transmits evaluation information including the methane reduction amount to the farmer terminal device 3 (S26).

また、制御部1aは、図20Bの処理S123又は図18の処理S84と、図6のメタン評価動作とを実行した後に、図10のクレジット化動作を実行する。この場合、図10の処理S51で、制御部1aは、対象水田に対応する農業者情報と、対象水田のメタン削減量と、図20の処理S123又は図18の処理S84で記憶した根拠情報とを含む報告情報を生成し、当該報告情報をクレジット管理装置8に送信する。 The control unit 1a also executes the crediting operation of FIG. 10 after executing process S123 of FIG. 20B or process S84 of FIG. 18 and the methane evaluation operation of FIG. 6. In this case, in process S51 of FIG. 10, the control unit 1a generates report information including the farmer information corresponding to the target paddy field, the methane reduction amount of the target paddy field, and the grounds information stored in process S123 of FIG. 20 or process S84 of FIG. 18, and transmits the report information to the credit management device 8.

また、制御部1aは、図19の処理S106と図6のメタン評価動作とを実行した後に
も、図10のクレジット化動作を実行する。この場合は、図10の処理S51で、制御部1aは、対象水田に対応する農業者情報と、対象水田のメタン削減量と、図19の処理S106で記憶した検証情報とを含む報告情報を生成し、当該報告情報をクレジット管理装置8に送信する。
The control unit 1a also executes the crediting operation of Fig. 10 after executing process S106 of Fig. 19 and the methane evaluation operation of Fig. 6. In this case, in process S51 of Fig. 10, the control unit 1a generates report information including farmer information corresponding to the target paddy field, the methane reduction amount of the target paddy field, and the verification information stored in process S106 of Fig. 19, and transmits the report information to the credit management device 8.

図18~図20Bなどに示した実施形態では、水田のメタンを削減するための水管理の状態及び期間として、中干状態(中干の実施の有無)及び中干期間を特定する例を示したが、これに限定するものではない。水田メタン削減支援装置1の制御部1aは、水田の中干だけでなく、例えば間断灌水のような、水田のメタンを削減するための他の水管理の実施の有無及び実施期間を、合成開口レーダのSAR画像のデータに基づいて特定するようにしてもよい。 In the embodiment shown in Figures 18 to 20B, an example is shown in which the mid-drying state (whether or not mid-drying is being implemented) and the mid-drying period are specified as the state and period of water management to reduce methane in paddy fields, but this is not limited to this. The control unit 1a of the paddy field methane reduction support device 1 may specify not only the mid-drying of paddy fields, but also the presence or absence and implementation period of other water management to reduce methane in paddy fields, such as intermittent irrigation, based on data from SAR images from a synthetic aperture radar.

例えば間断灌水の場合、制御部1aは、SAR画像のデータから抽出した対象水田の後方散乱係数を、対象水田が落水状態にあることを判断するための第1閾値σ1だけでなく、対象水田が湛水状態にあることを判断するための第2閾値σ2と比較してもよい。 For example, in the case of intermittent irrigation, the control unit 1a may compare the backscattering coefficient of the target paddy field extracted from the SAR image data not only with a first threshold value σ1 for determining whether the target paddy field is in a drained state, but also with a second threshold value σ2 for determining whether the target paddy field is in a flooded state.

具体的には、例えば制御部1aは、SAR画像のデータから抽出した対象水田の後方散乱係数の全数Naに対する、第1閾値σ1より大きい後方散乱係数の該当数Nbの割合Rs(Rs=Nb/Na)だけでなく、第2閾値σ2より小さい後方散乱係数の該当数Ncの割合Rf(Rf=Nc/Na)も算出してもよい。そして、制御部1aは、割合Rsが第3閾値(例えば80%)Rt以上の場合に、SAR画像のデータの観測日に対象水田が落水状態にあったと判断し、割合Rfが所定の第4閾値(例えば50%)Ru以上の場合に、SAR画像のデータの観測日に対象水田が湛水状態にあったと判断してもよい。第4閾値Ruも、図17に示したような水田の実証データに基づいて設定されて、記憶部1bに記憶されればよい。 Specifically, for example, the control unit 1a may calculate not only the ratio Rs (Rs = Nb/Na) of the number Nb of backscattering coefficients larger than the first threshold value σ1 to the total number Na of backscattering coefficients of the target paddy field extracted from the SAR image data, but also the ratio Rf (Rf = Nc/Na) of the number Nc of backscattering coefficients smaller than the second threshold value σ2. If the ratio Rs is equal to or greater than a third threshold value (e.g., 80%) Rt, the control unit 1a may determine that the target paddy field was in a waterlogged state on the observation date of the SAR image data, and if the ratio Rf is equal to or greater than a predetermined fourth threshold value (e.g., 50%) Ru, the control unit 1a may determine that the target paddy field was in a waterlogged state on the observation date of the SAR image data. The fourth threshold value Ru may also be set based on the empirical data of paddy fields as shown in FIG. 17 and stored in the storage unit 1b.

また、水田メタン削減支援装置1の制御部1aが、ある第1水田に設置された水位センサ5の検出結果、監視カメラ(光学カメラなど)による第1水田の画像、及び農業者などが記録若しくは入力した第1水田の実際の水位のうちのいずれかの情報を取得部1cにより取得して、当該取得した情報から第1水田の水稲栽培中の実際の水位の時系列変化を示す水位変化情報(即ち実証データ)を特定してもよい。そして、制御部1aが、当該水位変化情報と、第1水田の水稲栽培中に複数回観測されたSAR画像のデータとを関連付けて記憶部1bに記憶(保存)させてもよい。さらに、制御部1aが、上記の第1水田の水位情報とSAR画像のデータとの相関関係(即ち、水位情報で示される水位と複数のSAR画像のデータで示される後方散乱係数との相関関係)を検出し、当該相関関係とSAR画像のデータとから第1閾値σ1及び第3閾値Rtなど(第2閾値σ2及び第4閾値Rgが含まれてもよい。)を設定し、当該第1閾値σ1及び第3閾値Rtなどの適性を検証(実証)してもよい。 The control unit 1a of the paddy field methane reduction support device 1 may acquire, via the acquisition unit 1c, any of information from the detection results of the water level sensor 5 installed in a certain first paddy field, an image of the first paddy field taken by a surveillance camera (e.g., an optical camera), and the actual water level of the first paddy field recorded or input by a farmer or the like, and identify water level change information (i.e., empirical data) that indicates time-series changes in the actual water level during rice cultivation in the first paddy field from the acquired information. The control unit 1a may then associate the water level change information with data on SAR images observed multiple times during rice cultivation in the first paddy field, and store (preserve) the information in the memory unit 1b. Furthermore, the control unit 1a may detect the correlation between the water level information of the first paddy field and the SAR image data (i.e., the correlation between the water level indicated by the water level information and the backscattering coefficient indicated by the data of the multiple SAR images), set the first threshold σ1 and the third threshold Rt, etc. (which may include the second threshold σ2 and the fourth threshold Rg) from the correlation and the SAR image data, and verify (demonstrate) the suitability of the first threshold σ1 and the third threshold Rt, etc.

また、制御部1aが、上記のように検証(実証)した第1閾値σ1及び第3閾値Rtなどを、上記の第1水田の水位情報及び複数のSAR画像のデータと関連付けて記憶部1bに記憶(保存)させてもよい。さらにその後、制御部1aが、上記の第1水田の水位情報とSAR画像のデータとの相関関係と、第1閾値σ1及び第3閾値Rtなどを適用して、実際の水位情報を得られない第2水田の水管理状態(水位、中干状態、間断灌水などを含む。)を特定してもよい。また、上記のような第1水田の水位情報とSAR画像のデータとの相関関係の検出を、水田メタン削減支援装置1の制御部1aに代えて、オペレータがコンピュータ及びAIの少なくともいずれかを用いて行ってもよい。 The control unit 1a may also store (save) the first threshold value σ1 and the third threshold value Rt, etc., verified (demonstrated) as described above, in the storage unit 1b in association with the water level information and multiple SAR image data of the first paddy field. After that, the control unit 1a may apply the correlation between the water level information and the SAR image data of the first paddy field, and the first threshold value σ1 and the third threshold value Rt, etc., to identify the water management state (including water level, mid-drain state, intermittent irrigation, etc.) of the second paddy field for which actual water level information cannot be obtained. In addition, the detection of the correlation between the water level information and the SAR image data of the first paddy field as described above may be performed by an operator using at least one of a computer and AI, instead of the control unit 1a of the paddy field methane reduction support device 1.

また、例えば制御部1aは、対象水田が落水状態にあると判断したSAR画像のデータの観測日が連続し、そのうち最古の観測日から最新の観測日までの期間が所定日数以上の
場合に、対象水田が中干状態にあって、当該最古の観測日から最新の観測日までを中干期間と特定してもよい。さらに、制御部1aは、あるSAR画像のデータに基づいて対象水田が落水状態にあると判断し、それより新しいSAR画像のデータに基づいて対象水田が湛水状態にあると判断したことを所定回数繰り返した場合に、対象水田が間断灌水状態にあったと特定してもよい。
Also, for example, the control unit 1a may determine that the target paddy field is in a drainage state and that the period from the earliest observation date to the latest observation date is a drainage period when the observation dates of the SAR image data on which the target paddy field is determined to be in a drainage state are consecutive and the period from the earliest observation date to the latest observation date is equal to or longer than a predetermined number of days. Furthermore, the control unit 1a may determine that the target paddy field is in an intermittent irrigation state when the control unit 1a repeats a predetermined number of times the determination that the target paddy field is in a drainage state based on a certain SAR image data and the determination that the target paddy field is in a flooded state based on newer SAR image data.

上記のように、対象水田で間断灌水が行われた場合には、制御部1aは、例えば図5に示したモデル式(1)、(2)などに基づいて、間断灌水の場合のメタン排出量を算出する算出式を設定する。そして、制御部1aは、当該間断灌水の場合の算出式により対象水田のメタン排出量を算出し、当該メタン排出量を予め設定した基本メタン排出量から減算することにより、メタン削減量を算出すればよい。 As described above, when intermittent irrigation is performed in the target paddy field, the control unit 1a sets a calculation formula for calculating the amount of methane emission in the case of intermittent irrigation, for example, based on model formulas (1) and (2) shown in FIG. 5. The control unit 1a then calculates the amount of methane emission from the target paddy field using the calculation formula for intermittent irrigation, and calculates the amount of methane reduction by subtracting the amount of methane emission from a preset basic amount of methane emission.

水田メタン削減支援装置1に取得するSAR画像については、当該SAR画像を観測する合成開口レーダを搭載した地球観測衛星7の回帰日数、又は合成開口レーダから照射されるマイクロ波の波長などに基づいて、適宜選択してもよい。 The SAR images acquired by the paddy field methane reduction support device 1 may be appropriately selected based on the recurrent period of an Earth observation satellite 7 equipped with a synthetic aperture radar that observes the SAR images, or the wavelength of the microwaves irradiated from the synthetic aperture radar.

例えば、図14A及び図14Bに示したように、合成開口レーダからXバンドのマイクロ波Waが照射された場合には、当該マイクロ波Waが水田Hで栽培している作物(水稲)Rの葉などで反射する。また、合成開口レーダからCバンドのマイクロ波Waが照射された場合には、当該マイクロ波Waが水田である程度生長した作物Rの茎などで反射する。このため、作物Rの生長が進行するに連れて、Xバンド又はCバンドのマイクロ波Waの後方散乱波Wbの強度、即ち後方散乱係数が大きくなるので、当該後方散乱係数に基づいて作物Rの生育の進行状況を検出することができる。 For example, as shown in Figures 14A and 14B, when X-band microwaves Wa are irradiated from a synthetic aperture radar, the microwaves Wa are reflected by the leaves of the crop (paddy rice) R cultivated in the paddy field H. Also, when C-band microwaves Wa are irradiated from a synthetic aperture radar, the microwaves Wa are reflected by the stems of the crop R that has grown to a certain extent in the paddy field. Therefore, as the growth of the crop R progresses, the intensity of the backscattered waves Wb of the X-band or C-band microwaves Wa, i.e., the backscattering coefficient, increases, and the progress of the growth of the crop R can be detected based on the backscattering coefficient.

また、合成開口レーダからLバンドのマイクロ波Waが照射された場合、図21Aに示すように水田Hが湛水状態にあるときは、当該マイクロ波Waが水田Hの作物Rの葉などを透過して、水面Hwで反射する。このため、後方散乱波Wbの強度、即ち後方散乱係数が小さくなり、当該後方散乱波Wbに基づいて水田Hが湛水状態にあることを検出し易くなる。 In addition, when L-band microwaves Wa are irradiated from a synthetic aperture radar, if the paddy field H is flooded as shown in FIG. 21A, the microwaves Wa pass through the leaves of the crops R in the paddy field H and are reflected by the water surface Hw. This reduces the intensity of the backscattered waves Wb, i.e., the backscattering coefficient, making it easier to detect that the paddy field H is flooded based on the backscattered waves Wb.

対して、図21Bに示すように水田Hが落水状態にあるときは、当該マイクロ波Waが水田Hの作物Rの葉などを透過して、地表面Hgで反射する。このため、後方散乱波Wbの強度、即ち後方散乱係数が大きくなり、当該後方散乱波Wbに基づいて水田Hが落水状態にあることを検出し易くなる。 In contrast, when the paddy field H is in a drained state as shown in FIG. 21B, the microwaves Wa pass through the leaves of the crops R in the paddy field H and are reflected by the ground surface Hg. This increases the intensity of the backscattered waves Wb, i.e., the backscattering coefficient, making it easier to detect that the paddy field H is in a drained state based on the backscattered waves Wb.

上記のような特性を考慮して、マイクロ波の波長を適宜選択し、選択した波長のマイクロ波を照射する合成開口レーダのSAR画像を、水田メタン削減支援装置1に取得すればよい。 Taking the above characteristics into consideration, the microwave wavelength can be appropriately selected, and the paddy field methane reduction support device 1 can acquire SAR images from a synthetic aperture radar that irradiates microwaves of the selected wavelength.

また、干渉SAR技術が適用された合成開口レーダにより水田を観測してもよい。これにより、地表面の変化が数センチレベルで合成開口レーダにより観測されるので、水田メタン削減支援装置1では、合成開口レーダにより観測されたSAR画像に基づいて、水田の一部湛水状態及び一部落水状態も詳細に検出することができる。 Paddy fields may also be observed using a synthetic aperture radar that employs interferometric SAR technology. This allows the synthetic aperture radar to observe changes in the ground surface at the level of a few centimeters, so the paddy field methane reduction support device 1 can detect in detail whether the paddy field is partially flooded or partially drained, based on the SAR images observed by the synthetic aperture radar.

以上の実施形態で述べた合成開口レーダのSAR画像に基づく水田の水管理の状態及び期間の特定手法は一例であって、限定するものではない。水田メタン削減支援装置1が他の手法で、合成開口レーダに基づいて、水田の中干又は間断灌水などの水管理の状態及び期間を特定してもよい。 The method of identifying the state and period of water management of paddy fields based on SAR images of a synthetic aperture radar described in the above embodiment is one example and is not limiting. The paddy field methane reduction support device 1 may identify the state and period of water management, such as mid-drainage or intermittent irrigation of paddy fields, based on a synthetic aperture radar using other methods.

また、合成開口レーダを地球観測衛星7ではなく、他の航空機やドローンなどの飛行体
、又は他の飛翔体に搭載して、水田を観測してもよい。また、合成開口レーダのSAR画像以外に、飛翔体又は飛行体に搭載された撮像装置により観測(撮像)した光学画像のデータに基づいて、水田の水管理の状態及び期間を特定してもよい。
The synthetic aperture radar may be mounted on an aircraft, a drone, or another flying object, instead of the Earth observation satellite 7, to observe paddy fields. The state and period of water management of paddy fields may be identified based on optical image data observed (captured) by the flying object or an imaging device mounted on the flying object, other than the SAR image of the synthetic aperture radar.

図18~図19Bに示した実施形態では、農業者が農業者端末装置3により入力した水田の水管理情報を、SAR画像のデータに基づいて検証した例を示したが、これ以外に、例えば水管理装置4が水位センサ5などにより検出して、農業管理装置2に入力(送信)した水田の水管理状態などを示す情報を、SAR画像のデータに基づいて検証してもよい。即ち、農業者が使用する検出装置又はセンサにより検出されて、農業管理装置2などに入力された水田の検出水管理情報も、入力水管理情報とみなして、SAR画像のデータに基づいて検証してもよい。 In the embodiment shown in Figures 18 to 19B, an example is shown in which the water management information of the paddy field input by the farmer using the farmer terminal device 3 is verified based on SAR image data, but in addition to this, for example, information indicating the water management status of the paddy field detected by the water management device 4 using a water level sensor 5 or the like and input (transmitted) to the agricultural management device 2 may be verified based on SAR image data. In other words, the detected water management information of the paddy field detected by a detection device or sensor used by the farmer and input to the agricultural management device 2 or the like may also be considered as input water management information and verified based on SAR image data.

さらに、水田メタン削減支援装置1において、メタンの排出量及び削減量を算出するために水田の特定水管理情報を用いる以外に、例えば、水田で栽培している作物の生育状況、水田での水管理作業の実施状況、又は水田の給排水状況などのような、他の目的で特定水管理情報を用いることもできる。また、水田のような圃場から排出されるメタン以外の温室効果ガス(二酸化炭素など)の排出量及び削減量を算出するために、水田メタン削減支援装置1を構成するコンピュータなどを用いてもよい。この場合、温室効果ガスの排出量及び削減量を算出するモデルデータを用いればよい。 Furthermore, in addition to using the specific water management information of paddy fields to calculate methane emissions and reductions in the paddy field methane reduction support device 1, the specific water management information can also be used for other purposes, such as the growth status of crops grown in the paddy fields, the status of water management work in the paddy fields, or the water supply and drainage status of the paddy fields. Also, a computer constituting the paddy field methane reduction support device 1 may be used to calculate the emissions and reductions of greenhouse gases other than methane (such as carbon dioxide) emitted from farm fields such as paddy fields. In this case, model data for calculating the emissions and reductions of greenhouse gases can be used.

以上説明した本実施形態の水田メタン削減支援装置1及び水田メタン削減支援システム100は、以下の構成を備え、効果を奏する。 The paddy field methane reduction support device 1 and paddy field methane reduction support system 100 of the present embodiment described above have the following configuration and provide the following effects.

本実施形態の水田メタン削減支援装置1は、水田に関する水田情報、水田で作物を栽培するための農作業に関する作業情報、及び観測装置(地球観測装置)7により観測された水田を含む地域の観測画像のデータを取得する取得部(通信部、通信インタフェイス)1cと、水田情報と作業情報と観測画像のデータとに基づいて、作物の栽培中に水田から排出されるメタンを削減するための水田の水管理の状態と当該状態が継続した期間とを特定して、当該水管理の状態及び期間を示す特定水管理情報を生成する制御部1aと、特定水管理情報を記憶する記憶部1bと、を備えている。 The paddy field methane reduction support device 1 of this embodiment includes an acquisition unit (communication unit, communication interface) 1c that acquires paddy field information about paddy fields, work information about agricultural work for cultivating crops in paddy fields, and observation image data of the area including the paddy fields observed by an observation device (earth observation device) 7, a control unit 1a that identifies the state of water management of the paddy field and the period during which the state continued based on the paddy field information, work information, and observation image data to reduce methane emitted from the paddy field during crop cultivation, and generates specific water management information indicating the state and period of the water management, and a memory unit 1b that stores the specific water management information.

本実施形態の水田メタン削減支援システム100は、作物を栽培する水田からのメタンの排出量の削減を支援する水田メタン削減支援装置1と、水田と水田で行う農業に関する情報を格納したデータベース2dが構築された農業管理装置2と、を含み、水田メタン削減支援装置1は、上記の制御部1a、記憶部1b、及び取得部1cを備え、農業管理装置2及び水田に対応する農業者が利用する農業者端末装置3のうちの少なくともいずれかから水田情報及び作業情報を取得部1cにより取得し、且つ地上を観測する観測装置7の観測データを記憶する観測管理装置(モニタリング装置6又は観測データサーバ)から、観測装置7により観測された水田を含む地域の観測画像のデータを取得部1cにより取得する。 The paddy field methane reduction support system 100 of this embodiment includes a paddy field methane reduction support device 1 that supports the reduction of methane emissions from paddy fields where crops are cultivated, and an agricultural management device 2 in which a database 2d has been constructed that stores information about paddy fields and the agriculture carried out in the paddy fields. The paddy field methane reduction support device 1 has the above-mentioned control unit 1a, memory unit 1b, and acquisition unit 1c, and acquires paddy field information and work information from at least one of the agricultural management device 2 and the farmer terminal device 3 used by the farmer corresponding to the paddy field by the acquisition unit 1c, and acquires observation image data of the area including the paddy field observed by the observation device 7 from an observation management device (monitoring device 6 or observation data server) that stores observation data from an observation device 7 that observes the ground by the observation device 7 by the acquisition unit 1c.

上記構成により、観測装置7の観測画像のデータから、水田のメタンの排出量を削減するための水管理の状態及び期間を客観的に検出することができる。また、その検出した水田の水管理の状態及び期間を示す特定水管理情報の高い証拠性と正当性を確保することができ、改ざんを防止することもできる。さらにこの結果、水田のメタンの排出量を削減するための農業者による水管理作業が客観的に認められ、当該取り組みが農業者により推進され易くなる。 With the above configuration, the state and period of water management for reducing methane emissions from paddy fields can be objectively detected from the data of the observation images from the observation device 7. In addition, it is possible to ensure a high degree of evidentiality and legitimacy of the specific water management information indicating the state and period of water management for the detected paddy fields, and it is also possible to prevent falsification. Furthermore, as a result, the water management work carried out by farmers to reduce methane emissions from paddy fields can be objectively recognized, making it easier for farmers to promote such efforts.

本実施形態では、作業情報には、予め入力された水田の水管理の状態及び期間を示す入力水管理情報が含まれており、制御部1aは、入力水管理情報に基づいて複数の観測画像
のデータを取得部1cにより取得し、複数の観測画像のデータに基づいて入力水管理情報で示される水管理の状態及び期間を検証して、当該検証結果を示す検証情報を記憶部1bに記憶させ、入力水管理情報で示される水管理の状態及び期間が正当である場合に、入力水管理情報を特定水管理情報として記憶部1bに記憶させる。
In this embodiment, the work information includes input water management information indicating the state and period of water management of the paddy field that has been input in advance, and the control unit 1a acquires data of multiple observation images based on the input water management information using the acquisition unit 1c, verifies the state and period of water management indicated in the input water management information based on the data of the multiple observation images, stores verification information indicating the verification results in the memory unit 1b, and if the state and period of water management indicated in the input water management information are valid, stores the input water management information in the memory unit 1b as specific water management information.

これにより、例えば農業者が農業者端末装置3により入力した入力水管理情報に関連する複数の観測画像のデータを取得し、当該入力水管理情報で示される水田の水管理の状態及び期間を示す入力水管理情報が正当であるか又は不当であるかを確認することができる。そして、正当な入力水管理情報が特定水管理情報として記憶部1bに記憶されるので、以降特定水管理情報を信頼して活用することができる。また、例えば農業者が使用する水管理装置4又は水位センサ5などの検出装置により検出された水田の水管理状態を示す情報が農業管理装置2などに入力された場合にも、当該情報を入力水管理情報とみなして、当該入力水管理情報に関連する複数の観測画像のデータを取得し、当該入力水管理情報が正当であるか又は不当であるかを確認することができる。さらにこの場合、検証結果から、検出装置の異常を判断することが可能になる。 This makes it possible to obtain data on multiple observation images related to input water management information input by a farmer using the farmer terminal device 3, and to confirm whether the input water management information indicating the state and period of water management of the paddy field indicated by the input water management information is valid or invalid. Then, since the valid input water management information is stored in the memory unit 1b as specific water management information, the specific water management information can be used reliably thereafter. Also, for example, when information indicating the water management state of a paddy field detected by a detection device such as a water management device 4 or a water level sensor 5 used by a farmer is input to the agricultural management device 2, the information can be regarded as input water management information, and data on multiple observation images related to the input water management information can be obtained, and it can be confirmed whether the input water management information is valid or invalid. Furthermore, in this case, it becomes possible to determine an abnormality in the detection device from the verification results.

また、本実施形態では、制御部1aは、入力水管理情報で示される水管理の期間に観測装置7により観測された観測画像のデータを取得する。これにより、入力水管理情報を検証するために取得する観測装置7の観測画像のデータの数を限定的に減少させて、当該データの取得に要する費用を低減することができる。 In addition, in this embodiment, the control unit 1a acquires data of observation images observed by the observation device 7 during the water management period indicated in the input water management information. This makes it possible to reduce the amount of data of observation images observed by the observation device 7 acquired to verify the input water management information, thereby reducing the cost required to acquire the data.

また、本実施形態では、制御部1aは、複数の観測画像のデータから水管理の状態を判断して、当該判断した水管理の状態と、入力水管理情報で示される水管理の状態とが対応している場合、入力水管理情報が正当であることを示す情報を検証情報に含め、且つ入力水管理情報を特定水管理情報として記憶部1bに記憶させる。これにより、入力水管理情報及び特定水管理情報の高い証拠性及び正当性をより確保することができる。 In addition, in this embodiment, the control unit 1a determines the water management state from the data of multiple observation images, and if the determined water management state corresponds to the water management state indicated by the input water management information, the control unit 1a includes information indicating that the input water management information is valid in the verification information, and stores the input water management information as specific water management information in the storage unit 1b. This makes it possible to further ensure high evidentiality and validity of the input water management information and the specific water management information.

また、本実施形態では、制御部1aは、水田に対応する農業者、即ち水田で農作業を行う農業者又は入力水管理情報を入力した農業者に関する農業者情報を取得部1cにより取得し、複数の観測画像のデータから水管理の状態を判断して、当該判断した水管理の状態と、入力水管理情報で示される水管理の状態とが対応していなかった場合、当該検証結果を示す検証情報を農業者情報に基づいて農業者に通知する。このとき、制御部1aは、農業者情報に基づいて、農業者が使用する農業者端末装置3に検証情報を通信インタフェイス(通信部1c)により送信して、農業者端末装置3を介して農業者に検証情報を通知する。これにより、入力水管理情報で示される水田の水管理の状態及び期間が不当であることを農業者に認識させて、入力水管理情報の再入力を促すことができる。 In addition, in this embodiment, the control unit 1a acquires farmer information related to the farmer corresponding to the paddy field, i.e., the farmer who performs farm work in the paddy field or the farmer who input the input water management information, using the acquisition unit 1c, judges the state of water management from data from multiple observation images, and if the judged water management state does not correspond to the water management state indicated in the input water management information, notifies the farmer of the verification information indicating the verification result based on the farmer information. At this time, the control unit 1a transmits the verification information to the farmer terminal device 3 used by the farmer via the communication interface (communication unit 1c) based on the farmer information, and notifies the farmer of the verification information via the farmer terminal device 3. This makes it possible to make the farmer recognize that the state and period of water management of the paddy field indicated in the input water management information are inappropriate, and to encourage the farmer to re-enter the input water management information.

また、本実施形態では、制御部1aは、水田情報と作業情報とに基づいて、所定の期間に観測装置により観測された複数の観測画像のデータを取得部により取得し、複数の観測画像のデータから水田の水管理の状態及び期間を特定する。これにより、入力水管理情報が入力されなくても、所定の期間に観測された水田を含む地域の複数の観測画像のデータを取得して、水田のメタンの排出量を削減するための水管理の状態及び期間を特定することができる。また、取得する観測画像のデータ数を限定的に減少させて、当該データの取得に要する費用を低減し、水田の水管理の状態及び期間を効率良く特定することができる。さらに、水田に水管理装置4又は水位センサ5などの検出装置を設置しなくても、水田の水管理の状態及び期間を特定することができるので、当該検出装置の設置にかかるコストを削減することができる。 In addition, in this embodiment, the control unit 1a acquires data on multiple observation images observed by an observation device during a specified period based on the paddy field information and work information, using the acquisition unit, and identifies the state and period of water management of the paddy field from the data on the multiple observation images. As a result, even if input water management information is not input, it is possible to acquire data on multiple observation images of an area including paddy fields observed during a specified period and identify the state and period of water management for reducing methane emissions from the paddy field. In addition, by limiting the number of acquired observation image data, the cost required for acquiring the data can be reduced, and the state and period of water management of the paddy field can be efficiently identified. Furthermore, since the state and period of water management of the paddy field can be identified without installing a detection device such as a water management device 4 or a water level sensor 5 in the paddy field, the cost of installing the detection device can be reduced.

また、本実施形態では、制御部1aは、水田情報と作業情報とに基づいて、水田に作付けされた作物の分げつ期から幼穂形成期までの期間を判断し、当該判断した期間に観測装
置により観測された複数の観測画像のデータを取得部により取得する。これにより、水田からのメタンを削減するのに有効な水管理作業が実施される分げつ期から幼穂形成期までの期間に、観測装置7により観測された水田の複数の観測画像のデータを取得することができる。そして、取得した複数の観測画像のデータから、水田のメタンの排出量を削減するための水管理の状態及び期間を特定することができる。また、取得する観測画像のデータ数をより限定的に減少させて、当該データの取得に要する費用をより低減し、水田の水管理の状態及び期間をより効率良く特定することができる。
Furthermore, in this embodiment, the control unit 1a determines the period from the tillering stage to the young panicle formation stage of the crop planted in the paddy field based on the paddy field information and the work information, and acquires data of a plurality of observation images observed by the observation device during the determined period using the acquisition unit. This makes it possible to acquire data of a plurality of observation images of the paddy field observed by the observation device 7 during the period from the tillering stage to the young panicle formation stage, when water management work effective for reducing methane from the paddy field is carried out. Then, from the acquired data of the plurality of observation images, it is possible to identify the state and period of water management for reducing methane emissions from the paddy field. Furthermore, by more limitedly reducing the number of acquired observation image data, it is possible to further reduce the cost required for acquiring the data, and more efficiently identify the state and period of water management of the paddy field.

また、本実施形態では、制御部1aは、飛翔体又は飛行体に搭載された観測装置7が有する合成開口レーダにより観測された複数の観測画像のデータを取得部1cにより取得し、当該複数の観測画像のそれぞれから水田を示す1つ以上の画素を抽出して、当該画素の色の濃淡及び明るさの少なくともいずれかを表す画素値に対応付けられた後方散乱係数を検出し、検出した後方散乱係数に基づいて水田の水管理の状態及び期間を特定する。これにより、天候及び雲の影響を受けずに、合成開口レーダにより観測された複数の観測画像のデータから、水田の湛水・落水の状態と当該状態が継続した期間とを検出して、中干又は間断灌水などの水管理の状態及び期間を特定することができる。 In this embodiment, the control unit 1a acquires data of multiple observation images observed by a synthetic aperture radar possessed by an observation device 7 mounted on an air vehicle or aircraft using the acquisition unit 1c, extracts one or more pixels representing a paddy field from each of the multiple observation images, detects a backscattering coefficient associated with a pixel value that indicates at least one of the shade and brightness of the color of the pixel, and identifies the state and period of water management of the paddy field based on the detected backscattering coefficient. In this way, it is possible to detect the state of flooding/drainage of the paddy field and the period during which this state continued from the data of multiple observation images observed by the synthetic aperture radar without being affected by weather or clouds, and to identify the state and period of water management such as mid-drainage or intermittent irrigation.

また、本実施形態では、記憶部1bには、予め設定された1つ以上の閾値(第1閾値σ1、第2閾値σ2、第3閾値Rt、第4閾値Ru)が記憶されており、制御部1aは、複数の観測画像のデータから検出した後方散乱係数と閾値とを比較した結果に基づいて、水田が中干状態であるか否かと、水田が湛水状態であるか否かのうちの、少なくともいずれかを判断する。これにより、水田の中干又は間断灌水などの水管理の状態及び期間を特定することができる。 In addition, in this embodiment, the memory unit 1b stores one or more preset thresholds (first threshold σ1, second threshold σ2, third threshold Rt, and fourth threshold Ru), and the control unit 1a determines whether the paddy field is in a semi-dried state or a flooded state based on the result of comparing the backscattering coefficient detected from the data of multiple observation images with the thresholds. This makes it possible to identify the state and period of water management, such as semi-dried state or intermittent irrigation of the paddy field.

また、本実施形態では、制御部1aは、取得部1cにより取得した水田の実際の水位を示す情報から、水田の実際の水位の時系列変化を示す水位変化情報を特定し、取得部1cにより取得した複数の観測画像のデータから、水田に対応する後方散乱係数をそれぞれ検出し、水位変化情報で示される水田の実際の水位と、水田に対応する後方散乱係数との相関関係を検出し、水田に対応する後方散乱係数と相関関係とから閾値を設定して記憶部1bに記憶させる。これにより、水田の中干又は間断灌水などの水管理の状態及び期間を特定するための閾値の適性を向上させることができる。 In addition, in this embodiment, the control unit 1a identifies water level change information indicating time-series changes in the actual water level of the paddy field from information indicating the actual water level of the paddy field acquired by the acquisition unit 1c, detects backscattering coefficients corresponding to the paddy field from data of multiple observation images acquired by the acquisition unit 1c, detects a correlation between the actual water level of the paddy field indicated by the water level change information and the backscattering coefficient corresponding to the paddy field, sets a threshold value based on the backscattering coefficient corresponding to the paddy field and the correlation, and stores the threshold value in the memory unit 1b. This makes it possible to improve the suitability of the threshold value for identifying the state and period of water management, such as mid-drainage or intermittent irrigation of the paddy field.

また、本実施形態では、制御部1aは、記憶部1bに記憶された閾値を、他の水田の中干状態及び湛水状態の少なくともいずれかを判断するために適用する。これにより、水田毎に閾値を設定する必要がなく、水位センサ5などで実際の水位を確認することができない水田に対しても、当該水田の中干又は間断灌水などの水管理の状態及び期間を特定することができ、利便性を向上させることが可能となる。 In addition, in this embodiment, the control unit 1a applies the threshold value stored in the memory unit 1b to determine at least one of the dry and flooded states of other paddy fields. This eliminates the need to set a threshold value for each paddy field, and even for paddy fields where the actual water level cannot be confirmed using a water level sensor 5 or the like, it is possible to identify the state and period of water management, such as dry or intermittent irrigation, of the paddy field, improving convenience.

また、本実施形態では、記憶部1bには、水田からのメタン排出量を算出するためのモデルデータが記憶されており、制御部1aは、水田情報、作業情報、特定水管理情報、及びモデルデータに基づいて、水田の所定の基本メタン排出量から削減されたメタン削減量を算出して、当該メタン削減量を記憶部1bに記憶させる。これにより、水田の水田情報、作業情報、観測装置7の観測画像のデータにより特定した信頼性の高い水管理の状態及び期間、及びモデルデータに基づいて、水田からのメタンの削減量を算出することができ、当該メタンの削減量の信頼性を高めることが可能となる。また、水田のメタン削減量を定量的に評価して、利便性を向上させることができ、水田からのメタンを削減する水管理が農業者によって推進され、農業分野でのメタンの削減を活性化させることが可能となる。 In this embodiment, the memory unit 1b stores model data for calculating the amount of methane emissions from the paddy field, and the control unit 1a calculates the amount of methane reduction that is reduced from a predetermined basic methane emission from the paddy field based on the paddy field information, work information, specific water management information, and model data, and stores the methane reduction amount in the memory unit 1b. This makes it possible to calculate the amount of methane reduction from the paddy field based on the paddy field information, work information, the highly reliable water management state and period identified by the data of the observation image of the observation device 7, and the model data, and to increase the reliability of the amount of methane reduction. In addition, the amount of methane reduction from the paddy field can be quantitatively evaluated to improve convenience, and water management that reduces methane from paddy fields can be promoted by farmers, making it possible to stimulate methane reduction in the agricultural field.

また、本実施形態では、制御部1aは、水田情報と作業情報とモデルデータとに基づい
て、水田のメタン排出量を算出する算出式を設定し、水田の従来の水管理の状態及び期間を示す従来水管理情報を取得部1cにより取得し、従来水管理情報と算出式とに基づいて、水田の基本メタン排出量を算出し、水田の特定水管理情報と算出式とに基づいて、水田のメタン排出量を算出し、水田の基本メタン排出量からメタン排出量を減算して、水田のメタン削減量を算出する。これにより、水田の従来のメタン排出量(基本メタン排出量)と、水田からのメタンを削減するために実施した水管理の状態及び期間を示す特定水管理情報に応じた取り組み後のメタン排出量とを算出して、取り組み後のメタン排出量の従来のメタン排出量に対する削減量を算出することができる。
Furthermore, in this embodiment, the control unit 1a sets a calculation formula for calculating the amount of methane emission from the paddy field based on the paddy field information, work information, and model data, acquires conventional water management information indicating the state and period of conventional water management of the paddy field using the acquisition unit 1c, calculates a basic methane emission from the paddy field based on the conventional water management information and the calculation formula, calculates the methane emission from the paddy field based on the specific water management information of the paddy field and the calculation formula, and calculates the methane reduction amount from the paddy field by subtracting the methane emission from the basic methane emission from the paddy field. In this way, it is possible to calculate the conventional methane emission from the paddy field (basic methane emission) and the methane emission after efforts have been made in accordance with the specific water management information indicating the state and period of water management implemented to reduce methane from the paddy field, and to calculate the reduction amount of methane emission after the efforts relative to the conventional methane emission.

また、本実施形態では、取得部1cは、通信インタフェイス(通信部1c)から構成され、制御部1aは、水田に対応する農業者に関する農業者情報を、農業管理装置2及び農業者端末装置3のうちの少なくともいずれかから通信インタフェイス1cにより取得し、水田のメタン削減量と農業者情報とを含む報告情報を通信インタフェイス1cによりクレジット管理装置8に送信し、メタン削減量に応じてクレジット管理装置8から発行された電子的なクレジットを示すクレジット情報を通信インタフェイス1cにより取得し、農業者情報に基づいてクレジット情報を農業者に通知する。このとき、制御部1aは、農業者情報に基づいて農業者端末装置3にクレジット情報を通信インタフェイス1cにより送信して、農業者端末装置3を介して農業者にクレジット情報を通知する。これにより、水田に対応する農業者は、煩雑な手続きを行わなくても、水田での水管理作業の変更に伴って生じたメタン削減量に応じたクレジットを得ることができ、農業者の利便性及び有益性を向上させることが可能となる。 In this embodiment, the acquisition unit 1c is composed of a communication interface (communication unit 1c), and the control unit 1a acquires farmer information related to the farmer corresponding to the paddy field from at least one of the agricultural management device 2 and the farmer terminal device 3 through the communication interface 1c, transmits report information including the amount of methane reduction in the paddy field and the farmer information to the credit management device 8 through the communication interface 1c, acquires credit information indicating an electronic credit issued by the credit management device 8 according to the amount of methane reduction through the communication interface 1c, and notifies the farmer of the credit information based on the farmer information. At this time, the control unit 1a transmits the credit information to the farmer terminal device 3 through the communication interface 1c based on the farmer information, and notifies the farmer of the credit information via the farmer terminal device 3. As a result, the farmer corresponding to the paddy field can obtain a credit according to the amount of methane reduction caused by a change in water management work in the paddy field without having to go through complicated procedures, which makes it possible to improve the convenience and benefit of the farmer.

さらに、本実施形態では、制御部1aは、前述したように入力水管理情報で示される水田の水管理の状態及び期間を検証した場合には、クレジット管理装置8に送信する報告情報に、水田のメタン削減量と農業者情報とに加えて検証情報を含める。これにより、水田のメタンの排出量を削減するために実施した水管理の状態及び期間を示す特定水管理情報と、当該特定水管理情報に基づいて算出されたメタン削減量との高い正当性及び証拠性を、クレジット管理装置8を介してクレジット管理業者に証明することができる。またこの結果、水田のメタン削減量に応じたクレジットが発行され易くなり、農業者の利便性、有益性、及び信用性を向上させることが可能となる。 Furthermore, in this embodiment, when the control unit 1a verifies the state and period of water management of the paddy field indicated by the input water management information as described above, the control unit 1a includes verification information in addition to the methane reduction amount of the paddy field and farmer information in the report information sent to the credit management device 8. This makes it possible to prove to the credit management company via the credit management device 8 the high legitimacy and evidentiality of the specific water management information indicating the state and period of water management implemented to reduce methane emissions from the paddy field, and the methane reduction amount calculated based on the specific water management information. As a result, it becomes easier to issue credits according to the methane reduction amount of the paddy field, making it possible to improve convenience, benefit, and credibility for farmers.

以上、本発明について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The present invention has been described above, but the embodiments disclosed herein should be considered to be illustrative and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is indicated by the claims, not the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of the claims.

1 水田メタン削減支援装置
1a 制御部
1b 記憶部
1c 通信部(取得部、通信インタフェイス)
2 農業管理装置
2d データベース
3 農業者端末装置
6 モニタリング装置(観測管理装置)
7 地球観測衛星(観測装置)
8 クレジット管理装置
100 水田メタン削減支援システム
1 Paddy field methane reduction support device 1a Control unit 1b Memory unit 1c Communication unit (acquisition unit, communication interface)
2 Agricultural management device 2d Database 3 Farmer terminal device 6 Monitoring device (observation management device)
7 Earth Observation Satellites (Observation Equipment)
8 Credit management device 100 Paddy field methane reduction support system

Claims (20)

水田に関する水田情報、前記水田で作物を栽培するための農作業に関する作業情報、及び観測装置により観測された前記水田を含む地域の観測画像のデータを取得する取得部と、
前記水田情報と前記作業情報と前記観測画像のデータとに基づいて、前記作物の栽培中に前記水田から排出されるメタンを削減するための前記水田の水管理の状態と当該状態が継続した期間とを特定して、当該水管理の状態及び期間を示す特定水管理情報を生成する制御部と、
前記特定水管理情報を記憶する記憶部と、を備えた水田メタン削減支援装置。
an acquisition unit that acquires paddy field information on paddy fields, work information on agricultural work for cultivating crops in the paddy fields, and observation image data of an area including the paddy fields observed by an observation device;
a control unit that identifies a state of water management of the paddy field for reducing methane emitted from the paddy field during cultivation of the crop and a period during which the state has continued based on the paddy field information, the work information, and the observation image data, and generates specific water management information that indicates the state and period of the water management;
A paddy field methane reduction support device comprising a memory unit that stores the specific water management information.
前記作業情報には、予め入力された前記水田の前記水管理の状態及び期間を示す入力水管理情報が含まれており、
前記制御部は、
前記入力水管理情報に基づいて複数の前記観測画像のデータを前記取得部により取得し、
前記複数の観測画像のデータに基づいて前記入力水管理情報で示される前記水管理の状態及び期間を検証して、当該検証結果を示す検証情報を前記記憶部に記憶させ、
前記入力水管理情報で示される前記水管理の状態及び期間が正当である場合に、前記入力水管理情報を前記特定水管理情報として前記記憶部に記憶させる請求項1に記載の水田メタン削減支援装置。
The work information includes input water management information indicating a state and period of the water management of the paddy field that has been input in advance,
The control unit is
The acquisition unit acquires data of the plurality of observation images based on the input water management information;
Verifying the state and period of the water management indicated by the input water management information based on data of the plurality of observation images, and storing verification information indicating the verification result in the storage unit;
A paddy field methane reduction support device as described in claim 1, wherein when the water management state and period indicated in the input water management information are valid, the input water management information is stored in the memory unit as the specific water management information.
前記制御部は、前記入力水管理情報で示される前記水管理の期間に前記観測装置により観測された前記観測画像のデータを取得する請求項2に記載の水田メタン削減支援装置。 The paddy field methane reduction support device according to claim 2, wherein the control unit acquires data of the observation image observed by the observation device during the period of the water management indicated by the input water management information. 前記制御部は、前記複数の観測画像のデータから前記水管理の状態を判断して、当該判断した前記水管理の状態と、前記入力水管理情報で示される前記水管理の状態とが対応している場合、前記入力水管理情報が正当であることを示す情報を前記検証情報に含め、且つ前記入力水管理情報を前記特定水管理情報として前記記憶部に記憶させる請求項2又は3に記載の水田メタン削減支援装置。 The paddy field methane reduction support device according to claim 2 or 3, wherein the control unit determines the water management state from the data of the plurality of observation images, and when the determined water management state corresponds to the water management state indicated by the input water management information, includes information indicating that the input water management information is valid in the verification information, and stores the input water management information in the storage unit as the specific water management information. 前記制御部は、
前記水田に対応する農業者に関する農業者情報を前記取得部により取得し、
前記複数の観測画像のデータから前記水管理の状態を判断して、当該判断した前記水管理の状態と、前記入力水管理情報で示される前記水管理の状態とが対応していなかった場合、前記検証情報を前記農業者情報に基づいて前記農業者に通知する請求項4に記載の水田メタン削減支援装置。
The control unit is
The acquisition unit acquires farmer information relating to the farmer corresponding to the paddy field,
A paddy field methane reduction support device as described in claim 4, which judges the water management state from data of the multiple observation images, and if the judged water management state does not correspond to the water management state indicated in the input water management information, notifies the farmer of the verification information based on the farmer information.
前記制御部は、
前記水田情報と前記作業情報とに基づいて、所定の期間に前記観測装置により観測された複数の前記観測画像のデータを前記取得部により取得し、
前記複数の観測画像のデータから前記水田の前記水管理の状態及び期間を特定する請求項1に記載の水田メタン削減支援装置。
The control unit is
acquiring, by the acquiring unit, data of a plurality of the observation images observed by the observation device during a predetermined period based on the paddy field information and the work information;
The paddy field methane reduction support device according to claim 1 , wherein the state and period of the water management of the paddy field are identified from data of the multiple observation images.
前記制御部は、前記水田情報と前記作業情報とに基づいて、前記水田に作付けされた前記作物の分げつ期から幼穂形成期までの期間を判断し、当該判断した期間に前記観測装置により観測された複数の前記観測画像のデータを前記取得部により取得する請求項6に記載の水田メタン削減支援装置。 The paddy field methane reduction support device according to claim 6, wherein the control unit determines the period from the tillering stage to the panicle formation stage of the crop planted in the paddy field based on the paddy field information and the work information, and acquires data of the multiple observation images observed by the observation device during the determined period using the acquisition unit. 前記制御部は、
飛翔体又は飛行体に搭載された前記観測装置が有する合成開口レーダにより観測された複数の前記観測画像のデータを前記取得部により取得し、
前記複数の観測画像のそれぞれから前記水田を示す1つ以上の画素を抽出して、当該画素の画素値に対応付けられた後方散乱係数を検出し、
前記検出した後方散乱係数に基づいて前記水田の前記水管理の状態及び期間を特定する請求項2又は6に記載の水田メタン削減支援装置。
The control unit is
The acquisition unit acquires data of a plurality of observation images observed by a synthetic aperture radar of the flying object or the observation device mounted on the flying object,
extracting one or more pixels representing the paddy field from each of the plurality of observation images, and detecting a backscattering coefficient associated with a pixel value of the pixel;
The paddy field methane reduction support device according to claim 2 or 6, wherein the state and period of the water management of the paddy field are identified based on the detected backscattering coefficient.
前記記憶部には、予め設定された1つ以上の閾値が記憶されており、
前記制御部は、前記複数の観測画像のデータにより検出した後方散乱係数と前記閾値とを比較した結果に基づいて、前記水田が中干状態であるか否かと、前記水田が湛水状態であるか否かのうちの、少なくともいずれかを判断する請求項8に記載の水田メタン削減支援装置。
The storage unit stores one or more preset threshold values,
The paddy field methane reduction support device of claim 8, wherein the control unit determines at least one of whether the paddy field is in a semi-dried state or whether the paddy field is in a flooded state based on a result of comparing the backscattering coefficient detected from the data of the multiple observation images with the threshold value.
前記制御部は、
前記取得部により取得した前記水田の実際の水位を示す情報から、前記水田の実際の水位の時系列変化を示す水位変化情報を特定し、
前記取得部により取得した複数の前記観測画像のデータから前記水田に対応する後方散乱係数をそれぞれ検出し、
前記水位変化情報で示される前記水田の実際の水位と、前記水田に対応する後方散乱係数との相関関係を検出し、
前記水田に対応する後方散乱係数と前記相関関係とから前記閾値を設定して前記記憶部に記憶させる請求項9に記載の水田メタン削減支援装置。
The control unit is
Identifying water level change information indicating a time series change in the actual water level of the paddy field from the information indicating the actual water level of the paddy field acquired by the acquisition unit;
Detecting backscattering coefficients corresponding to the paddy fields from the data of the plurality of observation images acquired by the acquisition unit,
Detecting a correlation between an actual water level of the paddy field indicated by the water level change information and a backscattering coefficient corresponding to the paddy field;
The paddy field methane reduction support device according to claim 9 , wherein the threshold value is set based on the backscattering coefficient corresponding to the paddy field and the correlation, and is stored in the memory unit.
前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記閾値を、他の水田の中干状態及び湛水状態の少なくともいずれかを判断するために適用する請求項10に記載の水田メタン削減支援装置。 The paddy field methane reduction support device according to claim 10, wherein the control unit applies the threshold value stored in the memory unit to determine at least one of the drained and flooded states of other paddy fields. 前記記憶部には、前記水田からのメタン排出量を算出するためのモデルデータが記憶されており、
前記制御部は、前記水田情報、前記作業情報、前記特定水管理情報、及び前記モデルデータに基づいて、前記水田の所定の基本メタン排出量から削減されたメタン削減量を算出して、当該メタン削減量を前記記憶部に記憶させる請求項1に記載の水田メタン削減支援装置。
The storage unit stores model data for calculating the amount of methane emission from the paddy field,
The paddy field methane reduction support device of claim 1, wherein the control unit calculates an amount of methane reduction reduced from a specified basic methane emission amount of the paddy field based on the paddy field information, the work information, the specific water management information, and the model data, and stores the amount of methane reduction in the memory unit.
前記制御部は、
前記水田情報と前記作業情報と前記モデルデータとに基づいて、前記水田のメタン排出量を算出する算出式を設定し、
前記水田の従来の前記水管理の状態及び期間を示す従来水管理情報を前記取得部により取得し、
前記従来水管理情報と前記算出式とに基づいて、前記水田の前記基本メタン排出量を算出し、
前記水田の前記特定水管理情報と前記算出式とに基づいて、前記水田のメタン排出量を算出し、
前記水田の前記基本メタン排出量から前記メタン排出量を減算して、前記水田のメタン削減量を算出する請求項12に記載の水田メタン削減支援装置。
The control unit is
setting a calculation formula for calculating the amount of methane emission from the paddy field based on the paddy field information, the work information, and the model data;
The acquisition unit acquires conventional water management information indicating a state and period of the conventional water management of the paddy field,
Calculating the basic methane emission amount for the paddy field based on the conventional water management information and the calculation formula;
Calculating the methane emission amount from the paddy field based on the specific water management information of the paddy field and the calculation formula;
The paddy field methane reduction support device according to claim 12, wherein the methane emission amount is subtracted from the basic methane emission amount of the paddy field to calculate the methane reduction amount of the paddy field.
前記取得部は、通信インタフェイスから構成され、
前記制御部は、
前記水田に対応する農業者に関する農業者情報を前記通信インタフェイスにより取得し、
前記水田の前記メタン削減量と前記農業者情報とを含む報告情報を前記通信インタフェイスによりクレジット管理装置に送信し、
前記メタン削減量に応じて前記クレジット管理装置から発行された電子的なクレジットを示すクレジット情報を前記通信インタフェイスにより取得し、
前記農業者情報に基づいて前記クレジット情報を前記農業者に通知する請求項12又は13に記載の水田メタン削減支援装置。
The acquisition unit is composed of a communication interface,
The control unit is
acquiring farmer information relating to a farmer corresponding to the paddy field through the communication interface;
Sending report information including the methane reduction amount of the paddy field and the farmer information to a credit management device via the communication interface;
acquiring, via the communication interface, credit information indicating an electronic credit issued by the credit management device in accordance with the methane reduction amount;
The paddy field methane reduction support device according to claim 12 or 13, wherein the credit information is notified to the farmer based on the farmer information.
前記記憶部には、前記水田からのメタン排出量を算出するためのモデルデータが記憶されており、
前記取得部は、通信インタフェイスから構成され、
前記制御部は、
前記水田に対応する農業者に関する農業者情報を前記通信インタフェイスにより取得し、
前記水田情報、前記作業情報、前記特定水管理情報、及び前記モデルデータに基づいて、前記水田の所定の基本メタン排出量から削減されたメタン削減量を算出して、当該メタン算出量を前記記憶部に記憶させ、
前記農業者情報と前記水田の前記メタン削減量と前記検証情報とを含む報告情報を、前記通信インタフェイスによりクレジット管理装置に送信し、
前記メタン削減量に応じて前記クレジット管理装置から発行された電子的なクレジットを示すクレジット情報を前記通信インタフェイスにより取得し、
前記農業者情報に基づいて前記クレジット情報を前記農業者に通知する請求項2に記載の水田メタン削減支援装置。
The storage unit stores model data for calculating the amount of methane emission from the paddy field,
The acquisition unit is composed of a communication interface,
The control unit is
acquiring farmer information relating to a farmer corresponding to the paddy field through the communication interface;
Calculating a methane reduction amount that is reduced from a predetermined basic methane emission amount of the paddy field based on the paddy field information, the work information, the specific water management information, and the model data, and storing the calculated methane amount in the storage unit;
transmitting report information including the farmer information, the methane reduction amount of the paddy field, and the verification information to a credit management device via the communication interface;
acquiring, via the communication interface, credit information indicating an electronic credit issued by the credit management device in accordance with the methane reduction amount;
The paddy field methane reduction support device according to claim 2, wherein the credit information is notified to the farmer based on the farmer information.
作物を栽培する水田からのメタンの排出量の削減を支援する水田メタン削減支援装置と、
前記水田と前記水田で行う農業に関する情報を格納したデータベースが構築された農業管理装置と、を含み、
前記水田メタン削減支援装置は、
前記農業管理装置及び前記水田に対応する農業者が利用する農業者端末装置のうちの少なくともいずれかから、前記水田に関する水田情報及び前記水田で前記作物を栽培するための農作業に関する作業情報を取得し、且つ地上を観測する観測装置の観測データを記憶する観測管理装置から、前記観測装置により観測された前記水田を含む地域の観測画像のデータを取得する取得部と、
前記水田情報と前記作業情報と前記観測画像のデータとに基づいて、前記作物の栽培中に前記水田から排出されるメタンを削減するための前記水田の水管理の状態と当該状態が継続した期間とを特定して、当該水管理の状態及び期間を示す特定水管理情報を生成する制御部と、
前記特定水管理情報を記憶する記憶部と、を備えた水田メタン削減支援システム。
A paddy field methane reduction support device that supports the reduction of methane emissions from rice paddies where crops are grown;
an agricultural management device in which a database is constructed that stores information regarding the paddy field and agriculture carried out in the paddy field;
The paddy field methane reduction support device is
an acquisition unit that acquires paddy field information related to the paddy field and work information related to agricultural work for cultivating the crop in the paddy field from at least one of the agricultural management device and a farmer terminal device used by a farmer corresponding to the paddy field, and acquires observation image data of an area including the paddy field observed by an observation device that observes the ground from an observation management device that stores observation data of the observation device;
a control unit that identifies a state of water management of the paddy field for reducing methane emitted from the paddy field during cultivation of the crop and a period during which the state has continued based on the paddy field information, the work information, and the observation image data, and generates specific water management information that indicates the state and period of the water management;
A paddy field methane reduction support system comprising: a memory unit that stores the specific water management information.
前記作業情報には、予め入力された前記水田の前記水管理の状態及び期間を示す入力水管理情報が含まれており、
前記制御部は、
前記入力水管理情報に基づいて複数の前記観測画像のデータを前記観測管理装置から前記取得部により取得し、
前記複数の観測画像のデータに基づいて前記入力水管理情報で示される前記水管理の状態及び期間を検証し、当該検証結果を示す検証情報を前記記憶部に記憶させ、
前記入力水管理情報で示される前記水管理の状態及び期間が正当である場合に、前記入力水管理情報を前記特定水管理情報として前記記憶部に記憶させる請求項16に記載の水田メタン削減支援システム。
The work information includes input water management information indicating a state and period of the water management of the paddy field that has been input in advance,
The control unit is
acquiring data of the plurality of observation images from the observation management device by the acquisition unit based on the input water management information;
Verifying the state and period of the water management indicated by the input water management information based on data of the plurality of observation images, and storing verification information indicating the verification result in the storage unit;
A paddy field methane reduction support system as described in claim 16, wherein when the water management state and period indicated in the input water management information are valid, the input water management information is stored in the memory unit as the specific water management information.
前記記憶部には、前記水田からのメタン排出量を算出するためのモデルデータが記憶されており、
前記取得部は、通信インタフェイスから構成され、
前記制御部は、
前記水田情報、前記作業情報、前記特定水管理情報、及び前記モデルデータに基づいて、前記水田の所定の基本メタン排出量から削減されたメタン削減量を算出して、当該メタン削減量を前記記憶部に記憶させ、
前記農業者に関する農業者情報を前記農業管理装置及び前記農業者端末装置のうちの少なくともいずれかから前記通信インタフェイスにより取得し、
前記水田の前記メタン削減量と前記農業者情報と前記検証情報とを含む報告情報を、前記通信インタフェイスによりクレジット管理装置に送信し、
前記メタン削減量に応じて前記クレジット管理装置から発行された電子的なクレジットを示すクレジット情報を前記通信インタフェイスにより取得し、
前記農業者情報に基づいて前記クレジット情報を前記通信インタフェイスにより前記農業者端末装置に通知する請求項17に記載の水田メタン削減支援システム。
The storage unit stores model data for calculating the amount of methane emission from the paddy field,
The acquisition unit is composed of a communication interface,
The control unit is
Calculating a methane reduction amount that is reduced from a predetermined basic methane emission amount of the paddy field based on the paddy field information, the work information, the specific water management information, and the model data, and storing the methane reduction amount in the storage unit;
acquiring farmer information relating to the farmer from at least one of the agricultural management device and the farmer terminal device via the communication interface;
transmitting report information including the methane reduction amount of the paddy field, the farmer information, and the verification information to a credit management device via the communication interface;
acquiring, via the communication interface, credit information indicating an electronic credit issued by the credit management device in accordance with the methane reduction amount;
The paddy field methane reduction support system according to claim 17, wherein the credit information based on the farmer information is notified to the farmer terminal device via the communication interface.
前記制御部は、
前記水田情報と前記作業情報とに基づいて、所定の確認期間に前記観測装置により観測された複数の前記観測画像のデータを前記観測管理装置から前記取得部により取得し、
前記複数の観測画像のデータから前記水田の前記水管理の状態及び期間を特定する請求項16に記載の水田メタン削減支援システム。
The control unit is
acquiring data of a plurality of the observation images observed by the observation device during a predetermined confirmation period from the observation management device by the acquisition unit based on the paddy field information and the work information;
The paddy field methane reduction support system according to claim 16, wherein the state and period of the water management of the paddy field are identified from data of the plurality of observation images.
前記記憶部には、前記水田からのメタン排出量を算出するためのモデルデータが記憶されており、
前記取得部は、通信インタフェイスから構成され、
前記制御部は、
前記水田情報、前記作業情報、前記特定水管理情報、及び前記モデルデータに基づいて、前記水田の所定の基本メタン排出量から削減されたメタン削減量を算出して、当該メタン削減量を前記記憶部に記憶させ、
前記農業者に関する農業者情報を前記農業管理装置及び前記農業者端末装置のうちの少なくともいずれかから前記通信インタフェイスにより取得し、
前記水田の前記メタン削減量と前記農業者情報とを含む報告情報を前記通信インタフェイスによりクレジット管理装置に送信し、
前記メタン削減量に応じて前記クレジット管理装置から発行された電子的なクレジットを示すクレジット情報を前記通信インタフェイスにより取得し、
前記農業者情報に基づいて前記クレジット情報を前記通信インタフェイスにより前記農業者端末装置に通知する請求項19に記載の水田メタン削減支援システム。
The storage unit stores model data for calculating the amount of methane emission from the paddy field,
The acquisition unit is composed of a communication interface,
The control unit is
Calculating a methane reduction amount that is reduced from a predetermined basic methane emission amount of the paddy field based on the paddy field information, the work information, the specific water management information, and the model data, and storing the methane reduction amount in the storage unit;
acquiring farmer information relating to the farmer from at least one of the agricultural management device and the farmer terminal device via the communication interface;
Sending report information including the methane reduction amount of the paddy field and the farmer information to a credit management device via the communication interface;
acquiring, via the communication interface, credit information indicating an electronic credit issued by the credit management device in accordance with the methane reduction amount;
The paddy field methane reduction support system according to claim 19, wherein the credit information based on the farmer information is notified to the farmer terminal device via the communication interface.
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