WO2017170984A1 - 施肥マップ作成方法と施肥マップ作成システムと施肥マップ作成装置と施肥マップ作成プログラム - Google Patents

施肥マップ作成方法と施肥マップ作成システムと施肥マップ作成装置と施肥マップ作成プログラム Download PDF

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秀吾 秋山
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    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/02—Agriculture; Fishing; Forestry; Mining

Definitions

  • This invention relates to a fertilization map creation method, a fertilization map creation system, a fertilization map creation device, and a fertilization map creation program.
  • fertilizer is applied in advance before sowing seeds, so that the seeds are sown after making the soil suitable for crops.
  • Fertilization is performed using, for example, a fertilizer spreader mounted on a tractor (see Patent Document 1).
  • An object of the present invention is to provide a fertilization map creation method and a fertilization map creation for creating a fertilization map in which a good and bad place can be accurately understood before seeding, and an appropriate amount of fertilization according to the place is known.
  • the object is to provide a system, a fertilization map creation device, and a fertilization map creation program.
  • the fertilization map creation method of the present disclosure obtains the past growth state of each area of the field set in advance based on the past growth data at each position of the field, and determines the seed according to the past growth state of each area.
  • the fertilization amount of each area to be fertilized before sowing is obtained, and a fertilization map indicating the fertilization amount of each area of the field is created based on the fertilization amount.
  • the fertilization map creation system of the present disclosure includes a growth sensor and a GPS device mounted on a tractor, A storage unit for storing the growth data detected by the growth sensor and the position data of the tractor detected by the GPS device as past data, and based on the growth data and the position data stored in the storage unit; A fertilization map creation system for creating a fertilization map While traveling the tractor in the field, the position data and growth data of each position in the field are accumulated in the storage unit, Based on the growth data at each position accumulated in the storage unit, a growth state calculation unit for obtaining the growth state of each area of the field set in advance, Based on the growth state of each area determined by the growth state calculation unit, a fertilization amount calculation unit for determining the fertilization amount of each area to be fertilized before sowing seeds; And a map creation unit that creates the fertilization map indicating the fertilization amount of each area obtained by the fertilization amount calculation unit.
  • the fertilization map creation device of the present disclosure is a storage unit that accumulates past growth data at each position in a field, and a fertilization map creation device that creates a fertilization map based on the growth data accumulated at each location stored in the storage unit.
  • a growth state calculation unit for obtaining the growth state of each area of the field set in advance
  • a fertilization amount calculation unit for determining the fertilization amount of each area to be fertilized before sowing seeds
  • a map creation unit that creates the fertilization map indicating the fertilization amount of each area obtained by the fertilization amount calculation unit.
  • the fertilization map creation program of the present disclosure is a computer that creates a fertilization map indicating the fertilization amount of each area according to the growth state of each area of the field.
  • a growth state calculation means for obtaining a growth state of each area of the field set in advance, Based on the growth state of each area determined by the growth state calculation means, fertilization amount calculation means for determining the fertilization amount of each area to be fertilized before sowing seeds; It is for functioning as a map creation means for creating the fertilization map indicating the fertilization amount of each area obtained by the fertilization amount calculation means.
  • Fig. 1 shows the configuration of a fertilization map creation system.
  • the fertilization map creation system 10 includes a growth sensor 21 and a GPS device 22 mounted on the tractor 20, a personal computer (personal computer) 30 that is a computer, and a display device (display unit) 40.
  • the growth sensor 21 includes a laser distance measuring device 23.
  • the laser distance measuring device 23 obtains a distance L to the grass Q, and obtains a plant height H2 of the grass Q from the distance L. This plant height H2 is obtained as a growing state.
  • the plant height H2 is obtained by the following formula.
  • H2 H1-L ⁇ sin ⁇
  • L is the distance to the grass Q determined by the laser distance measuring device 23
  • H1 is the height from the ground S to the laser distance measuring device 23.
  • the laser distance measuring device 23 is used as the growth sensor 21, but the present invention is not limited thereto, and for example, a plant sensor described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-247235 may be used.
  • the tractor 20 is equipped with a fertilizer application device 27 that can adjust the application amount and a display unit 24 that displays a fertilization map, which will be described later, and can apply fertilizer based on the fertilization map displayed on the display unit 24. It is like that.
  • Reference numeral 25 denotes a control unit that controls the fertilizer spraying device 27 and the transmission / reception unit 26.
  • the growth data detected by the growth sensor 21 and the position data detected by the GPS device 22 are wirelessly transmitted to the personal computer 30 by the transmission / reception unit 26.
  • the personal computer 30 includes a transmission / reception unit 36 that receives growth data and position data transmitted from the transmission / reception unit 26, and a growth information storage unit (storage) that stores (accumulates) growth data and position data received by the transmission / reception unit 36.
  • Unit) 31 a terrain memory 32 storing the terrain and position of the field E shown in FIG. 3, a sorting processing unit 33, a calculation processing unit 34, a map creating unit (map creating means) 35, and the like. Yes.
  • the growth information storage unit 31 and the terrain memory 32 are provided in the personal computer 30 for convenience of explanation, but actually use a cloud database or the like performed via the Internet.
  • the classification processing unit 33 divides the terrain data stored in the terrain memory 32 into a plurality of areas as shown in FIG. 6, and corresponds the position data and the growth information accumulated in the growth information accumulation unit 31 to the position data.
  • the area is sorted into past areas (by measurement period), and the growth data for each area is stored in the memory 33M. That is, the growth data is stored in the memory 33M for each area and for each past.
  • the arithmetic processing unit 34 obtains the average value of the growth data in the area for each area for each past, and standardizes the average value for each area for each past. That is, the growth state of each area is obtained for each past. Furthermore, while calculating the average value (growth state) of the values standardized for each past for each area, the amount of fertilizer to be fertilized in each area based on the growth state which is the average value obtained for each area, that is, The amount of fertilizer to be basic fertilized is determined for each area.
  • the arithmetic processing part 34 is as a growth state calculating part (growth state calculating means) which calculates
  • the map creation unit 35 creates a fertilization map that is a distribution diagram showing the fertilization amount of each area obtained by the arithmetic processing unit 34.
  • the created fertilization map is displayed on the display device 40, and data of the fertilization map is transmitted to the tractor 20 by the transmission / reception unit 36.
  • the fertilization map creation apparatus which creates a fertilization map with the growth information storage part 31, the classification
  • the fertilizer map data is stored in a memory (not shown) of the tractor 20, and the fertilizer map is displayed on the display unit 24 of the tractor 20.
  • the display unit 24 displays the position of the tractor 20 on the fertilization map based on position data detected by the GPS device.
  • Step 1 the growth data and the position data detected by the growth sensor 21 and the GPS device 22 are collected while being moved in the field E by the tractor 20.
  • the collected data is taken into the growth information storage unit 31 of the personal computer 30.
  • the growth information storage unit 31 stores the growth state detected by the growth sensor 21 and the position data detected by the GPS device 22 at the time of detection as a set of data.
  • FIG. 2 there is a difference between the position of the tractor 20 and the position of the grass Q of the plant height H2 detected by the growth sensor 21, but the position D of the tractor 20 from the mounting position of the laser distance measuring device 23.
  • the distance J2 to (the mounting position of the GPS device 22 in the horizontal direction) is known, and the distance J1 from the position of the tractor 20 to the position of the grass Q can be accurately obtained.
  • the position of the grass Q will be described as the position D of the tractor 20.
  • the collected data includes, for example, growth data and position data of the crop U1 cultivated the first time (for example, spring) in the field E, and growth data and position of the crop U2 cultivated the second time (for example, autumn) in the field E.
  • the data and the growth data and position data of the crop U3 cultivated in the field E for the third time for example, the spring of the following year.
  • the crops U1 to U3 are different from each other.
  • step 2 the growth data is sorted for each area of the field E based on the position data stored in the growth information storage unit 31. For example, as shown in Table 1 of FIG. 5, in the crop U1 cultivated for the first time, all the growth data detected in the areas An1, An2, An3,. Record it. Similarly, for the crops U2, U3 cultivated in the second and third times, all the growth data detected in the areas An1, An2, An3,... Are recorded in the respective areas An1, An2, An3,. Go. That is, the growth data is sorted and recorded by past and area.
  • the areas are a plurality of areas A1, A2 surrounded by the grid lines Gx, Gy by drawing a plurality of grid lines Gx, Gy at equal intervals along the latitude direction and the longitude direction on the field E. , A3... An1, An2, An3, An4.
  • the vertical and horizontal sizes of each area A1, A2, A3... An1, An2, An3, An4... are set to 5 m, for example.
  • step 3 the average value of growth in each area is determined for each past.
  • Table 1 of FIG. Table 1 in FIG. 5 shows an average value of the areas An1, An2, An3, An4,... Of the first to third crops U1 to U3.
  • the average value of the first area An1, An2, An3, An4 ... is 100cm, 73cm, 107cm, 90cm ...
  • the average value of the second area An1, An2, An3, An4 is 50cm, 42cm, 32cm, 45cm, third time
  • the average values of the areas An1, An2, An3, and An4 are 70 cm, 60 cm, 72 cm, and 65 cm.
  • the average value of each area is standardized by past.
  • the average value of the entire field E is obtained from the average value of each area for the first time. That is, a value obtained by dividing the total of the average values of each area by the number of areas of the field E is obtained.
  • the average value of the entire first field E is 100 cm
  • step 4 the growth state is obtained for each past and each area.
  • step 5 it is determined whether there is an area where the difference between the standardized values is extremely large between the first and second times, the second and third times, or the first and third times. That is, it is determined whether there is an area where the difference is greater than a predetermined value.
  • a predetermined value For example, if the difference between the first time and the second time is 0.43 in the area An3, for example, if the predetermined value is “0.4”, it is determined as YES and the process proceeds to Step 6.
  • step 6 an area where the difference between the standardized values is larger than a predetermined value, such as area An3, is extracted.
  • the extraction of this area is performed by the arithmetic processing unit 34, and functions as a first extracting means (first area extracting means) for extracting an area where the difference in the growth state compared by the past by the arithmetic processing unit 34 is extremely large. have.
  • step 7 the area extracted in step 6 has a very bad land condition, so a special fertilization plan corresponding to this condition is created.
  • This fertilization plan is carried out by farmers.
  • the fertilization plan map which displays the extracted area in red, for example is created.
  • step 8 find the average value for 3 times in each area with little fluctuation.
  • Table 1 shown in FIG. 5 an average value for three times for each of the areas An1, An2, and An4 excluding the area An3 having a large variation is obtained. If it is determined NO in step 5 and the process proceeds to step 8, an average value for each area is obtained.
  • the average value in Table 2 in FIG. 7 shows the average value for three times for each area An1, An2, and An4.
  • step 9 it is determined from the average value obtained in step 8 whether there is an extremely bad growth area. That is, it is determined whether or not there is an area where the growth is extremely bad three times.
  • step 10 areas with extremely poor growth are extracted.
  • This area is an area where, for example, drainage and sunlight are bad, and thus the growth becomes extremely bad.
  • the extraction of the area is performed by the arithmetic processing unit 34, and the arithmetic processing unit 34 has a function as a second extracting unit (second area extracting unit) for extracting an area where the growth state is extremely bad.
  • step 11 since the area extracted in step 10 is in a very bad state, a special fertilization plan according to the land is created. This fertilization plan is carried out by farmers. Moreover, in order to show the area
  • step 12 in an area where a normal growth state can be expected, that is, in areas An1 and An4 of Table 2 shown in FIG. A fertilization plan map is created.
  • the fertilization plan map is created by comparing a preset index indicating the amount of fertilization with the average value of standardized growth data. For example, index values of 0.89 to 0.94, 0.95 to 1.05, 1.06 to 1.11, and the like are provided in advance, and the index values of 0.89 to 0.94 and 0.96 are respectively provided. Fertilization amounts V1, V2, V3, and V4 are set corresponding to 95 to 1.05, 1.06 to 1.11, and 1.12 to 1.17. However, V1> V2> V3> V4.
  • the average value of the growth data standardized in the area An1 is “1” as shown in Table 2 of FIG. 7, it falls within the index value range of 0.95 to 1.05, and the fertilization amount in the area An1 is Set to V2.
  • the average value of the standardized growth data of area An4 is “0.91”, it falls within the index value range of 0.89 to 0.94, and the fertilization amount is set to V1.
  • the colors according to these fertilization amounts V1 to V4 for example, the fertilization amount V1 is displayed in dark green, the fertilization amount V2 is green, the fertilization amount V3 is light green, and the fertilization amount V4 is displayed in lighter green (very light green)
  • a fertilization plan map which is the applied fertilization map, is created.
  • step 13 the fertilization plan map created in steps 7, 11, and 12 is synthesized to create a basic fertilization plan map that is a fertilization map.
  • a basic fertilizer application plan map MP is created as shown in FIG.
  • the basic fertilizer application plan map MP displays areas with large growth fluctuations in red, displays poor growth areas in yellow, and displays normal growth areas in green. And, within the normal growth range, areas with a little bad growth are displayed in dark green, areas with good growth are displayed in light green, and areas with good growth are displayed in very light green, A darker green color means more fertilizer.
  • a white part shows areas other than the agricultural field E, and the purple area K1 shows a test area, for example, and is a preset area.
  • step 14 the basic fertilizer application plan map MP shown in FIG. 6 is displayed on the display unit 40 and stored in a memory (not shown).
  • the basic fertilizer application plan map MP By displaying the basic fertilizer application plan map MP on the display device 40, it is possible to know which area of the field E is good or bad even before seeding, and the fluctuation in growth is extremely large depending on the year or season. You will be able to see the areas that grow and the areas that grow extremely badly. In addition, the amount of fertilizer applied for each area can be understood.
  • the data of the basic fertilizer application plan map MP stored in the memory is transmitted to the tractor 20 by the transmission / reception unit 36.
  • This transmission is performed by radio or the like, but may be performed by connecting a signal line.
  • the control unit 25 stores the data of the basic fertilization application plan map MP in a memory (not shown).
  • the basic fertilizer application plan map MP is displayed on the display unit 24 based on the data of the basic fertilizer application plan map MP stored in the memory. Further, the position of the tractor 20 is displayed on the basic fertilizer application plan map MP of the display unit 24 based on the position information obtained by the GPS device 22. The operator can see the amount of fertilizer to be fertilized before sowing seeds in the area at that position by looking at the position of the tractor 20 of the basic fertilization application plan map MP displayed on the display unit 24. You can fertilize the area.
  • control unit 25 controls the fertilizer application device 27 based on the basic fertilizer application plan map MP, an appropriate amount of fertilizer can be automatically applied to each area of the field E, and its work efficiency Can be dramatically improved.
  • the growth information storage unit 31 stores the growth state detected by the growth sensor 21 and the position data detected by the GPS device 22 at the time of detection as a set of data.
  • the growth state may be stored separately for each area based on the data. In this case, the sorting processing unit 33 is not necessary.
  • the growth sensor 21 and the GPS apparatus 22 are mounted in the tractor 20, it is comprised from the growth information storage part 31, the classification
  • a fertilization map creation device may be installed.

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Abstract

生育の良い場所等が正確に分かり、基肥する施肥量が分かる施肥マップを作成する施肥マップ作成システムなどを提供する。 生育センサ（２１）及びＧＰＳ装置（２２）と、データを蓄積していく生育情報蓄積部（３１）とを備え、この生育情報蓄積部（３１）に蓄積された生育データ及び位置データに基づいて施肥マップを作成する施肥マップ作成システムであって、トラクタ（２０）を圃場内を走行させて位置データ及び生育データを生育情報蓄積部（３１）に蓄積させていき、この蓄積されたデータに基づいて、予め設定した圃場の各エリアの生育状態を求める生育状態演算部（演算処理部３４）と、各エリアの生育状態に基づいて各エリアの基肥量を求める基肥量演算部（演算処理部３４）と、基肥量演算部が求めた各エリアの基肥量を示す施肥マップを作成するマップ作成部（３５）とを備えた。

Description

施肥マップ作成方法と施肥マップ作成システムと施肥マップ作成装置と施肥マップ作成プログラム
　この発明は、施肥マップ作成方法と施肥マップ作成システムと施肥マップ作成装置と施肥マップ作成プログラムとに関する。
　一般に、圃場では、種を播く前に予め肥料を施肥しておき、作物に適した土壌にしてから種を播くようにしている。
　施肥は、例えばトラクタに搭載した肥料散布機を使用して施肥を行ったりしている（特許文献１参照）。
特開２０１１-１１７５４０号公報
　ところで、同じ圃場内であっても、生育の良い場所や悪い場所があったりする。このため、その生育の良い場所では施肥する量を少なくし、生育の悪い場所では施肥する量を多くしたりしているが、その生育の良い場所や悪い場所などの特定や、施肥する量などは、過去の経験則に基づいて行っている。このため、種を播く前では、芽が出ていないことにより、生育の良い場所や悪い場所の特定が正確に行えず、このため、広範囲に亘って肥料を施肥してしまい、しかも、必要以上の量を施肥してしまう問題がある。
　この発明の目的は、種を播く前に、生育の良い場所や悪い場所が正確に分かるとともに、その場所に応じた適正な施肥の量が分かる施肥マップを作成する施肥マップ作成方法と施肥マップ作成システムと施肥マップ作成装置と施肥マップ作成プログラムとを提供することにある。
　本開示の施肥マップ作成方法は、圃場の各位置における過去の生育データに基づいて、予め設定した前記圃場の各エリアの過去の生育状態を求め、この各エリアの過去の生育状態に応じて種を播く前に施肥する各エリアの施肥量を求め、この施肥量に基づいて前記圃場の各エリアの施肥量を示す施肥マップを作成することを特徴とする。
　本開示の施肥マップ作成システムは、トラクタに搭載された生育センサ及びＧＰＳ装置と、
　前記生育センサが検出した生育データと前記ＧＰＳ装置が検出した前記トラクタの位置データとを過去のデータとして蓄積していく記憶部とを備え、この記憶部に蓄積された生育データ及び位置データに基づいて施肥マップを作成する施肥マップ作成システムであって、
　前記トラクタを圃場内を走行させながら該圃場内の各位置の位置データ及び生育データを前記記憶部に蓄積させていき、
　前記記憶部に蓄積された各位置における生育データに基づいて、予め設定した前記圃場の各エリアの生育状態を求める生育状態演算部と、
　該生育状態演算部が求めた各エリアの生育状態に基づいて、種を播く前に施肥する各エリアの施肥量を求める施肥量演算部と、
　該施肥量演算部が求めた各エリアの施肥量を示す前記施肥マップを作成するマップ作成部とを備えたことを特徴とする。
　本開示の施肥マップ作成装置は、圃場の各位置における過去の生育データを蓄積した記憶部と、この記憶部に蓄積された各位置における生育データに基づいて施肥マップを作成する施肥マップ作成装置であって、
　前記記憶部に蓄積された各位置における生育データに基づいて、予め設定した前記圃場の各エリアの生育状態を求める生育状態演算部と、
　該生育状態演算部が求めた各エリアの生育状態に基づいて、種を播く前に施肥する各エリアの施肥量を求める施肥量演算部と、
　該施肥量演算部が求めた各エリアの施肥量を示す前記施肥マップを作成するマップ作成部とを備えたことを特徴とする。
　本開示の施肥マップ作成プログラムは、圃場の各エリアの生育状態に応じた各エリアの施肥量を示す施肥マップを作成するコンピュータを、
　記憶手段に記憶された前記圃場の各位置の生育データに基づいて、予め設定した前記圃場の各エリアの生育状態を求める生育状態演算手段と、
　前記生育状態演算手段が求めた各エリアの生育状態に基づいて、種を播く前に施肥する各エリアの施肥量を求める施肥量演算手段と、
　前記施肥量演算手段が求めた各エリアの施肥量を示す前記施肥マップを作成するマップ作成手段として機能させるためのものである。
　この発明によれば、種を播く前に、生育の良い場所や悪い場所が正確に分かるとともに、その場所に応じた適正な施肥の量が分かる施肥マップを作成することができる。
この発明に係る施肥マップ作成システムの一実施例の構成を示したブロック図である。 植丈の高さの求め方を示す説明図である。 圃場の形状を示した平面図である。 施肥マップ作成システムの動作を示すフロー図である。 圃場のエリア別に且つ過去別に生育データを仕分けた一例を示す表である。 施肥マップ作成システムで作成した基肥施肥計画マップである。 標準化した生育データをエリア別に且つ過去別に示した表である。
　以下、この発明に係る施肥マップ作成方法を実施する施肥マップ作成装置を備えて施肥マップ作成システムの実施の形態である実施例を図面に基づいて説明する。
　図１は、施肥マップ作成システムの構成を示す。この施肥マップ作成システム１０は、トラクタ２０に搭載された生育センサ２１及びＧＰＳ装置２２と、コンピュータであるパーソナルコンピュータ（パソコン）３０と、表示装置（表示部）４０とを備えている。
　生育センサ２１は、図２に示すように、レーザ測距装置２３を備えており、このレーザ測距装置２３によって草Ｑまでの距離Ｌを求め、この距離Ｌから草Ｑの草丈Ｈ２を求める。この草丈Ｈ２を生育状態として求めるものである。
　草丈Ｈ２は、下記の式により求める。
　　　　　　Ｈ２＝Ｈ１－Ｌ×sinθ　
　ただし、Ｌはレーザ測距装置２３が求めた草Ｑまでの距離、Ｈ１は地上Ｓからレーザ測距装置２３までの高さである。
　この実施例では、生育センサ２１にはレーザ測距装置２３を用いているが、これに限らず、例えば、特開２０１２-２４７２３５号公報に記載の植物用センサを使用してもよい。
　トラクタ２０には、散布量が調整できる肥料散布装置２７と、後述する施肥マップを表示する表示部２４とが搭載され、表示部２４に表示される施肥マップに基づいて肥料を散布することができるようになっている。２５は肥料散布装置２７の制御や送受信部２６の制御等を行う制御部である。生育センサ２１が検出した生育状態である生育データやＧＰＳ装置２２が検出した位置データは送受信部２６により無線でパソコン３０へ送信されるようになっている。
　パソコン３０は、送受信部２６から送信されてくる生育データ及び位置データを受信する送受信部３６と、送受信部３６が受信した生育データ及び位置データを記憶（蓄積）していく生育情報蓄積部（記憶部）３１と、図３に示す圃場Ｅの地形や位置を記憶した地形メモリ３２と、仕分け処理部３３と、演算処理部３４と、マップ作成部（マップ作成手段）３５等とを有している。
　生育情報蓄積部３１や地形メモリ３２は、説明の便宜上パソコン３０内に設けているが、実際にはインターネットを介して行うクラウドのデータベース等を利用する。
　仕分け処理部３３は、地形メモリ３２に記憶された地形データを図６に示すように複数のエリアに分割するとともに、生育情報蓄積部３１に蓄積された位置データ及び生育情報をその位置データに対応したエリアに且つ過去別（測定時期別）に仕分けて、それぞれのエリア別に生育データをメモリ３３Ｍに記憶させていく。すなわち、生育データをエリア別に且つ過去別にメモリ３３Ｍに記憶させていく。
　演算処理部３４は、エリア内の生育データの平均値をエリア毎に過去別に求めていき、各エリアの平均値を過去別に標準化していく。つまり、過去別に各エリアの生育状態を求めていく。さらに、この過去別に標準化した値の平均値（生育状態）をエリア毎に求めていくとともに、このエリア毎に求めた平均値である生育状態に基づいて各エリアに基肥する肥料の量、すなわち、基肥する施肥量をエリアごとに求めていく。
　そして、演算処理部３４は、各エリアの生育状態を求める生育状態演算部（生育状態演算手段）と、生育状態に基づいて各エリアの施肥量を求める施肥量演算部（施肥量演算手段）としての機能を有している。
　マップ作成部３５は、演算処理部３４が求めた各エリアの施肥量を示す分布図である施肥マップを作成する。
　この作成された施肥マップは、表示装置４０に表示されるとともに、送受信部３６によって施肥マップのデータがトラクタ２０へ送信されるようになっている。
　そして、生育情報蓄積部３１と仕分け処理部３３と演算処理部３４とマップ作成部３５とで施肥マップを作成する施肥マップ作成装置が構成される。
　トラクタ２０の図示しないメモリには施肥マップのデータが記憶され、トラクタ２０の表示部２４に施肥マップが表示される。この表示部２４には、ＧＰＳ装置が検出した位置データに基づいて、施肥マップ上にトラクタ２０の位置が表示されるようになっている。
［動　作］
　次に、上記のように構成される施肥マップ作成システム１０の動作を図４に示すフロー図に基づいて説明する。なお、フロー図は、施肥マップを作成するマップ作成プログラムの処理動作を示すものである。
　ステップ１では、圃場Ｅ内をトラクタ２０で移動させながら生育センサ２１及びＧＰＳ装置２２によって検出された生育データ及び位置データを収集していく。この収集したデータはパソコン３０の生育情報蓄積部３１へ取り込む。なお、生育センサ２１が検出した生育状態と、この検出時のＧＰＳ装置２２が検出する位置データとを１組のデータとして生育情報蓄積部３１が記憶していく。
　ここで、図２に示すように、トラクタ２０の位置と、生育センサ２１が検出する草丈Ｈ２の草Ｑの位置とにズレがあるが、レーザ測距装置２３の取付位置からトラクタ２０の位置Ｄ（ＧＰＳ装置２２の水平方向に対する取付位置）までの距離Ｊ２が既知であり、トラクタ２０の位置から草Ｑの位置までの距離Ｊ１を正確に求めることができる。ここでは、説明の便宜上、草Ｑの位置をトラクタ２０の位置Ｄとして説明する。
　収集するデータは、例えば、圃場Ｅで１回目（例えば春）に栽培される作物Ｕ１の生育データ及び位置データと、圃場Ｅで２回目（例えば秋）に栽培される作物Ｕ２の生育データ及び位置データと、圃場Ｅで３回目（例えば翌年の春）に栽培される作物Ｕ３の生育データ及び位置データである。なお、作物Ｕ１～Ｕ３はそれぞれ互いに異なる作物である。
　ステップ２では、生育情報蓄積部３１に記憶された位置データを基にして、圃場Ｅの各エリア別に生育データを仕分けていく。例えば、図５の表１に示すように、１回目に栽培された作物Ｕ１では、エリアＡｎ１,Ａｎ２,Ａｎ３…内で検出した生育データの全てを各エリアＡｎ１,Ａｎ２，Ａｎ３…別の欄に記録していく。同様にして、２回目及び３回目で栽培された作物Ｕ２,Ｕ３についてもエリアＡｎ１,Ａｎ２,Ａｎ３…内で検出した生育データの全てを各エリアＡｎ１,Ａｎ２,Ａｎ３…別の欄に記録していく。すなわち、過去別に且つエリア別に生育データを仕分けて記録していく。
　エリアは、例えば図６に示すように、圃場Ｅに緯度方向と経度方向に沿って複数のグリッド線Ｇｘ，Ｇｙを等間隔に引いて、グリッド線Ｇｘ，Ｇｙで囲まれる複数のエリアＡ１，Ａ２，Ａ３…Ａｎ１,Ａｎ２,Ａｎ３,Ａｎ４…を設定したものである。各エリアＡ１，Ａ２，Ａ３…Ａｎ１,Ａｎ２,Ａｎ３,Ａｎ４…の縦及び横の大きさは例えば５ｍに設定してある。
　ステップ３では、各エリアの生育の平均値を過去別にそれぞれ求めていく。図５の表１にその一例を示す。図５の表１では、１回目～３回目の作物Ｕ１～Ｕ３のエリアＡｎ１,Ａｎ２,Ａｎ３,Ａｎ４…の平均値を求めたものを示す。１回目のエリアＡｎ１,Ａｎ２,Ａｎ３,Ａｎ４…の平均値は１００ｃｍ,７３ｃｍ,１０７ｃｍ,９０ｃｍ…、２回目のエリアＡｎ１,Ａｎ２,Ａｎ３,Ａｎ４の平均値は５０ｃｍ,４２ｃｍ,３２ｃｍ,４５ｃｍ、３回目のエリアＡｎ１,Ａｎ２,Ａｎ３,Ａｎ４の平均値は７０ｃｍ,６０ｃｍ,７２ｃｍ,６５ｃｍである。
　ステップ４では、各エリアの平均値を過去別に標準化する。例えば、１回目の各エリアの平均値から圃場Ｅの全体の平均値を求める。すなわち、各エリアの平均値の総計を圃場Ｅのエリア数で割った値を求める。この１回目の圃場Ｅの全体の平均値を例えば１００ｃｍであるとすると、エリアＡｎ１の標準化した値は１００/１００＝１であり、エリアＡｎ２,Ａｎ３,Ａｎ４の標準化した値は７３/１００＝０.７３、１０７/１００＝１.０７、９０/１００＝０.９となり、図７の表２に示すようになる。
　同様にして、２回目及び３回目の標準化した値を求めていく。ここでは、例えば、２回目の圃場Ｅの全体の平均値が５０ｃｍ、３回目の圃場Ｅの全体の平均値が７０ｃｍとした場合、図７の表２に示すように、標準化した２回目の各エリアＡｎ１,Ａｎ２,Ａｎ３,Ａｎ４の値は「１」,「０.８４」,「０.６４」,「０.９」となり、３回目の標準化した各エリアＡｎ１,Ａｎ２,Ａｎ３,Ａｎ４の値は「１」,「０.８６」,「１.０３」,「０.９３」となる。
　すなわち、ステップ４では過去別に且つエリア別に生育状態を求めるものである。
　ステップ５では、１回目と２回目、２回目と３回目または１回目と３回目との間で、標準化した値の差が極端に大きいエリアがあるか否かが判断される。すなわち、その差が所定値以上大きいエリアがあるか否かが判断される。ここでは、図７の表２では、エリアＡｎ３において１回目と２回目の差が０.４３であり、例えば所定値が「０.４」であれば、イエスと判断されてステップ６へ進む。
　ステップ６では、標準化した値の差が所定値以上大きいエリア、例えばエリアＡｎ３などを抽出する。季節や年ごとによって変動が大きいエリアＡｎ３は、例えば、石ころだらけであったり、水はけが極端に悪い土地だったりする。このエリアの抽出は演算処理部３４が行うものであり、演算処理部３４が過去別に比較した生育状態の差が極端に大きいエリアを抽出する第１抽出手段（第１エリア抽出手段）としての機能を有している。
　ステップ７では、ステップ６で抽出したエリアは、土地の状態が非常に悪いので、この状態に応じた特別な施肥計画を作成する。この施肥計画は農家の人が行う。また、土地の状態が非常に悪い領域を示すために、抽出したエリアを例えば赤色で表示する施肥計画マップを作成する。
　ステップ８では、変動が少ない各エリアの３回分の平均値を求める。図５に示す表１においては、変動の大きいエリアＡｎ３を除いたエリアＡｎ１,Ａｎ２,Ａｎ４別の３回分の平均値を求める。ステップ５でノーと判断されてステップ８へ進んだ場合は、全てのエリア別の平均値を求めることになる。
　図７の表２の平均値には、各エリアＡｎ１,Ａｎ２,Ａｎ４の３回分の平均値を示す。
　ステップ９では、ステップ８で求めた平均値から生育の極端に悪いエリアがあるか否かが判断される。すなわち、３回とも生育が極端に悪いエリアがあるか否かが判断され、イエスであればステップ１０へ進む。ここでは、標準化した値の平均値が「１」より例えば「０.１５」以上小さい値のエリアを生育が極端に悪いエリアであると判断する。つまり、図７に示す表２では、エリアＡｎ２が生育の極端に悪いエリアであると判断されることになる。
　ステップ１０では、生育が極端に悪いエリアが抽出される。このエリアは、例えば水はけや日当たりが悪く、このため生育が極端に悪くなったりするエリアである。このエリアの抽出は演算処理部３４が行うものであり、演算処理部３４が生育状態が極端に悪いエリアを抽出する第２抽出手段（第２エリア抽出手段）としての機能を有している。
　ステップ１１では、ステップ１０で抽出したエリアは土地の状態が非常に悪いので、その土地に応じた特別な施肥計画を作成する。この施肥計画は農家の人が行う。また、土地の状態が非常に悪い領域を示すために、抽出したエリアを例えば黄色で表示する施肥計画マップを作成する。
　ステップ１２では、通常の生育状態が期待できるエリアにおいて、つまり、図７に示す表２のエリアＡｎ１,Ａｎ４と、これと同様な生育状態のエリアにおいて、各エリア別に各エリアの生育に応じた施肥マップである施肥計画マップを作成する。
　施肥計画マップは、施肥量を示す予め設定された指標と、標準化した生育データの平均値とを比較して作成する。例えば、０.８９～０.９４、０.９５～１.０５、１.０６～１.１１等の指標値が予め設けられており、それぞれの指標値０.８９～０.９４、０.９５～１.０５、１.０６～１.１１、１.１２～１.１７に対応して施肥量Ｖ１,Ｖ２,Ｖ３,Ｖ４が設定されている。ただし、Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３＞Ｖ４である。
　エリアＡｎ１の標準化した生育データの平均値は、図７の表２に示すように、「１」であるので、指標値０.９５～１.０５の範囲内に入り、エリアＡｎ１の施肥量はＶ２に設定される。同様に、エリアＡｎ４の標準化した生育データの平均値は、「０.９１」であるので、指標値０.８９～０.９４の範囲内に入り、施肥量はＶ１に設定される。
　そして、これら施肥量Ｖ１～Ｖ４に応じた色で、例えば、施肥量Ｖ１は濃い緑色、施肥量Ｖ２は緑色、施肥量Ｖ３は薄い緑色、施肥量Ｖ４はさらに薄い緑色（極薄緑色）で表示した施肥マップである施肥計画マップが作成される。
　ステップ１３では、ステップ７,１１,１２で作成した施肥計画マップを合成して施肥マップである基肥施肥計画マップを作成する。例えば、図６に示すように基肥施肥計画マップＭＰを作成する。
　上述のように、基肥施肥計画マップＭＰは、生育の変動が大きいエリアを赤で表示し、生育の悪いエリアを黄色で表示し、通常の生育のエリアを緑色に表示する。そして、通常の生育範囲内であって、少し生育の悪いエリアは濃い緑色で表示し、生育のよいエリアは薄い緑色で表示し、さらに生育のよいエリアは極薄い緑色で表示するものであり、色の濃い緑色ほど施肥量が多いことを示す。なお、白い部分は圃場Ｅ以外のエリアを示し、紫色のエリアＫ１は例えば試験区域を示すもので、予め設定されている区域である。
　ステップ１４では、図６に示す基肥施肥計画マップＭＰを表示部４０に表示するとともに図示しないメモリに記憶させる。
　基肥施肥計画マップＭＰを表示装置４０に表示させることにより、種を播く前であっても圃場Ｅのどのエリアが生育がよいか悪いかが分かるとともに、年や季節によって生育の変動が極端に大きくなるエリアや生育が極端に悪いエリアが分かることになる。また、エリア毎に施肥する肥料の量が分かることになる。
　メモリに記憶された基肥施肥計画マップＭＰのデータを送受信部３６によってトラクタ２０へ送信する。この送信は、無線等で行うが信号線を接続して行ってもよい。
　トラクタ２０の送受信部２６が基肥施肥計画マップＭＰのデータを受信すると、制御部２５は基肥施肥計画マップＭＰのデータをメモリ(図示せず)に記憶させる。
　このメモリに記憶された基肥施肥計画マップＭＰのデータにより、表示部２４に基肥施肥計画マップＭＰが表示される。さらに、ＧＰＳ装置２２で得られる位置情報に基づいてトラクタ２０の位置が表示部２４の基肥施肥計画マップＭＰ上に表示される。作業者は、その表示部２４に表示されている基肥施肥計画マップＭＰのトラクタ２０の位置を見ることにより、その位置におけるエリアに種を播く前に基肥する肥料の量が分かるので、必要なだけそのエリアに施肥していくことができる。
　すなわち、種を播く前の圃場Ｅであっても、圃場Ｅのどの場所（エリア）が生育がよいか悪いかが正確に分かり、年や季節によって生育の変動が極端に大きくなる場所や生育が極端に悪い場所が明確に分かることになる。しかも、圃場Ｅの各場所の適正な施肥量が分かるので、肥料を余分に施肥してしまうことを防止することができ、この結果、肥料を節約することができることになる。
　また、基肥施肥計画マップＭＰに基づいて制御部２５が肥料散布装置２７を制御するようにすれば、圃場Ｅの各エリアに適正な量の肥料を自動的に施肥することができ、その作業効率を飛躍的に向上させることができる。
　上記実施例では、生育センサ２１が検出した生育状態と、この検出時のＧＰＳ装置２２が検出する位置データとを１組のデータとして生育情報蓄積部３１が記憶していくが、このとき、位置データに基づいてエリアごとに分けて生育状態を記憶させてもよい。この場合、仕分け処理部３３は不要となる。
　また、上記実施例では、トラクタ２０には生育センサ２１とＧＰＳ装置２２を搭載しているが、生育情報蓄積部３１と仕分け処理部３３と演算処理部３４とマップ作成部３５とから構成される施肥マップ作成装置を搭載してもよい。
　この発明は、上記実施例に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加などは許容される。
関連出願への相互参照
　本出願は、２０１６年４月１日に日本国特許庁に出願された特願２０１６－０７４６５４に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。

Claims (12)

  1. 　圃場の各位置における過去の生育データに基づいて、予め設定した前記圃場の各エリアの過去の生育状態を求め、この各エリアの過去の生育状態に応じて種を播く前に施肥する各エリアの施肥量を求め、この施肥量に基づいて前記圃場の各エリアの施肥量を示す施肥マップを作成することを特徴とする施肥マップ作成方法。
  2. 　各エリアの過去別の生育状態に基づいて、過去別に比較した生育状態の差が極端に大きいエリアを抽出し、この抽出したエリアを前記施肥マップ上で示すようにしたことを特徴とする請求項１に記載の施肥マップ作成方法。
  3. 　各エリアの過去の生育状態に基づいて、生育が極端に悪いエリアを抽出し、この抽出したエリアを前記施肥マップ上に示すようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の施肥マップ作成方法。
  4. 　トラクタに搭載された生育センサ及びＧＰＳ装置と、
    　前記生育センサが検出した生育データと前記ＧＰＳ装置が検出した前記トラクタの位置データとを過去のデータとして蓄積していく記憶部とを備え、この記憶部に蓄積された生育データ及び位置データに基づいて施肥マップを作成する施肥マップ作成システムであって、
    　前記トラクタを圃場内を走行させながら該圃場内の各位置の位置データ及び生育データを前記記憶部に蓄積させていき、
    　前記記憶部に蓄積された各位置における生育データに基づいて、予め設定した前記圃場の各エリアの生育状態を求める生育状態演算部と、
    　該生育状態演算部が求めた各エリアの生育状態に基づいて、種を播く前に施肥する各エリアの施肥量を求める施肥量演算部と、
    　該施肥量演算部が求めた各エリアの施肥量を示す前記施肥マップを作成するマップ作成部とを備えたことを特徴とする施肥マップ作成システム。
  5. 　前記生育状態演算部は、過去別に前記圃場の各エリアの生育状態を求め、
    　この求めた過去別の生育状態に基づいて、過去別に比較した生育状態の差が極端に大きいエリアを抽出する第１エリア抽出手段と、
    　この第１エリア抽出手段が抽出したエリアを前記マップ作成部が作成する前記施肥マップ上に示すことを特徴とする請求項４に記載の施肥マップ作成システム。
  6. 　前記生育状態演算部が求めた各エリアの生育状態に基づいて、生育が極端に悪いエリアを抽出する第２エリア抽出手段と、
    　この第２エリア抽出手段が抽出したエリアを前記施肥マップ上に示すようにしたことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の施肥マップ作成システム。
  7. 　前記マップ作成部が作成した前記施肥マップを表示する表示部を設けたことを特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれか１項に記載の施肥マップ作成システム。
  8. 　圃場の各位置における過去の生育データを蓄積した記憶部と、この記憶部に蓄積された各位置における生育データに基づいて施肥マップを作成する施肥マップ作成装置であって、
    　前記記憶部に蓄積された各位置における生育データに基づいて、予め設定した前記圃場の各エリアの生育状態を求める生育状態演算部と、
    　該生育状態演算部が求めた各エリアの生育状態に基づいて、種を播く前に施肥する各エリアの施肥量を求める施肥量演算部と、
    　該施肥量演算部が求めた各エリアの施肥量を示す前記施肥マップを作成するマップ作成部とを備えたことを特徴とする施肥マップ作成装置。
  9. 　前記生育状態演算部は、過去別に前記圃場の各エリアの生育状態を求め、
    　この求めた過去別の生育状態に基づいて、過去別に比較した生育状態の差が極端に大きいエリアを抽出する第１エリア抽出手段と、
    　この第１エリア抽出手段が抽出したエリアを前記マップ作成部が作成する前記施肥マップ上に示すことを特徴とする請求項８に記載の施肥マップ作成装置。
  10. 　前記生育状態演算部が求めた各エリアの生育状態に基づいて、生育が極端に悪いエリアを抽出する第２エリア抽出手段と、
    　この第２エリア抽出手段が抽出したエリアを前記施肥マップ上に示すようにしたことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の施肥マップ作成装置。
  11. 　前記マップ作成部が作成した前記施肥マップを表示する表示部を設けたことを特徴とする請求項８ないし請求項１０のいずれか１項に記載の施肥マップ作成装置。
  12. 　圃場の各エリアの生育状態に応じた各エリアの施肥量を示す施肥マップを作成するコンピュータを、
    　記憶手段に記憶された前記圃場の各位置の生育データに基づいて、予め設定した前記圃場の各エリアの生育状態を求める生育状態演算手段と、
    　前記生育状態演算手段が求めた各エリアの生育状態に基づいて、種を播く前に施肥する各エリアの施肥量を求める施肥量演算手段と、
    　前記施肥量演算手段が求めた各エリアの施肥量を示す前記施肥マップを作成するマップ作成手段として機能させるための施肥マップ作成プログラム。
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