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灌漑用水配分のための人工知能に基づく対話型意思決定支援システムの開発と実地試験

研究課題

研究課題/領域番号 18H02295
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分41030:地域環境工学および農村計画学関連
研究機関東京農工大学

研究代表者

加藤 亮  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (10302332)

研究分担者 桂 圭佑  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (20432338)
福田 信二  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (70437771)
斎藤 広隆  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (70447514)
宗村 広昭  岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (90403443)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
キーワード水配分 / 節水灌漑 / エージェントベースモデル / リモートセンシング / 水収支 / 収量予測 / SWATモデル / 水管理 / 労働資源 / 水田農業の水配分 / 流域水収支モデル / 圃場水収支モデル / 強化学習 / 乾期 / 棚田 / 環境制約 / 平地水田 / 作物モデル / 流域水収支
研究成果の概要

本研究では、a)水収支・作物生産予測サブモデルの開発・検証、b)農家間の水配分の「行動」と「報酬」に基づくエージェントベースモデルによるシミュレーション、c) 水管理者向けの対話型意思決定支援システムの開発と社会実装に向けた小規模地区での実証試験、を目的として研究を進めてきた。a)については,ドローンを使った米生産予測システムや節水灌漑による生産予測システムを構築した。b)については,エージェントベースモデルを開発し水配分のメカニズムを明らかにした。c)については,コロナ禍のため現地実証試験には至らなかったが,日本の事例を含め,インドネシア,カンボジアでの事例研究を実施することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果は,近年の農業のITおよびAI技術をASEANの水田地帯に適用することを念頭におき,渇水や洪水といった制約条件を明らかにしながら,節水灌漑や適正な水配分技術に対するICTとAI技術の開発を進めてきた。コロナ禍のため,最終年度に渡航できず,社会実装については遅れてしまったが,多様な技術開発面については十分に果たすことができた。
今後,現地の農業者や住民,および行政担当者と連携を取り,開発した技術について社会実装を進めていく。これにより,持続的かつレジリエンスの高い水田農業が可能になることが期待できる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 5件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 10件)

  • [国際共同研究] ボゴール農科大学/ガジャマダ大学/ウダヤナ大学(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] ボゴール農科大学/ガジャマダ大学/ウダヤナ大学(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] A Review of SWAT Model Application in Africa2021

    • 著者名/発表者名
      George Akoko, Tu Le Hoang, Takashi Gomi and Tasuku Kato
    • 雑誌名

      Water

      巻: 13 号: 9 ページ: 3000-3000

    • DOI

      10.3390/w13091313

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Impacts of Land-Use Input Conditions on Flow and Sediment Discharge in the Dakbla Watershed, Central Highlands of Vietnam2021

    • 著者名/発表者名
      Tram Vo Ngoc Quynh、Somura Hiroaki、Moroizumi Toshitsugu
    • 雑誌名

      Water

      巻: 13 号: 5 ページ: 627-627

    • DOI

      10.3390/w13050627

    • NAID

      120007019118

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of Different Objective Functions Used in the SUFI-2 Calibration Process of SWAT-CUP on Water Balance Analysis: A Case Study of the Pursat River Basin, Cambodia2020

    • 著者名/発表者名
      Sao Davy、Kato Tasuku、Tu Le Hoang、Thouk Panha、Fitriyah Atiqotun、Oeurng Chantha
    • 雑誌名

      Water

      巻: 12 号: 10 ページ: 2901-2901

    • DOI

      10.3390/w12102901

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Feasibility of Combining Deep Learning and RGB Images Obtained by Unmanned Aerial Vehicle for Leaf Area Index Estimation in Rice2020

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Tomoaki、Tanaka Yukie、Imachi Yuto、Yamashita Megumi、Katsura Keisuke
    • 雑誌名

      Remote Sensing

      巻: 13 号: 1 ページ: 84-84

    • DOI

      10.3390/rs13010084

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Monitoring soil water content for decision supporting in agricultural water management based on critical threshold values adopted for Andosol in the temperate monsoon climate2020

    • 著者名/発表者名
      Kassaye, K.T., Boulange, J., Thinh, L.V., Saito, H., Watanabe, H.
    • 雑誌名

      Agricultural Water Management

      巻: 229 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1016/j.agwat.2019.105930

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Analysis of the Drought Mitigated Mechanism in Terraced Paddy Fields Using CWSI and TVDI Indices and Hydrological Monitoring2019

    • 著者名/発表者名
      Fitriyah Atiqotun、Fatikhunnada Alvin、Okura Fumi、Nugroho Bayu Dwi Apri、Kato Tasuku
    • 雑誌名

      Sustainability

      巻: 11 号: 24 ページ: 6897-6897

    • DOI

      10.3390/su11246897

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Experimental and numerical evaluation of a ring-shaped emitter for subsurface irrigation2019

    • 著者名/発表者名
      Saefuddin Reskiana, Saito Hirotaka, Simunek, J.
    • 雑誌名

      Agricultural Water Management

      巻: 211 ページ: 111-122

    • DOI

      10.1016/j.agwat.2018.09.039

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] エージェントベースモデルの水田灌漑地区の水配分システムへの適用2018

    • 著者名/発表者名
      大倉 芙美, ブディアサ イ ワヤン, 關野 伸之, 加藤 亮
    • 雑誌名

      水文・水資源学会誌

      巻: 31 号: 5 ページ: 337-349

    • DOI

      10.3178/jjshwr.31.337

    • NAID

      130007497554

    • ISSN
      0915-1389, 1349-2853
    • 年月日
      2018-09-05
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] エージェントベースモデルの構築ーインドネシア、バリ島のスバックを事例としてー2020

    • 著者名/発表者名
      大倉 芙美、加藤 亮、ブディアサ イ ワヤン
    • 学会等名
      令和2年度農業農村工学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Assessment of hydrological processes and sediment yield in Dakbla catchment, Central Highland of Vietnam2020

    • 著者名/発表者名
      V.N.Q. Tram, H. Somura
    • 学会等名
      JpGU/
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 新利根川土地改良区における水質解析および物質動態の予測2020

    • 著者名/発表者名
      清水岳博、加藤亮
    • 学会等名
      令和2年度農業農村工学会関東支部
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Agent-Based Model Application for Resource Management Analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Fumi OKURA, I Wayan BUDIASA, Tasuku KATO
    • 学会等名
      the 12th International Conference on Agents and Artificial Intelligence
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Assessment of Stream Flow Variability in Pursat River Basin of Cambodia using SWAT Model2019

    • 著者名/発表者名
      Davy Sao, Tasuku Kato
    • 学会等名
      International SWAT conference, Vienna, Austria
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modelling of Discharge and Sediment Transport in Terrace Paddy Fields Through the SWAT model. a Case study: Keduang sub-watershed, Wonogiri Regency, Central Java, Indonesia2019

    • 著者名/発表者名
      Andrianto Ansari, Tasuku KATO
    • 学会等名
      International SWAT conference, Vienna, Austria
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Drought monitoring in watershed containing terraced paddy fields2019

    • 著者名/発表者名
      Atiqotun Fitriyah and Tasuku Kato
    • 学会等名
      Paddy and Water Environmental Engineering, Seoul, Korea
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Data-driven modelling of salinity dynamics at estuarine monitoring stations in Ben Tre, Vietnam2019

    • 著者名/発表者名
      Fukuda S., Kimura, M.
    • 学会等名
      2019 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of overwintering Tundra Swan against water quality and soil nutrients in winter-flooded paddy fields, Finland-Japan Bilateral Seminar: Carbon and Nutrient dynamics from terrestrial to aquatic ecosystems2019

    • 著者名/発表者名
      H. SOMURA
    • 学会等名
      Natural Resources Institute Finland (LUKE)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] onitoring of Discharge and Sediment transport in Agricultural Basin A Case Study in Keduang Sub-Basin, Central Java, Indonesia2019

    • 著者名/発表者名
      ANSARI Andrianto, Tasuku Kato
    • 学会等名
      2019年度農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Drought monitoring in watershed containing terraced paddy fields2019

    • 著者名/発表者名
      Atiqotun Fitriyah, Tasuku Kato
    • 学会等名
      2019年度農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Assessment of Stream Flow Variability in Pursat River Basin of Cambodia using SWAT Model2019

    • 著者名/発表者名
      Sao Davy, Tasuku Kato
    • 学会等名
      2019年度農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Water Allocation Assessment in Charek Irrigation Scheme, Pursat River Basin, Cambodia2019

    • 著者名/発表者名
      THOUK Panha・KATO Tasuku
    • 学会等名
      2019年度農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Sustainability of Marine Fishery Resources for community Fisheries in Coastal area, Cambodia2019

    • 著者名/発表者名
      PHEN BUNTHOEUN・KATO Tasuku
    • 学会等名
      2019年度農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ラオス国ビエンチャン市の水環境問題における行政組織のニーズに関する調査2019

    • 著者名/発表者名
      口分田彩夏・加藤 亮
    • 学会等名
      2019年度農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 循環灌漑導入に向けた低平地農業地域のかんがい排水における水収支評価2019

    • 著者名/発表者名
      富山英明・加藤 亮
    • 学会等名
      2019年度農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 循環灌漑導入に向けた灌漑排水中の水質評価―新利根川土地改良区の事例―2019

    • 著者名/発表者名
      富山英明・加藤 亮
    • 学会等名
      農業農村工学会関東支部講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ルクハブ流域における作物収量・灌漑水量の推定2019

    • 著者名/発表者名
      宗村広昭,E. Rabanizada, S. Mohammad, 諸泉利嗣
    • 学会等名
      水文・水資源学会2019年度研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Impacts of the variability of water supply on rice production in Pursat river basin, Cambodia2018

    • 著者名/発表者名
      Davy Sao, Tasuku Kato, Chantha Oeurng
    • 学会等名
      PAWEES-INWEPF international conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on water stress distribution of rice production in terraced paddy fields2018

    • 著者名/発表者名
      Atiqotun Fitriyah, Tasuku Kato
    • 学会等名
      PAWEES-INWEPF international conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Agent-Based Modeling of water allocation system considering labor-factor ,- case study of SUBAK system in Bali, Indonesia -2018

    • 著者名/発表者名
      Fumi Okura, Tasuku Kato, I Wayan Budiasa
    • 学会等名
      PAWEES-INWEPF international conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 霞ヶ浦新利根川流域における湖沼と水田地帯の水環境保全に向けた循環灌漑の適用可能性2018

    • 著者名/発表者名
      加藤亮,池田周平,直江次男
    • 学会等名
      第17回世界湖沼会議
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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