農業科学

質問1：プロジェクトの概要、期間、調査地などを教えてください。

本研究では、5メートル5バンドのRapidEye画像を用いて、米国中西部のトウモロコシ畑の収穫量や状態を予測することを目的としています。具体的な調査地は、イリノイ州の中央部と西部、アイオワ州の東部と北部です。調査期間は2012年の夏から秋にかけて、6月15日から10月30日までです。

質問2：この研究プロジェクトにはどのような団体が関わっていますか？

私は、イリノイ大学シカゴ校のエネルギー資源センターに所属しています。エネルギー資源センターは、機関投資家、産業界、商業界に影響を与えるエネルギー関連の問題を解決することを目的とした学際的な研究組織です。現在のプログラムには、エネルギー管理評価、経済モデル、バイオ燃料、政策・規制イニシアチブの分析、広報・教育などがあります。

ERCのバイオ燃料グループは、エタノール工場が消費者にとって最適な価格で効率的に生産できるようにするという包括的な目標を持つこのプロジェクトに参加しました。ERCのバイオ燃料グループは、よりクリーンで持続可能な環境を作りながら、省エネルギーと生産技術に大きく貢献することを目標としています。ERCは現在、18人のフルタイム従業員と9人のパートタイム従業員を雇用しており、その多くが学生である。今回のプロジェクトでは、中西部の農家やエタノール工場が、ラピッドアイの画像を使って、収穫量の予測や改善、トウモロコシ畑の状態の監視などを行うことができると期待しています。

Q3：衛星画像はどのように使用されていますか？

私たちのプロジェクトでは、複数のプラットフォームと解像度の衛星画像を、生産者や気象データから得られるグランド・トゥルース・データと組み合わせて使用し、トウモロコシの収量を圃場から地域レベルまで予測します。私たちのプロジェクトが成功すれば、この種の地理空間分析は、トウモロコシ生産者やエタノール工場がマーケティングの意思決定を改善するために利用できるようになります。また、気象条件、気象傾向、前年の衛星データとの比較などの情報を生産者や工場に提供し、より多くの情報に基づいたビジネス上の意思決定を行うことができるでしょう。5mのRapidEye画像を「リアルタイム」で解析することで、人間の目だけでは判断できない植物の健康状態を生産者に伝えることができる。この情報をもとに、生産者は灌漑、肥料、農薬の使用方法を変更し、畑のトウモロコシ収穫量を最大化することができる。

質問4：このプロジェクトで必要な地理空間分析を行うために、どのような技術やソフトウェアパッケージを使用しましたか？

社内でマッピングが必要なプロジェクトでは、Esri社のArcGISとArcGIS Serverを使用しました。また、リモートセンシングにはERDAS Imagineを使用しました。また、現地での分析結果の検証やグランドトゥルースデータの収集には、EsriのArcPadがインストールされたタブレットPCを使用しました。Apollo Mapping社から購入したRapidEye画像を含む地理空間レイヤーをタブレットPCにロードし、ArcPad GISソフトウェアを使って表示しました。プロジェクトのスカウト担当者は、タブレットPCを生産者の畑に持ち込んで、タブレットPCに搭載されたGPSを使って、ストレスを感じる場所に移動したり、植物の状態や収量などを場所ごとに記録したりしました。

質問5：このプロジェクトでArcGISとERDASがどのように使用されたか、詳しく教えてください。

ArcGIS、ArcGIS Server、ArcPadは、主に地理空間データを表示し、PDFやウェブベースのマップを生成するために使用しました。衛星データを分析するための準備として、帯状分析や空間統計などの空間アルゴリズムを使用しました。また、降水量、降水量の変化、生育度日、生育度日の変化などのレイヤーを含む、ジップコードレベルの気象データの表示、操作、作成を行いました。

また、ArcGIS Serverを利用することで、インターネット上に天気図や画像を表示し、プロジェクトメンバーに見てもらうことができました。将来的には、ArcGIS Serverを設置して、エタノール工場や生産者の協力者が、植え付け日や種子の品種、圃場の状態など、地図に関する追加情報を入力できるようにすれば、グランド・トゥルース・データを追加して、空間分析の精度をさらに高めることができるだろう。

衛星データの処理・解析には、ERDAS Imagineを使用しました。植生指数や植生指数の変化（前年からの変化と年々の変化）を作成し、ArcGISに取り込んでプロジェクトメンバーに表示しました。また、ERDASを使って、個々のトウモロコシ畑で収集した画像を小さなゾーンに分割しました。これらのゾーンは、植生指標に基づく生育レベルに基づいている。

質問6：Apollo Mapping社はこのプロジェクトにどのように貢献しましたか？

アポロ社は、RapidEye衛星画像をタイムリーかつ効率的に提供してくれ、また他の衛星製品の入手に関する専門知識も提供してくれました。2010年から2012年にかけて、12,100平方キロメートル以上のデータを含む5メートル、5バンドのRapidEye画像を複数回にわたってアポロマッピングから購入しましたが、この画像は、様々な調査地をカバーするものでした。この画像は、私たちの地理空間分析の予測力を高めるために非常に重要であることがわかりました。

質問7：地理空間データやサービスなどは、プロジェクトの初期の成功にどのように貢献しましたか？

地理空間データとサービスは、このプロジェクトの成功に欠かせないものでした。Apollo Mappingが提供したRapidEye画像は、トウモロコシの面積や収穫量を予測するための低解像度の画像を訓練するために使用されました。将来的には、トウモロコシ生産者が収穫量予測、窒素要求量、雑草密度の識別のために、圃場内の「重要な」場所を特定するのにも利用できるでしょう。現在のRapidEyeから得られた植生指標に統計的手法を適用することで、生産者の圃場のゾーンを特定し、各ゾーン内の数カ所に限定してスカウティングを最小化することができます。生産者は、各ゾーンのスカウティングを行った後、適切な水、肥料、農薬の使用方法を決定し、栽培シーズンの終わりには作物の収穫量を最大化することができます。

質問8：Apollo Mapping社のセールスチームと仕事をした経験について教えてください。

Brock McCarty氏とApollo Mapping社は、非常に優れたサービスを提供してくれました。利用可能な地理空間製品に関する情報を提供し、我々が使用するための製品を確保するために、それ以上の努力をしてくれました。昼夜を問わず、メールでリクエストを送ると、5分以内に返事が返ってくるような感じでした。さらに、私が注文したデータを可能な限りタイムリーに提供してくれました。これは、正確な作物の収穫量を「リアルタイム」に予測する必要性を考えると、非常に重要なことでした。

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