JP7828085B2 - Environmental information output device and environmental information output method - Google Patents
Environmental information output device and environmental information output methodInfo
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Description
本発明は、特定領域の圃場について、測定された環境データを、圃場マップとして出力する環境情報出力装置及び環境情報出力方法に関する。 The present invention relates to an environmental information output device and an environmental information output method that output measured environmental data for a specific area of a farm field as a farm field map.
日本の農業現場では、担い手の減少や高齢化により、今後の労働力不足が深刻になっている。この解決策として、農地の集積・集約化を進め、農業機械の大型化や圃場の大区画化によって農作業の効率を向上させる努力が行われてきている。しかし、弊害として、大型農業機械の踏圧による作土の浅層化や地力ムラによる作物収量の減少など土壌物理性に起因する問題が見られるようになった。一方、近年の地球温暖化で、巨大台風、ゲリラ豪雨、線状降水帯による洪水、湿害などの大規模自然災害が頻発するようになり、圃場の排水性を評価する土壌物理性について重要度が増してきた。
このような背景の中で、本発明者は、圃場における土壌物理性診断方法（特許文献１）、土壌硬度等高線マップを用いた農作業機の運行支援方法（特許文献２）などを提案してきた。
Japan's agricultural sector faces a serious future labor shortage due to a declining and aging workforce. To address this issue, efforts have been made to improve the efficiency of agricultural work by promoting the consolidation and intensification of farmland, using larger agricultural machinery, and dividing fields into larger plots. However, this has led to problems stemming from soil physical properties, such as shallowing of the plowed soil due to compaction by large agricultural machinery and reduced crop yields due to uneven soil fertility. Meanwhile, with the recent rise in global warming, large-scale natural disasters such as massive typhoons, sudden downpours, and linear rain band floods and water damage have become more frequent, making soil physical properties, which evaluate the drainage capacity of fields, increasingly important.
Against this background, the present inventor has proposed a method for diagnosing soil physical properties in a farm field (Patent Document 1), a method for supporting the operation of agricultural machinery using a soil hardness contour map (Patent Document 2), and the like.
これらの方法では等高線マップを用いてきた。
図１９に等高線マップを用いた解析方法の一例を示す。
図１９では、環境データとして、土壌硬度、経時変化による表土の土壌水分、及びコムギ子実収量を土壌硬度等高線マップで表しており、これらの土壌硬度等高線マップを用いることで、土壌水分が多い地点や少ない地点が単純に収量に影響するのではなく、土壌水分が変化する地点（等高線の幅が狭い地点）が収量に影響する傾向があることが分かる。
しかし、図１９からも分かるように、異なる環境データによる等高線マップを比較する場合に、同じ地点での違いを把握しにくい。また、土壌硬度などの等高線マップについて詳細な解析を行うには、熟練が必要であり、誰もが正しく解析できるとは言いにくい。また、人によって評価や解析結果について差が出ることがある。また、地点の特定について恣意的に思われることもある。
These methods have used contour maps.
FIG. 19 shows an example of an analysis method using a contour map.
In Figure 19, the environmental data, such as soil hardness, topsoil soil moisture over time, and wheat grain yield, are shown in soil hardness contour maps.By using these soil hardness contour maps, it can be seen that yield is not simply affected by points with high or low soil moisture, but rather that points where soil moisture changes (points with narrow contour lines) tend to affect yield.
However, as can be seen from Figure 19, when comparing contour maps based on different environmental data, it is difficult to grasp the differences at the same location. Furthermore, detailed analysis of contour maps such as soil hardness requires skill, and it is difficult to say that anyone can perform the analysis correctly. Furthermore, there may be differences in evaluation and analysis results depending on the person. Furthermore, the identification of locations may seem arbitrary.
そこで本発明は、等高線マップで生じていた曖昧さを無くし、異なる環境データによる異なる圃場マップ間での対比を容易に行うことができる環境情報出力装置及び環境情報出力方法を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide an environmental information output device and method that eliminates the ambiguity that occurs in contour maps and makes it easy to compare different field maps created using different environmental data.
請求項１記載の本発明の環境情報出力装置は、特定領域の圃場について、測定された環境データを、圃場マップとして出力する環境情報出力装置であって、前記特定領域を、同一形状で同一面積のグリッドによって区分することで圃場基本マップとし、前記環境データとして、第１環境データと、前記第１環境データとは異なる第２環境データとを用い、前記第１環境データを前記圃場基本マップの前記グリッドに対応させて第１圃場マップを生成し、前記第２環境データを前記圃場基本マップの前記グリッドに対応させて第２圃場マップを生成し、前記圃場マップとして、前記第１圃場マップと前記第２圃場マップとを出力し、前記グリッドを、正六角形とし、前記圃場基本マップにおける南北方向と、前記正六角形の一辺とを一致させ、前記圃場基本マップを、上空からの写真又は地形マップとともに、前記南北方向を一致させて出力することを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の環境情報出力装置において、前記環境データを、元素濃度、肥料成分、重金属、粒径組成、土壌硬度、土壌水分、透水性、排水性、又は土壌からの反射光の波長別強度についての土壌データとしたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１に記載の環境情報出力装置において、前記環境データを、大気組成、紫外線、赤外線、温度、湿度、気圧、日射量、降水量、降雨強度、風向、又は風力についての気象データとしたことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１に記載の環境情報出力装置において、前記環境データを、単位面積若しくは単位体積又は単位重量当たりの植物、動物、菌、又はＤＮＡについての生物データとしたことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１に記載の環境情報出力装置において、前記第１環境データを、元素濃度、肥料成分、重金属、粒径組成、土壌硬度、土壌水分、透水性、排水性、又は土壌からの反射光の波長別強度についての土壌データとし、前記第２環境データを、単位面積若しくは単位体積又は単位重量当たりの植物、動物、菌、又はＤＮＡについての生物データとしたことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１に記載の環境情報出力装置において、前記第１環境データを、大気組成、紫外線、赤外線、温度、湿度、気圧、日射量、降水量、降雨強度、風向、又は風力についての気象データとし、前記第２環境データを、単位面積若しくは単位体積又は単位重量当たりの植物、動物、菌、又はＤＮＡについての生物データとしたことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項１に記載の環境情報出力装置において、前記第１環境データを、元素濃度、肥料成分、重金属、粒径組成、土壌硬度、土壌水分、透水性、排水性、又は土壌からの反射光の波長別強度についての土壌データとし、前記第２環境データを、大気組成、紫外線、赤外線、温度、湿度、気圧、日射量、降水量、降雨強度、風向、又は風力についての気象データとしたことを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項１に記載の環境情報出力装置において、前記第１環境データと前記第２環境データとを、測定日時が異なる前記環境データとしたことを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項１に記載の環境情報出力装置において、前記第１環境データと前記第２環境データとを、測定深度又は測定高度が異なる前記環境データとしたことを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項１に記載の環境情報出力装置において、前記グリッドでの表示を前記環境データの平均値としたことを特徴とする。
請求項１１記載の本発明は、請求項１に記載の環境情報出力装置において、前記グリッドでの表示を前記環境データの標準偏差値としたことを特徴とする。
請求項１２記載の本発明の環境情報出力方法は、特定領域の圃場について、測定器によって測定された環境データを、圃場マップとして出力する環境情報出力方法であって、前記特定領域を、同一形状で同一面積のグリッドによって区分することで圃場基本マップとし、前記環境データとして、第１環境データと、前記第１環境データとは異なる第２環境データとを用い、前記第１環境データを前記圃場基本マップの前記グリッドに対応させて第１圃場マップを生成し、前記第２環境データを前記圃場基本マップの前記グリッドに対応させて第２圃場マップを生成し、前記圃場マップとして、前記第１圃場マップと前記第２圃場マップとを出力し、前記グリッドを、正六角形とし、前記圃場基本マップにおける南北方向と、前記正六角形の一辺とを一致させ、前記圃場基本マップを、上空からの写真又は地形マップとともに、前記南北方向を一致させて出力することを特徴とする。
請求項１３記載の本発明の環境情報出力方法は、特定領域の圃場について、測定器によって測定された環境データを、圃場マップとして出力する環境情報出力方法であって、前記特定領域を、同一形状で同一面積のグリッドによって区分することで圃場基本マップとし、前記環境データとして、第１環境データと、前記第１環境データとは異なる第２環境データとを用いて算出される環境ポテンシャルを、前記圃場基本マップの前記グリッドに対応させて圃場ポテンシャルマップを生成し、前記圃場マップとして、前記圃場ポテンシャルマップを出力し、前記グリッドを、正六角形とし、前記圃場基本マップにおける南北方向と、前記正六角形の一辺とを一致させ、前記圃場基本マップを、上空からの写真又は地形マップとともに、前記南北方向を一致させて出力することを特徴とする。
The environmental information output device of the present invention described in claim 1 is an environmental information output device that outputs measured environmental data for a field in a specific region as a field map, and is characterized in that it divides the specific region into grids of the same shape and area to create a basic field map, uses first environmental data and second environmental data different from the first environmental data as the environmental data, generates a first field map by corresponding the first environmental data to the grid of the basic field map, and generates a second field map by corresponding the second environmental data to the grid of the basic field map, outputs the first field map and the second field map as the field maps , makes the grid a regular hexagon, matches the north-south direction in the basic field map with one side of the regular hexagon, and outputs the basic field map together with an aerial photograph or a topographical map, with the north-south direction aligned .
The present invention as set forth in claim 2 is characterized in that, in the environmental information output device as set forth in claim 1, the environmental data is soil data on element concentration, fertilizer components, heavy metals, particle size composition, soil hardness, soil moisture, permeability, drainage, or intensity of reflected light by wavelength from the soil.
The present invention as set forth in claim 3 is characterized in that, in the environmental information output device as set forth in claim 1, the environmental data is meteorological data on atmospheric composition, ultraviolet rays, infrared rays, temperature, humidity, atmospheric pressure, amount of solar radiation, precipitation, rainfall intensity, wind direction, or wind force.
The present invention as set forth in claim 4 is characterized in that, in the environmental information output device as set forth in claim 1, the environmental data is biological data on plants, animals, bacteria, or DNA per unit area, unit volume, or unit weight.
The present invention of claim 5 is characterized in that, in the environmental information output device of claim 1, the first environmental data is soil data regarding element concentration, fertilizer components, heavy metals, particle size composition, soil hardness, soil moisture, permeability, drainage, or intensity of reflected light by wavelength from the soil, and the second environmental data is biological data regarding plants, animals, bacteria, or DNA per unit area, unit volume, or unit weight.
The present invention as claimed in claim 6 is characterized in that, in the environmental information output device as claimed in claim 1, the first environmental data is meteorological data on atmospheric composition, ultraviolet rays, infrared rays, temperature, humidity, atmospheric pressure, solar radiation, precipitation, rainfall intensity, wind direction, or wind force, and the second environmental data is biological data on plants, animals, bacteria, or DNA per unit area, unit volume, or unit weight.
The present invention of claim 7 is characterized in that, in the environmental information output device of claim 1, the first environmental data is soil data regarding element concentration, fertilizer components, heavy metals, particle size composition, soil hardness, soil moisture, permeability, drainage, or intensity of reflected light by wavelength from the soil, and the second environmental data is meteorological data regarding atmospheric composition, ultraviolet rays, infrared rays, temperature, humidity, atmospheric pressure, amount of solar radiation, amount of precipitation, rainfall intensity, wind direction, or wind force.
The present invention according to claim 8 is characterized in that in the environmental information output device according to claim 1, the first environmental data and the second environmental data are environmental data having different measurement dates and times.
The present invention as set forth in claim 9 is characterized in that, in the environmental information output device as set forth in claim 1, the first environmental data and the second environmental data are environmental data having different measurement depths or measurement altitudes.
The present invention according to claim 10 is characterized in that in the environmental information output device according to claim 1, the display in the grid is an average value of the environmental data.
The present invention according to claim 11 is characterized in that in the environmental information output device according to claim 1, the display in the grid is a standard deviation value of the environmental data.
An environmental information output method of the present invention as set forth in claim 12 is an environmental information output method for outputting environmental data measured by a measuring device for a field in a specific region as a field map, the method comprising the steps of: dividing the specific region into grids of the same shape and area to form a basic field map; using first environmental data and second environmental data different from the first environmental data as the environmental data; generating a first field map by corresponding the first environmental data to the grids of the basic field map; generating a second field map by corresponding the second environmental data to the grids of the basic field map; outputting the first field map and the second field map as the field maps ; forming the grids into regular hexagons such that the north-south direction of the basic field map coincides with one side of the regular hexagon; and outputting the basic field map together with an aerial photograph or a topographical map, with the north-south direction coincident .
An environmental information output method of the present invention as set forth in claim 13 is an environmental information output method for outputting environmental data measured by a measuring instrument for a field in a specific region as a field map, the method comprising: dividing the specific region into grids of the same shape and area to create a basic field map; generating a field potential map by corresponding environmental potential calculated using first environmental data and second environmental data different from the first environmental data as the environmental data to the grid of the basic field map; outputting the field potential map as the field map ; configuring the grid as a regular hexagon, so that the north-south direction in the basic field map coincides with one side of the regular hexagon; and outputting the basic field map together with an aerial photograph or a topographical map, with the north-south direction coincident .
本発明によれば、第１圃場マップと第２圃場マップとを、同一形状で同一面積のグリッドによって区分しているので、等高線マップで生じていた曖昧さを無くし、異なる環境データによる異なる圃場マップ間での対比を容易に行うことができるとともに、測定データのサンプリング数が異なる圃場マップ間での対比についても容易に行うことができる。 According to the present invention, the first field map and the second field map are divided by grids of the same shape and area, eliminating the ambiguity that occurs with contour maps and making it easy to compare different field maps based on different environmental data, as well as to compare field maps based on different numbers of measurement data samples.
本発明の第１の実施の形態による環境情報出力装置は、特定領域を、同一形状で同一面積のグリッドによって区分することで圃場基本マップとし、環境データとして、第１環境データと、第１環境データとは異なる第２環境データとを用い、第１環境データを圃場基本マップのグリッドに対応させて第１圃場マップを生成し、第２環境データを圃場基本マップのグリッドに対応させて第２圃場マップを生成し、圃場マップとして、第１圃場マップと第２圃場マップとを出力し、グリッドを、正六角形とし、圃場基本マップにおける南北方向と、正六角形の一辺とを一致させ、圃場基本マップを、上空からの写真又は地形マップとともに、南北方向を一致させて出力するものである。
本実施の形態によれば、第１圃場マップと第２圃場マップとを、同一形状で同一面積のグリッドによって区分しているので、等高線マップで生じていた曖昧さを無くし、異なる環境データによる異なる圃場マップ間でのデータ対比を容易に行うことができるとともに、測定データのサンプリング数が異なる圃場マップ間での対比についても容易に行うことができる。
また、本実施の形態によれば、グリッドを正六角形とすることで、隣り合うグリッドは直線状に並ばず互い違いに隣接するため、サンプリング地点の多少の揺らぎを吸収できる。また、一つのグリッドは、６つのグリッドによって取り囲まれるため、グリッド間の相互作用が反映されやすい。
また、本実施の形態によれば、第１環境データと第２環境データとを、測定深度又は測定高度が異なる環境データとした場合には、上下方向のグリッド（測定深度又は測定高度が異なる環境データ）に対しても斜めに接する位置での関係性についてグリッド間を等距離で表現できるため、環境データを三次元空間でマッピングするのに非常に効果的である。
また、本実施の形態によれば、圃場基本マップの方向を変更しても南北方向を把握しやすい。
An environmental information output device according to a first embodiment of the present invention divides a specific region into grids of the same shape and area to create a basic field map, uses first environmental data and second environmental data different from the first environmental data as environmental data, generates a first field map by matching the first environmental data to the grid of the basic field map, generates a second field map by matching the second environmental data to the grid of the basic field map, outputs the first field map and the second field map as the field maps , sets the grid to a regular hexagon, matches the north-south direction in the basic field map with one side of the regular hexagon, and outputs the basic field map together with an aerial photograph or a topographical map, with the north-south direction matched .
According to this embodiment, the first field map and the second field map are divided by grids of the same shape and area, eliminating the ambiguity that occurs with contour maps and making it easy to compare data between different field maps based on different environmental data, as well as to compare data between field maps with different numbers of measurement data samples.
Furthermore, according to this embodiment, by making the grids regular hexagonal, adjacent grids are not arranged in a straight line but are staggered, which makes it possible to absorb slight fluctuations in the sampling points. Furthermore, since one grid is surrounded by six other grids, the interaction between the grids is easily reflected.
Furthermore, according to this embodiment, when the first environmental data and the second environmental data are environmental data with different measurement depths or measurement altitudes, the relationship at a position where they are diagonally tangent to the vertical grid (environmental data with different measurement depths or measurement altitudes) can be expressed with equal distances between the grids, which is very effective for mapping environmental data in three-dimensional space.
Furthermore, according to this embodiment, even if the orientation of the farm field basic map is changed, it is easy to grasp the north-south direction.
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による環境情報出力装置において、環境データを、元素濃度、肥料成分、重金属、粒径組成、土壌硬度、土壌水分、透水性、排水性、又は土壌からの反射光の波長別強度についての土壌データとしたものである。
本実施の形態によれば、環境データとして土壌データを用いることで、土壌の化学性や物理性による影響を評価することができる。
In the second embodiment of the present invention, in the environmental information output device according to the first embodiment, the environmental data is soil data on element concentrations, fertilizer components, heavy metals, particle size composition, soil hardness, soil moisture, permeability, drainage, or the intensity of reflected light by wavelength from the soil.
According to this embodiment, by using soil data as environmental data, it is possible to evaluate the influence of the chemical and physical properties of the soil.
本発明の第３の実施の形態は、第１の実施の形態による環境情報出力装置において、環境データを、大気組成、紫外線、赤外線、温度、湿度、気圧、日射量、降水量、降雨強度、風向、又は風力についての気象データとしたものである。
本実施の形態によれば、環境データとして気象データを用いることで、気象による影響を評価することができる。
In the third embodiment of the present invention, in the environmental information output device according to the first embodiment, the environmental data is meteorological data on atmospheric composition, ultraviolet rays, infrared rays, temperature, humidity, atmospheric pressure, amount of solar radiation, amount of precipitation, rainfall intensity, wind direction, or wind force.
According to this embodiment, by using weather data as environmental data, it is possible to evaluate the influence of weather.
本発明の第４の実施の形態は、第１の実施の形態による環境情報出力装置において、環境データを、単位面積若しくは単位体積又は単位重量当たりの植物、動物、菌、又はＤＮＡについての生物データとしたものである。
本実施の形態によれば、環境データとして生物データを用いることで、植物の生育や収量、又は病害虫による影響を評価することができる。
In the fourth embodiment of the present invention, in the environmental information output device according to the first embodiment, the environmental data is biological data on plants, animals, bacteria, or DNA per unit area, unit volume, or unit weight.
According to this embodiment, by using biological data as environmental data, it is possible to evaluate the growth and yield of plants, or the impact of pests and diseases.
本発明の第５の実施の形態は、第１の実施の形態による環境情報出力装置において、第１環境データを、元素濃度、肥料成分、重金属、粒径組成、土壌硬度、土壌水分、透水性、排水性、又は土壌からの反射光の波長別強度についての土壌データとし、第２環境データを、単位面積若しくは単位体積又は単位重量当たりの植物、動物、菌、又はＤＮＡについての生物データとしたものである。
本実施の形態によれば、第１環境データとして土壌データを用い、第２環境データとして生物データを用いることで、土壌の化学性や物理性による影響と、植物の生育や収量、又は病害虫による影響との関係を評価することができる。
In a fifth embodiment of the present invention, in the environmental information output device according to the first embodiment, the first environmental data is soil data on element concentrations, fertilizer components, heavy metals, particle size composition, soil hardness, soil moisture, permeability, drainage, or the intensity of reflected light by wavelength from the soil, and the second environmental data is biological data on plants, animals, bacteria, or DNA per unit area, unit volume, or unit weight.
According to this embodiment, by using soil data as the first environmental data and biological data as the second environmental data, it is possible to evaluate the relationship between the influence of the chemical and physical properties of the soil and the growth and yield of plants, or the influence of pests and diseases.
本発明の第６の実施の形態は、第１の実施の形態による環境情報出力装置において、第１環境データを、大気組成、紫外線、赤外線、温度、湿度、気圧、日射量、降水量、降雨強度、風向、又は風力についての気象データとし、第２環境データを、単位面積若しくは単位体積又は単位重量当たりの植物、動物、菌、又はＤＮＡについての生物データとしたものである。
本実施の形態によれば、第１環境データとして気象データを用い、第２環境データとして生物データを用いることで、気象による影響と、植物の生育や収量、又は病害虫による影響との関係を評価することができる。
A sixth embodiment of the present invention is an environmental information output device according to the first embodiment, in which the first environmental data is meteorological data on atmospheric composition, ultraviolet rays, infrared rays, temperature, humidity, atmospheric pressure, solar radiation, precipitation, rainfall intensity, wind direction, or wind force, and the second environmental data is biological data on plants, animals, bacteria, or DNA per unit area, unit volume, or unit weight.
According to this embodiment, by using meteorological data as the first environmental data and biological data as the second environmental data, it is possible to evaluate the relationship between the effects of weather and plant growth and yield, or the effects of pests and diseases.
本発明の第７の実施の形態は、第１の実施の形態による環境情報出力装置において、第１環境データを、元素濃度、肥料成分、重金属、粒径組成、土壌硬度、土壌水分、透水性、排水性、又は土壌からの反射光の波長別強度についての土壌データとし、第２環境データを、大気組成、紫外線、赤外線、温度、湿度、気圧、日射量、降水量、降雨強度、風向、又は風力についての気象データとしたものである。
本実施の形態によれば、第１環境データとして土壌データを用い、第２環境データとして気象データを用いることで、土壌の化学性や物理性による影響と、気象による影響との関係を評価することができる。
In a seventh embodiment of the present invention, in the environmental information output device according to the first embodiment, the first environmental data is soil data on element concentration, fertilizer components, heavy metals, particle size composition, soil hardness, soil moisture, permeability, drainage, or the intensity of light reflected from the soil by wavelength, and the second environmental data is meteorological data on atmospheric composition, ultraviolet rays, infrared rays, temperature, humidity, atmospheric pressure, solar radiation, precipitation, rainfall intensity, wind direction, or wind force.
According to this embodiment, by using soil data as the first environmental data and meteorological data as the second environmental data, it is possible to evaluate the relationship between the influence of the chemical and physical properties of the soil and the influence of the weather.
本発明の第８の実施の形態は、第１の実施の形態による環境情報出力装置において、第１環境データと第２環境データとを、測定日時が異なる環境データとしたものである。
本実施の形態によれば、経時的な変化を評価することができる。
In the eighth embodiment of the present invention, in the environmental information output device according to the first embodiment, the first environmental data and the second environmental data are environmental data measured at different dates and times.
According to this embodiment, it is possible to evaluate changes over time.
本発明の第９の実施の形態は、第１の実施の形態による環境情報出力装置において、第１環境データと第２環境データとを、測定深度又は測定高度が異なる環境データとしたものである。
本実施の形態によれば、土壌中の深度又は地表面からの高度別に変化を評価することができる。
A ninth embodiment of the present invention is an environmental information output device according to the first embodiment, in which the first environmental data and the second environmental data are environmental data having different measurement depths or measurement altitudes.
According to this embodiment, changes can be evaluated according to depth in the soil or altitude from the ground surface.
本発明の第１０の実施の形態は、第１の実施の形態による環境情報出力装置において、グリッドでの表示を環境データの平均値としたものである。
本実施の形態によれば、環境データの平均値を用いることで、多いか少ないか、硬いか軟らかいか、又は通常か異常かなどを評価することができる。
The tenth embodiment of the present invention is an environmental information output device according to the first embodiment, in which the grid display is an average value of environmental data.
According to this embodiment, by using the average value of the environmental data, it is possible to evaluate whether the environmental data is high or low, hard or soft, normal or abnormal, and the like.
本発明の第１１の実施の形態は、第１の実施の形態による環境情報出力装置において、グリッドでの表示を環境データの標準偏差値としたものである。
本実施の形態によれば、環境データの標準偏差値を用いることで、平均に対するばらつきを評価することができる。
The eleventh embodiment of the present invention is an environmental information output device according to the first embodiment, in which the grid display is a standard deviation value of environmental data.
According to this embodiment, the standard deviation value of the environmental data is used to evaluate the variation relative to the average.
本発明の第１４の実施の形態による環境情報出力方法は、特定領域を、同一形状で同一面積のグリッドによって区分することで圃場基本マップとし、環境データとして、第１環境データと、第１環境データとは異なる第２環境データとを用い、第１環境データを圃場基本マップのグリッドに対応させて第１圃場マップを生成し、第２環境データを圃場基本マップのグリッドに対応させて第２圃場マップを生成し、圃場マップとして、第１圃場マップと第２圃場マップとを出力し、グリッドを、正六角形とし、圃場基本マップにおける南北方向と、正六角形の一辺とを一致させ、圃場基本マップを、上空からの写真又は地形マップとともに、南北方向を一致させて出力するものである。
本実施の形態によれば、第１圃場マップと第２圃場マップとを、同一形状で同一面積のグリッドによって区分しているので、等高線マップで生じていた曖昧さを無くし、異なる環境データによる異なる圃場マップ間での対比を容易に行うことができるとともに、測定データのサンプリング数が異なる圃場マップ間での対比についても容易に行うことができる。
また、本実施の形態によれば、グリッドを正六角形とすることで、隣り合うグリッドは直線状に並ばず互い違いに隣接するため、サンプリング地点の多少の揺らぎを吸収できる。また、一つのグリッドは、６つのグリッドによって取り囲まれるため、グリッド間の相互作用が反映されやすい。
また、本実施の形態によれば、第１環境データと第２環境データとを、測定深度又は測定高度が異なる環境データとした場合には、上下方向のグリッド（測定深度又は測定高度が異なる環境データ）に対しても斜めに接する位置での関係性についてグリッド間を等距離で表現できるため、環境データを三次元空間でマッピングするのに非常に効果的である。
また、本実施の形態によれば、圃場基本マップの方向を変更しても南北方向を把握しやすい。
A method for outputting environmental information according to a fourteenth embodiment of the present invention divides a specific region into grids of the same shape and area to create a basic field map, uses first environmental data and second environmental data different from the first environmental data as environmental data, generates a first field map by matching the first environmental data to the grid of the basic field map, generates a second field map by matching the second environmental data to the grid of the basic field map, outputs the first field map and the second field map as the field maps , sets the grid to a regular hexagon, matches the north-south direction in the basic field map with one side of the regular hexagon, and outputs the basic field map together with an aerial photograph or a topographical map, with the north-south direction matched .
According to this embodiment, the first field map and the second field map are divided by grids of the same shape and area, eliminating the ambiguity that occurs with contour maps and making it easy to compare different field maps based on different environmental data, as well as to compare field maps based on different numbers of sampled measurement data.
Furthermore, according to this embodiment, by making the grids regular hexagonal, adjacent grids are not arranged in a straight line but are staggered, which makes it possible to absorb slight fluctuations in the sampling points. Furthermore, since one grid is surrounded by six other grids, the interaction between the grids is easily reflected.
Furthermore, according to this embodiment, when the first environmental data and the second environmental data are environmental data with different measurement depths or measurement altitudes, the relationship at a position where they are diagonally tangent to the vertical grid (environmental data with different measurement depths or measurement altitudes) can be expressed with equal distances between the grids, which is very effective for mapping environmental data in three-dimensional space.
Furthermore, according to this embodiment, even if the orientation of the farm field basic map is changed, it is easy to grasp the north-south direction.
本発明の第１５の実施の形態による環境情報出力方法は、特定領域を、同一形状で同一面積のグリッドによって区分することで圃場基本マップとし、環境データとして、第１環境データと、第１環境データとは異なる第２環境データとを用いて算出される環境ポテンシャルを、圃場基本マップのグリッドに対応させて圃場ポテンシャルマップを生成し、圃場マップとして、圃場ポテンシャルマップを出力し、グリッドを、正六角形とし、圃場基本マップにおける南北方向と、正六角形の一辺とを一致させ、圃場基本マップを、上空からの写真又は地形マップとともに、南北方向を一致させて出力するものである。
本実施の形態によれば、第１環境データとは異なる第２環境データとを用いて算出される環境ポテンシャルマップを、同一形状で同一面積のグリッドによって区分しているので、等高線マップで生じていた曖昧さを無くし、区分されたエリアの環境ポテンシャルを把握することができる。
また、本実施の形態によれば、グリッドを正六角形とすることで、隣り合うグリッドは直線状に並ばず互い違いに隣接するため、サンプリング地点の多少の揺らぎを吸収できる。また、一つのグリッドは、６つのグリッドによって取り囲まれるため、グリッド間の相互作用が反映されやすい。
また、本実施の形態によれば、第１環境データと第２環境データとを、測定深度又は測定高度が異なる環境データとした場合には、上下方向のグリッド（測定深度又は測定高度が異なる環境データ）に対しても斜めに接する位置での関係性についてグリッド間を等距離で表現できるため、環境データを三次元空間でマッピングするのに非常に効果的である。
また、本実施の形態によれば、圃場基本マップの方向を変更しても南北方向を把握しやすい。
A method for outputting environmental information according to a fifteenth embodiment of the present invention divides a specific region into grids of the same shape and area to create a basic field map, generates a field potential map by corresponding environmental potential calculated using first environmental data and second environmental data different from the first environmental data to the grid of the basic field map, and outputs the field potential map as the field map , with the grid being a regular hexagon and the north-south direction in the basic field map coinciding with one side of the regular hexagon, and outputs the basic field map together with an aerial photograph or a topographical map with the north-south direction coinciding .
According to this embodiment, the environmental potential map calculated using second environmental data that is different from the first environmental data is divided into grids of the same shape and area, eliminating the ambiguity that occurs in contour maps and making it possible to grasp the environmental potential of the divided areas.
Furthermore, according to this embodiment, by making the grids regular hexagonal, adjacent grids are not arranged in a straight line but are staggered, which makes it possible to absorb slight fluctuations in the sampling points. Furthermore, since one grid is surrounded by six other grids, the interaction between the grids is easily reflected.
Furthermore, according to this embodiment, when the first environmental data and the second environmental data are environmental data with different measurement depths or measurement altitudes, the relationship at a position where they are diagonally tangent to the vertical grid (environmental data with different measurement depths or measurement altitudes) can be expressed with equal distances between the grids, which is very effective for mapping environmental data in three-dimensional space.
Furthermore, according to this embodiment, even if the orientation of the farm field basic map is changed, it is easy to grasp the north-south direction.
以下本発明の一実施例による環境情報出力装置について説明する。
本実施例による環境情報出力装置は、特定領域の圃場について、測定された環境データを、圃場マップとして出力する装置であり、特定領域を、同一形状で同一面積のグリッドによって区分することで圃場基本マップとする。
An environmental information output device according to an embodiment of the present invention will now be described.
The environmental information output device of this embodiment is a device that outputs measured environmental data for a specific area of a field as a field map, and the specific area is divided into grids of the same shape and area to create a basic field map.
図１は、本実施例による環境情報出力装置における圃場基本マップを示している。
図１に示す圃場基本マップは、グリッドを正六角形としている。このように、グリッドを正六角形とすることで、図１（ｂ）に示すように、隣り合うグリッドは直線状に並ばず互い違いに隣接するため、サンプリング地点の多少の揺らぎを吸収できる。また、一つのグリッドは、６つのグリッドによって取り囲まれるため、グリッド間の相互作用が反映されやすい。
また、圃場基本マップにおける南北方向と、正六角形の一辺とを一致させることで、圃場基本マップの方向を変更しても南北方向を把握しやすい。なお、正六角形では、最も長い対角線が正六角形の一辺と平行となる。
FIG. 1 shows a basic farm field map in the environmental information output device according to this embodiment.
The basic field map shown in Figure 1 has regular hexagonal grids. By using regular hexagonal grids, adjacent grids are not aligned in a straight line but are staggered, as shown in Figure 1(b), which allows for some fluctuations in sampling points to be absorbed. Furthermore, since one grid is surrounded by six other grids, the interaction between the grids is easily reflected.
In addition, by aligning the north-south direction of the basic field map with one side of the regular hexagon, it is easy to understand the north-south direction even if the orientation of the basic field map is changed. In a regular hexagon, the longest diagonal is parallel to one side of the regular hexagon.
図２は、図１に示す圃場基本マップのグリッドについて識別番号の付与例を示す説明図である。
図２では、南北方向に並ぶグリッドに、アルファベットａ、ｂ、ｃ・・・を付与し、東西方向に並ぶグリッドに、数字１、２、３・・を付与することで、全てのグリッドに識別番号を付与している。このように、グリッドに対して識別番号を付与することで、異なる環境データによる異なる圃場マップ同士で、特定の地点のデータ対比を容易に行うことができる。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of assigning identification numbers to the grids of the basic farm field map shown in FIG.
In Figure 2, all grids are assigned identification numbers by assigning the letters a, b, c, etc. to grids aligned in the north-south direction and the numbers 1, 2, 3, etc. to grids aligned in the east-west direction. By assigning identification numbers to grids in this way, it is easy to compare data for specific points between different field maps based on different environmental data.
図３及び図４は、環境データとして土壌硬度を用いた場合の圃場マップであり、図３は深さ１２ｃｍにおける貫入抵抗の平均値を用いた場合を示し、図４は深さ１２ｃｍにおける貫入抵抗の標準偏差値を用いた場合を示している。
図３に示すように、貫入抵抗の平均値を用いることで、土壌の硬度についてグリッド間の硬軟を評価することができる。
図４に示すように、貫入抵抗の標準偏差値を用いることで、土壌の硬度についてグリッド内の急激な変化を評価することができる。
なお、図３及び図４に示す土壌硬度を用いる場合には、複数の異なる深度で測定した土壌硬度圃場マップを用いることで、例えば作土か下層土かのような土壌層位ごとの土壌硬度の変化を空間的に判別することができる。
3 and 4 are field maps when soil hardness is used as environmental data. FIG. 3 shows the case where the average value of penetration resistance at a depth of 12 cm is used, and FIG. 4 shows the case where the standard deviation value of penetration resistance at a depth of 12 cm is used.
As shown in FIG. 3, by using the average value of the penetration resistance, the hardness of the soil between the grids can be evaluated.
As shown in Figure 4, the standard deviation of the penetration resistance can be used to evaluate the abrupt changes in soil hardness within the grid.
When using the soil hardness shown in Figures 3 and 4, by using a soil hardness field map measured at multiple different depths, it is possible to spatially distinguish changes in soil hardness for each soil layer, such as whether it is plowed soil or subsoil.
図５及び図６は、環境データとして土壌含水率を用いた場合の圃場マップであり、図５は深さ０～１０ｃｍにおける土壌含水率の平均値を用いた場合を示し、図６は深さ０～１０ｃｍにおける土壌含水率の標準偏差値を用いた場合を示している。
図５に示すように、土壌含水率の平均値を用いることで、土壌の含水率についてグリッド間の多少を評価することができる。
図６に示すように、土壌含水率の標準偏差値を用いることで、土壌の含水率についてグリッド内の急激な変化を評価することができる。
なお、図５及び図６に示す土壌含水率を用いる場合には、複数の異なる深度で測定した土壌含水率を用いることで土壌層位ごとの土壌含水率の変化を空間的に判別することができるため、例えば、圃場内における透水性、保水性、又は排水性の良否、又は土壌からの反射光の波長別強度をグリッド間で判別することができる。また、環境データとして、複数の異なる深度で測定した土壌硬度と複数の異なる深度で測定した土壌含水率とを用いることで、総合的に雨水滞留、湿害、又は干害などを判別することができる。
Figures 5 and 6 are field maps when soil moisture content is used as environmental data. Figure 5 shows the case where the average value of soil moisture content at a depth of 0 to 10 cm is used, and Figure 6 shows the case where the standard deviation value of soil moisture content at a depth of 0 to 10 cm is used.
As shown in FIG. 5, by using the average value of the soil moisture content, it is possible to evaluate the degree of soil moisture content between grids.
As shown in FIG. 6, the standard deviation of soil moisture content can be used to evaluate rapid changes in soil moisture content within a grid.
5 and 6, the soil moisture content measured at multiple different depths can be used to spatially distinguish changes in soil moisture content for each soil layer, making it possible to distinguish, for example, between grids, the quality of permeability, water retention, or drainage within a field, or the intensity of light reflected by the soil at each wavelength. Furthermore, by using soil hardness measured at multiple different depths and soil moisture content measured at multiple different depths as environmental data, it is possible to comprehensively distinguish rainwater retention, water damage, drought damage, etc.
図７及び図８は、環境データとしてコムギ子実重を用いた場合の圃場マップであり、図７はコムギ子実重の平均値を用いた場合を示し、図８はコムギ子実重の標準偏差値を用いた場合を示している。
図７に示すように、コムギ子実重の平均値を用いることで、コムギ子実重についてグリッド間の多少を評価することができる。
図８に示すように、コムギ子実重の標準偏差値を用いることで、コムギ子実重についてグリッド内の急激な変化を評価することができる。
なお、環境データとして、植物の葉面積や樹高を用いることもでき、複数の異なる地表面からの高さで測定することで、生育状況や収量など植物バイオマスの変化を空間的に判別することができる。
Figures 7 and 8 are field maps when wheat grain weight is used as environmental data, with Figure 7 showing the case where the average value of wheat grain weight is used, and Figure 8 showing the case where the standard deviation value of wheat grain weight is used.
As shown in FIG. 7, by using the average value of wheat grain weight, it is possible to evaluate the difference in wheat grain weight between grids.
As shown in FIG. 8, the standard deviation of wheat grain weight can be used to evaluate rapid changes in wheat grain weight within a grid.
In addition, plant leaf area and tree height can also be used as environmental data, and by measuring them at multiple different heights above ground level, it is possible to spatially determine changes in plant biomass, such as growth status and yield.
図９及び図１０は、環境データとしてドローンにより植生等が可視光によって撮影された映像を用いた場合の圃場マップであり、図９は可視光の平均値を用いた場合を示し、図１０は可視光の標準偏差値を用いた場合を示している。
図９に示すように、ドローンにより植生等が可視光によって撮影された映像の平均値を用いることで、植生等についてグリッド間の多少を評価することができる。
図１０に示すように、ドローンにより植生等が可視光によって撮影された映像の標準偏差値を用いることで、植生等についてグリッド内の急激な変化を評価することができる。
Figures 9 and 10 are field maps in which images of vegetation, etc. captured by a drone using visible light are used as environmental data. Figure 9 shows the case where the average value of visible light is used, and Figure 10 shows the case where the standard deviation value of visible light is used.
As shown in Figure 9, by using the average value of the image of vegetation etc. photographed by a drone using visible light, it is possible to evaluate the amount of vegetation etc. between grids.
As shown in Figure 10, by using the standard deviation value of the image of vegetation, etc. captured by a drone using visible light, it is possible to evaluate sudden changes in vegetation, etc. within a grid.
図１１は、環境データとしてコムギ倒伏を用いた場合の圃場マップであり、図１１（ａ）はコムギ倒伏の状態を撮影した上空写真（倒伏場所と通常場所を表示）を示し、図１１（ｂ）はコムギ倒伏を数値化した平均値を用いた場合を示している。
図１１に示すように、コムギ倒伏の平均値を用いることで、グリッド間でコムギが倒伏しているか倒伏していないか（通常）を評価することができる。
Figure 11 shows a field map when wheat lodging is used as environmental data, with Figure 11(a) showing an aerial photograph of the state of wheat lodging (showing the lodged and normal locations), and Figure 11(b) showing the case when the average value of wheat lodging quantified is used.
As shown in FIG. 11, by using the average value of wheat lodging, it is possible to evaluate whether wheat is lodging or not (normal) between grids.
図１２は、環境データとしてコムギ倒伏を用いた場合の圃場マップであり、図１２（ａ）はコムギ倒伏の状態を撮影した上空写真（倒伏ありと倒伏なしの混在場所と倒伏なしで均一場所を表示）を示し、図１２（ｂ）はコムギ倒伏を数値化した標準偏差値を用いた場合を示している。
図１２に示すように、コムギ倒伏の標準偏差値を用いることで、グリッド内の急激な変化を把握でき、コムギの倒伏ありと倒伏なしの混在場所と、倒伏なしで均一場所とを評価することができる。
Figure 12 shows field maps when wheat lodging is used as environmental data, with Figure 12(a) showing an aerial photograph of the state of wheat lodging (showing a mixture of areas with and without lodging, as well as areas with uniform lodging), and Figure 12(b) showing the case when wheat lodging is quantified using standard deviation values.
As shown in Figure 12, by using the standard deviation value of wheat lodging, it is possible to grasp sudden changes within the grid and evaluate areas where wheat lodging and no lodging are mixed, and areas where wheat lodging is uniform.
図１３は、環境データとしてコムギ生育ムラを用いた場合の圃場マップであり、図１３（ａ）はコムギ生育の状態を撮影した上空写真（生育ムラ場所と生育ムラ無し（通常）場所を表示）を示し、図１３（ｂ）はコムギ生育状態を数値化した平均値を用いた場合を示している。
図１３に示すように、コムギ生育状態の平均値を用いることで、グリッド間でコムギの生育ムラが発生している場所と生育ムラが無い（通常）場所とを評価することができる。
Figure 13 shows a field map when wheat growth unevenness is used as environmental data, with Figure 13(a) showing an aerial photograph of the wheat growth state (displaying areas with growth unevenness and areas with no growth unevenness (normal)), and Figure 13(b) showing the case where the average value of the wheat growth state quantified is used.
As shown in FIG. 13, by using the average value of the wheat growth state, it is possible to evaluate between grids whether there is uneven wheat growth or not (normal).
図１４は、環境データとしてコムギ生育ムラを用いた場合の圃場マップであり、図１４（ａ）はコムギ生育の状態を撮影した上空写真（生育ムラ場所と生育ムラ無し（通常）場所を表示）を示し、図１４（ｂ）はコムギ生育状態を数値化した標準偏差値を用いた場合を示している。
図１４に示すように、コムギ生育状態の標準偏差値を用いることで、グリッド内の急激な変化を把握でき、コムギの生育ムラと生育ムラなしの混在場所と、生育ムラなしで均一場所とを評価することができる。
Figure 14 shows a field map when wheat growth unevenness is used as environmental data, with Figure 14(a) showing an aerial photograph of the wheat growth state (displaying areas with growth unevenness and areas with no growth unevenness (normal)), and Figure 14(b) showing the case when the standard deviation value, which is a numerical representation of the wheat growth state, is used.
As shown in Figure 14, by using the standard deviation value of the wheat growth condition, it is possible to grasp sudden changes within the grid and evaluate areas where wheat growth is mixed with uneven and no unevenness, and areas where growth is uniform without unevenness.
図３から図１４に示すように、環境データの平均値を用いることで、グリッド間で多いか少ないか、硬いか軟らかいか、又は通常か異常かなどを評価することができる。また、環境データの標準偏差値を用いることで、グリッド内の急激な変化を把握でき、平均に対するばらつきを評価することができる。今回の例示としては、平均と標準偏差を用いて行ったが、例えば植生指標として一般的に用いられているNDVI(Normalized Difference Vegetation Index：正規化植生指標)のような、ある変数に関する回帰式などを用いてグリッド間およびグリッド内の変化を数値化することで、さらに詳細な環境データの把握や検討を行うことができる。 As shown in Figures 3 to 14, by using the average value of environmental data, it is possible to evaluate whether the data is high or low, hard or soft, normal or abnormal, etc. between grids. Furthermore, by using the standard deviation of environmental data, it is possible to grasp sudden changes within a grid and evaluate variations relative to the average. In this example, we used the average and standard deviation, but by quantifying changes between and within grids using a regression equation for a certain variable, such as NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), which is commonly used as a vegetation index, it is possible to grasp and examine environmental data in even more detail.
図１５は環境データとして土壌含水率を用いた場合の従来の等高線マップと本実施例による圃場マップとを示す。
図１５（ａ）に示す従来の等高線マップに対して、図１５（ｂ）に示す本実施例の圃場マップでは、同一形状で同一面積のグリッドによって区分しているので、等高線マップで生じていた曖昧さを無くし、位置の特定もしやすい。
FIG. 15 shows a conventional contour map and a farm field map according to this embodiment when soil moisture content is used as environmental data.
In contrast to the conventional contour map shown in Figure 15(a), the field map of this embodiment shown in Figure 15(b) is divided into grids of the same shape and area, eliminating the ambiguity that occurs in contour maps and making it easier to identify locations.
図１６は複数の環境データによる複数の圃場マップを示し、図１６（ａ）はドローンによる空撮写真、図１６（ｂ）はコムギ生育量（樹高ｃｍ）による圃場マップ、図１６（ｃ）は土壌物理量（土壌硬度ｋＰａ）による圃場マップ、図１６（ｄ）は土壌水分（堆積含水率％）による圃場マップである。
図１６に示すように、環境データとして、第１環境データと、第１環境データとは異なる第２環境データとを用い、第１環境データを圃場基本マップのグリッドに対応させて第１圃場マップを生成し、第２環境データを圃場基本マップのグリッドに対応させて第２圃場マップを生成し、圃場マップとして、第１圃場マップと第２圃場マップとを出力することで、異なる環境データによる異なる圃場マップ間でのデータ対比を容易に行うことができる。
また、複数の異なる圃場マップを、同一形状で同一面積のグリッドによって区分しているので、測定データのサンプリング数が異なる圃場マップ間での対比についても容易に行うことができる。
Figure 16 shows multiple field maps based on multiple environmental data, where Figure 16(a) is an aerial photograph taken by a drone, Figure 16(b) is a field map based on wheat growth volume (tree height in cm), Figure 16(c) is a field map based on soil physical quantities (soil hardness kPa), and Figure 16(d) is a field map based on soil moisture (sedimentary moisture content %).
As shown in Figure 16, first environmental data and second environmental data different from the first environmental data are used as environmental data, the first environmental data is associated with the grid of the basic field map to generate a first field map, the second environmental data is associated with the grid of the basic field map to generate a second field map, and the first field map and the second field map are output as field maps, making it easy to compare data between different field maps based on different environmental data.
Furthermore, since a plurality of different farm field maps are divided into grids of the same shape and area, comparison between farm field maps with different numbers of sampled measurement data can be easily performed.
なお、環境データとして、元素濃度、肥料成分、重金属、粒径組成、土壌硬度、土壌水分、透水性、排水性、又は土壌からの反射光の波長別強度についての土壌データを用いることで、土壌の化学性や物理性による影響を評価することができる。
また、環境データとして、大気組成、紫外線、赤外線、温度、湿度、気圧、日射量、降水量、降雨強度、風向、又は風力についての気象データを用いることで、気象による影響を評価することができる。
また、環境データとして、単位面積若しくは単位体積又は単位重量当たりの植物、動物、菌、又はＤＮＡについての生物データを用いることで、植物の生育や収量、又は病害虫による影響を評価することができる。
そして、第１環境データとして土壌データを用い、第２環境データとして生物データを用いることで、土壌の化学性や物理性による影響と、植物の生育や収量、又は病害虫による影響との関係を評価することができる。
また、第１環境データとして気象データを用い、第２環境データとして生物データを用いることで、気象による影響と、植物の生育や収量、又は病害虫による影響との関係を評価することができる。
また、第１環境データとして土壌データを用い、第２環境データとして気象データを用いることで、土壌の化学性や物理性による影響と、気象による影響との関係を評価することができる。
また、第１環境データと第２環境データとを、測定日時が異なる環境データとすることで、経時的な変化を評価することができる。
また、第１環境データと第２環境データとを、測定深度又は測定高度が異なる環境データとすることで、土壌中の深度又は地表面からの高度別に変化を評価することができる。そして、このように第１環境データと第２環境データとを、測定深度又は測定高度が異なる環境データとした場合には、グリッドを正六角形とすることが好ましく、グリッドを正六角形とすることで、上下方向のグリッドに対しても斜めに接する位置での関係性についてグリッド間を等距離で表現できるため、環境データを三次元空間でマッピングするのに非常に効果的である。
In addition, by using environmental data such as element concentrations, fertilizer components, heavy metals, particle size composition, soil hardness, soil moisture, permeability, drainage, or soil data on the intensity of light reflected from the soil by wavelength, the effects of the chemical and physical properties of the soil can be evaluated.
In addition, by using meteorological data regarding atmospheric composition, ultraviolet rays, infrared rays, temperature, humidity, atmospheric pressure, solar radiation, precipitation, rainfall intensity, wind direction, or wind force as environmental data, the impact of weather can be evaluated.
Furthermore, by using biological data on plants, animals, fungi, or DNA per unit area, unit volume, or unit weight as environmental data, it is possible to evaluate plant growth and yield, or the impact of pests and diseases.
By using soil data as the first environmental data and biological data as the second environmental data, it is possible to evaluate the relationship between the effects of the chemical and physical properties of the soil and the growth and yield of plants, or the effects of pests and diseases.
Furthermore, by using meteorological data as the first environmental data and biological data as the second environmental data, it is possible to evaluate the relationship between the influence of meteorology and the growth and yield of plants, or the influence of pests and diseases.
Furthermore, by using soil data as the first environmental data and meteorological data as the second environmental data, it is possible to evaluate the relationship between the influence of the chemical and physical properties of the soil and the influence of meteorology.
Furthermore, by setting the first environmental data and the second environmental data as environmental data measured at different dates and times, it is possible to evaluate changes over time.
Furthermore, by setting the first environmental data and the second environmental data to be environmental data having different measurement depths or measurement altitudes, it is possible to evaluate changes according to depth in the soil or altitude from the ground surface. When the first environmental data and the second environmental data are environmental data having different measurement depths or measurement altitudes, it is preferable to use a regular hexagonal grid. By using a regular hexagonal grid, it is possible to express the relationship between grids at equidistant positions even in the vertical direction, which is very effective for mapping environmental data in three-dimensional space.
環境データを測定する測定器には、例えば、日射センサ、温湿度センサ、カメラ、近赤外線センサ、においセンサ、電磁波センサ、超音波センサ、及びレーザーセンサを用いることができるが、特に気象データについては気象庁などが提供するデータを用いてもよい。
測定器としてカメラを用いる場合には、土壌の色や土塊が崩れる状況から土壌の性状データとすることができ、土壌の色の濃淡や土塊の大きさによって易耕性データとすることができ、土壌の色の明度や土塊の大きさによって土壌含有水分データとすることもできる。また、カメラを用いて、土壌の色の明度によって土壌水分量や有機物量のデータとすることもできる。土壌水分量が多ければ黒っぽく、土壌水分量が少なければ白っぽくなることから、土壌の色の明度によって土壌水分量や有機物の量を判別できる。
測定器として近赤外線センサを用いる場合には、土壌の吸収スペクトルを測定し、吸収スペクトルによって土壌水分量データとすることができる。
測定器としてにおいセンサを用いる場合には、土壌の臭いによって還元状態又は微生物活性評価データとすることができる。
測定器として電磁波センサ又は超音波センサを用いて土壌水分を測定でき、レーザーセンサを用いて土塊の形状を測定できる。
Measuring instruments for measuring environmental data may include, for example, solar radiation sensors, temperature and humidity sensors, cameras, near-infrared sensors, odor sensors, electromagnetic wave sensors, ultrasonic sensors, and laser sensors, but for meteorological data in particular, data provided by the Japan Meteorological Agency or the like may be used.
When using a camera as a measuring device, soil property data can be obtained from the color of the soil and the degree to which the soil clods crumble, soil tillability data can be obtained from the shade of the soil color and the size of the clods, and soil moisture content data can be obtained from the brightness of the soil color and the size of the clods. Furthermore, a camera can also be used to obtain data on soil moisture content and organic matter content from the brightness of the soil color. Since soil with a high moisture content appears dark and soil with a low moisture content appears whitish, the brightness of the soil color can be used to determine the soil moisture content and organic matter content.
When a near-infrared sensor is used as the measuring device, the absorption spectrum of the soil is measured, and the absorption spectrum can be used to obtain soil moisture content data.
When an odor sensor is used as the measuring device, the odor of the soil can be used as evaluation data for the reduction state or microbial activity.
As a measuring device, an electromagnetic wave sensor or an ultrasonic sensor can be used to measure soil moisture, and a laser sensor can be used to measure the shape of the soil mass.
図１７は複数の環境データを用いて算出される圃場ポテンシャルを示す圃場マップを示し、図１７（ａ）は圃場ポテンシャルマップ、図１７（ｂ）は同圃場ポテンシャルマップにおけるクラスター分類の内容を示す主成分分析データである。
図１７（ａ）に示す圃場ポテンシャルマップでは、環境データとして、貫入抵抗、土壌水分、コムギ子実収量、及びバイオマス（植物の生育状況）を用いて算出される環境ポテンシャルを、圃場基本マップのグリッドに対応させて生成したものである。
図１７（ｂ）の各グラフ中に示す番号「１～５」は、図１７（ａ）に示すクラスター分類番号である。
図１７に示すように、環境データとして、複数の環境データを用いて算出される環境ポテンシャルを、圃場基本マップのグリッドに対応させて圃場ポテンシャルマップを生成し、圃場マップとして、圃場ポテンシャルマップを出力することができる。
このように、複数の環境データを用いて算出される環境ポテンシャルマップを、同一形状で同一面積のグリッドによって区分しているので、等高線マップで生じていた曖昧さを無くし、区分されたエリアの環境ポテンシャルを把握することができる。
Figure 17 shows a field map indicating the field potential calculated using multiple environmental data, where Figure 17(a) is the field potential map and Figure 17(b) is principal component analysis data showing the contents of cluster classification in the field potential map.
The field potential map shown in Figure 17(a) is generated by matching the environmental potential calculated using environmental data such as penetration resistance, soil moisture, wheat grain yield, and biomass (plant growth status) to the grid of the basic field map.
The numbers "1 to 5" shown in each graph in FIG. 17(b) are the cluster classification numbers shown in FIG. 17(a).
As shown in Figure 17, environmental potential calculated using multiple environmental data as environmental data can be associated with the grid of the basic field map to generate a field potential map, and the field potential map can be output as the field map.
In this way, the environmental potential map calculated using multiple environmental data is divided into grids of the same shape and area, eliminating the ambiguity that occurs with contour maps and making it possible to grasp the environmental potential of the divided area.
図１８は異なるグリッド形状で表した土壌水分率の圃場マップであり、図１８（ａ）は正方形のグリッド、図１８（ｂ）は菱形のグリッドを示している。
このように、正六角形のグリッド以外を用いることもできる。
FIG. 18 shows field maps of soil moisture content represented by different grid shapes, with FIG. 18(a) showing a square grid and FIG. 18(b) showing a diamond grid.
In this way, grids other than regular hexagons can also be used.
本実施例による環境情報出力方法は、特定領域を、同一形状で同一面積のグリッドによって区分することで圃場基本マップとし、環境データとして、第１環境データと、第１環境データとは異なる第２環境データとを用い、第１環境データを圃場基本マップのグリッドに対応させて第１圃場マップを生成し、第２環境データを圃場基本マップのグリッドに対応させて第２圃場マップを生成し、圃場マップとして、第１圃場マップと第２圃場マップとを出力する。
本実施例による環境情報出力方法によれば、第１圃場マップと第２圃場マップとを、同一形状で同一面積のグリッドによって区分しているので、等高線マップで生じていた曖昧さを無くし、異なる環境データによる異なる圃場マップ間での対比を容易に行うことができるとともに、測定データのサンプリング数が異なる圃場マップ間での対比についても容易に行うことができる。
このように、本実施例による環境情報出力装置及び本実施例による環境情報出力方法は、出力データを表示装置によって可視化することで、異なる環境データによる異なる圃場マップ間での対比を容易に行えるとともに、測定データのサンプリング数が異なる圃場マップ間での対比を容易に行える。
The environmental information output method according to this embodiment divides a specific area into grids of the same shape and area to create a basic field map, uses first environmental data and second environmental data different from the first environmental data as environmental data, generates a first field map by corresponding the first environmental data to the grid of the basic field map, generates a second field map by corresponding the second environmental data to the grid of the basic field map, and outputs the first field map and the second field map as field maps.
According to the environmental information output method of this embodiment, the first field map and the second field map are divided by grids of the same shape and area, eliminating the ambiguity that occurs with contour maps and making it easy to compare different field maps based on different environmental data, as well as to compare field maps based on different numbers of sampled measurement data.
In this way, the environmental information output device and the environmental information output method of this embodiment visualize the output data on a display device, making it easy to compare different field maps based on different environmental data, as well as to compare field maps based on different numbers of sampled measurement data.
本発明による環境情報出力装置及び方法は、異なる環境データによる複数の圃場マップを出力するものとして説明したが、一つの圃場マップを出力する場合においても、同一形状で同一面積のグリッドによって区分しているので、等高線マップで生じていた曖昧さを無くしてデータベース化でき統計解析を行いやすい。 The environmental information output device and method according to the present invention have been described as outputting multiple field maps based on different environmental data, but even when outputting a single field map, the map is divided into grids of the same shape and area, eliminating the ambiguity that occurs with contour maps, allowing for database creation and facilitating statistical analysis.
Claims (13)
前記特定領域を、同一形状で同一面積のグリッドによって区分することで圃場基本マップとし、
前記環境データとして、第１環境データと、前記第１環境データとは異なる第２環境データとを用い、
前記第１環境データを前記圃場基本マップの前記グリッドに対応させて第１圃場マップを生成し、
前記第２環境データを前記圃場基本マップの前記グリッドに対応させて第２圃場マップを生成し、
前記圃場マップとして、前記第１圃場マップと前記第２圃場マップとを出力し、
前記グリッドを、正六角形とし、
前記圃場基本マップにおける南北方向と、前記正六角形の一辺とを一致させ、
前記圃場基本マップを、上空からの写真又は地形マップとともに、前記南北方向を一致させて出力する
ことを特徴とする環境情報出力装置。 An environmental information output device that outputs measured environmental data for a specific area of a farm field as a farm field map,
a basic field map is created by dividing the specific area into grids of the same shape and area;
As the environmental data, first environmental data and second environmental data different from the first environmental data are used,
generating a first farm field map by associating the first environmental data with the grid of the farm field basic map;
generating a second farm field map by associating the second environmental data with the grids of the farm field basic map;
outputting the first field map and the second field map as the field map ;
The grid is a regular hexagon,
The north-south direction of the farm field basic map is aligned with one side of the regular hexagon;
An environmental information output device characterized in that the basic farm field map is output together with an aerial photograph or a topographical map, with the north-south direction being aligned .
ことを特徴とする請求項１に記載の環境情報出力装置。 2. The environmental information output device according to claim 1, wherein the environmental data is soil data on elemental concentration, fertilizer components, heavy metals, particle size composition, soil hardness, soil moisture, permeability, drainage, or wavelength-specific intensity of reflected light from the soil.
ことを特徴とする請求項１に記載の環境情報出力装置。 2. The environmental information output device according to claim 1, wherein the environmental data is meteorological data on atmospheric composition, ultraviolet rays, infrared rays, temperature, humidity, atmospheric pressure, solar radiation, precipitation, rainfall intensity, wind direction, or wind force.
ことを特徴とする請求項１に記載の環境情報出力装置。 2. The environmental information output device according to claim 1, wherein the environmental data is biological data on plants, animals, bacteria, or DNA per unit area, unit volume, or unit weight.
ことを特徴とする請求項１に記載の環境情報出力装置。 The environmental information output device of claim 1, characterized in that the first environmental data is soil data regarding element concentration, fertilizer components, heavy metals, particle size composition, soil hardness, soil moisture, permeability, drainage, or wavelength-specific intensity of reflected light from the soil, and the second environmental data is biological data regarding plants, animals, bacteria, or DNA per unit area, unit volume, or unit weight.
ことを特徴とする請求項１に記載の環境情報出力装置。 The environmental information output device described in claim 1, characterized in that the first environmental data is meteorological data regarding atmospheric composition, ultraviolet rays, infrared rays, temperature, humidity, atmospheric pressure, solar radiation, precipitation, rainfall intensity, wind direction, or wind force, and the second environmental data is biological data regarding plants, animals, bacteria, or DNA per unit area, unit volume, or unit weight.
ことを特徴とする請求項１に記載の環境情報出力装置。 2. The environmental information output device according to claim 1, wherein the first environmental data is soil data on element concentration, fertilizer components, heavy metals, particle size composition, soil hardness, soil moisture, permeability, drainage, or intensity of reflected light by wavelength from the soil, and the second environmental data is meteorological data on atmospheric composition, ultraviolet rays, infrared rays, temperature, humidity, atmospheric pressure, solar radiation, precipitation, rainfall intensity, wind direction, or wind force.
ことを特徴とする請求項１に記載の環境情報出力装置。 2. The environmental information output device according to claim 1, wherein the first environmental data and the second environmental data are environmental data measured at different dates and times.
ことを特徴とする請求項１に記載の環境情報出力装置。 2. The environmental information output device according to claim 1, wherein the first environmental data and the second environmental data are environmental data that are measured at different depths or different altitudes.
ことを特徴とする請求項１に記載の環境情報出力装置。 2. The environmental information output device according to claim 1, wherein the display in the grid is an average value of the environmental data.
ことを特徴とする請求項１に記載の環境情報出力装置。 2. The environmental information output device according to claim 1, wherein the grid display is a standard deviation value of the environmental data.
前記特定領域を、同一形状で同一面積のグリッドによって区分することで圃場基本マップとし、
前記環境データとして、第１環境データと、前記第１環境データとは異なる第２環境データとを用い、
前記第１環境データを前記圃場基本マップの前記グリッドに対応させて第１圃場マップを生成し、
前記第２環境データを前記圃場基本マップの前記グリッドに対応させて第２圃場マップを生成し、
前記圃場マップとして、前記第１圃場マップと前記第２圃場マップとを出力し、
前記グリッドを、正六角形とし、
前記圃場基本マップにおける南北方向と、前記正六角形の一辺とを一致させ、
前記圃場基本マップを、上空からの写真又は地形マップとともに、前記南北方向を一致させて出力する
ことを特徴とする環境情報出力方法。 An environmental information output method for outputting environmental data measured by a measuring device for a field in a specific area as a field map, comprising:
a basic field map is created by dividing the specific area into grids of the same shape and area;
As the environmental data, first environmental data and second environmental data different from the first environmental data are used,
generating a first farm field map by associating the first environmental data with the grid of the farm field basic map;
generating a second farm field map by associating the second environmental data with the grids of the farm field basic map;
outputting the first field map and the second field map as the field map ;
The grid is a regular hexagon,
The north-south direction of the farm field basic map is aligned with one side of the regular hexagon;
An environmental information output method, characterized in that the basic farm field map is output together with an aerial photograph or a topographical map, with the north-south direction being aligned .
前記特定領域を、同一形状で同一面積のグリッドによって区分することで圃場基本マップとし、
前記環境データとして、第１環境データと、前記第１環境データとは異なる第２環境データとを用いて算出される環境ポテンシャルを、前記圃場基本マップの前記グリッドに対応させて圃場ポテンシャルマップを生成し、
前記圃場マップとして、前記圃場ポテンシャルマップを出力し、
前記グリッドを、正六角形とし、
前記圃場基本マップにおける南北方向と、前記正六角形の一辺とを一致させ、
前記圃場基本マップを、上空からの写真又は地形マップとともに、前記南北方向を一致させて出力する
ことを特徴とする環境情報出力方法。 An environmental information output method for outputting environmental data measured by a measuring device for a field in a specific area as a field map, comprising:
a basic field map is created by dividing the specific area into grids of the same shape and area;
generating a farm land potential map by associating an environmental potential calculated using first environmental data and second environmental data different from the first environmental data with the grids of the farm land basic map;
outputting the farm field potential map as the farm field map ;
The grid is a regular hexagon,
The north-south direction of the farm field basic map is aligned with one side of the regular hexagon;
An environmental information output method, characterized in that the basic farm field map is output together with an aerial photograph or a topographical map, with the north-south direction being aligned .
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