JP7189091B2 - 適正施肥支援装置 - Google Patents
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Description
この発明の一実施形態では、前記過剰判定部は、前記成分別施肥量が前記上限値よりも多いと判定した場合に、当該成分別施肥量の前記上限値に対する過剰量を算出するように構成されており、前記報知部は、前記過剰量をも報知するように構成されている。
この発明の一実施形態は、複合肥料に含まれる複数の肥料成分の成分比率と、前記各肥料成分における所定の小領域単位の下限値とを取得する情報取得部と、特定ユーザの圃場内に設定された複数の前記小領域毎に施肥量が設定された施肥マップと、前記成分比率とに基づいて、前記小領域毎の前記各肥料成分の施肥量である成分別施肥量を算出する成分別施肥量算出部と、前記成分別施肥量算出部によって算出される成分別施肥量毎に、当該成分別施肥量が対応する肥料成分の前記下限値よりも少ないか否かを判定する不足判定部と、前記不足判定部によって前記成分別施肥量が前記下限値よりも少ないと判定された場合には、当該成分別施肥量が前記下限値よりも少ない旨を報知する報知部とを含む、適正施肥支援装置を提供する。
この発明の一実施形態では、前記不足判定部は、前記成分別施肥量が前記下限値よりも少ないと判定した場合に、当該成分別施肥量の前記下限値に対する不足量を算出するように構成されており、前記報知部は、前記不足量をも報知するように構成されている。
この発明の一実施形態では、前記報知部による報知内容に基づいて、前記特定ユーザによって前記複合肥料が設定変更された場合には、前記成分別施肥量算出部は、変更後の複合肥料の成分比率を用いて、前記成分別施肥量を算出し直す。
図1は、この発明の一実施形態に係る適正施肥支援装置が適用された適正施肥支援システム1の構成を示す模式図である。
適正施肥支援システム1は、1または複数の圃場を所有する特定ユーザが使用するユーザ端末2と、適正施肥支援装置としての適正施肥支援サーバ(以下、単に「サーバ3」という)とを含む。ユーザ端末2とサーバ3とは、通信網4を介して互いに通信可能である。
施肥マップとは、メッシュ毎に施肥量が設定されたマップである。メッシュとは、圃場を複数の矩形状(この実施形態では正方形状)の小領域に分割した場合の個々の小領域を意味する。
基肥施肥マップは、前年度のメッシュ毎の収穫量に基づいて作成される。各メッシュに対する施肥量は、例えば、収穫量が少ないメッシュほど施肥量が多くなるように設定される。
生育状況情報としては、例えば、正規化差植生指数(NDVI : Normalized Difference Vegetation Index)が用いられる。植物の緑葉は赤色等の可視光を吸収し、近赤外領域の波長の光を強く反射する。NDVIは、このような緑葉の性質を利用した指数であって、植生の有無や活性度を表す指数である。NDVIは、次式(1)で定義される。
IR:近赤外光の観測値
R:可視光の観測値
ある圃場の各メッシュに対するNDVIは、例えば、次のようにして作成される。すなわち、マルチスペクトルカメラが搭載された飛行体を、圃場の上空に飛行させながら、マルチスペクトルカメラで圃場を撮影する。マルチスペクトルカメラは、例えば、可視赤色光と近赤外光の画像を撮影できるカメラである。飛行体は、例えば、ドローン(無人航空機)である。そして、得られた撮影画像に基づいて、圃場内のメッシュ毎のNDVIを演算する。
ハードディスク43内には、適正施肥支援プログラム43Aの他、圃場情報管理テーブル43B、メッシュ情報管理テーブル43C等が格納されている。
圃場情報管理テーブル43Bには、サーバ3に登録されている圃場ID毎に、圃場に関する情報(圃場情報)が記憶される。この実施形態では、圃場情報には、圃場名、圃場位置特定情報等が記憶される。
圃場位置特定情報は、当該圃場の位置を特定するための情報であり、例えば、圃場の輪郭線上の複数の特徴点の位置情報からなる。
メッシュ情報管理テーブル43Cは、サーバ3に登録されている圃場ID毎に、メッシュ情報を記憶したテーブルである。ある圃場に対するメッシュ情報は、その圃場内のメッシュ毎の複数の情報からなる。メッシュ毎の複数の情報は、当該メッシュに付与されたメッシュIDと、当該メッシュの位置を特定するための位置情報と、当該メッシュに対する前年度の収量情報と、当該メッシュに対する生育状況情報とを含む。この実施形態では、生育状況情報はNDVIである。
NDVIは、当該圃場に対して、基肥施肥作業または追肥作業が行われた後に、当該圃場がマルチスペクトルカメラによって撮影され、撮影画像に基づいてメッシュ毎のNDVIが演算された場合に当該圃場に対応する生育状況情報として記憶される。したがって、当該圃場に基肥施肥作業が行われる前には、NDVIは当該圃場に対応する生育状況情報としては記憶されていない。
情報取得部41Aは、複合肥料に含まれる複数の肥料成分の成分比率と、各肥料成分におけるメッシュ(小領域)単位の上限値および下限値とを取得する。
成分別施肥量算出部41Cは、施肥マップ作成部41Bによって作成される施肥マップと、情報取得部41Aによって取得される成分比率とに基づいて、メッシュ毎の各肥料成分の施肥量である成分別施肥量を算出する。
不足判定部41Eは、成分別施肥量算出部41Cによって算出される成分別施肥量毎に、当該成分別施肥量が、対応する肥料成分の下限値よりも少ないか否かを判定する。
報知部41Fは、過剰判定部41Dによって成分別施肥量が上限値よりも多いと判定された場合には、当該成分別施肥量が上限値よりも多い旨を報知する。また、報知部41Fは、不足判定部41Eによって成分別施肥量が下限値よりも少ないと判定された場合には、当該成分別施肥量が下限値よりも少ない旨を報知する。
図4は、CPU41によって実行される基肥作業用の適正施肥支援処理の手順を説明するためのフローチャートである。
次に、施肥マップ作成部41Bは、マップ作成対象圃場に対する基肥施肥マップを作成する(ステップS2)。
具体的には、施肥マップ作成部41Bは、まず、マップ作成対象圃場の圃場IDに基づいて、メッシュ情報管理テーブル43Cからマップ作成対象圃場のメッシュ毎の収量情報を取得する。そして、施肥マップ作成部41Bは、取得したメッシュ毎の収量情報に基づいて、マップ作成対象圃場のメッシュ毎の施肥量を演算する。施肥マップ作成部41Bは、メッシュ毎の施肥量が設定された基肥施肥マップを作成する。
具体的には、成分別施肥量算出部41Cは、基肥施肥マップと、最新に取得した複合肥料情報に含まれている窒素、リンおよびカリウムの成分比率とに基づいて、メッシュ毎の窒素、リンおよびカリウムの施肥量である成分別施肥量を算出する。
この場合、過剰判定部41Dは、メッシュ毎のリンの施肥量を表す成分別施肥マップ102内の1.56kgが、リンの上限値の1.5kgよりも多いと判定する。また、不足判定部41Eは、メッシュ毎の窒素の施肥量を表す成分別施肥マップ101内の0.90kgが、窒素の下限値の1.0kgよりも少ないと判定する。
上限値よりも多い成分別施肥量が存在する場合には、報知部41Fは、当該成分別施肥量が上限値よりも多い旨を特定ユーザに報知する。また、下限値よりも少ない成分別施肥量が存在する場合には、報知部41Fは、当該成分別施肥量が下限値よりも少ない旨を特定ユーザに報知する。
報知画面111は、ステップS3で算出されたメッシュ毎の窒素、リンおよびカリウムの施肥量それぞれを表す成分別施肥マップ101、102および103を含む。また、報知画面111は、各成分別施肥マップ101、102および103において成分別施肥量が下限値よりも少ないメッシュに対して、その領域を囲む赤色の太枠R1と、当該領域に対して施肥量が不足することを示す吹き出しR2を含む。吹き出しR2には、「不足」という文字が表示される。
前記ステップS6の処理後、情報取得部41Aは、変更ボタン104が操作されたか(ステップS7)、非変更ボタン105が操作されたか(ステップS8)を監視する。
報知画面111または112上で特定ユーザが非変更ボタン105を操作した場合には、ステップS8で肯定判定となるので(ステップS8:YES)、報知部41Fは、ステップS1で作成された基肥施肥マップ100をユーザ端末2に提供する(ステップS11)。これにより、基肥施肥マップ100がユーザ端末2のディスプレイ22に表示される。そして、報知部41Fは、今回の処理を終了する。この場合、特定ユーザは、ユーザ端末2に対して所定の操作を行うことにより、基肥施肥マップ100をダウンロードすることができる。
例えば、ステップS3で算出されたメッシュ毎の窒素、リンおよびカリウムの施肥量が、図5の成分別施肥マップ101、102および103で表される場合、報知部41Fは、例えば、図8に示すような報知画面113を作成して、ユーザ端末2に提供する。
次に、追肥作業用の適正施肥支援処理について説明する。追肥作業用の適正施肥支援処理には、追肥マップを作成すべき圃場(以下、「マップ作成対象圃場」という。)に対して既に算出された成分別施肥量を考慮しない追肥作業用の第1適正施肥支援処理と、マップ作成対象圃場に対して既に算出された成分別施肥量を考慮する追肥作業用の第2の適正施肥支援処理とがある。
また、図4のステップS2においては、施肥マップ作成部41Bは、次のようにして、マップ作成対象圃場に対する追肥マップを作成する。メッシュ情報管理テーブル43C内のマップ作成対象圃場に対応するメッシュ情報記憶領域には、メッシュ毎のNDVIが記憶されているものとする。
次に、追肥作業用の第2適正施肥支援処理について説明する。
図9は、CPU41によって行われる追肥作業用の第2適正施肥支援処理の手順を示すフローチャートである。
以下では、説明の便宜上、基肥施肥作業が行われた後に最初に行われる追肥作業のために行われる、追肥作業用の第2適正施肥支援処理について説明する。
情報取得部41Aは、特定ユーザからユーザ端末2を介して提供される、マップ作成対象圃場の圃場IDおよび複合肥料情報を取得する(ステップS21)。
具体的には、施肥マップ作成部41Bは、まず、マップ作成対象圃場の圃場IDに基づいて、メッシュ情報管理テーブル43Cからマップ作成対象圃場のメッシュ毎のNDVIを取得する。そして、施肥マップ作成部41Bは、取得したメッシュ毎のNDVIに基づいて、マップ作成対象圃場のメッシュ毎の施肥量を演算する。施肥マップ作成部41Bは、メッシュ毎の施肥量が設定された追肥マップを作成する。
具体的には、成分別施肥量算出部41Cは、追肥マップと、最新に取得した複合肥料情報に含まれている窒素、リンおよびカリウムの成分比率とに基づいて、メッシュ毎の窒素、リンおよびカリウムの施肥量である成分別施肥量を算出する。
次に、成分別施肥量算出部41Cは、基肥施肥作業前から今回の追肥作業後までに施肥される予定の成分別施肥量(以下、「成分別統合施肥量」という。)を算出する(ステップS24)。
基肥施肥作業時の窒素、リンおよびカリウムの施肥量が、それぞれ例えば、図5の成分別施肥マップ101、102および103で表される場合、基肥施肥作業前から今回の追肥作業後までに施肥される予定の窒素、リンおよびカリウムの統合施肥量は、それぞれ図11の成分別統合施肥マップ211、212および213で表される。
次に、報知部41Fは、過剰判定部41Dおよび不足判定部41Eの判定結果を報知する(ステップS27)。
例えば、ステップS24で算出されたメッシュ毎の窒素、リンおよびカリウムの統合施肥量が、図11の成分別統合施肥マップ211、212および213で表される場合、報知部41Fは、図12に示すような報知画面221を作成して、ユーザ端末2に提供する。
前記ステップS27の処理後、情報取得部41Aは、変更ボタン214が操作されたか(ステップS28)、非変更ボタン215が操作されたか(ステップS29)を監視する。
報知画面221または222上で特定ユーザが非変更ボタン215を操作した場合には、ステップS29で肯定判定となるので(ステップS19:YES)、報知部41Fは、ステップS21で作成された追肥マップ200をユーザ端末2に提供する(ステップS32)。そして、報知部41Fは、今回の処理を終了する。この場合、特定ユーザは、ユーザ端末2に対して所定の操作を行うことにより、追肥マップ200をダウンロードすることができる。
例えば、ステップS24で算出されたメッシュ毎の窒素、リンおよびカリウムの統合施肥量が、図11の成分別統合施肥マップ211、212および213で表される場合、報知部41Fは、例えは、図14に示すような報知画面223を作成して、ユーザ端末2に提供する。
また、追肥作業用の第2適正施肥支援処理が実行された場合には、特定ユーザは、施肥マップを使用して追肥作業を行う前に、特定ユーザが設定する複合肥料に対して、各成分別施肥量(メッシュ毎の各成分別施肥量を意味する)に過剰が生じたり、不足が生じたりするのを認識できる。このため、特定ユーザは、適正な複合肥料を選択しやすくなる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
2 ユーザ端末
3 適正施肥支援サーバ
4 通信網
21 制御装置(PC本体)
22 ディスプレイ
23 操作機器
31 制御装置(PC本体)
32 ディスプレイ
33 操作機器
41 CPU
41A 情報取得部
41B 施肥マップ作成部
41C 成分別施肥量算出部
41D 過剰判定部
41E 不足判定部
41F 報知部
42 メモリ
43 ハードディスク
43A 適正施肥支援プログラム
43B 圃場情報管理テーブル
43C メッシュ情報管理テーブル
100,200 施肥マップ
101,102,103 成分別施肥マップ
104 変更ボタン
105 非変更ボタン
111,112,113 報知画面
201,202,203 成分別施肥マップ
211,212,213 成分別統合施肥マップ
221,222,223 報知画面
224 変更ボタン
225 非変更ボタン
Claims (7)
- 特定ユーザの圃場内に設定された複数の小領域毎に施肥量が設定された施肥マップを作成する施肥マップ作成部と、
複合肥料に含まれる複数の肥料成分の成分比率と、前記各肥料成分における前記小領域単位の上限値とを取得する情報取得部と、
前記施肥マップと、前記成分比率とに基づいて、前記小領域毎の前記各肥料成分の施肥量である成分別施肥量を算出する成分別施肥量算出部と、
前記成分別施肥量算出部によって算出される前記成分別施肥量毎に、当該成分別施肥量が対応する肥料成分の前記上限値よりも多いか否かを判定する過剰判定部と、
前記過剰判定部によって前記成分別施肥量が前記上限値よりも多いと判定された場合には、当該成分別施肥量が前記上限値よりも多い旨を報知する報知部とを含み、
前記施肥マップ作成部は、前年度の前記小領域毎の収穫量に基づき収穫量が少ない小領域ほど施肥量が多くなるように前記小領域毎の施肥量を算出するかまたは、前記小領域毎の生育状況情報に基づき生育状況が遅い小領域ほど施肥量が多くなるように前記小領域毎の施肥量を算出することにより、前記施肥マップを作成するように構成されている、適正施肥支援装置。 - 前記過剰判定部は、前記成分別施肥量が前記上限値よりも多いと判定した場合に、当該成分別施肥量の前記上限値に対する過剰量を算出するように構成されており、
前記報知部は、前記過剰量をも報知するように構成されている、請求項1に記載の適正施肥支援装置。 - 前記施肥量が追肥作業を行うための追肥量であり、
前記上限値が、基肥施肥作業前から前記追肥作業後までに施肥されるべき施肥量に対する前記小領域単位の上限値であり、
前記成分別施肥量算出部は、前記基肥施肥作業前から前記追肥作業後までに施肥される予定の成分別施肥量を算出するように構成されている、請求項1または2に記載の適正施肥支援装置。 - 特定ユーザの圃場内に設定された複数の小領域毎に施肥量が設定された施肥マップを作成する施肥マップ作成部と、
複合肥料に含まれる複数の肥料成分の成分比率と、前記各肥料成分における前記小領域単位の下限値とを取得する情報取得部と、
前記施肥マップと、前記成分比率とに基づいて、前記小領域毎の前記各肥料成分の施肥量である成分別施肥量を算出する成分別施肥量算出部と、
前記成分別施肥量算出部によって算出される成分別施肥量毎に、当該成分別施肥量が対応する肥料成分の前記下限値よりも少ないか否かを判定する不足判定部と、
前記不足判定部によって前記成分別施肥量が前記下限値よりも少ないと判定された場合には、当該成分別施肥量が前記下限値よりも少ない旨を報知する報知部とを含み、
前記施肥マップ作成部は、前年度の前記小領域毎の収穫量に基づき収穫量が少ない小領域ほど施肥量が多くなるように前記小領域毎の施肥量を算出するかまたは、前記小領域毎の生育状況情報に基づき生育状況が遅い小領域ほど施肥量が多くなるように前記小領域毎の施肥量を算出することにより、前記施肥マップを作成するように構成されている、適正施肥支援装置。 - 前記不足判定部は、前記成分別施肥量が前記下限値よりも少ないと判定した場合に、当該成分別施肥量の前記下限値に対する不足量を算出するように構成されており、
前記報知部は、前記不足量をも報知するように構成されている、請求項4に記載の適正施肥支援装置。 - 施肥量が追肥作業を行うための追肥量であり、
前記下限値が、基肥施肥作業前から前記追肥作業後までに施肥されるべき施肥量に対する前記小領域単位の下限値であり、
前記成分別施肥量算出部は、前記基肥施肥作業前から前記追肥作業後までに施肥される予定の成分別施肥量を算出するように構成されている、請求項4または5に記載の適正施肥支援装置。 - 前記報知部による報知内容に基づいて、前記特定ユーザによって前記複合肥料が設定変更された場合には、前記成分別施肥量算出部は、変更後の複合肥料の成分比率を用いて、前記成分別施肥量を算出し直す、請求項1~6のいずれか一項に記載の適正施肥支援装置。
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