JP6289352B2 - 農業用水路監視サーバ及び農業用水路監視システム - Google Patents

Description

本発明は、氾濫の可能性がある危険用水路、及び浸水危険地域を検出する農業用水路監視サーバ及び農業用水路監視システムに関する。

従来の農業用水路監視システムとして、用水路の任意の測定ポイントに設置された水位計及び流量計から周期的に計測データを取得し、管理センターに設けられた監視サーバで監視するものがある。また、このような監視システムにおいて、計測値が管理値を超えた場合に、その箇所のゲートの開閉を自動制御し水量を調整する技術も普及している。

例えば特許文献１では、水路に設置される水門に、水位検知装置、流速検知装置、撮影装置を設け、それらの情報取得手段により収集した情報を処理する情報処理装置を備えた水利用施設の管理システムが提案されている。この特許文献１では、水門付近に複数の撮影装置を設置し、水門及びその周囲、水門の操作盤の映像または画像を取得している。

また、特許文献２には、監視対象の状況を電子メールで監視管理装置に送信する技術が開示されている。さらに、管理センターに監視員が常駐できない場合に、計測データ等の各種情報を監視サーバからインターネット等の通信回線を介して管理者にリアルタイムで配信する技術も知られている。

特開２００９−２０９５４４号公報 特開２００１−２０２２９８号公報

従来の農業用水路監視システムにおいては、例えば分水工のゲート付近に水位計、流量計、撮影装置等が設置され、数ｋｍ以上続くような広大な農地においてはゲートの数も数十個から百個以上となり、多くの水位データ、流量データ、及び画像データが収集されていた。しかし、何台もの撮影装置の映像を監視モニタで監視し、見落とし無く異常を検出することは、監視員の多大な労力を要し容易ではない。

また、水位データや流量データに基づいてゲートの開閉を制御していても、現実には用水路の氾濫を防止することは難しい。特に、近年の異常気象により局所的な豪雨が多発しており、用水路が氾濫して周辺地域の家屋が浸水または倒壊する被害が後を絶たない。このような被害の被災者を出さないようにするには、従来システム以上に迅速に、氾濫の可能性がある危険用水路を検出し、浸水危険地域に的確な警報を配信する必要がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、氾濫の可能性がある危険用水路、及び浸水危険地域を見落とし無く迅速に検出し、警報を配信することが可能な農業用水路監視サーバ及び農業用水路監視システムを得ることを目的とする。

本発明に係る農業用水路監視サーバは、農業用水路監視システムの管理センターに設置される農業用水路監視サーバであって、監視対象である用水路の任意の測定ポイントにおける水位データ及び流量データと、用水路の各ゲートにおけるゲート周辺画像データと、
用水路とその周辺地域を含む広域画像データを、管理センターに設置された親局装置から取得するデータ取得部と、ゲート周辺画像データに画像処理を行い、異常が発生しているゲートを検出するゲート周辺画像処理部と、広域画像データに画像処理を行い、浸水地域を検出しその浸水面積を求める広域画像処理部と、水位データ及び流量データをそれぞれ管理値と比較し、いずれも管理値を超えた用水路と、ゲート周辺画像処理部によりゲートの異常が検出された用水路を、危険用水路として検出する危険用水路判定部と、危険用水路判定部により検出された危険用水路を地域毎に集計し、危険用水路の数が設定値以上となった地域、または危険用水路が重要用水路を含む地域、または広域画像処理部により求められた浸水面積が設定値以上である地域を浸水危険地域として検出する浸水危険地域判定部と、浸水危険地域判定部により浸水危険地域が検出された場合に警報を生成し、管理者、関係者及び地域住民に警報を配信する警報生成部を備えたものである。

また、本発明に係る農業用水路監視システムは、監視対象である用水路の任意の測定ポイントに設置された水位計及び流量計と、用水路のゲートを含むゲート周辺画像を撮像するゲート監視カメラと、用水路とその周辺地域を含む広域画像を撮像する空間監視カメラと、水位計から出力された水位データ、流量計から出力された流量データ、及びゲート監視カメラから出力されたゲート周辺画像データを周期的に取得する子局装置と、複数の子局装置から送信された水位データ、流量データ、及びゲート周辺画像データを通信回線を介して受信すると共に、空間監視カメラから出力された広域画像データを通信回線を介して受信する親局装置と、親局装置から水位データ、流量データ、ゲート周辺画像データ、及び広域画像データを取得し、これらのデータに基づいて危険用水路及び浸水危険地域を検出する農業用水路監視サーバを備えたものである。

本発明に係る農業用水監視サーバによれば、水位データ及び流量データに基づいて危険用水路を検出すると共に、ゲート監視カメラにより撮像されたゲート周辺画像データに画像処理を行うことにより危険用水路を検出するようにしたので、検出精度が高く、危険用水路の見落としを防止することができる。さらに、危険用水路の数が設定値以上となった地域、または危険用水路が重要用水路を含む地域、または広域画像処理部により求められた浸水面積が設定値以上である地域を浸水危険地域として検出するようにしたので、浸水危険地域を見落とし無く迅速に検出することが可能となり、管理者や地域住民に的確な警報を配信することができる。

また、本発明に係る農業用水監視システムによれば、水位データ、流量データ、ゲート周辺画像データに加え、空間監視カメラにより撮像された広域画像データを取得し、これらのデータに基づいて危険用水路及び浸水危険地域を検出するようにしたので、危険用水路及び浸水危険地域を見落とし無く迅速に検出することが可能となり、管理者や地域住民に的確な警報を配信することができる。

本発明の実施の形態１に係る農業用水路監視システムの概要を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る農業用水路監視システムの構成を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る農業用水路監視サーバの画像処理部の構成を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る農業用水路監視サーバの判定部の構成を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る農業用水路監視サーバの画像処理部による処理を説明する図である。 本発明の実施の形態１に係る農業用水路監視サーバの画像処理部による処理を説明する図である。 本発明の実施の形態１に係る農業用水路監視サーバによる処理の流れを示す図である。 本発明の実施の形態２に係る農業用水路監視サーバによる処理の流れを示す図である。

実施の形態１．
以下に、本発明の実施の形態１に係る農業用水路監視サーバ及び農業用水路監視システムについて、図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態１に係る農業用水路監視システムの概要を示すイメージ図、図２は、本実施の形態１に係る農業用水路監視システムの構成を示すブロック図である。なお、各図において、同一及び相当部分には同一符号を付している。

本実施の形態１に係る農業用水路監視システム１００は、図２に示すように、農業用水路を管理する団体や組合の事務所が併設された管理センター１に配置される親局装置２、農業用水路監視サーバ３（以下、監視サーバ３と略す）、及び監視モニタ４と、監視対象である用水路の任意の測定ポイントに配置された子局装置５と、用水路を含む地域全体を見渡せる山の頂上や鉄塔の上に配置された空間監視カメラ６を備えている。

図１に示すように、河川１４から引かれた水は貯水池１５を介して用水路Ｗに導入される。平常時、用水路Ｗを流れる水は、水田１６に供給されながら自然に河川１４へ戻るが、低地の場合、排水ポンプを用いて排水されることもある。用水路Ｗの各分岐点に設置された分水工はゲートＧを有しており、ゲートＧを開閉することにより用水路Ｗの水位及び流量が調整される。なお、図１では、ゲートＧ１とゲートＧ２の間の用水路をＷ１−２、ゲートＧ２とゲートＧ３の間の用水路をＷ２−３としている。

用水路Ｗ１−２を例に挙げて説明すると、用水路Ｗ１−２の入口側のゲートＧ１付近には、子局装置５、ゲート監視カメラ５１が設置されている。また、ゲートＧ１の下流側には、水位計５２（図中、黒三角で示す）、及び流量計５３（図中、黒丸で示す）が設置されている。図１では、ゲートＧ１〜Ｇ３に対応するゲート監視カメラ５１と子局装置５のみを示しているが、その他のゲートＧ４〜Ｇ８にも対応するゲート監視カメラ５１と子局装置５が設置されている。

なお、ゲート監視カメラ５１は、全てのゲートＧに対して設置しても良いし、主要なゲートＧにのみ設置しても良い。また、図１では、各ゲートＧに対し、水位計５２と流量計５３を各１台設けているが、各ゲートＧの上流側と下流側に設けても良いし、４方向の分岐点の場合、全ての方向に対して設けても良い。

ゲート監視カメラ５１は、用水路Ｗの分水工のゲートＧを含むゲート周辺画像を撮像し、ゲート周辺画像データを出力する。水位計５２は、設置された箇所の水位を計測し、水位データを出力する。流量計５３は、設置された箇所の流量を計測し、流量データを出力する。また、空間監視カメラ６は、用水路Ｗ全体とその周辺地域を含む広域画像を撮像し、広域画像データを出力する。

子局装置５は、ゲート監視カメラ５１から出力されたゲート周辺画像データ、水位計５２から出力された水位データ、及び流量計５３から出力された流量データを周期的に取得し、通信回線７を介して管理センター１の親局装置２へ送信する。通信回線７としては、例えばＮＴＴフレッツ光回線（登録商標）、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＭＣＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｃｃｅｓｓ Ｒａｄｉｏ ｓｙｓｔｅｍ）無線回線、省電力無線回線、携帯電話回線、光ケーブル回線、メタルＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）回線等が用いられ、地域特性に応じて選択される。

また、空間監視カメラ６から出力された広域画像データは、通信回線７を介して親局装置２へ送信される。なお、本実施の形態１では、子局装置５と親局装置２を結ぶ通信回線７と、空間監視カメラ６と親局装置２を結ぶ通信回線７に、同種類の通信回線７を用いているが、異なる種類の回線を用いてもよい。

管理センター１に設置された親局装置２は、複数の子局装置５から送信された水位データ、流量データ、及びゲート周辺画像データを、通信回線７を介して受信すると共に、空間監視カメラ６から出力された広域画像データを、通信回線７を介して受信する。

監視サーバ３は、親局装置２から水位データ、流量データ、ゲート周辺画像データ、及び広域画像データを取得し、これらのデータに基づいて危険用水路及び浸水危険地域を検出する。また、従来システムと同様に、水位計５２及び流量計５３の計測値が管理値を超えた用水路に対し、計測値が管理値以下になるようにその用水路に関係するゲートＧの開閉を自動制御する。

本実施の形態１に係る監視サーバ３の構成及び機能について、図２〜図４を用いて説明する。データ取得部３１は、監視対象である用水路の任意の測定ポイントにおける水位データ及び流量データと、用水路の分水工の各ゲートにおけるゲート周辺画像データと、用水路とその周辺地域を含む広域画像データを、管理センター１に設置された親局装置２から取得し、記憶部（図示省略）に保存する。データ抽出部３２は、データ取得部３１が取得したデータの中から、危険用水路の判定に用いるデータを抽出する。

画像処理部３３は、図３に示すように、ゲート周辺画像処理部３３１と、広域画像処理部３３２を有している。ゲート周辺画像処理部３３１は、ゲート周辺画像データに画像処理を行い、異常が発生しているゲートを検出する。広域画像処理部３３２は、広域画像データに画像処理を行い、浸水地域を検出しその浸水面積を求める。画像処理部３３における画像処理方法については後に説明する。

また、判定部３４は、図４に示すように、氾濫の可能性がある危険用水路を検出する危険用水路判定部３４１と、浸水危険地域を検出する浸水危険地域判定部３４２を有している。危険用水路判定部３４１は、水位データ及び流量データをそれぞれ管理値と比較し、いずれも管理値を超えた用水路を危険用水路と判定する。

また、危険用水路判定部３４１は、ゲート周辺画像処理部３３１によりゲートの異常が検出された用水路についても、危険用水路と判定する。図１に示す例では、ゲートＧ２に異常が検出された場合、用水路Ｗ１−２、Ｗ２−３、Ｗ２−６に影響が出る可能性があるため、これらを危険用水路と判定する。

浸水危険地域判定部３４２は、危険用水路判定部３４１により検出された危険用水路を地域毎に集計し、危険用水路の数が設定値以上となった地域、または危険用水路が重要用水路を含む地域、または広域画像処理部３３２により求められた浸水面積が設定値以上である地域を、浸水危険地域と判定する。なお、重要用水路とは、その用水路が氾濫した場合に地域住民に大きな影響を与える用水路であり、予め設定されている。図１に示す例では、集落１７Ａに近接する用水路Ｗ３−４や、集落１７Ｂに近接する用水路Ｗ１−５は重要用水路に設定される。

警報生成部３５は、浸水危険地域判定部３４２により浸水危険地域が検出された場合に警報を生成し、関係者及び地域住民に警報を配信する。具体的には、生成された警報は、監視モニタ４に表示される他、インターネット８により農業用水路監視システム１００の管理者１１や、農業組合及び自治体等の関係者１２、一般登録者等に電子メールで配信される。また、インターネット８で一般閲覧者１３に公開するようにしても良い。さらに、管理責任者等には電話で自動音声により通知するようにしても良い。

入力部３６は、キーボード、マウス、タッチパネル等であり、監視員１０が監視モニタ４の画面上で必要な操作を行う時や、パラメータを入力する時に用いられる。表示部３７は、データ取得部３１が取得した水位データ及び流量データを、表またはトレンドグラフにして監視モニタ４に表示する。また、監視モニタ４には、ゲート周辺画像や広域画像、及び浸水危険地域を示す画像や警報が、リアルタイムで表示される。

次に、監視サーバ３の画像処理部３３における画像処理方法について、図５及び図６を用いて説明する。画像処理部３３は、カメラにより撮像された画像データを処理するコントローラを備えている。近年、同系色の微妙な色差（階調差）や明暗差（コントラスト）を識別する画像処理技術が進歩しており、階調差による色の違いを定義し、その定義に基づいて画像パターンの類似度を検出したり、色の変化点を検出したりすることが可能となっている。

ゲート周辺画像処理部３３１は、取得したゲート周辺画像データから土石流や漂流物のような異物を検知し、ゲート付近の異常を検出する。ゲート周辺画像処理部３３１による画像処理方法として、例えば図５に示すように、（ａ）平常時の用水路の画像データと、（ｂ）異常時の漂流物（流木）が存在する用水路の画像データを比較し、階調差やコントラストにより流木を検知する方法がある。さらに、土石流や漂流物が用水路に占める面積や、それらの位置、形状を検出し、異常の度合いを判定することができる。

また、別の画像処理方法として、ゲート周辺画像データについて、土石流や漂流物が存在する異常時の画像をパターン化して異常時画像データベースに保存しておき、データ取得部３１から取得したゲート周辺画像データを、異常時画像データベースに照合して異常時画像との類似度を検出することにより、ゲート付近の異常を検出する方法がある。

広域画像処理部３３２は、予め記憶された平常時の広域画像データと、データ取得部３１から取得した広域画像データを比較することにより、浸水地域を検出し、地域毎の浸水面積を求める。広域画像処理部３３２による画像処理方法として、用水路部分、水田部分、地面部分の階調差による色の違いを定義し、色の変化点を検出して浸水地域を検出する方法がある。

また、例えば図６に示すように、広域画像データをパターン化することにより浸水地域を検出し易くする方法もある。図６において、斜線部分は用水路とその両脇の畦道を含む部分を画像処理により直線的で均質な枠状にしたものである。図６（ａ）は平常時の広域画像データ、図６（ｂ）は異常時の広域画像データを示している。このような枠を設定することにより、図中ドットで示す水田の水が溢れ出した場合に、浸水部分の識別が容易となる。

本実施の形態１に係る監視サーバ３による処理の流れについて、図７のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップ１（Ｓ１）において、監視サーバ３のデータ取得部３１は、親局装置２から各測定ポイントの計測データ及び画像データを取得する。具体的には、計測データとして水位データと流量データ、画像データとしてゲート周辺画像データと広域画像データを取得する。

次に、ステップ１１（Ｓ１１）において、データ抽出部３２は、危険用水路判定に必要な水位データ及び流量データを抽出する。続いてステップ１２（Ｓ１２）において、危険用水路判定部３４１は、取得した水位データが予め設定された管理値以下であるか否かを判定する。水位データが管理値を超えている場合（ＮＯ）、ステップ１３（Ｓ１３）に進み、取得した流量データが予め設定された管理値以下であるか否かを判定する。

Ｓ１２において水位データが管理値以下の場合（ＹＥＳ）と、Ｓ１３において流量データが管理値以下の場合（ＹＥＳ）は、危険用水路ではないため処理を終了する。Ｓ１３において、流量データが管理値を超えている場合（ＮＯ）、ステップ１４（Ｓ１４）に進み、その用水路を危険用水路であると判定する。なお、危険用水路判定部３４１は、Ｓ１１からＳ１３の処理を繰り返し行う。

一方、ステップ２１（Ｓ２１）において、データ抽出部３２は、ゲート監視カメラ５１により撮像されたゲート周辺画像データを抽出する。続いてステップ２２（Ｓ２２）において、ゲート周辺画像処理部３３１は、ゲート周辺画像データに画像処理を行い、ステップ２３（Ｓ２３）において、ゲート付近で異常の発生が有るか否かを判定する。

Ｓ２３で異常発生有りと判定された場合（ＹＥＳ）、Ｓ１４に進み、そのゲートに関係する用水路を危険用水路であると判定する。Ｓ２３において、ゲート付近で異常の発生がないと判定された場合（ＮＯ）、処理を終了する。Ｓ１４で危険用水路と判定された用水路は、ステップ１６（Ｓ１６）において、その用水路に関係するゲートの開閉が調整され、水位及び流量が管理値以下となるよう制御される。

続いてステップ１５（Ｓ１５）において、浸水危険地域判定部３４２は、Ｓ１４で検出された危険用水路を地域毎に集計し、ステップ１７（Ｓ１７）において、危険用水路の数が予め設定された設定値以上か否かを地域毎に判定する。なお、設定値は地域毎に設定されており、例えば住宅が密集している集落を含む地域では、設定値は小さく設定される。

Ｓ１７において、危険用水路の数が設定値以上の地域がある場合（ＹＥＳ）、ステップ１９（Ｓ１９）に進み、その地域を浸水危険地域であると判定する。また、Ｓ１７において、危険用水路の数が設定値未満の地域がある場合（ＮＯ）、ステップ１８（Ｓ１８）に進み、その地域の危険用水路に重要用水路が含まれているか否かを判定する。Ｓ１８において、重要用水路が含まれている場合（ＹＥＳ）、Ｓ１９に進み、その地域を浸水危険地域であると判定する。また、Ｓ１８において重要用水路が含まれていない場合（ＮＯ）には、処理を終了する。

また、ステップ３１（Ｓ３１）において、データ抽出部３２は、空間監視カメラ６により撮像された広域画像データを抽出する。続いてステップ３２（Ｓ３２）において、広域画像処理部３３２は、広域画像データに画像処理を行い、浸水地域を検出する。続いてステップ３３（Ｓ３３）において、浸水地域の面積を求め、ステップ３４（Ｓ３４）において、Ｓ３３で求めた浸水面積が設定値以上の場合（ＹＥＳ）、Ｓ１９に進み、その地域を浸水危険地域であると判定する。Ｓ３４において、浸水地域の浸水面積が設定値未満の場合（ＮＯ）、処理を終了する。

以上の処理によりＳ１９において浸水危険地域が検出されると、ステップ２０（Ｓ２０）において、警報生成部３５は警報を生成し、農業用水路監視システム１００の管理者１１、農業組合等の関係者１２、及び地域住民に警報を配信して処理を終了する。

図７のフローチャートに示すように、農業用水路監視システム１００において監視サーバ３が浸水危険地域を検出するための処理の流れには、大きく分けて３つの流れがある。Ｓ１１に続く１つ目の流れは、従来システムと同様に、用水路の任意の測定ポイントにおける水位データ及び流量データを管理値と比較し、危険用水路を検出する処理である。本実施の形態１に係る農業用水路監視システム１００では、この基本的な処理に加え、Ｓ２１に続く２つ目の処理の流れで、ゲート周辺画像データから危険用水路を検出するようにしている。

一方、これら２つの処理の流れで危険用水路と判定されなかった用水路であっても、集中豪雨等による急激な水量の増加により、数分後には危険用水路となり氾濫する可能性がある。このため、これら２つの処理の流れによる危険用水路の検出は、短い周期で繰り返し行われる。

さらに、本実施の形態１に係る農業用水路監視システム１００では、Ｓ３１に続く３つ目の処理の流れにより、リアルタイムの広域画像データで浸水が発生している地域とその面積を検出するようにしている。すなわち、本実施の形態１に係る監視サーバ３が検出する浸水危険地域とは、近い将来浸水する可能性がある地域と、すでに浸水している地域の両方を含んでいる。

以上のことから、本実施の形態１に係る監視サーバ３を備えた農業用水路監視システム１００によれば、監視対象である用水路の任意の測定ポイントにおける水位データ及び流量データに基づいて危険用水路を検出すると共に、ゲート監視カメラ５１により撮像されたゲート周辺画像データに画像処理を行うことにより危険用水路を検出するようにしたので、従来システムに比べて検出精度が高くなり、危険用水路の見落としを防止することができる。

さらに、検出された危険用水路の数または重要度に基づいて浸水危険地域を検出すると共に、空間監視カメラ６により撮像された広域画像データに画像処理を行うことにより浸水地域とその面積を検出し浸水危険地域を検出するようにしたので、浸水危険地域を迅速に見落とし無く検出することが可能となり、管理者、関係者、及び地域住民に的確な警報を配信することができる。

また、従来システムでは、ゲート付近に設置されたカメラの映像を監視員１０が監視モニタ４で監視していたが、危険用水路を見落とし無く検出することは容易ではなく、監視員１０の負担となっていた。これに対し、本実施の形態１に係る農業用水路監視システム１００では、ゲート周辺画像データ及び広域画像データに画像処理を行うことにより、危険用水路及び浸水危険地域を自動的に検出するため、監視員１０の負担が軽減され、安定した検出精度が得られるという効果がある。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る農業用水路監視サーバ及び農業用水路監視システムの構成は、上記実施の形態１と同様であるので図１及び図２を流用し、各構成要素についての詳細な説明を省略する。本実施の形態２では、監視サーバ３の判定部３４において危険用水路の水位予測計算を行い、氾濫を予測する機能を追加したものである。

用水路の水位に影響を与えるパラメータには、用水路の断面積、近接する分水工または貯水池の容量、及び近接する農地面積、地質、地形等がある。実施の形態２に係る監視サーバ３は、これらのパラメータを各用水路に関連付けて保存するパラメータ記憶部（図示省略）を有している。パラメータ記憶部へのパラメータ入力は、監視員１０が入力部３６から行う。

本実施の形態２では、浸水危険地域判定部３４２は、危険用水路判定部３４１により検出された危険用水路について氾濫の予測をするために、各危険用水路に関連するパラメータをパラメータ記憶部から取得する。さらに、危険用水路の現在の水位データ及び流量データと、関連する分水工や貯水池の現在の水位データ及び流量データを、データ抽出部３２から取得する。

浸水危険地域判定部３４２は、これらのデータ及びパラメータに基づいて、危険用水路の水位予測計算を行い、氾濫を予測する。なお、危険用水路の水位予測計算には、水位と流量の関係を示すＨＱ曲線を用いた以下の式１を用いることができる。比例定数Ｅ、加算定数Ｆは、各用水路の測定ポイントに対し上記パラメータに基づいて設定され、パラメータと共にパラメータ記憶部に保存されている。

Ｈ_ｎ（ｔ＋Δｔ）＝（Ｑ_ｋｎ（ｔ＋Δｔ）／Ｅ）^１／２−Ｆ （式１）
Ｈ_ｎ（ｔ）：測定ポイントＰ_ｎの時刻ｔにおける水位
Ｑ_ｋｎ（ｔ）: 測定ポイントＰ_ｎの時刻ｔにおける流量
Ｅ：比例定数
Ｆ：加算定数

本実施の形態２に係る監視サーバ３による用水路氾濫予測処理の流れについて、図８のフローチャートを用いて説明する。ステップ４１（Ｓ４１）において、危険用水路判定部３４１は、水位データ及び流量データが管理値を超えている用水路を検出すると、ステップ４２（Ｓ４２）で危険用水路であると判定する。ここまでの処理は、上記実施の形態１と同様である。

続いて、浸水危険地域判定部３４２は、Ｓ４２で危険用水路と判定された用水路に対し、ステップ４３（Ｓ４３）で用水路の断面積及び現在の水位データを取得し、ステップ４４（Ｓ４４）で近接する分水工または貯水池の容量と現在の水位データを取得し、ステップ４５（Ｓ４５）で近接する農地面積を取得する。

続いて、浸水危険地域判定部３４２は、Ｓ４３〜Ｓ４５で取得したデータに基づいて、ステップ４６（Ｓ４６）で危険用水路の水位予測計算を行う。Ｓ４６における計算結果に基づき、ステップ４７（Ｓ４７）において、その危険用水路に氾濫の可能性があるか否かを判定し、可能性が有る場合（ＹＥＳ）、ステップ４８（Ｓ４８）に進み、氾濫の可能性が有ると判定された危険用水路を含む地域を浸水危険地域と判定する。

Ｓ４７において、氾濫の可能性がないと判定された場合（ＮＯ）、処理を終了する。Ｓ４８で浸水危険地域が検出されると、ステップ４９（Ｓ４９）において、警報生成部３５は警報を生成し、農業用水路監視システム１００の管理者１１、農業組合等の関係者１２、及び地域住民に警報を配信して処理を終了する。

なお、本実施の形態２では、用水路の水位に影響を与えるパラメータとして、用水路の断面積、近接する分水工または貯水池の容量、及び近接する農地面積を例に挙げたが、パラメータはこれに限定されるものではない。現存の気象予報システムからインターネット８を介して降雨予測情報等を取得するようにしても良い。

本実施の形態２によれば、上記実施の形態１と同様の効果に加え、危険用水路の氾濫を予測することにより、浸水危険地域の検出精度がさらに向上する。なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

本発明は、農業用水路監視システム及びその管理センターに設置される農業用水路監視サーバとして利用することができる。

１ 管理センター、２ 親局装置、３ 農業用水路監視サーバ、４ 監視モニタ、
５ 子局装置、６ 空間監視カメラ、７ 通信回線、８ インターネット、
１０ 監視員、１１ 管理者、１２ 関係者、１３ 一般閲覧者、１４ 河川、
１５ 貯水池、１６ 水田、１７Ａ、１７Ｂ 集落、３１ データ取得部、
３２ データ抽出部、３３ 画像処理部、３４ 判定部、３５ 警報生成部、
３６ 入力部、３７ 表示部、５１ ゲート監視カメラ、５２ 水位計、５３ 流量計、１００ 農業用水路監視システム、３３１ ゲート周辺画像処理部、
３３２ 広域画像処理部、３４１ 危険用水路判定部、３４２ 浸水危険地域判定部。

Claims (7)

1. 農業用水路監視システムの管理センターに設置される農業用水路監視サーバであって、監視対象である用水路の任意の測定ポイントにおける水位データ及び流量データと、前記用水路の各ゲートにおけるゲート周辺画像データと、前記用水路とその周辺地域を含む広域画像データを、前記管理センターに設置された親局装置から取得するデータ取得部、
   ゲート周辺画像データに画像処理を行い、異常が発生しているゲートを検出するゲート周辺画像処理部、
   広域画像データに画像処理を行い、浸水地域を検出しその浸水面積を求める広域画像処理部、
   水位データ及び流量データをそれぞれ管理値と比較し、いずれも管理値を超えた前記用水路と、前記ゲート周辺画像処理部によりゲートの異常が検出された前記用水路を、危険用水路として検出する危険用水路判定部、
   前記危険用水路判定部により検出された危険用水路を地域毎に集計し、危険用水路の数が設定値以上となった地域、または危険用水路が重要用水路を含む地域、または前記広域画像処理部により求められた浸水面積が設定値以上である地域を浸水危険地域として検出する浸水危険地域判定部、
   前記浸水危険地域判定部により浸水危険地域が検出された場合に警報を生成し、管理者、関係者、及び地域住民に警報を配信する警報生成部を備えたことを特徴とする農業用水路監視サーバ。
2. 前記ゲート周辺画像処理部は、ゲート周辺画像データから土石流や漂流物のような異物を検知する画像処理を行い、ゲートの異常を検出することを特徴とする請求項１記載の農業用水路監視サーバ。
3. 前記ゲート周辺画像処理部は、異常時のゲート周辺画像データをパターン化して記憶した異常時画像データベースを有し、前記データ取得部から取得したゲート周辺画像データを前記異常時画像データベースに照合して類似度を検出することを特徴とする請求項１記載の農業用水路監視サーバ。
4. 前記広域画像処理部は、予め記憶された平常時の広域画像データと前記データ取得部から取得した広域画像データを比較することにより浸水地域を検出し、地域毎の浸水面積を求めることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の農業用水路監視サーバ。
5. 前記用水路の水位に影響を与えるパラメータとして、用水路の断面積、分水工または貯水池の容量、及び農地面積を、前記用水路に関連付けて保存するパラメータ記憶部を有し、前記浸水危険地域判定部は、前記危険用水路判定部により検出された危険用水路に関連するパラメータを前記パラメータ記憶部から取得し、危険用水路の断面積と現在の水位、分水工または貯水池の容量と現在の水位、及び農地面積に基づいて危険用水路の水位予測計算を行い、氾濫の可能性が有ると判定された危険用水路を含む地域を浸水危険地域として検出することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の農業用水路監視サーバ。
6. 監視対象である用水路の任意の測定ポイントに設置された水位計及び流量計、
   前記用水路のゲートを含むゲート周辺画像を撮像するゲート監視カメラ、
   前記用水路とその周辺地域を含む広域画像を撮像する空間監視カメラ、
   前記水位計から出力された水位データ、前記流量計から出力された流量データ、及び前記ゲート監視カメラから出力されたゲート周辺画像データを周期的に取得する子局装置、
   複数の前記子局装置から送信された水位データ、流量データ、及びゲート周辺画像データ
   を通信回線を介して受信すると共に、前記空間監視カメラから出力された広域画像データを前記通信回線を介して受信する親局装置、
   前記親局装置から水位データ、流量データ、ゲート周辺画像データ、及び広域画像データを取得し、これらのデータに基づいて危険用水路及び浸水危険地域を検出する農業用水路監視サーバを備えたことを特徴とする農業用水路監視システム。
7. 前記農業用水路監視サーバは、
   水位データ及び流量データがいずれも管理値を超えた前記用水路と、取得したゲート周辺画像データにゲートの異常が検出された前記用水路を、危険用水路として検出する処理と、
   取得した広域画像データに画像処理を行い、浸水地域を検出しその浸水面積を求める処理と、
   検出した危険用水路を地域毎に集計し危険用水路の数が設定値以上となった地域、または危険用水路が重要用水路を含む地域、または浸水面積が設定値以上である地域を浸水危険地域として検出する処理と、
   浸水危険地域が検出された場合に警報を生成し、管理者、関係者、及び地域住民に警報を配信する処理を行うことを特徴とする請求項６記載の農業用水路監視システム。