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土壌-植物系時空間モデルの構築と対話型ほ場管理システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 09556054
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 農業機械学
研究機関東京農工大学

研究代表者

笹尾 彰  東京農工大学, 農学部, 教授 (70032993)

研究分担者 阿刀田 央一  東京農工大学, 大学院・生物システム応用科学研究科, 教授 (00107533)
酒井 憲司  東京農工大学, 農学部, 助教授 (40192083)
澁澤 栄 (渋澤 栄)  東京農工大学, 大学院・生物システム応用科学研究科, 助教授 (50149465)
研究期間 (年度) 1997 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
4,200千円 (直接経費: 4,200千円)
1999年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1998年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
キーワード精密圃場管理 / 土壌パラメータ / リアルタイムセンサー / NIRスペクトル / 群落競争モデル / 作物管理システム / 群落識別 / 自動マッピング / テクスチャ画像 / サンプリングサイズ / 時空間変動 / 雑草-作物競合モデル / ロトカ-ボルテラ方程式 / 圃場マッピング
研究概要

本研究の研究期間内において以下のような成果を得た。
1.土壌パラメータのセンシングとマッピングシステムの開発
トラクタ搭載型の光反射スペクトルによるリアルタイム土中光センサを開発した。これは、土中にセンサープローブ゜を貫入させ、土中の光反射スペクトルを連続的かつ安定して実時間計測することが可能である。同時に位置も計測できる。観測深さは15〜40cmである。光波長範囲は400〜1700nmの可視及び近赤外の領域であり、単波長相関解析の結果、土中水分、有機物含有量、硝酸態窒素、EC、pHの推定可能性を得た。一方、土壌パラメータの空間分布を500点/10a程度の精度で行い精密農業として要求されるサイトサイズ゛を決定した。
2.作物管理機械運用システムの最適化手法の提案
機械運用システムを汎用のパーソナルコンピューター上で駆動する対話型のソフトウエアとして実現し、作物管理システムでは、天候予測をファクターとした、機械運用管理意志決定システムとして構想された。
3.雑草系の群落競争モデルの提案
カバークロップ(シロクローバ)と雑草の競争関係についての特徴を圃場実験から明確にし、カバークロップの密度効果の定量化、シロクローバ・雑草系の群落競争モデルの提案を行った。これは、2種のロトカーボルテラ競争モデルを改良した非対称の競争モデルであった。得られたモデルは圃場実験結果の競争関係の特徴を良く表現できていた。
4.画像情報による管理システムのための植物群落識別
地被植物群落(クローバとイネ科雑草の混合した植生)の画像を不規則テクスチャとして扱い、「クローバ卓越」「イネ科雑草卓越」「裸地」を識別する手法を提案した。その結果、教師用のグリッド自体では98%の正答率を得た。また、両者が混在する画像を分割したテスト用データでは、88%が人の目視判定と一致し、一致しないものは殆ど群落の境界に由来するものであった。画像により、両植生の勢力分布図を自動作成する可能性が得られた。
以上の研究成果を纏めて、報告書を出版した。

報告書

(4件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (35件)

  • [文献書誌] 李 民賛: "小規模ほ場における土壌肥沃度パラメータの時空間変動"農業機械学会誌. 61・1. 141-147 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 李 民賛: "土壌マッピングにおけるグリッド内サンプリングサイズの検討"農業機械学会誌. 61・5. 65 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 澁澤 栄: "リアルタイム土中光センサーの開発"農業機械学会誌. 61・3. 131-133 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Shibusawa: "Local Variability of Nitrate Nitrogen in a Small Field"Proc. 2nd European Conf. Precision Agriculture, Denmark. 377-386 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Shibusawa: "Variability of Soil Parameters in a Small Field"Proc. 13th Inter. Conf. ISTVS, Munich. 89-96 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Shibusawa: "Spectrophotometer for Real-time Underground Soil Sensing"ASAE Paper. 993030. 1-10 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Astika, I: "Stochastic Farm Work Scheduling Algorithms Based on Short Range Weather Variation - Development of the Scheduling Algorithm"農業機械学会誌. 61・2. 157-164 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Astika, I: "Stochastic Farm Work Scheduling Algorithms Based on Short Range Weather Variation - Application on Sugarcane Harvesting Scheduling Problem -"農業機械学会誌. 61・3. 83-94 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Astika, I: "Stochastic Farm Work Scheduling Algorithms Based on Short Range Weather Variation - Improvement of SFSW with Consideration of Daily Rainfall Amount -"農業機械学会誌. 61・4. 141-150 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 酒井憲司: "シロクローバー雑草系の群落競争モデルの提案"農作業研究. 35・1. 1-6 (2000)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Li: "Local Variability of Soil Nutrient Parameters in Japanese Small Size Field"Journal of JSAM. 61(1). 141-147 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Li: "Sampling Size within Grid Cell for Field Map of Soil Parameter"Journal of JSAM. 61(5). 65-73 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Shibusawa: "Real-time Underground Soil Spectrophotometer"Journal of JSAM. 61(3). 131-133 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Shibusawa: "Local Variability of Nitrate Nitrogen in a Small Field"Proc. 2nd European Conf. Of Precision Agriculture. 377-386 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Shibusawa: "Variability of Soil Parameters in a Small Field"Proc. 13th Inter. Conf. ISTVS. 89-96 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Shibusawa: "Spectrophotometer for Real-time Underground Soil Sensing"ASAE Paper. 993030. 1-10 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I. Astika: "Stochastic Farm Work Scheduling Algorithm based on Short Range Weather Variation (part 1) - Development of the Scheduling Algorithm"Journal of JSAM. 61(2). 157-164 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I. Astika: "Stochastic Farm Work Scheduling Algorithm based on Short Range Weather Variation (part 1) - Development of the Scheduling Algorithm"Journal of JSAM. 61(3). 83-94 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I. Astika: "Stochastic Farm Work Scheduling Algorithm based on Short Range Weather Variation (part 1) - Development of the Scheduling Algorithm"Journal of JSAM. 61(4). 141-150 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Sakai: "Community Competition Model of White Clover-Weed system"Japanese Journal of Farm Work Research. 35(1). 1-6 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 李民賛: "小規模ほ場における土壌肥沃度パラメータの時空間変動"農業機械学会誌. 61・1. 141-147 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 李民賛: "土壌マッピングにおけるグリッド内サンプリングサイズの検討"農業機械学会誌. 61・5. 57-64 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 澁澤栄: "リアルタイム土中光センサーの開発"農業機械学会誌. 61・1. 131-133 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S.Shibusawa: "Local Variability of Nitrate Nitrogen in a Small Field"Proc. 2nd European Conf. Precision Agriculture, Denmark. 377-386 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S.Shibusawa: "Variability of Soil Parameters in a Small Field"Proc. 13th Inter. Conf. ISTVS, Munich. 89-96 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S.Shibusawa: "Spectrophotometer for Real-time Underground Soil Sensing"ASAE Paper. 993030. 1-10 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 李民賢・笹尾彰・渋澤栄・酒井憲司: "小規模ほ場における土壌肥沃度パラメータの時空間変動" 農業機械学会誌. 61・1. 141-148 (199)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] I.W.ASTIKA,A,Sasao,K.Sakai S.Shibusawa: "Stochstichtarm Wark Scheduling Algorithm Based on Short Range Weather Variation (Partl)" 農業機械学会誌. 61・2. 157-164 (199)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] I.W.Astica,A.Sasao,K.Sakai S.Shibusawa: "Stochastic farm Work Scheduling Algorithm based on Short Range Weather Variation (Part 2)" 農業機械学会誌. 61・3. (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 酒井憲司: "耕地生態系のカオスとその制御" 日本ファジィ学会ファジィカオス工学研究会論文集. 16. 1-8 (199)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 渋澤 栄: "米国プレシジョンアグリカルチャへの訪問" 農業機械学会誌. 61・1. 7-11 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 渋澤 栄: "環境保全と農業生産システム,「地域生態システム学」" 朝倉書店, 188 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 酒井憲司: "雑草生態力学系のモデリング,「地域生態システム学」" 朝倉書店, 188 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 笹尾 彰他: "畑と水田における土壌パラメータの時空間変動(発表予定)" 第57回農業機械学会年次大会講演要旨. 57. 125-126 (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 澁澤 栄他: "硝酸態窒素のほ場サンプリングサイズの検討" 第57回農業機械学会年次大会講演要旨. 57(発表予定). 127-128 (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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