特許 6399250 含水率特定装置、含水率特定方法、及び、含水率特定プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6399250

(24)【登録日】2018年9月14日

(45)【発行日】2018年10月3日

(54)【発明の名称】含水率特定装置、含水率特定方法、及び、含水率特定プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01N 33/24 20060101AFI20180920BHJP

【ＦＩ】

   G01N33/24 E

【請求項の数】10

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2018-506618(P2018-506618)

(86)(22)【出願日】2017年9月15日

(86)【国際出願番号】JP2017033433

【審査請求日】2018年2月8日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109313

【弁理士】

【氏名又は名称】机 昌彦

(74)【代理人】

【識別番号】100124154

【弁理士】

【氏名又は名称】下坂 直樹

(72)【発明者】

【氏名】有山 哲理

(72)【発明者】

【氏名】藤山 健一郎

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 峰斗

(72)【発明者】

【氏名】東 たん

(72)【発明者】

【氏名】荒木 壮一郎

【審査官】 草川 貴史

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００１／００４６２７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−１２５６２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０８３９５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ３３／２４

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定タイミングにて、土壌に含まれている水分の程度を表す土壌含水率を測定する測定手段と、
前記測定タイミングにて測定した前記土壌含水率を表す含水情報に、第１タイミングにおける含水情報と、前記第１タイミングからある時間が経過した第２タイミングにおける含水情報との関連性を表す第１モデル情報に従った処理を施すことによって、前記測定タイミングから前記ある時間が経過した異なるタイミングにおける前記含水情報を作成する作成手段と
を備える含水率特定装置。

【請求項2】

前記土壌に含まれている成分を表す成分情報に、前記成分情報と、植物が前記土壌から吸収可能な前記土壌含水率の下限値を表す下限情報との関連性を表す第２モデル情報に従った処理を施すことによって、前記土壌に関する下限情報を作成する第１含水率算出手段
をさらに備え、
前記第１モデル情報は、前記第１タイミングにおける含水情報と、前記第２タイミングにおける含水情報と、植物が前記土壌から吸収可能な前記土壌含水率の下限値を表す下限情報との関連性を表しており、
前記作成手段は、前記第１含水率算出手段によって算出された前記下限情報と、前記測定タイミングにおける前記含水情報とに、前記第１モデル情報に従った処理を施すことによって、前記異なるタイミングにおける前記土壌含水率を算出する
請求項１に記載の含水率特定装置。

【請求項3】

保持できる以上の水分を有する前記土壌における該土壌含水率が平衡状態になった場合における、前記土壌含水率の上限値を表す上限情報を作成する含水率特定手段
をさらに備え、
前記異なるタイミングは、前記測定タイミング以降であり、
前記第１モデル情報は、前記第１タイミングにおける含水情報と、前記第２タイミングにおける含水情報と、前記土壌が保持することが可能な含水率の上限値を表す上限情報との関連性を表しており、
前記含水率特定手段は、複数の上限情報に関して前記第１モデル情報に従い前記含水情報を作成し、作成した前記含水情報のうち、前記測定手段によって測定された前記含水情報が表す土壌含水率からの誤差が所定の閾値以下である含水情報を作成した前記上限情報を特定し、
前記作成手段は、前記測定タイミングにて前記測定手段によって測定された含水率と、前記含水率特定手段によって特定された前記上限情報と、前記第１モデル情報とに基づき、前記異なるタイミングにおける前記含水情報を作成する
請求項１に記載の含水率特定装置。

【請求項4】

前記測定手段から所定の範囲内に、前記土壌が保持できる前記土壌含水率以上の水分を供給する水分供給手段と、
前記水分供給手段が前記水分を供給した場合に、前記測定手段によって測定された前記土壌含水率に基づき、前記土壌に保持できる前記土壌含水率である飽和含水率を表す飽和情報を作成する飽和含水率特定手段と
をさらに備え、
前記第１モデル情報は、前記第１タイミングにおける含水情報と、前記第２タイミングにおける含水情報と、前記飽和情報との関連性を表しており、
前記作成手段は、前記飽和含水率特定手段が特定した前記飽和含水率と、前記測定タイミングにおける前記含水情報とに、前記第１モデル情報に従った処理を施すことによって、前記異なるタイミングにおける前記土壌含水率を作成する
請求項１に記載の含水率特定装置。

【請求項5】

前記成分情報は、前記土壌を構成している粒子の大きさに基づき分類されたカテゴリごとに算出される割合であって、前記土壌に対する前記カテゴリに含まれている前記粒子の量の割合である
請求項２に記載の含水率特定装置。

【請求項6】

前記作成手段は、前記土壌が成す傾斜に応じた前記第１モデル情報を特定し、特定した前記第１モデル情報に従った処理を施す
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の含水率特定装置。

【請求項7】

前記第１モデル情報は、前記土壌の周囲における気象を表す気象情報を含んでおり、
前記作成手段は、前記測定タイミングにおける前記気象情報と、前記測定タイミングにて測定された前記土壌含水率を表す前記含水情報とに対して、前記第１モデル情報に従い処理を施す
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の含水率特定装置。

【請求項8】

情報処理装置によって、測定タイミングにて測定された、土壌に含まれている水分の程度を表す土壌含水率を表す含水情報に、第１タイミングにおける含水情報と、前記第１タイミングからある時間が経過した第２タイミングにおける含水情報との関連性を表す第１モデル情報に従った処理を施すことによって、前記測定タイミングから前記ある時間が経過した異なるタイミングにおける前記含水情報を作成する含水率特定方法。

【請求項9】

測定タイミングにて測定された、土壌に含まれている水分の程度を表す土壌含水率を表す含水情報に、第１タイミングにおける含水情報と、前記第１タイミングからある時間が経過した第２タイミングにおける含水情報との関連性を表す第１モデル情報に従った処理を施すことによって、前記測定タイミングから前記ある時間が経過した異なるタイミングにおける前記含水情報を作成する作成機能
をコンピュータに実現させる含水率特定プログラム。

【請求項10】

前記土壌に含まれている成分を表す成分情報に、前記成分情報と、植物が前記土壌から吸収可能な前記土壌含水率の下限値を表す下限情報との関連性を表す第２モデル情報に従った処理を施すことによって、前記土壌に関する下限情報を作成する第１含水率算出機能
をさらにコンピュータに実現させ、
前記第１モデル情報は、前記第１タイミングにおける含水情報と、前記第２タイミングにおける含水情報と、植物が前記土壌から吸収可能な前記土壌含水率の下限値を表す下限情報との関連性を表しており、
前記作成機能においては、前記第１含水率算出機能によって算出された前記下限情報と、前記測定タイミングにおける前記含水情報とに、前記第１モデル情報に従った処理を施すことによって、前記異なるタイミングにおける前記土壌含水率を算出する
請求項９に記載の含水率特定プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、土壌含水率を特定する含水率特定装置等に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、土壌の特性を測定する土壌測定装置が開示されている。該土壌測定装置は、測定領域における土壌タイプと、該測定領域における土壌に含まれている水分量とに基づき、該土壌に関する波長スペクトラムを測定する。該土壌測定装置は、該土壌タイプと、該水分量とに基づき決定されるモデル情報に該波長スペクトラムを入力することによって、該土壌の特性を決定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第３８３１２４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１に開示されている土壌測定装置を用いたとしても、測定タイミングとは異なるタイミングにおける土壌の特性を特定することはできない。この理由は、当該土壌測定装置が、測定タイミングにおける水分量に基づき、該測定タイミングにおける土壌の特性のみを決定するからである。

【0005】

そこで、本発明の目的の１つは、測定タイミングとは異なるタイミングであっても土壌含水率を特定することが可能な含水率特定装置等を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の１つの態様として、含水率特定装置は、
土壌に含まれている水分の程度を表す土壌含水率を測定する測定手段と、
測定タイミングにて測定した前記土壌含水率を表す含水情報に、複数のタイミング間における前記含水情報の関連性を表す第１モデル情報に従った処理を施すことによって、前記測定タイミングと異なるタイミングにおける前記含水情報を作成する作成手段と
を備える。

【0007】

また、本発明の他の態様として、含水率特定方法は、
情報処理装置によって、測定タイミングにて、土壌に含まれている水分の程度を表す土壌含水率を表す含水情報に、複数のタイミング間における前記含水情報の関連性を表す第１モデル情報に従った処理を施すことによって、前記測定タイミングと異なるタイミングにおける前記含水情報を作成する。

【0008】

また、本発明の他の態様として、含水率特定プログラムは、
測定タイミングにて、土壌に含まれている水分の程度を表す土壌含水率を表す含水情報に、複数のタイミング間における前記含水情報の関連性を表す第１モデル情報に従った処理を施すことによって、前記測定タイミングと異なるタイミングにおける前記含水情報を作成する作成機能
をコンピュータに実現させる。

【0009】

さらに、同目的は、係るプログラムを記録するコンピュータが読み取り可能な記録媒体によっても実現される。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係る含水率特定装置等によれば、測定タイミングとは異なるタイミングであっても土壌含水率を特定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本発明の第１の実施形態に係る含水率特定装置が有する構成を示すブロック図である。

【図2】第１の実施形態に係る含水率特定装置における処理の流れを示すフローチャートである。

【図3】含水率が変化する様子を概念的に表す図である。

【図4】水分モデル情報の一例を概念的に表す図である。

【図5】本発明の第２の実施形態に係る含水率特定装置が有する構成を示すブロック図である。

【図6】第２の実施形態に係る含水率特定装置における処理の流れを示すフローチャートである。

【図7】本発明の第３の実施形態に係る含水率特定装置が有する構成を示すブロック図である。

【図8】第３の実施形態に係る含水率特定装置における処理の流れを示すフローチャートである。

【図9】水分モデル情報の一例を概念的に表す図である。

【図10】本発明の第４の実施形態に係る含水率特定装置が有する構成を示すブロック図である。

【図11】第４の実施形態に係る含水率特定装置における処理の流れを示すフローチャートである。

【図12】本発明の第５の実施形態に係る含水率特定装置が有する構成を示すブロック図である。

【図13】第５の実施形態に係る含水率特定装置における処理の流れを示すフローチャートである。

【図14】深さモデル情報の一例を概念的に表す図である。

【図15】本発明の第６の実施形態に係る含水率特定装置が有する構成を示すブロック図である。

【図16】第６の実施形態に係る含水率特定装置における処理の流れを示すフローチャートである。

【図17】深さモデル情報の一例を概念的に表す図である。

【図18】発明の各実施形態に係る含水率特定装置を実現可能な計算処理装置のハードウェア構成例を概略的に示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

まず、本願発明の理解を容易にするため、以降に示す実施形態にて用いる用語について、図３を参照しながら説明する。図３は、含水率が変化する様子を概念的に表す図である。

【0013】

図３において、横軸は、時間を表し、右側であるほど先の時間であることを表す。縦軸は、含水率（Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｔｅｎｔ）を表し、上側であるほど含水率が高いことを表す。該含水率は、土壌含水率の割合（程度）を表す。以降、土壌に含まれている水分に関する程度（割合）を、「土壌含水率」（Ｓｏｉｌ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｔｅｎｔ）とも表す。

【0014】

説明の便宜上、タイミングＡにて土壌（Ｓｏｉｌ）に水分を供給し始め、タイミングＢにて供給を終了したとする。また、タイミングＡ乃至タイミングＢの期間において、土壌に十分な量の水分が供給されたとする。

【0015】

土壌は、該土壌を構成している成分（たとえば、砂、火山灰、粘土、肥料）の間に、水分を保持することができる。また、該土壌に生えている植物は、該土壌から水分を吸収することができる。

【0016】

土壌含水率の下限値は、植物が土壌から吸収可能な含水率のうち、最も低い含水率を表す。したがって、土壌含水率が該下限値未満である場合に、植物は、該土壌から水分を吸収することができないので、やがて、枯れてしまう。該下限値は、たとえば、植物が生えている土壌を、該植物ごとポリマルチ（ｐｏｌｙｍｕｌｃｈ、たとえば、ポリエチレンフィルム）を用いて覆うことによって土壌に供給される水分を遮断した場合に、該植物が枯れたときの土壌含水率を計測することによって決定される。

【0017】

飽和含水率は、土壌が保持することができる含水率のうち、最も高い含水率を表す。したがって、土壌含水率が該飽和含水率である場合に該土壌に水分を供給したとしても、供給された水分は、土壌から流出してしまう。該飽和含水率は、たとえば、土壌含水率が下限値である土壌に十分な量の水分を供給した場合に、土壌含水率を計測する灌漑試験によって決定される。

【0018】

土壌含水率の上限値（平衡含水率）は、含水率が飽和含水率であるタイミングＢから所定の時間（期間）を経過した後（すなわち、タイミングＣ）における土壌含水率を表す。該所定の時間は、たとえば、飽和含水率である土壌を、土壌含水率を測定しながら放置し、該土壌含水率が平衡（または、略平衡）状態になるまでに要する時間を測定する灌漑試験によって決定される。たとえば、所定の時間は、２、３日間という時間である。土壌含水率が飽和含水率であるタイミングから所定の時間を経過した場合に、該土壌含水率は、平衡（または、略平衡）状態になる。言い換えると、該上限値は、該土壌含水率が平衡（または、略平衡）状態となった場合における含水率を表す。

【0019】

次に、本発明を実施する実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

【0020】

＜第１の実施形態＞
図１を参照しながら、本発明の第１の実施形態に係る含水率特定装置１０１が有する構成について詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る含水率特定装置１０１が有する構成を示すブロック図である。

【0021】

第１の実施形態に係る含水率特定装置１０１は、測定部１０２と、作成部１０３とを有する。

【0022】

測定部１０２は、土壌含水率を測定する。測定部１０２は、たとえば、ＴＤＲ（Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ）法や、ＡＤＲ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ）法等に従い土壌における誘電率を測定し、測定した該誘電率に応じた含水率を算出するセンサによって実現される。該センサは、たとえば、土壌における誘電率と、土壌含水率との関連性を表す所定のモデル情報に従い、測定した該誘電率に応じた含水率を算出する。測定部１０２は、たとえば、宇宙線における中性子の個数を測定し、測定した個数に応じて土壌含水率を算出するセンサであってもよい。あるいは、測定部１０２は、土壌を伝搬する超音波を用いて、土壌含水率を測定するセンサであってもよい。測定部１０２は、上述した例に限定されず、土壌含水率を測定すればよい。

【0023】

次に、図２を参照しながら、本発明の第１の実施形態に係る含水率特定装置１０１における処理について詳細に説明する。図２は、第１の実施形態に係る含水率特定装置１０１における処理の流れを示すフローチャートである。

【0024】

測定部１０２は、図１を参照しながら上述したような処理方法に従い、測定タイミングにて土壌含水率を測定し（ステップＳ１０１）、該土壌含水率を表す含水情報を作成する。測定部１０２は、測定した土壌含水率を出力してもよい。

【0025】

次に、作成部１０３は、測定部１０２が作成した含水情報を読み取る。作成部１０３は、複数のタイミングにおける含水情報間の関連性を表す水分モデル情報（図４に例示）に従い、測定タイミングと異なるタイミングにおける土壌含水率を表す含水情報を作成する（ステップＳ１０２）。図４は、水分モデル情報の一例を概念的に表す図である。以降、水分モデル情報を、「第１モデル情報」とも表す。

【0026】

図４において、横軸は、時間を表し、右側であるほど先の時間であることを表す。縦軸は、土壌含水率を表し、上側であるほど土壌含水率が高いことを表す。該含水率は、土壌含水率を表す。図４に例示された水分モデル情報は、時間が経過するのに応じて、含水率が変化する様子を表す情報である。図４において、測定部１０２によって、測定タイミングにて測定された土壌含水率は、測定タイミングを表す点線にて示された線上の黒点にて表されている。

【0027】

作成部１０３は、該水分モデル情報（図４に例示）に関して、該測定タイミングにおける土壌含水率と、該測定タイミングとは異なるタイミングにおける土壌含水率との差異（たとえば、比、差）を算出する。作成部１０３は、算出した差異（たとえば、比、差）を用いて、測定部１０２によって作成された含水情報が表す土壌含水率に基づき、該異なるタイミングにおける土壌含水率を算出する。
該異なるタイミングにおける土壌含水率は、図４において、異なるタイミングを表す点線にて示された線上の黒点にて表されている。

【0028】

作成部１０３は、たとえば、読み取った該含水情報に対して、該水分モデル情報に従い処理を実行し、該異なるタイミングにおける含水情報を作成する。作成部１０３は、複数のタイミングに関して含水情報を作成してもよい。さらに、作成部１０３は、時間が経過するのにつれ、土壌含水率が変化する様子を表す情報を作成してもよい。

【0029】

該水分モデル情報（図４に例示）は、たとえば、時間の経過に従い、土壌含水率が変化する様子（態様）を表す情報である。該含水情報は、たとえば、該土壌における降水量、該土壌にて実施された（実施される）灌漑量、該土壌における気温、該土壌付近の湿度等の情報に基づき予測された情報である。または、該含水情報は、ある期間における含水率を、複数の年に関して平均化された平均値であってもよい。または、該含水情報は、ある時期（たとえば、１年前における同時期）に観測された含水情報が表す土壌含水率であってもよい。あるいは、含水情報は、土壌に含まれている粒子の種類に基づき作成される情報、または、該粒子の大きさに基づき作成される情報であってもよい。水分モデル情報は、上述した例に限定されない。

【0030】

説明の便宜上、測定部１０２が土壌含水率を測定する例を参照しながら、含水率特定装置１０１における動作について説明した。しかし、含水率特定装置１０１において、測定部１０２は、たとえば、土壌における誘電率を測定してもよい。この場合に、作成部１０３は、土壌に関して測定された誘電率に基づき、該土壌含水率を算出する処理を実行し、その後、図２を参照しながら上述したような処理を実行する。また、含水率特定装置１０１が、異なるタイミングにおける含水情報を推定する例を参照しながら、含水率特定装置１０１にて実行される処理について説明したが、含水率特定装置１０１は、ある期間における含水情報を作成してもよい。この場合に、含水率特定装置１０１は、図２を参照しながら上述したような処理に従い、ある期間における含水情報を作成する。

【0031】

次に、本発明の第１の実施形態に係る含水率特定装置１０１に関する効果について説明する。

【0032】

第１の実施形態に係る含水率特定装置１０１によれば、測定タイミングとは異なるタイミングであっても土壌含水率を特定することができる。この理由は、測定タイミングにて作成された含水情報に基づき、含水率特定装置１０１が、測定タイミングとは異なるタイミングにおける含水情報を作成するからである。

【0033】

また、含水率特定装置１０１によって作成された含水情報（すなわち、異なるタイミングにおける含水情報）と、測定タイミングにおける含水情報とを比較することによって、該測定タイミングと、該異なるタイミングとの期間において、含水率が変化する程度を取得することができる。

【0034】

＜第２の実施形態＞
次に、上述した第１の実施形態を基本とする本発明の第２の実施形態について説明する。

【0035】

図５を参照しながら、本発明の第２の実施形態に係る含水率特定装置２０１が有する構成について詳細に説明する。図５は、本発明の第２の実施形態に係る含水率特定装置２０１が有する構成を示すブロック図である。

【0036】

第２の実施形態に係る含水率特定装置２０１は、測定部２０２と、作成部２０３と、第１含水率算出部２０４とを有する。

【0037】

測定部２０２は、図１を参照しながら上述したような測定部１０２と同様な機能を有する。

【0038】

次に、図６を参照しながら、本発明の第２の実施形態に係る含水率特定装置２０１における処理について詳細に説明する。図６は、第２の実施形態に係る含水率特定装置２０１における処理の流れを示すフローチャートである。

【0039】

測定部２０２は、測定タイミングにおいて土壌含水率を測定し（ステップＳ２０１）、測定した土壌含水率を表す含水情報を作成する。測定部２０２は、測定した土壌含水率を出力してもよい。

【0040】

第１含水率算出部２０４は、該土壌に含まれている成分を表す成分情報を受け取る。該成分情報は、該土壌を構成している成分の割合（程度）を表す情報である。

【0041】

土壌は、たとえば、該土壌を構成している粒子の大きさが小さい順に、粘土（ｃlａｙ）、シルト（ｓｉｌｔ）、砂（ｓａｎｄ）、礫（ｇｒａｖｅｌ）、及び、石（ｓｔｏｎｅ）等のカテゴリに分類することができる。土壌は、さらに、細かなカテゴリに分類してもよい。この場合に、土壌における成分は、たとえば、粘土、シルト、細砂、粗砂、礫、及び、石等のカテゴリに分類することができる。該カテゴリは、上述した例に限定されない。

【0042】

第１含水率算出部２０４は、たとえば、土壌に含まれている砂の割合、該土壌に含まれているシルトの割合、及び、該土壌に含まれている粘土の割合を含む成分情報を受け取る。次に、第１含水率算出部２０４は、受け取った該成分情報に、土壌伝達モデル情報（Ｐｅｄｏｔｒａｎｓｆｅｒ ｍｏｄｅｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ、式１に例示）に示された処理を適用する(施す)ことによって、植物が該土壌から吸収することができる含水率の下限値を算出し（ステップＳ２０２）、作成した下限値を表す下限情報を作成する。

【0043】

（下限値）＝０．５７×（粘土の割合）＋０．１２×（シルトの割合）＋０．０１×（砂の割合）・・・（式１）。

【0044】

土壌伝達モデル情報は、土壌に含まれている成分と、植物が該土壌から吸収可能な含水率の下限値との関連性を表す情報であればよく、式１に例示された例に限定されない。たとえば、土壌伝達モデル情報は、土壌を構成している成分（粘土、シルト等のカテゴリ、火山灰等の種類）の割合と、該下限値と間の関連性が、所定の関数を用いて表される情報である。所定の関数は、たとえば、多項式関数、指数関数、または、対数関数等である。該所定の関数におけるパラメタは、実測された割合と、実測された下限値とに基づき、最小二乗法等に従った処理を実行するによって決定される。また、成分は、土壌を構成している粒子の大きさに応じて分類される情報でなくともよく、たとえば、肥料、火山灰等の成分を表す情報、または、化学的な成分を表す情報であってもよい。以降、土壌伝達モデル情報を、「第２モデル情報」とも表す。

【0045】

第１含水率算出部２０４は、作成した該下限情報を作成部２０３に入力する。

【0046】

作成部２０３は、該下限情報を受け取り、測定部２０２から土壌含水率を表す含水情報（すなわち、測定タイミングにおける含水情報）を読み取る。作成部２０３は、水分モデル情報ｆ１（式２に例示）に従った処理を、該下限情報が表す下限値と、該含水情報とに対して実行する（施す）ことによって、測定タイミングとは異なるタイミングにおける土壌含水率を表す含水情報を作成する（ステップＳ２０３）。

【0047】

（土壌含水率）＝ｆ１（測定値、下限値）・・・（式２）。

【0048】

水分モデル情報は、たとえば、土壌において水分が移動する様子を表す偏微分方程式を離散化することによって得られる連立一次方程式の解（すなわち、移動する水分量）を求め、求めた水分量に基づき土壌含水率を算出する処理を表す。当該偏微分方程式は、たとえば、以下のパラメタ１乃至パラメタ４に例示されたパラメタを含んでいる。

【0049】

（パラメタ１）水分が重力によって下降する量、
（パラメタ２）水分が土壌における毛細管現象により上昇する量、
（パラメタ３）水分が土壌の表面から蒸発する量、
（パラメタ４）土壌における水分が植物の根を介して該植物から蒸散される量。

【0050】

土壌の表面から蒸発する水分量は、たとえば、大気中の湿度及び土壌含水率の関連性、及び、日光が該土壌に照射している照射量に応じて変化する。また、土壌において層が該土壌の表面に対して平行に存在している場合に、土壌の表面が成す傾斜に応じて重力の方向と土壌における層の方向との間の関係が変化する。この場合に、土壌において下降する水分量は、たとえば、該土壌の表面が成す傾斜に応じて変化する。

【0051】

式３乃至式５を参照しながら後述する水分モデル情報も、同様に、偏微分方程式の解（すなわち、移動する水分量）を求め、求めた水分量に基づき土壌含水率を算出する処理を表す。

【0052】

水分モデル情報は、以下の情報１乃至情報６に例示されている少なくともいずれか情報と、該土壌含水率との関連性を表す情報であってもよい。

【0053】

（情報１）土壌付近における気温、
（情報２）土壌付近における湿度、
（情報３）土壌付近における降水量、
（情報４）土壌の周囲における気象を表す気象情報、
（情報５）土壌の表面が成す傾斜の程度、
（情報６）土壌にて実施された灌漑の程度を表す灌漑量。

【0054】

水分モデル情報は、土壌の表面が成す傾斜の程度に応じたモデル情報であってもよい。この場合に、作成部２０３は、該程度に応じた水分モデル情報を特定する。該下限値は、植物が土壌から吸収することが可能な水分に関して、該土壌含水率の下限値であるので、土壌含水率が該下限値未満である場合に、該植物は、該土壌から水分を吸収することができない。したがって、該含水率が該下限値未満である場合に、該植物によって土壌含水率が減少する程度（割合）は低い。これに対して、該含水率が該下限値を超えている場合に、土壌含水率が該植物によって減少する程度（割合）は高い。したがって、該下限値を含む水分モデル情報が土壌に生えている植物が該土壌に与える影響を含んでいるので、該水分モデル情報によれば、該土壌含水率を正確に算出することができる。

【0055】

次に、本発明の第２の実施形態に係る含水率特定装置２０１に関する効果について説明する。

【0056】

第２の実施形態に係る含水率特定装置２０１によれば、測定タイミングとは異なるタイミングであっても土壌含水率を特定することができる。この理由は、第１の実施形態にて説明した理由と同様である。

【0057】

さらに、第２の実施形態に係る含水率特定装置２０１によれば、より正確に含水率を取得することができる。この理由は、土壌に生えている植物が該土壌含水率に与える影響を含む水分モデル情報に従い、含水率特定装置２０１が、該含水率を算出するからである。

【0058】

＜第３の実施形態＞
次に、上述した第１の実施形態を基本とする本発明の第３の実施形態について説明する。

【0059】

図７を参照しながら、本発明の第３の実施形態に係る含水率特定装置３０１が有する構成について詳細に説明する。図７は、本発明の第３の実施形態に係る含水率特定装置３０１が有する構成を示すブロック図である。

【0060】

第３の実施形態に係る含水率特定装置３０１は、測定部３０２と、作成部３０３と、第２含水率算出部３０４とを有する。

【0061】

測定部３０２は、図１を参照しながら説明したような測定部１０２と同様な機能を有する。

【0062】

次に、図８を参照しながら、本発明の第３の実施形態に係る含水率特定装置３０１における処理について詳細に説明する。図８は、第３の実施形態に係る含水率特定装置３０１における処理の流れを示すフローチャートである。

【0063】

測定部３０２は、測定タイミングにおいて土壌含水率を測定し（ステップＳ３０１）、測定した土壌含水率を表す含水情報を作成する。測定部３０２は、測定した土壌含水率を出力してもよい。

【0064】

次に、第２含水率算出部３０４は、測定部３０２によって作成された含水情報を読み取る。第２含水率算出部３０４は、該含水情報が表す含水率と、式３に例示されているような水分モデル情報ｆ２とに基づき、土壌含水率の上限値を算出し（ステップＳ３０２）、算出した上限値を表す上限情報を作成する。

【0065】

（土壌含水率）＝ｆ２（測定値、上限値）・・・（式３）。

【0066】

式３に例示された水分モデル情報は、式２に例示された水分モデル情報を参照しながら上述したような処理と同様な処理を表す。式３に例示された水分モデル情報は、さらに、該土壌に含まれている成分、該土壌付近における気温、土壌付近における湿度、土壌付近における降水量等の気象を表す気象情報、土壌の表面が成す傾斜の程度、または、該土壌にて実施された灌漑の程度を表す灌漑量等の情報を含んでいてもよい。この場合に、該水分モデル情報は、これらの情報と、該上限値と、該土壌含水率との関連性を表す情報である。水分モデル情報は、土壌の表面が成す傾斜の程度に応じたモデル情報であってもよい。この場合に、作成部３０３は、該程度に応じた水分モデル情報を特定する。

【0067】

第２含水率算出部３０４は、作成した上限情報を作成部３０３に入力する。

【0068】

ステップＳ３０２にて、第２含水率算出部３０４は、たとえば、上限値に乱数（または、擬似乱数）を設定し、設定した上限値に対して式３に例示されているような処理を実行する（施す）ことによって、測定タイミングにおける土壌含水率を算出する。第２含水率算出部３０４は、算出した該土壌含水率と、読み取った（すなわち、測定された）土壌含水率との誤差（図９を参照しながら後述する）を算出する。第２含水率算出部３０４は、複数の上限値に関して、該誤差を算出する。第２含水率算出部３０４は、複数の上限値のうち、該上限値に関する誤差が最小（または、略最小）である場合における上限値を特定し、特定した上限値を作成部３０３に入力する。図９は、水分モデル情報の一例を概念的に表す図である。

【0069】

図９において、横軸は、時間を表し、右側であるほど先の時間であることを表す。縦軸は、土壌含水率を表し、上側であるほど土壌含水率が高いことを表す。図９に例示された水分モデル情報は、時間が経過するのに応じて、土壌含水率が変化する様子を表す情報である。図９において、測定部３０２によって、測定タイミングにて測定された含水率は、測定タイミングを表す点線にて示された線上の黒点にて表されている。

【0070】

図９において、第１水分モデル情報、及び、第２水分モデル情報は、互いに異なる水分モデル情報を表している。第２含水率算出部３０４は、第１タイミングにおける土壌含水率と、水分モデル情報（式３に例示）とに基づき、測定タイミングにおける土壌含水率を求める。次に、第２含水率算出部３０４は、測定タイミングにて測定された含水率（図９における「測定値」）と、求めた土壌含水率との誤差（図９における矢線）を算出し、算出した誤差が少ない場合における水分モデル情報を特定する。たとえば、図９に示す例においては、下側の矢線の長さが上側の矢線の長さよりも短いので、第２含水率算出部３０４は、水分モデル情報として、第２水分モデル情報を特定する。

【0071】

または、第２含水率算出部３０４は、算出した該誤差が、所定の誤差条件を満たしているか否かを判定し、該所定の誤差条件を満たしていない場合に、他の上限値に関する含水率を算出してもよい。所定の誤差条件は、たとえば、該誤差が所定の閾値以下であるという条件である。この場合に、第２含水率算出部３０４は、算出した該誤差が、所定の誤差条件を満たしている場合における上限値を表す上限情報を、作成部３０３に入力する。

【0072】

式３に例示された水分モデル情報は、さらに、該土壌に含まれている成分、該土壌付近における気温、土壌付近における湿度、土壌付近における降水量、または、該土壌にて実施された灌漑の程度を表す灌漑量等の情報を含んでいてもよい。この場合に、該水分モデル情報は、これらの情報と、土壌含水率の上限値と、該土壌含水率との関連性を表す情報である。式３に例示された水分モデル情報は、式２を参照しながら上述したような土壌含水率の下限値を含んでいてもよい。

【0073】

式３に例示されていように、水分モデル情報が土壌含水率の上限値を含む場合に、該水分モデル情報に従えば、土壌に十分な水分を供給してから所定の時間を経過した後の平衡状態における土壌含水率を正確に予測することができる。たとえば、土壌にて作物が生育されている場合に、該土壌には、灌漑、または、降雨等により十分な水分が供給されることが多い。したがって、作物が生育されている土壌含水率を測定する場合には、土壌含水率の上限値を含む水分モデル情報によって、さらに正確に、土壌含水率を測定することができる。

【0074】

作成部３０３は、該上限情報を受け取り、測定部３０２から土壌含水率を表す含水情報（すなわち、測定タイミングにおける含水情報）を読み取る。作成部３０３は、水分モデル情報（式３に例示）に従った処理を、該上限情報が表す上限値と、該含水情報とに対して実行することによって、測定タイミングと異なるタイミングにおける土壌含水率を表す含水情報を作成する（ステップＳ３０３）。

【0075】

次に、本発明の第３の実施形態に係る含水率特定装置３０１に関する効果について説明する。

【0076】

本実施形態に係る含水率特定装置３０１によれば、測定タイミングとは異なるタイミングであっても土壌含水率を特定することができる。この理由は、第１の実施形態にて説明した理由と同様である。

【0077】

さらに、第３の実施形態に係る含水率特定装置３０１によれば、より正確に土壌含水率を取得することができる。この理由は、土壌含水率の上限値を含む水分モデル情報に従い、含水率特定装置３０１が、異なるタイミングであっても土壌含水率を算出するからである。

【0078】

＜第４の実施形態＞
次に、上述した第１の実施形態を基本とする本発明の第４の実施形態について説明する。

【0079】

図１０を参照しながら、本発明の第４の実施形態に係る含水率特定装置４０１が有する構成について詳細に説明する。図１０は、本発明の第４の実施形態に係る含水率特定装置４０１が有する構成を示すブロック図である。

【0080】

第４の実施形態に係る含水率特定装置４０１は、測定部４０２と、作成部４０４と、水分供給部４０３と、飽和含水率特定部４０５とを有する。

【0081】

測定部４０２は、図１を参照しながら上述したような測定部１０２と同様な機能を有する。

【0082】

次に、図１１を参照しながら、本発明の第４の実施形態に係る含水率特定装置４０１における処理について詳細に説明する。図１１は、第４の実施形態に係る含水率特定装置４０１における処理の流れを示すフローチャートである。

【0083】

水分供給部４０３は、土壌に設置された測定部４０２の周囲に、土壌含水率の飽和含水率以上の水分を供給する（ステップＳ４０１）。測定部４０２の周囲は、たとえば、測定部４０２が設置されている地点から所定の範囲内における領域である。説明の便宜上、図３に例示されているように、タイミングＢにおいては、水分供給部４０３が十分な水分を該土壌に供給し終えているとする。

【0084】

測定部４０２は、タイミングＢにて土壌含水率を測定する（ステップＳ４０２）。

【0085】

飽和含水率特定部４０５は、タイミングＢにて測定した該土壌含水率を飽和含水率として特定し（ステップＳ４０３）、特定した該飽和含水率を表す飽和情報を作成する。飽和含水率特定部４０５は、ステップＳ４０１、及び、ステップＳ４０２に示された処理を制御することによって、飽和含水率を特定してもよい。飽和含水率特定部４０５は、作成した飽和情報を作成部４０４に入力する。

【0086】

ステップＳ４０１乃至ステップＳ４０３に示された処理は、該土壌に関して少なくとも１回実行されればよい。また、説明の便宜上、ステップＳ４０４乃至ステップＳ４０５に示された処理は、ステップＳ４０１乃至ステップＳ４０３にて実施された処理の影響がない程度に時間が経過した後に実行されるとする。ただし、ステップＳ４０１乃至ステップＳ４０３に示された処理がステップＳ４０４乃至ステップＳ４０５にて実行される処理の結果に影響を及ぼす場合であっても、含水率特定装置４０１によれば、後述するような処理によって、後述する効果を享受することができる。

【0087】

測定部４０２は、測定タイミングにて土壌含水率を測定する（ステップＳ４０４）。測定部４０２は、測定した土壌含水率を出力してもよい。

【0088】

作成部４０４は、飽和含水率特定部４０５によって作成された飽和情報を受け取り、さらに、測定部４０２によって測定された土壌含水率を表す含水情報を読み取る。上述したように、該含水情報は、測定タイミングにおける土壌含水率を表す情報である。

【0089】

作成部４０４は、水分モデル情報ｆ３（式４に例示）に従った処理を、該飽和情報と、該含水情報とに対して実行する（施す）ことによって、測定タイミングとは異なるタイミングにおける土壌含水率を算出し、算出した該土壌含水率を表す含水情報を作成する（ステップＳ４０５）。

【0090】

（土壌含水率）＝ｆ３（測定値、飽和含水率）・・・（式４）。

【0091】

式４に例示された水分モデル情報は、式２に例示された水分モデル情報を参照しながら上述したような処理と同様な処理を表す。式４に例示された水分モデル情報は、さらに、該土壌に含まれている成分、該土壌付近における気温、土壌付近における湿度、土壌付近における降水量等の気象を表す気象情報、土壌の表面が成す傾斜の程度、または、該土壌にて実施された灌漑の程度を表す灌漑量等の情報を含んでいてもよい。この場合に、該水分モデル情報は、これらの情報と、飽和含水率と、該土壌含水率との関連性を表す情報である。水分モデル情報は、土壌の表面が成す傾斜の程度に応じたモデル情報であってもよい。この場合に、作成部４０４は、該程度に応じた水分モデル情報を特定する。式４に例示された水分モデル情報は、土壌含水率の下限値（式２に例示）、及び、土壌含水率の上限値（式３に例示）のうち、少なくともいずれかを含んでいてもよい。

【0092】

式４に例示されていように、水分モデル情報が飽和含水率を含む場合に、該水分モデル情報に従えば、該土壌が保持することが可能な土壌含水率（すなわち、飽和含水率以下）のみが算出される。したがって、該水分モデル情報によれば、より正確に土壌含水率を算出することができる。

【0093】

次に、本発明の第４の実施形態に係る含水率特定装置４０１に関する効果について説明する。

【0094】

第４の実施形態に係る含水率特定装置４０１によれば、測定タイミングとは異なるタイミングであっても土壌含水率を特定することができる。この理由は、第１の実施形態にて説明した理由と同様である。

【0095】

さらに、第４の実施形態に係る含水率特定装置４０１によれば、より正確に土壌含水率を取得することができる。この理由は、飽和含水率を含む水分モデル情報に従い該含水率を算出することによって、より正確に土壌含水率を特定することができるからである。

【0096】

＜第５の実施形態＞
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。

【0097】

図１２を参照しながら、本発明の第５の実施形態に係る含水率特定装置５０１が有する構成について詳細に説明する。図１２は、本発明の第５の実施形態に係る含水率特定装置５０１が有する構成を示すブロック図である。

【0098】

第５の実施形態に係る含水率特定装置５０１は、測定部５０２と、作成部５０３とを有する。含水率特定装置５０１は、さらに、図１４を参照しながら後述するような深さモデル情報（第１深さモデル情報、第２深さモデル情報等）が格納されている深さモデル情報記憶部５０４を有する。

【0099】

測定部５０２は、図１を参照しながら説明したような測定部１０２と同様な機能を有する。第１の実施形態にて上述したように、測定部５０２は、たとえば、土壌における誘電率を測定することにより土壌含水率を求めることにより実現される。測定部５０２は、たとえば、ある長さを有するセンサによって実現されている。土壌含水率を測定する場合には、該センサを土壌に挿入することによって、該挿入されたセンサ周囲の誘電率が測定される。この場合に、測定部５０２は、該センサが挿入された長さ（深さ）以内の土壌含水率（すなわち、測定領域における土壌含水率）を測定する。

【0100】

深さモデル情報記憶部５０４には、測定部５０２によって測定された土壌含水率に応じた深さモデル情報（図１４を参照しながら後述する）が格納されている。深さモデル情報記憶部５０４には、さらに、土壌に含まれている成分と、該含水率に応じた深さモデル情報が格納されていてもよい。

【0101】

含水率特定装置５０１は、図１４に例示されているような深さモデル情報に従い、土壌含水率を測定している測定領域よりも深い領域における含水率を特定する。図１４は、深さモデル情報の一例を概念的に表す図である。深さモデル情報は、地表からの深さと、該深さにおける土壌に関する含水率との関連性を表す情報である。

【0102】

図１４において、横軸は、土壌含水率を表し、右側であるほど土壌含水率が高いことを表す。縦軸は、地表からの深さを表し、下側であるほど深いことを表す。第１深さモデル情報によって示された曲線、及び、第２深さモデル情報によって示された曲線は、それぞれ、地表からの深さが変化した場合における土壌含水率の推移を表す深さモデル情報である。

【0103】

地表からの深さが深くなる程、土壌は、日光等の環境から影響を受けにくくなる。たとえば、地表に日光が照射されている場合には、地表からの深さが深くなる程、日光から影響を受けにくくなるので、土壌から蒸発する水分は減少する。この場合に、地表からの深さが深いほど、土壌含水率は上昇することがある。また、地表から深い層における土壌含水率は、浅い層で保持できずあふれた水が下りた場合に上昇する。しかし、地表からの深さが深くなる程、土壌に加わる圧力は高くなる。上述したように、土壌において、水分は、該土壌を構成している粒子の間に保持されている。また、該土壌に係る圧力が高くなる程、土壌を構成している粒子の間隔が短くなるので、該土壌が保持できる水分は減少する。この結果、該土壌含水率は、ある深さを超えた場合に減少することもある。

【0104】

また、図３を参照しながら説明したように、土壌含水率には飽和含水率がある。したがって、土壌に雨が降っている場合には、地表付近の土壌含水率が飽和含水率になってしまうので、図１７を参照しながら後述するように、土壌含水率は、地表からの深さが深くなる程、減少する傾向にある（図１７における飽和含水率に例示）。

【0105】

次に、図１３を参照しながら、本発明の第５の実施形態に係る含水率特定装置５０１における処理について詳細に説明する。図１３は、第５の実施形態に係る含水率特定装置５０１における処理の流れを示すフローチャートである。

【0106】

測定部５０２は、ある深さにおける土壌含水率を測定し（ステップＳ５０１）、測定した土壌含水率を表す含水情報を作成する。測定部５０２は、測定した土壌含水率を出力してもよい。

【0107】

作成部５０３は、測定部５０２によって作成された含水情報を読み取る。作成部５０３は、読み取った該含水情報が表す土壌含水率に応じた深さモデル情報（図１４に例示）を特定する（ステップＳ５０２）。図１４に示された例の場合に、作成部５０３は、ある深さにおける土壌含水率（すなわち、測定領域における土壌含水率）に基づき、第１深さモデル情報、または、第２深さモデル情報のうち、いずれかを選択する。さらに、土壌に含まれている成分が特定されている場合に、作成部５０３は、該成分と、該含水情報が表す含水率に応じた深さモデル情報（図１４に例示）を特定してもよい。次に、作成部５０３は、特定した深さモデル情報に従い、測定領域より深い領域における土壌含水率を特定する（ステップＳ５０３）。作成部５０３は、深さの異なる複数の土壌に関して、土壌含水率を特定してもよい。

【0108】

次に、本発明の第５の実施形態に係る含水率特定装置５０１に関する効果について説明する。

【0109】

第５の実施形態に係る含水率特定装置５０１によれば、土壌含水率を測定する測定領域とは異なる領域における該土壌含水率を特定することができる。この理由は、測定部５０２が測定した含水率と、さらに深い領域における土壌含水率との関連性を表す深さモデル情報から、測定された該土壌含水率に応じた深さモデル情報を特定するからである。

【0110】

また、土壌を構成している成分と測定領域における土壌含水率に応じた深さモデル情報とに従い土壌含水率を特定することによって、含水率特定装置５０１は、含水率を、さらに正確に算出することができる。この理由は、土壌の構成に応じて、該土壌が保持している（保持できる）含水率が異なり、該成分に応じて適切な深さモデル情報を選択することができるからである。

【0111】

＜第６の実施形態＞
次に、上述した第５の実施形態を基本とする本発明の第６の実施形態について説明する。

【0112】

図１５を参照しながら、本発明の第６の実施形態に係る含水率特定装置６０１が有する構成について詳細に説明する。図１５は、本発明の第６の実施形態に係る含水率特定装置６０１が有する構成を示すブロック図である。

【0113】

第６の実施形態に係る含水率特定装置６０１は、測定部６０２と、作成部６０３とを有する。含水率特定装置６０１は、さらに、水分供給部６０４及び飽和含水率特定部６０６と、第１含水率算出部６０５と、第２含水率算出部６０７とのうち、少なくともいずれかを有する。含水率特定装置６０１は、さらに、深さモデル情報記憶部６０８を有してもよい。

【0114】

第１含水率算出部６０５は、図５を参照しながら説明したような第１含水率算出部２０４が有している機能と同様な機能によって実現することができる。第２含水率算出部６０７は、図７を参照しながら説明したような第２含水率算出部３０４が有している機能と同様な機能によって実現することができる。水分供給部６０４は、図１０を参照しながら説明したような水分供給部４０３が有している機能と同様な機能によって実現することができる。飽和含水率特定部６０６は、図１０を参照しながら説明したような飽和含水率特定部４０５が有している機能と同様な機能によって実現することができる。測定部６０２は、図１を参照しながら説明したような測定部１０２が有している機能と同様な機能によって実現することができる。深さモデル情報記憶部６０８には、図１７に例示されているような深さモデル情報が格納されている。図１７は、深さモデル情報の一例を概念的に表す図である。

【0115】

図１７において、横軸は、土壌含水率を表し、右側であるほど土壌含水率が高いことを表す。縦軸は、地表からの深さを表し、下側であるほど深いことを表す。３つの曲線は、それぞれ、土壌含水率の下限値、土壌含水率の上限値、及び、飽和含水率を表す。

【0116】

地表からの深さが深くなる程、土壌に加わる圧力が高くなる結果、該土壌を構成している粒子間の距離が短くなる。したがって、地表からの深さが深くなる程、該土壌が保水することが可能な水分は減少するので、該土壌が保水することが可能な含水率は低下する。したがって、図１７における上限値に示されているように、土壌含水率の上限値は、地表からの深さが深くなる程、低下する。図１７における飽和含水率に示されているように、同様な理由によって、飽和含水率は、地表からの深さが深くなる程、低下する。これに対して、地表からの深さが深くなる程、植物は、土壌から水分を吸収しにくくなる。したがって、図１７における下限値に例示されているように、地表からの深さが深くなる程、土壌含水率の下限値は高くなる傾向にある。

【0117】

深さモデル情報記憶部６０８には、図１７に例示されているような深さモデル情報が、測定領域における土壌含水率の上限値、下限値、及び、飽和含水率のうち、少なくともいずれかに応じて、複数、格納されている。図１７に示された例において、深さモデル情報は、飽和含水率、土壌含水率の上限値、土壌含水率の下限値のうち、少なくともいずれかを含む情報である。

【0118】

次に、図１６を参照しながら、本発明の第６の実施形態に係る含水率特定装置６０１における処理について詳細に説明する。図１６は、第６の実施形態に係る含水率特定装置６０１における処理の流れを示すフローチャートである。

【0119】

水分供給部６０４は、土壌に設置された測定部６０２の周囲に、土壌含水率の飽和含水率以上の水分を供給する（ステップＳ６０１）。

【0120】

測定部６０２は、測定領域における土壌含水率を測定し（ステップＳ６０２）、測定した土壌含水率を表す含水情報を作成する。第５の実施形態にて上述したように、測定領域は、たとえば、該センサが挿入された長さ（深さ）以内の領域である。

【0121】

次に、水分供給部６０４によって土壌に水分が供給された後に、飽和含水率特定部６０６は、測定部６０２が作成した含水情報を読み取る。飽和含水率特定部６０６は、読み取った該含水情報が表す土壌含水率を飽和含水率として特定し（ステップＳ６０３）、特定した飽和含水率を表す飽和情報を作成する。飽和含水率特定部６０６は、作成した飽和情報を作成部６０３に入力する。

【0122】

ステップＳ６０１乃至ステップＳ６０３に示された処理は、該土壌に関して少なくとも１回実行されればよい。また、説明の便宜上、ステップＳ６０４乃至ステップＳ６０９に示された処理は、ステップＳ６０１乃至ステップＳ６０３にて実行された処理の影響がない程度に時間が経過した後に実行されるとする。ただし、ステップＳ６０１乃至ステップＳ６０３に示された処理がステップＳ６０４乃至ステップＳ６０９にて処理に影響を及ぼす場合であっても、含水率特定装置６０１は、後述する処理を実行することによって、後述する効果と同様な効果を享受することができる。

【0123】

測定部６０２は、測定領域における土壌含水率を測定タイミングにて測定し（ステップＳ６０４）、測定した土壌含水率を表す含水情報を作成する。測定部６０２は、測定した土壌含水率を出力してもよい。

【0124】

次に、第２含水率算出部６０７は、測定部６０２によって作成された含水情報を読み取る。第２含水率算出部６０７は、図８におけるステップＳ３０２に示された処理と同様な処理を実行することによって、土壌含水率の上限値を算出し（ステップＳ６０５）、算出した上限値を表す上限情報を作成する。第２含水率算出部６０７は、作成した上限情報を作成部６０３に入力する。

【0125】

第１含水率算出部６０５は、該土壌に含まれている成分を表す成分情報を受け取り、図６におけるステップＳ２０２に示された処理と同様な処理を実行することによって、受け取った成分情報に基づき、植物が該土壌から吸収することができる土壌含水率の下限値を算出し（ステップＳ６０６）、算出した下限値を表す下限情報を作成する。第１含水率算出部６０５は、作成した下限情報を作成部６０３に入力する。

【0126】

作成部６０３は、飽和含水率特定部６０６によって作成された飽和情報、第１含水率算出部６０５によって作成された下限情報、及び、第２含水率算出部６０７によって作成された上限情報を受け取り、測定部６０２から土壌含水率を表す含水情報（すなわち、測定タイミングにおける含水情報）を読み取る。作成部６０３は、深さモデル情報記憶部６０８に格納されている複数の深さモデル情報から、該飽和情報が表す飽和含水率、該上限情報が表す上限値、及び、該下限情報が表す下限値のうち、少なくとも１つの値に基づき、深さモデル情報を特定する（ステップＳ６０７）。図１７に示された例の場合に、たとえば、作成部６０３は、測定領域における土壌含水率の下限値（すなわち、測定領域における土壌含水率の下限値）の大きさに応じて、下限値を表す深さモデル情報（すなわち、図１７における下限値によって表される曲線）を特定する。

【0127】

作成部６０３は、特定した該深さモデル情報（図１７に例示）に従い、測定領域よりも深い領域（図１７における「異なる深さ」）における土壌に関して、上限値、下限値、及び、飽和含水率のうち、少なくともいずれか１つの値を算出する（ステップＳ６０８）。

【0128】

作成部６０３は、水分モデル情報ｆ４（式５に例示）に従った処理を、該飽和含水率、該下限値、該上限値、及び、該測定値のうち、少なくともいずれか１つの値に対して実行する（施す）ことによって、測定部６０２によって、測定タイミングとは異なるタイミングにおける土壌含水率を表す含水情報を作成する（ステップＳ６０９）。

【0129】

（土壌含水率）＝ｆ４（測定値、下限値、上限値、飽和含水率）・・・（式５）。

【0130】

式５に例示された水分モデル情報は、式２に例示された水分モデル情報を参照しながら上述したような処理と同様な処理を表す。式５に例示された水分モデル情報は、さらに、該土壌に含まれている成分、該土壌付近における気温、土壌付近における湿度、土壌付近における降水量等の気象を表す気象情報、土壌の表面が成す傾斜の程度、または、該土壌にて実施された灌漑の程度を表す灌漑量等の情報を含んでいてもよい。この場合に、該水分モデル情報は、これらの情報と、飽和含水率と、該土壌含水率との関連性を表す情報である。水分モデル情報は、土壌の表面が成す傾斜の程度に応じたモデル情報であってもよい。この場合に、作成部６０３は、該程度に応じた水分モデル情報を特定する。式５に例示された水分モデル情報は、該下限値、該上限値、及び、該飽和含水率のうち、少なくとも１つの情報を含んでいればよい。

【0131】

したがって、作成部６０３は、図１６示された処理を実行することによって、測定タイミングとは異なるタイミングに関して、測定領域とは異なる領域における土壌含水率を特定する。

【0132】

次に、本発明の第６の実施形態に係る含水率特定装置６０１に関する効果について説明する。

【0133】

第６の実施形態に係る含水率特定装置６０１によれば、土壌含水率を測定する測定領域とは異なる領域における該土壌含水率を特定することができる。この理由は、第５の実施形態にて説明した理由と同様である。

【0134】

さらに、第６の実施形態に係る含水率特定装置６０１によれば、測定領域よりも深い領域における土壌含水率のうち、該土壌含水率を測定している測定タイミングとは異なるタイミングにおける正確な含水率を取得することができる。この理由は、含水率特定装置６０１が、測定領域にて測定された土壌含水率に基づき深さモデル情報（図１７に例示）を特定し、測定した該深さモデル情報に従い測定領域よりも深い領域における上限値等を特定し、さらに、特定した該上限値を含む水分モデル情報（式５に例示）に基づき、測定タイミングとは異なるタイミングにおける土壌含水率を算出するからである。式５に例示されていように、水分モデル情報（式５に例示）が該下限値、該上限値、及び、該飽和含水率のうち、少なくとも１つの数値情報を含んでいる場合には、本発明の各実施形態にて示した理由と同様な理由によって、より正確に含水率を取得することができる。また、含水率特定装置６０１によれば、複数の数値情報に基づき含水率を算出することによって、一層正確に含水率を算出することができる。

【0135】

（ハードウェア構成例）
上述した本発明の各実施形態に係る含水率特定装置を、１つの計算処理装置（情報処理装置、コンピュータ）を用いて実現するハードウェア資源の構成例について説明する。但し、係る含水率特定装置は、物理的または機能的に少なくとも２つの計算処理装置を用いて実現されてもよい。また、係る含水率特定装置は、専用の装置として実現されてもよい。

【0136】

図１８は、本発明の各実施形態に係る含水率特定装置を実現可能な計算処理装置のハードウェア構成例を概略的に示すブロック図である。計算処理装置２０は、中央処理演算装置（Ｃｅｎｔｒａｌ＿Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ＿Ｕｎｉｔ、以降「ＣＰＵ」と表す）２１、メモリ２２、ディスク２３、不揮発性記録媒体２４、及び、通信インターフェース（以降、「通信ＩＦ」と表す）２７を有する。計算処理装置２０は、入力装置２５、出力装置２６に接続可能であってもよい。計算処理装置２０は、通信ＩＦ２７を介して、他の計算処理装置、及び、通信装置と情報を送受信することができる。

【0137】

不揮発性記録媒体２４は、コンピュータが読み取り可能な、たとえば、コンパクトディスク（Ｃｏｍｐａｃｔ＿Ｄｉｓｃ）、デジタルバーサタイルディスク（Ｄｉｇｉｔａｌ＿Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ＿Ｄｉｓｃ）である。また、不揮発性記録媒体２４は、ユニバーサルシリアルバスメモリ（ＵＳＢメモリ）、ソリッドステートドライブ（Ｓｏｌｉｄ＿Ｓｔａｔｅ＿Ｄｒｉｖｅ）等であってもよい。不揮発性記録媒体２４は、電源を供給しなくても係るプログラムを保持し、持ち運びを可能にする。不揮発性記録媒体２４は、上述した媒体に限定されない。また、不揮発性記録媒体２４の代わりに、通信ＩＦ２７、及び、通信ネットワークを介して係るプログラムを持ち運びしてもよい。

【0138】

すなわち、ＣＰＵ２１は、ディスク２３に格納されているソフトウェア・プログラム（コンピュータ・プログラム：以下、単に「プログラム」と称する）を、実行する際にメモリ２２にコピーし、演算処理を実行する。ＣＰＵ２１は、プログラム実行に必要なデータをメモリ２２から読み取る。表示が必要な場合に、ＣＰＵ２１は、出力装置２６に出力結果を表示する。外部からプログラムを入力する場合に、ＣＰＵ２１は、入力装置２５からプログラムを読み取る。ＣＰＵ２１は、図１、図５、図７、図１０、図１２、または、図１５に示す各部が表す機能（処理）に対応するところのメモリ２２にある含水率特定プログラム（図２、図６、図８、図１１、図１３、または、図１６）を解釈し実行する。ＣＰＵ２１は、上述した本発明の各実施形態において説明した処理を順次実行する。

【0139】

すなわち、このような場合に、本発明の各実施形態は、係る含水率特定プログラムによっても成し得ると捉えることができる。さらに、係る含水率特定プログラムが記録されたコンピュータが読み取り可能な不揮発性の記録媒体によっても、本発明の各実施形態は成し得ると捉えることができる。

【0140】

以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかし、本発明は、上述した実施形態には限定されない。すなわち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。

【符号の説明】

【0141】

１０１ 含水率特定装置
１０２ 測定部
１０３ 作成部
２０１ 含水率特定装置
２０２ 測定部
２０３ 作成部
２０４ 第１含水率算出部
３０１ 含水率特定装置
３０２ 測定部
３０３ 作成部
３０４ 第２含水率算出部
４０１ 含水率特定装置
４０２ 測定部
４０３ 水分供給部
４０４ 作成部
４０５ 飽和含水率特定部
５０１ 含水率特定装置
５０２ 測定部
５０３ 作成部
５０４ 深さモデル情報記憶部
６０１ 含水率特定装置
６０２ 測定部
６０３ 作成部
６０４ 水分供給部
６０５ 第１含水率算出部
６０６ 飽和含水率特定部
６０７ 第２含水率算出部
６０８ 深さモデル情報記憶部
２０ 計算処理装置
２１ ＣＰＵ
２２ メモリ
２３ ディスク
２４ 不揮発性記録媒体
２５ 入力装置
２６ 出力装置
２７ 通信ＩＦ

【要約】

測定タイミングとは異なるタイミングであっても土壌含水率を特定することが可能な含水率特定装置等が提供される。含水率特定装置１０１は、土壌に含まれている水分の程度を表す土壌含水率を測定する測定部１０２と、測定タイミングにて測定した前記土壌含水率を表す含水情報に、複数のタイミング間における前記含水情報の関連性を表す第１モデル情報に従った処理を施すことによって、前記測定タイミングと異なるタイミングにおける前記含水情報を作成する作成部１０３とを有する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】