講演5 講演資料　ドローンを活⽤した牧草判別について-牧草判別サービスの提供- （岩崎・金子）2017.10.20

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ドローンを活⽤した牧草判別についてドローンを活⽤した牧草判別について
--牧草判別サービスの提供牧草判別サービスの提供--
スマート農業シンポジウムスマート農業シンポジウム
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精密農業技術で課題を解決！精密農業技術で課題を解決！〜岩崎〜岩崎
トラクタの
⾛⾏
作物の
⽣育
まっすぐ⾛りたい
⻑時間運転が疲れる
⽣育にムラがある
収量・品質を上げたい
肥料を抑えたい
GNSSトラクタ制御
ドローンによる計測・３D化
圃場の
改良
施設の
管理
肥料を抑えたい
倒伏を防ぎたい
地形を均したい
⾯積を知りたい
草地更新したい
ハウス開閉や
貯蔵の温度
ドローンによる計測・３D化
センサーやマップによる
可変施肥システム
⼟壌センサーなどIoT計測器
草地におけるドローンの活⽤草地におけるドローンの活⽤
精密農業技術で課題を解決！精密農業技術で課題を解決！〜岩崎〜岩崎
多⼈数で作業
現状の植⽣調査
何⽇もかかる
チムを編成分担作業
10⼈程度必要なときも…
ドローンを使うと
操縦者だけ
上空から短時間で
調査場所では空撮担当者だけで
5h 程度なら10分ほどの空撮
⼈⽬の主観的判断
チームを編成、分担作業
事前に⾒⽅の統⼀や
調査後に結果の合わせ込み
など打合せ必要
画像で客観的に
広域かつ⾼精細な画像（※1）
をもとに⾊や⾯積の情報から
定量的に判別。
（ A Iによる⾃動判別も
今後可能に！）
5ha程度なら10分ほどの空撮
ハイパースペクトルカメラ
を搭載したラジコンヘリ
固定翼
マルチコプター（４ローター）
マルチコプター
（ガードタイプ）
Pix4Dmapper

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リモートセンシングによる圃場診断、⽣育マップ
観測衛星から航空機からトラクターから
ALOS,SPOT
IKONOS
QuickBird 等
ＵＡＶ
植物の栄養・⽔分、⽣育状態、
被害状況などを観測・分析する
有名な指標 NDVI（植⽣指数）
植物は、近⾚外光はよく反射し、
可視光（⾚）はほとんど反射しない
近⾚外光の反射率と
可視光（⾚）の反射率により算出
⽣育マップやタンパクマップ（GIS）
草地センシングの共同研究
「レーザー式⽣育センサ（「レーザー式⽣育センサ（CropSpecCropSpec))の草地への適⽤可能性に関する研究」の草地への適⽤可能性に関する研究」
（（20142014年〜年〜33ヵ年ヵ年））
・根釧農業試験場・根釧農業試験場
・株式会社トプコン・株式会社トプコン
株式会社岩崎株式会社岩崎
衛星観測に比べ衛星観測に比べ
対象に近接しかもリアルタイム！対象に近接しかもリアルタイム！
・株式会社岩崎・株式会社岩崎
根釧農業試験場
時期別のセンシング結果から時期別のセンシング結果から
草種判別草種判別
収量予測収量予測
研究におけるＵＡＶの利⽤
トラクタからの⽣育センサーによるセンシング情報に加え、トラクタからの⽣育センサーによるセンシング情報に加え、
ＵＡＶによる上空からの可視情報を補強ＵＡＶによる上空からの可視情報を補強（岩崎にて空撮）（岩崎にて空撮）
20152015年年66⽉⽉（１番草収穫前）実施（詳細データ解析中）（１番草収穫前）実施（詳細データ解析中）
オルソ画像について
オルソ画像とは、空中写真の像の歪みをなくし、真上から⾒たような
傾きのない画像に変換し、位置情報を与えたもの
ＵＡＶによる⾼解像度画像
⾼いオーバーラップ率で多くの画像を撮影
衛星写真による草地ＵＡＶによる草地

3
・草地の空撮〜オルソ活⽤例１（中頓別）5⽉・6⽉・８⽉
５/２２６/１６７/１９
・草地の空撮〜オルソ活⽤例２（⿅追）5⽉・6⽉・７⽉
草地に草地におけるおけるドローンドローンのの活⽤活⽤
改良普及センターへの
改良普及センタへの
ヒアリング結果
（2015.10.15
普及指導員向け研修会）
ＵＡＶによるＮＤＶＩ図とカメラ画像の⽐較
UAV搭載⽤マイクロマルチスペクトルカメラ
（３バンド：近⾚外可視(⾚）可視（緑））
草地（中標津2016.4）
ADC micro Sequoia RedEDGE Sentera（single/Double)
計測波⻑３バンド
（緑、⾚、近⾚外）
４バンド
（緑、⾚、近⾚外、
レッドエッジ）
５バンド
（⻘、緑、⾚、近⾚外、レッドエッジ）
発売時期 2014年 2016年 2016年 2017年
解像度 / i l@ 22 3 / i l@ 20 8 / i l@ 20 / i l@ 20
・UAV搭載型マルチスペクトルカメラの⽐較
解像度 4.5cm/pixel@122ｍ 13cm/pixel@120ｍ 8cm/pixel@120m 11cm/pixel@120m
シャッター
⽅式ローリングシャッターグローバルシャッター
主な取付
UAV
QC730 Phantom3 、eBee Matrice100 Phantom4 Pro
⾃動撮影インターバル機能のみ ATLAS FLIGHTにて⾃動撮影可能 AgValt にて⾃動撮影
⽣育図
作成⼿順
・添付のソフトで
NDVI図作成（1枚）
・Photoscanまたは、Pix4Dmapperで結合
しNDVI図を作成
Pix4Dmapperで結合
しNDVI図を作成
クラウドなし ATLASクラウド利⽤可なし
リモートセンシングでの植⽣計測の⽅法
植物は、緑⾊に⾒えます。これは、可視光線（⾚・⻘・緑）のうち植物の
葉が緑⾊の波⻑を反射し、⾚・⻘の波⻑を吸収するためです。
また、⼈間の⽬では⾒ることのできない波⻑での反射も⾏っており、⽣育
の活発な植物のクロロフィルが近⾚外線を強く反射することが知られていま
す。
⽣育マップやタンパクマップ（GIS）

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リモートセンシングでの植⽣計測の⽅法
衛星リモートセンシングでは、⾚波⻑（Ｒ）と近⾚外波⻑（ＩＲ）の値（反射
率）を⽤いて表す指標をNDVI（Normalized Difference Vegetation Index）
正規化植⽣指標と呼び、植物の活性度を把握しています。
NDVI = (IR-R)/(IR+R）
NDVIでは、値が⼤きいほど植⽣が良いと判断されます。
植⽣良い植⽣悪い
IR（近⾚外） 10 10
Ｒ（⾚） 1 9
NDVI 0.8 0.05
NDVIのイメージ
＞
レーザー式⽣育センサー
Nutrition SensorNutrition Sensor
CropSpecCropSpec
CropSpecCropSpec S1値
レーザー式⽣育センサー
CropSpecも２波⻑のレーザーを⽤いて、⼩⻨を中⼼とした葉⾊の計測値（Ｓ１）
を算出します。
レザ式⽣育センサ
波⻑1
波⻑2
波⻑については、主に⼩⻨の葉の反射特性を利⽤できるよう設定されています。
また、レーザーを発光する事で、
◆指向性が強い
◆LEDに⽐べてスペクトル幅が狭く感度が良い
◆⽇射の変化に左右されない計測を実施する
といった特徴があります。
可変施肥システムによる追肥作業（⼩⻨）
草地における可変施肥システムの可能性草地における可変施肥システムの可能性
CropSpecCropSpec
CropSpecCropSpec
計測値
可変散布⽤
ECU
処⽅箋DB
Crop Specの計
測値から、必要窒
素量を算出。作物
の種類に応じた肥
料の散布量を推定
道内きたほなみ
指定された量を散布
GNSS
⾞速信号
施肥機
⽇射に影響されない
能動型レーザー
草地における可変施肥システムの可能性草地における可変施肥システムの可能性草地におけるドローンの活⽤草地におけるドローンの活⽤草地におけるドローンの活⽤草地におけるドローンの活⽤
道内きたほなみ
の幼穂形成期と
⽌葉期処⽅箋DBから出⼒
された散布量を
コントロール
⼩⻨圃場における効果
①収量の向上（103.7%）
②歩留向上（106%）
③品質の均⼀化（変動幅2%→1%）
（⼗勝農業試験場統計）
マップの効果⽣育および施肥マップをユーザ⾃⾝が確認したい⽬的で⽣育および施肥マップをユーザ⾃⾝が確認したい⽬的で
可変施肥システムと併せて可変施肥システムと併せて簡易簡易GISGISソフトをソフトを導⼊導⼊する事例も。する事例も。
⽣育ばらつき⽣育ばらつき
簡易簡易GISGISソフトソフト
USBUSBでデータ出⼒でデータ出⼒
簡単に地図表⽰簡単に地図表⽰
⽣育悪いところに⽣育悪いところに
多めに施肥多めに施肥
施肥結果施肥結果
●可変施肥システム（CropSpec）の利⽤状況（最新）
可変施肥システム（CropSpec）は、道内の各地で利⽤が始まっています。
（2013〜の利⽤状況）（⼀部試験運⽤を含みます）
佐呂間町⼩清⽔町
斜⾥町
⼤空町
当別町
岩⾒沢市
中標津町
本別町
新得町
⿅追町⾳更町
浦幌町
帯広川⻄帯広広野
⻑沼町
安平町
中札内村

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処⽅箋DB
Crop Specの計
測値から、必要窒
素量を算出。作物
の種類に応じた肥
料の散布量を推定
幼穂形成期・⽌葉期
CropSpecセンサーによる
計測
機能強化！
⽣育図・NDVI図を
もとに
施肥データを⽣成
基肥・他作物過去の⽣育図や
NDVI図
i-Farmingを利⽤！
マップ施肥とその効果について
3年間の平均
⽣育マップ
てんさい基肥可変施肥⽤マップ
衛星やUAVに
よる⽣育データ
（⼗勝農業試験場提供資料より）
作物収量効果可変施肥システムの主な利⽤⽅式
⼩⻨５ %増（製品収量）センサーによるリアルタイム施肥
てんさい５.９%増（糖量）マップ施肥
ばれいしょ３.２%増マップ施肥
作物の可変施肥システムによる収量効果
i-Farmingを利⽤！
ＵＡＶによる画像から３次元データを作成
オルソ画像と点群データが
作成可能
・草地の空撮〜3次元データ活⽤例（道東）
草地整備事業のための平⾯図作成：従来測量 → UAVによる空撮〜３次元地形取得
牧草判読サービスについて牧草判読サービスについて
圃場の空撮、オルソ・NDVI図作成
データをもとに
雑草域を判別
牧草判読サービス
まずは空撮から
始めませんか？
29
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施肥マップ
作成サービス
ソフト販売
ソフト操作指導
施肥
設計
可変施肥販売およびサポート
ご清聴いただき誠にありがとうございました清聴ただき誠ありがとうざました

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