JP7327791B2 - 農作物の生産支援システム及びほ場別アドバイス表示プログラム - Google Patents
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また、生産者がほ場毎の収量や食味を把握するためには、ほ場ごとに収量及び食味を測定する必要があるが、ほ場ごとに収量及び食味を測定記録する作業は農作業を遅滞させるおそれがあり、また、収穫時に収量及び食味の測定が可能な機械の導入は経済的に困難な場合がある。
また、生産者データ毎に生産者のほ場データを抽出し、生産支援マップデータと、生産支援マップデータの領域に属する抽出したほ場データとを出力するようにしたものである。
また、農地の区画情報の記憶部を設け、生産者データ毎に生産者のほ場データを抽出し、抽出したほ場データのほ場の位置を示す農地の区画情報を出力するようにしたものである。
また、生産者データ毎に生産者のほ場データを抽出するステップと、生産支援マップデータと、生産支援マップデータの領域に属する抽出したほ場データとを出力するステップとを実行させるようにしたものである。
また、コンピュータに、農地の区画情報を設け、生産者データ毎に生産者のほ場データを抽出するステップと、抽出したほ場データのほ場の位置を示す農地の区画情報を出力するステップとを実行させるようにしたものである。
また、本発明によると、衛星画像に基づいてほ場ごとの農作物の収量及び食味を推定することから、生産者は、ほ場ごとの農作物の収量及び食味を測定する必要がないため、農作業を遅滞させることなく、また、収穫時に収量及び食味の測定が可能な機械を導入する必要も無い。
本発明の農作物の生産支援システムは、生産者からの要求に応じてほ場における農作物生産を支援する情報を提供するコンピュータやプログラムである。
図1の農作物の生産支援システム10は、インターネット上で利用できるシステムであり、農作物を生産する生産者に、ほ場における農作物生産を支援する情報を提供する、生産者がアクセス可能なシステムである。
ユーザ端末14は、農作物の生産支援システム10にアクセスするための情報を入力する入力手段14a(キーボード)と、農作物の生産支援システム10から出力されるデータ及び情報をモニタに画面表示する出力手段14bを備えるものである。例えば、PC(パーソナルコンピューター)、スマートフォン、タブレット端末などの入力手段14a、出力手段14bを備えるコンピュータである。
また、農作物の生産支援システム10の導入方法としては、上記インターネット12上で利用できるWebシステム以外に、農作物の生産支援システム10をユーザ端末14にインストールする方法、または、ユーザ端末14が接続されているネットワーク上にシステム10をインストールする方法がある。
図1の農産物の生産支援システム10は、生産者データ16、ほ場データ18、生産支援マップデータ20、アドバイスデータ22等の情報を検索、蓄積、更新できるものである。
農産物の生産管理要素とは、農産物の目標の収量及び品質すなわち農産物の生産目標を確保するために農産物の生産に必要な対処方法を定めるために用いる要素である。本実施例では、農産物の生産管理要素として、農産物の収量(単位「俵」)、タンパク質含有量(食味、単位「%」)、ほ場の地力(腐植含量、単位「%」)等を要素として用いる(図3)。生産管理要素は、上例の3つの要素に限るものではなく、農産物の生産に必要な対処方法を定めるために用いる要素であればよい。
図3のほ場データ18は、ほ場における農産物の収量とタンパク質含有量と地力等の推定値からなるものである。ほ場データ18のほ場は、推定値とともに蓄積されるほ場のほ場番号17で特定するようになっている(図3)。
(推定値の算出方法の一例)
(1)対象地域内の調査ほ場(50か所前後)について、衛星データと地上で測定した対象項目の実測値との関係式を作成し、その関係式を衛星データから対象項目を推定するための推定式とする。なお、推定式は、年産、地域、品種、衛星センサの波長によって様々なものが作成される。作成した多数の推定式から、最も精度の高いものを推定式として用いる。
衛星データは、衛星画像に基づくデータ(衛星画像から読み取ったデータ)である。また、地上で測定した対象項目の実測値とは、調査ほ場における、農産物の収量及びタンパク質含有量(食味)、ほ場の腐植含量(地力)の測定値である。
(2)推定式を衛星データのある地域全域に適用し、衛星データを基に、ピクセル単位で推定値を算出する。
(3)農地の区画情報「筆ポリゴン」を使用して、ピクセル単位の推定値をほ場単位に平均して、ほ場ごとに推定値を算出し、この値を推定値とする。
(推定に用いる衛星データ)
推定式作成に用いる衛星データは、推定項目と密接な関係が得られる波長別の反射率又はその組み合わせによる変数を適用する。
具体的事例としては、収量では850nm前後の近赤外波長の反射率、タンパク質含有量では550nm前後の緑色波長の反射率と850nm前後の近赤外波長の反射率の両者による変数「(近赤外波長の反射率-緑色波長の反射率)/(近赤外波長の反射率+緑色波長の反射率)」、腐植含量では650nm前後の赤色波長の反射率又は710nm前後のレッドエッヂ波長の反射率などを変数として適用する。
生産支援マップデータ20は、X軸(横軸)に一の生産管理要素Xを示し、Y軸(縦軸)に他の一の生産管理要素Yを示した2次元の領域からなるものである(図4)。図4に示す生産支援マップデータ20は、X軸(横軸)にタンパク質含有量(%)、Y軸(縦軸)に収量(俵)を表わすものである。図4の領域は、6つの領域A~Fに区分けされている。区分けされた領域A~Fは、以下の範囲を示すものである。
(生産支援マップデータ20の領域A~F)
生産支援マップデータ20において、領域Aは、5.2≦要素X≦6.0、9≦要素Y≦12の領域である。領域Bは、6.0<要素X≦6.4、9≦要素Y≦12の領域である。領域Cは、6.4<要素X≦6.8、9≦要素Y≦12の領域である。領域Dは、5.2≦要素X≦5.6、6≦要素Y<9の領域である。領域Eは、5.6<要素X≦6.0、6≦要素Y<9の領域である。領域Fは、6.0<要素X≦6.8、6≦要素Y<9の領域である。
たとえば、生産者「田中〇○」のほ場番号17「12356」のほ場データ18aは、収量8.0俵、タンパク質含有量6.5%であり(図2、図3)、領域Fに属することから、ほ場番号17「12356」のほ場は、目標の収量及び品質を確保できていないほ場であると認定される。
なお、生産支援マップデータ20の領域や認定方法は、上例の領域や認定方法に限定されるものではなく、他の領域や認定方法を用いてもよい。
生産者「田中〇○」のほ場「12356」については、領域Fに対応する農産物生産の助言内容(アドバイスデータ22)「基肥の増肥を検討ください。追肥は控えましょう。田植えが遅い場合は早めましょう。栽培株数は70株/坪を確保しましょう。」がアドバイスとして示されることになる。
農作物の生産支援システム10は、ほ場別アドバイス表示プログラム24を実行する(図1)。ほ場別アドバイス表示プログラム24は、農作物の生産支援システム10が、生産者からユーザ端末14の入力手段14aを介して送信される、生産者データ16(生産者ID)を受信することにより、スタートする(図6)。
例えば、図2の生産者「田中○○」が、ユーザ端末14の入力手段14a(キーボード)を介して生産者データ16a「a19283」を農作物の生産支援システム10に送信し、農作物の生産支援システム10が生産者データ16a「a19283」を受信すると、ほ場別アドバイス表示プログラム24が実行される。
生産者「田中〇○」の生産者データ16a「a19283」を受信した農作物の生産支援システム10は、生産者データ16(図2)から、生産者データ16a「a19283」を検索し、「田中〇○」のほ場番号「12356」(図2)が付与されたほ場データ18aを抽出する(図3)。
「田中〇○」のほ場番号「12356」(図2、図3)が付与されたほ場データ18aは、収量8.0俵、タンパク質含有量6.5%であるため(図3)、領域Fが選択される(図4)。
生産者「田中〇○」の場合、選択された領域Fに対応する農産物生産の助言「基肥の増肥を検討ください。追肥は控えましょう。田植えが遅い場合は早めましょう。栽培株数は70株/坪を確保しましょう。」(図5(a))のアドバイスデータ22(テキストデータ)が出力される。出力されたアドバイスデータ22は、生産者「田中〇○」のユーザ端末14の出力手段14b(モニタ表示画面)の「アドバイス情報」の欄に表示される(図7)。
以上のように、農作物の生産支援システム10は、生産者データ16毎に生産者のほ場データ18を抽出し、抽出したほ場データ18が属するほ場の生産支援マップデータ20の領域A~Fにおける農産物生産の助言内容を示すアドバイスデータ22を出力するものである。
また、本発明によると、衛星画像に基づいてほ場ごとの農作物の収量及び食味を推定することから、生産者は、ほ場ごとの農作物の収量及び食味を測定する必要がないため、農作業を遅滞させることなく、また、収穫時に収量及び食味の測定が可能な機械を導入する必要も無い。
図8は、図1のほ場別アドバイス表示プログラム26のフロー図である。図9は、ほ場別アドバイス表示プログラム26を実行した場合のユーザ端末14のモニタ表示画面を表わす図である。
図10は、図1のほ場別アドバイス表示プログラム28のフロー図である。図11は、ほ場別アドバイス表示プログラム28を実行した場合のユーザ端末14のモニタ表示画面を表わす図である。
図12は、図1のほ場別アドバイス表示プログラム32のフロー図である。図13は、ほ場別アドバイス表示プログラム32を実行した場合のユーザ端末14のモニタ表示画面を表わす図である。
ほ場別アドバイス表示プログラム26、28、32のフローは、いずれも、ほ場別アドバイス表示プログラム24のフロー(図6)と同様、生産者がユーザ端末14の入力手段14aを介して、農作物の生産支援システム10に生産者データ16(生産者ID)を送信し、送信された生産者データ16を農作物の生産支援システム10が受信することにより、スタートするものである。また、図8、図10及び図12のフローにおけるステップS1~ステップS3の処理は、図6の農産物生産の助言内容を示すアドバイスデータ22を出力する場合のステップS1~ステップS3の処理と同じであるため、詳細な説明は省略する。
ほ場の腐植含量が8%以上のほ場の場合は、農産物のタンパク質含有量が高まりやすい傾向にある。ほ場において農産物の目標の収量及び品質を確保するためには、農産物の作付け前にその農産物の栽培に適したほ場を選択することが重要となる。
農作物の生産支援システム10に、ほ場変更の助言内容を示すアドバイスデータ23を設け(図1、図5(b))、ほ場別アドバイス表示プログラム24の処理(ステップS1~S3)と、ほ場変更の助言内容を示すアドバイスデータ23を出力する処理(図8のステップS4、ステップS5)とを実行させるほ場別アドバイス表示プログラム26を設ける(図1、図8)。
すなわち、農作物の生産支援システム10は、農産物生産の助言内容を示すアドバイスデータ22を出力するステップS1~ステップS3の処理を実行するとともに、ステップS1にて抽出されるほ場データ18の地力(腐植含量)が8%以上であるか否かを判断し(ステップS4)、ほ場データ18の地力(腐植含量)が8%以上である場合、ほ場変更の助言内容を示すアドバイスデータ23を出力する(ステップS5)。
なお、ほ場データ18の地力(腐植含量)が8%を超えない場合は、ほ場変更のアドバイスデータ23はユーザ端末14のモニタ画面に表示されないものとする。
これにより、作付けするほ場の農産物生産の助言を検討するとともに、農作物の作付け前に作付けするほ場の変更(ほ場データ18腐植含量が8%を超えないほ場で農作物の作付けを行うこと)を検討することができることから、農作物の生産目標を達成できることが期待できる。
農作物の生産支援システム10に、ほ場別アドバイス表示プログラム24の処理(ステップS1~S3)又はほ場別アドバイス表示プログラム26の処理(ステップS1~S5)を実行させるとともに、生産支援マップデータ20と、生産支援マップデータ20の領域A~Fに属するほ場データ18とを出力する処理(図10のステップS6)とを実行させるほ場別アドバイス表示プログラム28を設ける(図1、図10(a)(b))。
図2の生産者「鈴木△△」について図10(b)の処理が実行される場合、農作物の生産支援システム10は、アドバイスデータ22、23を出力するステップS1~S5(図8のほ場別アドバイス表示プログラム26の処理)を実行するとともに、生産支援マップデータ20(図1、図4)と、生産支援マップデータ20の領域A~Fに属するステップ1にて抽出されたほ場データ18c、18d、18eとを出力する(ステップ6)。
また、生産支援マップデータ20の領域A~Fに属するステップS1にて抽出されたほ場データ18c、18d、18eの出力により、生産支援別の領域マップ29上に、抽出されたほ場データ18c、18d、18eがドットの形で表示されるようになっている(図11)。
ステップS1にて抽出されるほ場データ18c、18d、18eは、いずれも生産支援マップデータ20の領域A~Fに属するものである。ほ場番号「25678」のほ場データ18cは、領域マップ29の領域A上にドットの形で表示される(図11)。ほ場番号「25679」、「25680」のほ場データ18d、18eは、領域マップ29の領域D上にドットの形で表示される(図11)。生産支援別の領域マップ29は、ほ場データ18の領域別散布図である。
図10(a)のフローは、「ほ場変更のアドバイス」を表示しない、すなわち図10(b)におけるステップS4及びステップS5の処理を行わないプログラム28である。
これにより、生産者は、生産支援別の領域マップ29(ほ場データ18の領域別散布図)から農産物の目標の収量及び品質を確保できない可能性があるほ場(生産支援マップデータ20の領域A以外の領域に属するほ場データ18のほ場)を容易に認識することができる。また、同時に、農産物の目標の収量及び品質を確保できない可能性があるほ場毎に、そのほ場データが属する領域に応じた農産物生産の助言やほ場変更などのアドバイスを得ることができる。生産者は、対処すべきほ場を絞り込み、最適な対処ができることから、農産物の目標の収量及び品質を確保できることが期待できる。
農作物の生産支援システム10に、農地の区画情報30を設け、ほ場別アドバイス表示プログラム28の処理(図10(a)(b))と、ほ場別アドバイス表示プログラム28のステップS1にて抽出したほ場データ18のほ場の位置を示す農地の区画情報30を出力するための処理(図12のステップS7)とを実行させるほ場別アドバイス表示プログラム32を設ける(図1、図12(a)(b))。
図2の生産者「鈴木△△」について図12(b)のほ場別アドバイス表示プログラム32の処理が実行される場合、農作物の生産支援システム10は、ほ場別アドバイス表示プログラム28の処理(図10(b)のステップS1~S6)を実行するとともに、農地の区画情報30を出力する(ステップS7)。
すなわち、生産者「鈴木△△」のユーザ端末14の出力手段14b(モニタ表示画面)には、生産支援別の領域マップ29(図11の「生産支援マップ」の欄)やアドバイスデータ22、23の情報(図11の「アドバイス情報」の欄」)が表示されるとともに、農地の区画情報30(「ほ場地図」の欄」)が表示されるようになっている(図13)。
農地の区画情報30とは、前述した衛星画像等をもとに筆ごとの形状に沿って作成した農地の区画情報「筆ポリゴン」(ほ場ポリゴン)であり、ほ場の位置を確認できるものである。ステップS7の処理で出力される農地の区画情報30は、ステップS1の処理で抽出されるほ場データのほ場の地図であり、ほ場の位置を確認できるものである。
なお、図13は、図12(b)におけるステップS1~ステップS7の処理を行うほ場別アドバイス表示プログラム32を実行した場合のユーザ端末のモニタ表示画面を表わす図である。ほ場データ18c、18d、18eの地力(腐植含量)はいずれも8%以上でないため、図13の「ほ場変更のアドバイス」欄には、アドバイスデータ23は表示されない。
図12(a)のフローは、「ほ場変更のアドバイス」を表示しない、すなわち図12(b)におけるステップS4及びステップS5の処理を行わないプログラム32である。
これにより、各ほ場における農産物の生産管理要素の関係に基づいた農産物生産の助言を容易に把握することができる。
16 生産者データ
18 ほ場データ
20 生産支援マップデータ
22、23 アドバイスデータ
24、26、28、32 ほ場別アドバイス表示プログラム
30 農地の区画情報
A~F 生産支援マップデータの領域
Claims (8)
- ほ場で農作物を生産する生産者を特定する生産者データの記憶部と、ほ場の衛星画像に基づいて算出するほ場における農産物の生産管理要素の推定値からなるほ場データの記憶部と、ほ場データの生産管理要素に基づいて定めた領域を目標の収量及び品質を確保するための農産物生産の助言ごとに区分けした生産支援マップデータの記憶部と、農産物生産の助言内容を示すアドバイスデータの記憶部とを備え、
生産者データ毎に生産者のほ場データを抽出し、抽出したほ場データが属するほ場の生産支援マップデータの領域における農産物生産の助言内容を示すアドバイスデータを出力することを特徴とする農作物の生産支援システム。 - ほ場変更の助言内容を示すアドバイスデータの記憶部を設け、生産者データ毎に生産者のほ場データを抽出し、抽出したほ場データの腐植含量が8%以上である場合に、ほ場変更の助言内容を示すアドバイスデータを出力することを特徴とする請求項1記載の農作物の生産支援システム。
- 生産者データ毎に生産者のほ場データを抽出し、生産支援マップデータと、生産支援マップデータの領域に属する抽出したほ場データとを出力することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の農作物の生産支援システム。
- 農地の区画情報の記憶部を設け、生産者データ毎に生産者のほ場データを抽出し、抽出したほ場データのほ場の位置を示す農地の区画情報を出力することを特徴とする請求項3記載の農作物の生産支援システム。
- ほ場で農作物を生産する生産者を特定する生産者データと、ほ場の衛星画像に基づいて算出するほ場における農産物の生産管理要素の推定値からなるほ場データと、ほ場データの生産管理要素に基づいて定めた領域を目標の収量及び品質を確保するための農産物生産の助言ごとに区分けした生産支援マップデータと、農産物生産の助言内容を示すアドバイスデータとを備えるコンピュータに、
生産者データ毎に生産者のほ場データを抽出するステップと、抽出したほ場データが属するほ場の生産支援マップデータの領域を選択するステップと、選択したほ場の生産支援マップデータの領域における農産物生産の助言内容を示すアドバイスデータを出力するステップとを実行させることを特徴とするほ場別アドバイス表示プログラム。 - コンピュータに、ほ場変更の助言内容を示すアドバイスデータを設け、生産者データ毎に生産者のほ場データを抽出するステップと、抽出したほ場データの腐植含量が8%以上であるかを判断するステップと、ほ場データの腐植含量が8%以上である場合、ほ場変更の助言内容を示すアドバイスデータを出力するステップとを実行させることを特徴とする請求項5記載のほ場別アドバイス表示プログラム。
- 生産者データ毎に生産者のほ場データを抽出するステップと、生産支援マップデータと、生産支援マップデータの領域に属する抽出したほ場データとを出力するステップとを実行させることを特徴とする請求項5又は請求項6記載のほ場別アドバイス表示プログラム。
- コンピュータに、農地の区画情報を設け、生産者データ毎に生産者のほ場データを抽出するステップと、抽出したほ場データのほ場の位置を示す農地の区画情報を出力するステップと実行させることを特徴とする請求項7記載のほ場別アドバイス表示プログラム。
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西口 修 Osamu Nishiguchi,新興国発展に寄与する日立グループの技術貢献,日立評論 第91巻 第6号 HITACHI HYORON,日本,日立評論社,2009年06月01日,第91巻,第42~45頁 |
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