JP6516035B1 - 灌漑水量測定装置、灌漑水量測定方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】点滴灌漑が採用された圃場において、圃場に供給される灌漑水の量の厳密な管理を可能にし得る、灌漑水量測定装置、灌漑水量測定方法、及びプログラムを提供する。
【解決手段】灌漑水量測定装置１０は、圃場の区画毎に設置された水分センサそれぞれから、区画の土壌水分量を特定するセンサデータを取得する、センサデータ取得部１１と、圃場全体において、灌漑の開始から終了までの間に点滴灌漑システムから供給された灌漑水の供給量を測定する、灌漑水量計測部１２と、区画毎に、当該区間の土壌水分量の変動状態に基づいて、当該区画に灌漑水が供給されていた時間を特定する、灌漑時間特定部１３と、区画毎に、当該区画について特定された時間と、圃場全体における灌漑の開始から終了までの時間と、測定された供給量とから、当該区画に供給された灌漑水の供給量を算出する、算出処理部１４と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、圃場に点滴灌漑を行う場合の区画毎の灌漑水の供給量を測定する、灌漑水量測定装置、及び灌漑水量測定方法に関し、更には、これらを実現するためのプログラムに関する。

従来から、大規模な圃場においては、圃場全体の土壌水分量を適切に保つため、灌漑が行われている。主な灌漑の方式としては、図７に示すように、例えば、畝間灌漑、スプリンクラー灌漑、点滴灌漑が知られている。図７は、従来からの灌漑の方式を説明するための説明図である。図７には、各灌漑方式における特徴が表示されている。

このうち、畝間灌漑は、原始的な灌漑であり、大規模な圃場においては、灌漑水の利用効率の点から不向きである。一方、スプリンクラー灌漑は、スプリンクラーによって、灌漑水を散水する方式であり、大規模な圃場に適している。また、スプリンクラー灌漑によれば、後述の点滴灌漑に比べて、設備コストを大幅に低くできる。

一方、点滴灌漑は、圃場に、灌漑用の点滴チューブを敷設し、点滴チューブに設けられたドリッパーから、農作物に点滴するように灌漑水を供給する方式である。一般に、農作物の栽培においては、生長ステージに合わせて、適切な量の水及び肥料が与えられることが重要である。このことは、より繊細な水管理及び肥料管理が必要とされるトマト等の野菜においては顕著である。そして、点滴灌漑によれば、作物の根元にピンポイントに灌漑を行うことができるため、より繊細な水管理ができる。また、点滴灌漑では、灌漑水として、肥料が混ぜられた水を利用することもでき、この場合は、繊細な肥料管理も可能となる。このため、点滴灌漑は、トマト等のような繊細な水管理及び肥料管理が必要な作物に適している。

このように、点滴灌漑では、設備コストは高くなるが、農作物に適切な量の水を効率良く供給できる。このため、点滴灌漑によれば、スプリンクラー灌漑に比べて、確実に農作物に水を供給できると共に、水の使用量を大幅に低下させることができる。従って、土壌水分量を厳密に管理することが求められる農作物が栽培される場合では、主に点滴灌漑が採用されている。

ところで、実際の点滴灌漑が採用された圃場においては、多くの場合、供給する灌漑水の量の管理は人手によって行われている。具体的には、作業者は、管理者が策定したプランに沿って、開始時刻に供給バルブを開き、終了時刻に供給バルブを閉じる。供給バルブから吐出される灌漑水の流量は一定であるので、開始時刻及び終了時刻を適切に設定することで、供給される灌漑水の量は管理される。

しかし、実際には、作業者がバルブ開閉を行う時刻と、プランで設定された開始時刻及び終了時刻との間にズレが生じる場合がある。また、このズレの幅は、作業者によって変動する可能性もある。この結果、供給される灌漑水の量を厳密に管理することが困難になる場合もある。

このため、特許文献１は、灌漑における灌漑水の供給量を、機械的に制御するシステムを開示している。具体的には、特許文献１に開示されたシステムは、センサから出力されたデータと、気象及び土中水分の予測データとに基づいて、土壌の水分量が下限に達すると判断すると、バルブを開き、水分量が上限に達すると判断すると、バルブを閉じて、灌
漑水の供給量を管理している。

特開２００４−１２４５９９号公報

ところで、通常、点滴灌漑が採用される場合は、圃場は、幾つかの区画に分けられ、区画毎に、点滴チューブを含む供給ラインが構築される。そして、供給ライン毎に、水源との間に供給バルブが設置され、作業者は、供給ライン毎に、策定プランに沿って供給バルブの開閉を行っている。

つまり、点滴灌漑においては、地中の水分量は区画毎に異なり、一様ではない。このため、特許文献１に開示されたシステムでは、区画毎に水分量を測定することは前提とされていないので、このシステムをそのまま点滴灌漑に適用した場合では、灌漑水の供給量の誤差が大きくなり過ぎる可能性がある。

一方、区画毎に、データの予測と供給バルブの制御とが行えるようにして、特許文献１に開示されたシステムを導入すれば、上記問題は解消されるとも考えられるが、この場合は、設備コストが非常に高いものとなってしまう。

本発明の目的の一例は、上記問題を解消し、点滴灌漑が採用された圃場において、設備コストの上昇を抑制しつつ、圃場に供給される灌漑水の量の厳密な管理を可能にし得る、灌漑水量測定装置、灌漑水量測定方法、及びプログラムを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一側面における灌漑水量測定装置は、点滴灌漑システムが設置された圃場において灌漑水の供給量を測定するための装置であって、
前記圃場を複数個に分割する区画毎に設置された水分センサそれぞれから、当該区画における土壌水分量を特定するセンサデータを取得する、センサデータ取得部と、
前記圃場全体において、灌漑の開始から終了までの間に、前記点滴灌漑システムから供給された灌漑水の供給量を測定する、灌漑水量計測部と、
前記区画毎に、前記センサデータで特定される当該区間の土壌水分量の変動状態に基づいて、当該区画に灌漑水が供給されていた時間を特定する、灌漑時間特定部と、
前記区画毎に、当該区画について特定された時間と、前記圃場全体における灌漑の開始から終了までの時間と、測定された前記供給量とから、当該区画に供給された灌漑水の供給量を算出する、算出処理部と、
を備えている、ことを特徴とする。

また、上記目的を達成するため、本発明の一側面における灌漑水量測定方法は、点滴灌漑システムが設置された圃場において灌漑水の供給量を測定するための方法であって、
（ａ）前記圃場を複数個に分割する区画毎に設置された水分センサそれぞれから、当該区画における土壌水分量を特定するセンサデータを取得する、ステップと、
（ｂ）前記圃場全体において、灌漑の開始から終了までの間に、前記点滴灌漑システムから供給された灌漑水の供給量を測定する、ステップと、
（ｃ）前記区画毎に、前記センサデータで特定される当該区間の土壌水分量の変動状態に基づいて、当該区画に灌漑水が供給されていた時間を特定する、ステップと、
（ｄ）前記区画毎に、当該区画について特定された時間と、前記圃場全体における灌漑の開始から終了までの時間と、測定された前記供給量とから、当該区画に供給された灌漑水
の供給量を算出する、ステップと、
を有する、ことを特徴とする。

更に、上記目的を達成するため、本発明の一側面におけるプログラムは、点滴灌漑システムが設置された圃場において、コンピュータによって、灌漑水の供給量を測定するためのプログラムであって、
前記コンピュータに、
（ａ）前記圃場を複数個に分割する区画毎に設置された水分センサそれぞれから、当該区画における土壌水分量を特定するセンサデータを取得する、ステップと、
（ｂ）前記圃場全体において、灌漑の開始から終了までの間に、前記点滴灌漑システムから供給された灌漑水の供給量を測定する、ステップと、
（ｃ）前記区画毎に、前記センサデータで特定される当該区間の土壌水分量の変動状態に基づいて、当該区画に灌漑水が供給されていた時間を特定する、ステップと、
（ｄ）前記区画毎に、当該区画について特定された時間と、前記圃場全体における灌漑の開始から終了までの時間と、測定された前記供給量とから、当該区画に供給された灌漑水の供給量を算出する、ステップと、
を実行させる、ことを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、点滴灌漑が採用された圃場において、圃場に供給される灌漑水の量の厳密な管理が可能となる。

図１は、本発明の実施の形態における灌漑水量測定装置の構成を示す構成図である。 図２は、本発明の実施の形態における灌漑水量測定装置が灌漑システムに適用された例を示す構成図である。 図３は、本発明の実施の形態において測定された土壌水分量を示す図であり、図３（ａ）は区画Ａの場合を示し、図３（ｂ）は区画Ｂの場合を示している。 図４は、本発明の実施の形態における灌漑水量測定装置の動作を示すフロー図である。 図５は、本発明の実施の形態の変形例１における灌漑水量測定装置を示す構成図である。 図６は、本発明の実施の形態における灌漑水量測定装置を実現するコンピュータの一例を示すブロック図である。 図７は、従来からの灌漑の方式を説明するための説明図である。

（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態における、灌漑水量測定装置、灌漑水量測定方法、及びプログラムについて、図１〜図６を参照しながら説明する。

［装置構成］
最初に、図１を用いて、本実施の形態における灌漑水量測定装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態における灌漑水量測定装置の構成を示す構成図である。

図１に示す本実施の形態における、灌漑水量測定装置１０は、点滴灌漑システムが設置された圃場において灌漑水の供給量を測定するための装置である。図１に示すように、灌漑水量測定装置１０は、センサデータ取得部１１と、灌漑水量計測部１２と、灌漑時間特定部１３と、算出処理部１４とを備えている。

センサデータ取得部１１は、圃場を複数個に分割する区画毎に設置された水分センサそれぞれから、各区画における土壌水分量を特定するセンサデータを取得する。灌漑水量計測部１２は、圃場全体において、灌漑の開始から終了までの間に、点滴灌漑システム２０から供給された灌漑水の供給量（以下「総灌漑水量」と表記する）を測定する。

灌漑時間特定部１３は、区画毎に、センサデータで特定される各区間の土壌水分量の変動状態に基づいて、各区画に灌漑水が供給されていた時間を特定する。算出処理部１４は、区画毎に、各区画について特定された時間と、総灌漑水量とから、各区画に供給された灌漑水の供給量を算出する。

このように、本実施の形態では、点滴灌漑システムにおける、区画毎に灌漑水の供給が行われるという特性に基づいて、区画毎に灌漑水の供給量が算出される。このため、本実施の形態によれば、点滴灌漑が採用された圃場において、圃場に供給される灌漑水の量の厳密な管理が可能となる。また、本実施の形態では、区画毎にバルブを自動で制御する必要はないため、設備コストの上昇が抑制される。更に、本実施の形態は、既存の点滴灌漑システムに、そのまま適用できるので、この点からも設備コストの上昇が抑制される。

続いて、図２を用いて、本実施の形態における灌漑水量測定装置の機能について具体的に説明する。図２は、本発明の実施の形態における灌漑水量測定装置が灌漑システムに適用された例を示す構成図である。

図２には、本実施の形態における灌漑水量測定装置１０が適用される点滴灌漑システム２０及び圃場３０が示されている。図２に示すように、圃場３０には、複数条の畝が設けられており、この畝に沿って作物３３が植えられている。また、図２の例では、圃場３０は、畝に沿って、４つの区画３１に分割されている。図２中のＡ〜Ｄは、説明のために各区画３１に付与された識別子である。

図２に示すように、点滴灌漑システム２０は、区画毎に設けられた供給ライン２１ａ〜２１ｄと、各供給ラインから分岐したドリップライン２２ａ〜２２ｄと、供給ライン毎に設けられたバルブ２５ａ〜２５ｄと、流量計２４と、供給タンク２３とを備えている。

供給ライン２１ａ〜２１ｄは、それぞれ、対応する区画に、水源となる供給タンク２３の灌漑水を導くためのラインである。各供給ライン２１ａ〜２１ｄにおいて、対応するバルブが開かれると、供給タンク２３の灌漑水が、その供給ラインを介して、対応する区画３１へと導かれる。

また、図２に示す点滴灌漑システム２０において、バルブ２５ａ〜２５ｄの開閉は作業者によって順に行われる。具体的には、作業者は、予め策定されたプランに沿って、例えば、バルブ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄの順に、一定時間開き、区画毎に灌漑水を供給する。なお、点滴灌漑システム２０では、開状態となるバルブは１つのみであり、開状態にあるバルブが閉じられてから、別のバルブが開かれる。

流量計２４は、供給タンク２３から、いずれかの供給ラインを介して、圃場３０へと供給された灌漑水の供給量を測定する。また、図２の例では、流量計２４は、パルス発信式の流量計であり、設定量の流体が流れる度にパルス信号を出力する。出力されたパルス信号は、本実施の形態では、灌漑水量測定装置１０へと送られる。なお、本実施の形態において、流量計２４は、パルス発信式に限定されることはない。他の形式の流量計２１が用いられる場合については後述する。

ドリップライン２２ａ〜２２ｄは、対応する供給ラインから分岐したラインであり、一般的な農業用の点滴チューブによって構成されている。また、各ドリップライン２２ａ〜２２ｄは、それぞれ、対応する区画の畝に沿って配置されている。図２の例では、ドリップライン２２ａは供給ライン２１ａから分岐し、ドリップライン２２ｂは供給ライン２１ｂから分岐し、ドリップライン２２ｃは供給ライン２１ｃから分岐し、ドリップライン２２ｄは供給ライン２１ｄから分岐している。

また、ドリップライン２２ａ〜２２ｄは、上述したように点滴チューブで構成されているため、管壁には、長手方向に沿って一定間隔毎に、ドリッパー（図２において図示せず）が設けられている。ドリッパーは、点滴のように一定量の灌漑水を灌水できるように構成されており、作物３３に最適な量の灌漑水を供給する。

このような構成により、点滴灌漑システム２０によれば、作物３３の根元にピンポイントに灌漑を行うことができるため、より繊細な水管理ができる。また、点滴灌漑では、肥料は水に混ぜられた状態で供給されるため、繊細な肥料管理も可能となる。

水分センサ３２は、区画３１毎に設置されている。また、水分センサ３２は、一定間隔で、設置されている区画の土壌水分量を特定するセンサデータを、灌漑水量測定装置１０へと送信する。また、水分センサ３２は、センサデータとしてアナログ信号を出力するが、本実施の形態では、デジタルアナログ変換回路を備えており、センサデータをデジタル信号に変換してから、灌漑水量測定装置１０へと送信する。また、図２の例では、水分センサ３２は、センサデータを、デジタル信号に変換してから、無線通信によって灌漑水量測定装置１０へと送信している。センサデータの送信は有線によって行われていても良い。

センサデータが送信されてくると、センサデータ取得部１１は、これを取得する。また、本実施の形態では、センサデータ取得部１１は、センサデータから、送信元の水分センサ３２が配置されている区画の土壌水分量を特定し、特定した土壌水分量を、灌漑時間特定部１３に出力する。

灌漑水量計測部１２は、本実施の形態では、流量計２４が出力したパルス信号を取得し、パルス信号の取得回数に基づいて、総灌漑水量を測定する。具体的には、灌漑水量計測部１２は、予め設定されている１パルス当たりの流量に、取得回数を乗算することによって、総灌漑水量を測定する。

灌漑時間特定部１３は、まず、区画毎に、該当区間の土壌水分量が上昇し始めた時点と、別の区画において土壌水分量が上昇し始めた時点とを特定する。そして、灌漑時間特定部１３は、特定した前者の時点から、後者の時点までを、該当区画に灌漑水が供給されていた時間（以下「灌漑実施時間」と表記する）として特定する。

ここで、図３を用いて、灌漑時間特定部１３の機能をより詳細に説明する。図３は、本発明の実施の形態において測定された土壌水分量を示す図であり、図３（ａ）は区画Ａの場合を示し、図３（ｂ）は区画Ｂの場合を示している。

まず、図２に示したように、区画Ａと区画Ｂとは隣接しているが、各区画のドリップラインは、それぞれ別々の供給ラインに接続されている。そして、図３（ａ）及び（ｂ）の例では、区画Ａへの供給が行われた後に、区画Ｂへの供給が行われているとする。即ち、作業者が、バルブ２５ａを所定の時間開いた後に、これを閉じ、その後、バルブ２５ｂを開いたとする。

この場合、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、土壌水分量は、バルブ２５ａが開かれると、そのタイミングで、区画Ａにおいて上昇し、その後、バルブ２５ａが閉じられると徐々に下降する。また、バルブ２５ｂが開かれると、土壌水分量は、区画Ｂにおいて上昇する。

このとき、灌漑時間特定部１３は、区画Ａでの灌漑実施時間として、区画Ａにおける土壌水分量が上昇し始めた時点から、区画Ｂにおける土壌水分量が上昇し始めた時点までを特定する。また、灌漑時間特定部１３は、区画Ｂ〜区画Ｄについても同様に灌漑実施時間を算出する。また、灌漑時間特定部１３は、最後に、供給が行われる区画においては、その区画に対応するバルブが閉じられた時刻を、灌漑実施時間の終点とすることができる。

また、算出処理部１４は、本実施の形態では、最初に、灌漑水量計測部１２によって測定された総灌漑水量を、灌漑によって灌漑水の供給が行われていた時間、即ち、バルブ２５ａ〜２５ｄそれぞれが開いてから閉じるまでの時間の合計で除算して、単位時間当たりの供給量を算出する。そして、算出処理部１４は、区画毎に、下記の数１を用いて、各区画に供給された灌漑水の供給量を算出する。

（数１）
該当区画に供給された灌漑水の供給量＝該当区画の灌漑実施時間×単位時間当たりの供給量

また、本実施の形態において、点滴灌漑システム２０の作業者又は管理者が、バルブ２５ａ〜２５ｄそれぞれについて、開いた時刻と閉じた時刻とを、灌漑水量測定装置１０に直接入力しているとする。この場合は、算出処理部１４は、入力された各時刻から、灌漑によって灌漑水の供給が行われていた時間を算出する。更に、バルブ２５ａ〜２５ｄそれぞれから、バルブの開閉を示す信号が、灌漑水量測定装置１０に対して送信されてくる場合は、算出処理部１４は、この信号に基づいて、バルブ２５ａ〜２５ｄそれぞれを開いた時刻と閉じた時刻とを特定して、灌漑によって灌漑水の供給が行われていた時間を算出する。

［装置動作］
次に、本実施の形態における灌漑水量測定装置１０の動作について図４を用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態における灌漑水量測定装置の動作を示すフロー図である。以下の説明においては、適宜図１〜図３を参酌する。また、本実施の形態では、灌漑水量測定装置１０を動作させることによって、灌漑水量測定方法が実施される。よって、本実施の形態における灌漑水量測定方法の説明は、以下の灌漑水量測定装置１０の動作説明に代える。

図４に示すように、最初に、センサデータ取得部１１は、各区画３１に配置されている水分センサ３２から送信されてきたセンサデータを取得する（ステップＡ１）。また、ステップＡ１では、センサデータ取得部１１は、取得したセンサデータから、送信元の水分センサ３２が配置されている区画の土壌水分量を特定する。

次に、灌漑時間特定部１３は、区画毎に、ステップＡ２でセンサデータから特定された、土壌水分量の変動状態に基づいて、灌漑実施時間を特定する（ステップＡ２）。

具体的には、ステップＡ２では、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、特定の区画３１で土壌水分量が上昇し始めた時点から、別の区画３１で土壌水分量が上昇し始めた時点までを特定し、その間を特定の区画３１の灌漑実施時間とする。

次に、灌漑時間特定部１３は、全ての区画３１について灌漑実施時間を特定できたかどうかを判定する（ステップＡ３）。ステップＡ３の判定の結果、全ての区画３１について灌漑実施時間を特定できていない場合は、灌漑時間特定部１３は、センサデータ取得部１１に再度ステップＡ１を実行させる。

一方、ステップＡ３の判定の結果、全ての区画３１について灌漑実施時間を特定できている場合は、灌漑時間特定部１３は、灌漑水量計測部１２に、そのことを通知する。これにより、灌漑水量計測部１２は、総灌漑水量を測定する（ステップＡ４）。

具体的には、ステップＡ４では、灌漑水量計測部１２は、灌漑が行われている間、流量計２４が出力したパルス信号を取得し、取得した回数を計測している。よって、灌漑水量計測部１２は、予め設定されている１パルス当たりの流量に、取得回数を乗算することによって、総灌漑水量を測定する。

次に、算出処理部１４は、ステップＡ２で特定された灌漑実施時間と、圃場全体における灌漑の開始から終了までの時間と、ステップＡ４で測定された総灌漑水量とから、各区画に供給された灌漑水の供給量を算出する（ステップＡ５）。

具体的には、ステップＡ５では、算出処理部１４は、最初に、ステップＡ４で測定された総灌漑水量を、バルブ２５ａ〜２５ｄそれぞれが開いてから閉じるまでの時間の合計で除算して、単位時間当たりの供給量を算出する。そして、算出処理部１４は、区画毎に、上述した数１を用いて、各区画に供給された灌漑水の供給量を算出する。

また、灌漑水量測定装置１０は、ステップＡ５の実行後、算出した区画毎の灌漑水の供給量を特定するデータを、点滴灌漑システム２０の管理者の端末装置等に送信することができる。この場合、管理者は、端末装置等において、区画毎に、正確な灌漑水の供給量を確認でき、灌漑水の供給量を厳密に管理できる。

［実施の形態における効果］
このように、本実施の形態では、点滴灌漑システムの特性を利用して、区画毎に、供給された灌漑水の量を正確に測定することができる。本実施の形態によれば、点滴灌漑が採用された圃場において、圃場に供給される灌漑水の供給量の厳密な管理が可能となる。また、本実施の形態では、既存の点滴灌漑システムをそのまま用いることができ、設備コストの上昇が抑制されている。

［変形例１］
続いて、本実施の形態における灌漑水量測定装置１０の変形例１について図５を用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態の変形例１における灌漑水量測定装置を示す構成図である。

本変形例１では、流量計２４は、それを通過した灌漑水の流量をメーターによって表示するタイプの流量計である。また、流量計２４の近くには、そのメーター部分を撮影可能なように、デジタルカメラ２６が配置されている。そして、デジタルカメラ２６は、設定間隔で撮影を行い、撮影によって得られた画像データを、時系列に沿って、灌漑水量測定装置１０に送信する。なお、デジタルカメラ２６による設定間隔での撮影は、管理者によって行われていても良いし、自動的に行われていても良い。

このため、本変形例１では、灌漑水量計測部１２は、デジタルカメラ２６から、流量計２４の画像データを、時系列に沿って取得し、取得した画像データに基づいて、総灌漑水量を測定する。

具体的には、例えば、流量計２４のメーターがアナログメーターである場合は、灌漑水量計測部１２は、画像処理によって、画像データからメーターの針の部分を抽出し、抽出した針の部分から、流量計２４を通過した灌漑水の流量を特定する。また、流量計２４のメーターが数値を表示するデジタルメーターである場合は、灌漑水量計測部１２は、画像処理によって、数字の部分を抽出し、抽出した数字の部分から、流量計２４を通過した灌漑水の流量を特定する。その後、灌漑水量計測部１２は、特定した流量から、総灌漑水量を算出する。

［変形例２］
続いて、変形例２について説明する。上述した本実施の形態では、点滴灌漑によって灌漑水が供給される場合について説明しているが、本変形例２では、灌漑水に肥料が混合された状態で灌漑が行われる。つまり、本変形例２における灌漑水量測定装置は、点滴灌漑システム２０が、肥料が特定の混合比率で混合された灌漑水を圃場に３０供給する場合に対応できる。

具体的には、本変形例２では、算出処理部１４は、区画毎の灌漑水の供給量だけでなく、区画毎の肥料の供給量も算出する。肥料の水に対する混合比率をαとすると、算出処理部１４は、下記の数２を用いて、区画毎に、各区画に供給された肥料の供給量を算出する。

（数２）
該当区画に供給された肥料の供給量
＝該当区画の灌漑実施時間×単位時間当たりの供給量×肥料の水に対する混合比率α

本変形例２によれば、点滴灌漑における肥料管理も厳密に行うことができる。本変形例２は、肥料管理が重要な作物にも有用である。また、変形例２では灌漑水に肥料が溶け込んでいるので、センサとして、水分センサ３２の代わりに、土中の肥料を検出できるＥＣセンサが用いられていても良い。

［プログラム］
本実施の形態におけるプログラムは、コンピュータに、図４に示すステップＡ１〜Ａ５を実行させるプログラムであれば良い。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施の形態における灌漑水量測定装置１０と灌漑水量測定方法とを実現することができる。この場合、コンピュータのプロセッサは、センサデータ取得部１１、灌漑水量計測部１２、灌漑時間特定部１３、及び算出処理部１４として機能し、処理を行なう。

また、本実施の形態におけるプログラムは、複数のコンピュータによって構築されたコンピュータシステムによって実行されても良い。この場合は、例えば、各コンピュータが、それぞれ、センサデータ取得部１１、灌漑水量計測部１２、灌漑時間特定部１３、及び算出処理部１４のいずれかとして機能しても良い。

［物理構成］
ここで、本実施の形態におけるプログラムを実行することによって、灌漑水量測定装置を実現するコンピュータについて図６を用いて説明する。図６は、本発明の実施の形態における灌漑水量測定装置を実現するコンピュータの一例を示すブロック図である。

図６に示すように、コンピュータ１１０は、ＣＰＵ１１１と、メインメモリ１１２と、記憶装置１１３と、入力インターフェイス１１４と、表示コントローラ１１５と、データ
リーダ／ライタ１１６と、通信インターフェイス１１７とを備える。これらの各部は、バス１２１を介して、互いにデータ通信可能に接続される。なお、コンピュータ１１０は、ＣＰＵ１１１に加えて、又はＣＰＵ１１１に代えて、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、又はＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）を備えていても良い。

ＣＰＵ１１１は、記憶装置１１３に格納された、本実施の形態におけるプログラム（コード）をメインメモリ１１２に展開し、これらを所定順序で実行することにより、各種の演算を実施する。メインメモリ１１２は、典型的には、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の揮発性の記憶装置である。また、本実施の形態におけるプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体１２０に格納された状態で提供される。なお、本実施の形態におけるプログラムは、通信インターフェイス１１７を介して接続されたインターネット上で流通するものであっても良い。

また、記憶装置１１３の具体例としては、ハードディスクドライブの他、フラッシュメモリ等の半導体記憶装置が挙げられる。入力インターフェイス１１４は、ＣＰＵ１１１と、キーボード及びマウスといった入力機器１１８との間のデータ伝送を仲介する。表示コントローラ１１５は、ディスプレイ装置１１９と接続され、ディスプレイ装置１１９での表示を制御する。

データリーダ／ライタ１１６は、ＣＰＵ１１１と記録媒体１２０との間のデータ伝送を仲介し、記録媒体１２０からのプログラムの読み出し、及びコンピュータ１１０における処理結果の記録媒体１２０への書き込みを実行する。通信インターフェイス１１７は、ＣＰＵ１１１と、他のコンピュータとの間のデータ伝送を仲介する。

また、記録媒体１２０の具体例としては、ＣＦ（Compact Flash（登録商標））及びＳＤ（Secure Digital）等の汎用的な半導体記憶デバイス、フレキシブルディスク（Flexible Disk）等の磁気記録媒体、又はＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）などの光学記録媒体が挙げられる。

なお、本実施の形態における灌漑水量測定装置１０は、プログラムがインストールされたコンピュータではなく、各部に対応したハードウェアを用いることによっても実現可能である。更に、灌漑水量測定装置１０は、一部がプログラムで実現され、残りの部分がハードウェアで実現されていてもよい。

上述した実施の形態の一部又は全部は、以下に記載する（付記１）〜（付記１５）によって表現することができるが、以下の記載に限定されるものではない。

（付記１）
点滴灌漑システムが設置された圃場において灌漑水の供給量を測定するための装置であって、
前記圃場を複数個に分割する区画毎に設置された水分センサそれぞれから、当該区画における土壌水分量を特定するセンサデータを取得する、センサデータ取得部と、
前記圃場全体において、灌漑の開始から終了までの間に、前記点滴灌漑システムから供給された灌漑水の供給量を測定する、灌漑水量計測部と、
前記区画毎に、前記センサデータで特定される当該区間の土壌水分量の変動状態に基づいて、当該区画に灌漑水が供給されていた時間を特定する、灌漑時間特定部と、
前記区画毎に、当該区画について特定された時間と、前記圃場全体における灌漑の開始から終了までの時間と、測定された前記供給量とから、当該区画に供給された灌漑水の供給量を算出する、算出処理部と、
を備えている、ことを特徴とする灌漑水量測定装置。

（付記２）
付記１に記載の灌漑水量測定装置であって、
前記灌漑時間特定部が、当該区間の土壌水分量が上昇し始めた時点から、当該区画とは別の区画において土壌水分量が上昇し始めた時点までを、当該区画に灌漑水が供給されていた時間として特定する、
ことを特徴とする灌漑水量測定装置。

（付記３）
付記１または２に記載の灌漑水量測定装置であって、
前記点滴灌漑システムの水源の下流に、設定量の流体が流れる度にパルス信号を出力する、パルス発信式の流量計が設置されている場合に、
前記灌漑水量計測部が、前記パルス信号を取得し、前記パルス信号の取得回数に基づいて、前記供給量を測定する、
ことを特徴とする灌漑水量測定装置。

（付記４）
付記１または２に記載の灌漑水量測定装置であって、
前記灌漑水量計測部が、前記点滴灌漑システムの水源の下流に設置された流量計の画像データを、時系列に沿って取得し、取得した前記画像データに基づいて、前記供給量を測定する、
ことを特徴とする灌漑水量測定装置。

（付記５）
付記１〜４のいずれかに記載の灌漑水量測定装置であって、
前記点滴灌漑システムが、肥料が特定の混合比率で混合された灌漑水を前記圃場に供給する場合に、
前記算出処理部が、更に、前記肥料の前記混合比率を用いて、前記区画毎に、当該区画に供給された前記肥料の供給量を算出する、
ことを特徴とする灌漑水量測定装置。

（付記６）
点滴灌漑システムが設置された圃場において灌漑水の供給量を測定するための方法であって、
（ａ）前記圃場を複数個に分割する区画毎に設置された水分センサそれぞれから、当該区画における土壌水分量を特定するセンサデータを取得する、ステップと、
（ｂ）前記圃場全体において、灌漑の開始から終了までの間に、前記点滴灌漑システムから供給された灌漑水の供給量を測定する、ステップと、
（ｃ）前記区画毎に、前記センサデータで特定される当該区間の土壌水分量の変動状態に基づいて、当該区画に灌漑水が供給されていた時間を特定する、ステップと、
（ｄ）前記区画毎に、当該区画について特定された時間と、前記圃場全体における灌漑の開始から終了までの時間と、測定された前記供給量とから、当該区画に供給された灌漑水の供給量を算出する、ステップと、
を有する、ことを特徴とする灌漑水量測定方法。

（付記７）
付記６に記載の灌漑水量測定方法であって、
前記（ｃ）のステップにおいて、当該区間の土壌水分量が上昇し始めた時点から、当該区画とは別の区画において土壌水分量が上昇し始めた時点までを、当該区画に灌漑水が供給されていた時間として特定する、
ことを特徴とする灌漑水量測定方法。

（付記８）
付記６または７に記載の灌漑水量測定方法であって、
前記点滴灌漑システムの水源の下流に、設定量の流体が流れる度にパルス信号を出力する、パルス発信式の流量計が設置されている場合に、
前記（ｂ）のステップにおいて、前記パルス信号を取得し、前記パルス信号の取得回数に基づいて、前記供給量を測定する、
ことを特徴とする灌漑水量測定方法。

（付記９）
付記６または７に記載の灌漑水量測定方法であって、
前記（ｂ）のステップにおいて、前記点滴灌漑システムの水源の下流に設置された流量計の画像データを、時系列に沿って取得し、取得した前記画像データに基づいて、前記供給量を測定する、
ことを特徴とする灌漑水量測定方法。

（付記１０）
付記６〜９のいずれかに記載の灌漑水量測定方法であって、
前記点滴灌漑システムが、肥料が特定の混合比率で混合された灌漑水を前記圃場に供給する場合に、
前記（ｄ）のステップにおいて、更に、前記肥料の前記混合比率を用いて、前記区画毎に、当該区画に供給された前記肥料の供給量を算出する、
ことを特徴とする灌漑水量測定方法。

（付記１１）
点滴灌漑システムが設置された圃場において、コンピュータによって、灌漑水の供給量を測定するためのプログラムであって、
前記コンピュータに、
（ａ）前記圃場を複数個に分割する区画毎に設置された水分センサそれぞれから、当該区画における土壌水分量を特定するセンサデータを取得する、ステップと、
（ｂ）前記圃場全体において、灌漑の開始から終了までの間に、前記点滴灌漑システムから供給された灌漑水の供給量を測定する、ステップと、
（ｃ）前記区画毎に、前記センサデータで特定される当該区間の土壌水分量の変動状態に基づいて、当該区画に灌漑水が供給されていた時間を特定する、ステップと、
（ｄ）前記区画毎に、当該区画について特定された時間と、前記圃場全体における灌漑の開始から終了までの時間と、測定された前記供給量とから、当該区画に供給された灌漑水の供給量を算出する、ステップと、
を実行させる、ことを特徴とするプログラム。

（付記１２）
付記１１に記載のプログラムであって、
前記（ｃ）のステップにおいて、当該区間の土壌水分量が上昇し始めた時点から、当該区画とは別の区画において土壌水分量が上昇し始めた時点までを、当該区画に灌漑水が供給されていた時間として特定する、
ことを特徴とするプログラム。

（付記１３）
付記１１または１２に記載のプログラムであって、
前記点滴灌漑システムの水源の下流に、設定量の流体が流れる度にパルス信号を出力す
る、パルス発信式の流量計が設置されている場合に、
前記（ｂ）のステップにおいて、前記パルス信号を取得し、前記パルス信号の取得回数に基づいて、前記供給量を測定する、
ことを特徴とするプログラム。

（付記１４）
付記１１または１２に記載のプログラムであって、
前記（ｂ）のステップにおいて、前記点滴灌漑システムの水源の下流に設置された流量計の画像データを、時系列に沿って取得し、取得した前記画像データに基づいて、前記供給量を測定する、
ことを特徴とするプログラム。

（付記１５）
付記１１〜１４のいずれかに記載のプログラムであって、
前記点滴灌漑システムが、肥料が特定の混合比率で混合された灌漑水を前記圃場に供給する場合に、
前記（ｄ）のステップにおいて、更に、前記肥料の前記混合比率を用いて、前記区画毎に、当該区画に供給された前記肥料の供給量を算出する、
ことを特徴とするプログラム。

以上のように、本発明によれば、点滴灌漑が採用された圃場において、圃場に供給される水の量及び肥料の量の厳密な管理が可能となる。本発明は、種々の点滴灌漑システムに対して有用である。

１０ 灌漑水量測定装置
１１ センサデータ取得部
１２ 灌漑水量計測部
１３ 灌漑時間特定部
１４ 算出処理部
２０ 点滴灌漑システム
２１ａ〜２１ｄ 供給ライン
２２ａ〜２２ｄ ドリップライン
２３ 供給タンク
２４ 流量計
２５ａ〜２５ｄ バルブ
３０ 圃場
３１ 区画
３２ 水分センサ
３３ 作物
１１０ コンピュータ
１１１ ＣＰＵ
１１２ メインメモリ
１１３ 記憶装置
１１４ 入力インターフェイス
１１５ 表示コントローラ
１１６ データリーダ／ライタ
１１７ 通信インターフェイス
１１８ 入力機器
１１９ ディスプレイ装置
１２０ 記録媒体
１２１ バス

Claims (15)

1. 点滴灌漑システムが設置された圃場において灌漑水の供給量を測定するための装置であって、
   前記圃場を複数個に分割する区画毎に設置された水分センサそれぞれから、当該区画における土壌水分量を特定するセンサデータを取得する、センサデータ取得部と、
   前記圃場全体において、灌漑の開始から終了までの間に、前記点滴灌漑システムから供給された灌漑水の供給量を測定する、灌漑水量計測部と、
   前記区画毎に、前記センサデータで特定される当該区間の土壌水分量の変動状態に基づいて、当該区画に灌漑水が供給されていた時間を特定する、灌漑時間特定部と、
   前記区画毎に、当該区画について特定された時間と、前記圃場全体における灌漑の開始から終了までの時間と、測定された前記供給量とから、当該区画に供給された灌漑水の供給量を算出する、算出処理部と、
   を備えている、ことを特徴とする灌漑水量測定装置。
2. 請求項１に記載の灌漑水量測定装置であって、
   前記灌漑時間特定部が、当該区間の土壌水分量が上昇し始めた時点から、当該区画とは別の区画において土壌水分量が上昇し始めた時点までを、当該区画に灌漑水が供給されていた時間として特定する、
   ことを特徴とする灌漑水量測定装置。
3. 請求項１または２に記載の灌漑水量測定装置であって、
   前記点滴灌漑システムの水源の下流に、設定量の流体が流れる度にパルス信号を出力する、パルス発信式の流量計が設置されている場合に、
   前記灌漑水量計測部が、前記パルス信号を取得し、前記パルス信号の取得回数に基づいて、前記供給量を測定する、
   ことを特徴とする灌漑水量測定装置。
4. 請求項１または２に記載の灌漑水量測定装置であって、
   前記灌漑水量計測部が、前記点滴灌漑システムの水源の下流に設置された流量計の画像データを、時系列に沿って取得し、取得した前記画像データに基づいて、前記供給量を測定する、
   ことを特徴とする灌漑水量測定装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の灌漑水量測定装置であって、
   前記点滴灌漑システムが、肥料が特定の混合比率で混合された灌漑水を前記圃場に供給する場合に、
   前記算出処理部が、更に、前記肥料の前記混合比率を用いて、前記区画毎に、当該区画に供給された前記肥料の供給量を算出する、
   ことを特徴とする灌漑水量測定装置。
6. 点滴灌漑システムが設置された圃場において灌漑水の供給量を測定するための方法であって、
   （ａ）前記圃場を複数個に分割する区画毎に設置された水分センサそれぞれから、当該区画における土壌水分量を特定するセンサデータを取得する、ステップと、
   （ｂ）前記圃場全体において、灌漑の開始から終了までの間に、前記点滴灌漑システムから供給された灌漑水の供給量を測定する、ステップと、
   （ｃ）前記区画毎に、前記センサデータで特定される当該区間の土壌水分量の変動状態に基づいて、当該区画に灌漑水が供給されていた時間を特定する、ステップと、
   （ｄ）前記区画毎に、当該区画について特定された時間と、前記圃場全体における灌漑の
   開始から終了までの時間と、測定された前記供給量とから、当該区画に供給された灌漑水の供給量を算出する、ステップと、
   を有する、ことを特徴とする灌漑水量測定方法。
7. 請求項６に記載の灌漑水量測定方法であって、
   前記（ｃ）のステップにおいて、当該区間の土壌水分量が上昇し始めた時点から、当該区画とは別の区画において土壌水分量が上昇し始めた時点までを、当該区画に灌漑水が供給されていた時間として特定する、
   ことを特徴とする灌漑水量測定方法。
8. 請求項６または７に記載の灌漑水量測定方法であって、
   前記点滴灌漑システムの水源の下流に、設定量の流体が流れる度にパルス信号を出力する、パルス発信式の流量計が設置されている場合に、
   前記（ｂ）のステップにおいて、前記パルス信号を取得し、前記パルス信号の取得回数に基づいて、前記供給量を測定する、
   ことを特徴とする灌漑水量測定方法。
9. 請求項６または７に記載の灌漑水量測定方法であって、
   前記（ｂ）のステップにおいて、前記点滴灌漑システムの水源の下流に設置された流量計の画像データを、時系列に沿って取得し、取得した前記画像データに基づいて、前記供給量を測定する、
   ことを特徴とする灌漑水量測定方法。
10. 請求項６〜９のいずれかに記載の灌漑水量測定方法であって、
    前記点滴灌漑システムが、肥料が特定の混合比率で混合された灌漑水を前記圃場に供給する場合に、
    前記（ｄ）のステップにおいて、更に、前記肥料の前記混合比率を用いて、前記区画毎に、当該区画に供給された前記肥料の供給量を算出する、
    ことを特徴とする灌漑水量測定方法。
11. 点滴灌漑システムが設置された圃場において、コンピュータによって、灌漑水の供給量を測定するためのプログラムであって、
    前記コンピュータに、
    （ａ）前記圃場を複数個に分割する区画毎に設置された水分センサそれぞれから、当該区画における土壌水分量を特定するセンサデータを取得する、ステップと、
    （ｂ）前記圃場全体において、灌漑の開始から終了までの間に、前記点滴灌漑システムから供給された灌漑水の供給量を測定する、ステップと、
    （ｃ）前記区画毎に、前記センサデータで特定される当該区間の土壌水分量の変動状態に基づいて、当該区画に灌漑水が供給されていた時間を特定する、ステップと、
    （ｄ）前記区画毎に、当該区画について特定された時間と、前記圃場全体における灌漑の開始から終了までの時間と、測定された前記供給量とから、当該区画に供給された灌漑水の供給量を算出する、ステップと、
    を実行させる、ことを特徴とするプログラム。
12. 請求項１１に記載のプログラムであって、
    前記（ｃ）のステップにおいて、当該区間の土壌水分量が上昇し始めた時点から、当該区画とは別の区画において土壌水分量が上昇し始めた時点までを、当該区画に灌漑水が供給されていた時間として特定する、
    ことを特徴とするプログラム。
13. 請求項１１または１２に記載のプログラムであって、
    前記点滴灌漑システムの水源の下流に、設定量の流体が流れる度にパルス信号を出力する、パルス発信式の流量計が設置されている場合に、
    前記（ｂ）のステップにおいて、前記パルス信号を取得し、前記パルス信号の取得回数に基づいて、前記供給量を測定する、
    ことを特徴とするプログラム。
14. 請求項１１または１２に記載のプログラムであって、
    前記（ｂ）のステップにおいて、前記点滴灌漑システムの水源の下流に設置された流量計の画像データを、時系列に沿って取得し、取得した前記画像データに基づいて、前記供給量を測定する、
    ことを特徴とするプログラム。
15. 請求項１１〜１４のいずれかに記載のプログラムであって、
    前記点滴灌漑システムが、肥料が特定の混合比率で混合された灌漑水を前記圃場に供給する場合に、
    前記（ｄ）のステップにおいて、更に、前記肥料の前記混合比率を用いて、前記区画毎に、当該区画に供給された前記肥料の供給量を算出する、
    ことを特徴とするプログラム。

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