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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024048398
(43)【公開日】2024-04-08
(54)【発明の名称】水田メタン削減支援装置、水田メタン削減支援システム
(51)【国際特許分類】
G06Q 50/02 20240101AFI20240401BHJP
G06T 7/00 20170101ALI20240401BHJP
G06V 20/13 20220101ALI20240401BHJP
【ＦＩ】
G06Q50/02
G06T7/00 640
G06V20/13
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023166100
(22)【出願日】2023-09-27
(31)【優先権主張番号】P 2022153851
(32)【優先日】2022-09-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000001052
【氏名又は名称】株式会社クボタ
(74)【代理人】
【識別番号】110003041
【氏名又は名称】安田岡本弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】安達 知世
(72)【発明者】
【氏名】楠本 敏晴
(72)【発明者】
【氏名】谷 直人
【テーマコード（参考）】
5L049
5L096
【Ｆターム（参考）】
5L049CC01
5L096BA20
(57)【要約】
【課題】水田のメタンの排出量を削減するための水管理の状態及び期間を客観的に検出する。
【解決手段】水田メタン削減支援装置は、水田に関する水田情報、前記水田で作物を栽培するための農作業に関する作業情報、及び観測装置により観測された前記水田を含む地域の観測画像のデータを取得する取得部と、前記水田情報と前記作業情報と前記観測画像のデータとに基づいて、前記作物の栽培中に前記水田から排出されるメタンを削減するための前記水田の水管理の状態と当該水管理の状態が継続した期間とを特定して、当該水管理の状態及び期間を示す特定水管理情報を生成する制御部と、前記特定水管理情報を記憶する記憶部と、を備え、前記制御部は、前記水田及び前記地域の少なくともいずれかに対応する観測条件で前記観測装置により観測された前記観測画像のデータを前記取得部により取得する。
【選択図】図１
【解決手段】水田メタン削減支援装置は、水田に関する水田情報、前記水田で作物を栽培するための農作業に関する作業情報、及び観測装置により観測された前記水田を含む地域の観測画像のデータを取得する取得部と、前記水田情報と前記作業情報と前記観測画像のデータとに基づいて、前記作物の栽培中に前記水田から排出されるメタンを削減するための前記水田の水管理の状態と当該水管理の状態が継続した期間とを特定して、当該水管理の状態及び期間を示す特定水管理情報を生成する制御部と、前記特定水管理情報を記憶する記憶部と、を備え、前記制御部は、前記水田及び前記地域の少なくともいずれかに対応する観測条件で前記観測装置により観測された前記観測画像のデータを前記取得部により取得する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
水田に関する水田情報、前記水田で作物を栽培するための農作業に関する作業情報、及び観測装置により観測された前記水田を含む地域の観測画像のデータを取得する取得部と、
前記水田情報と前記作業情報と前記観測画像のデータとに基づいて、前記作物の栽培中に前記水田から排出されるメタンを削減するための前記水田の水管理の状態と当該水管理の状態が継続した期間とを特定して、当該水管理の状態及び期間を示す特定水管理情報を生成する制御部と、
前記特定水管理情報を記憶する記憶部と、を備え、
前記制御部は、前記水田及び前記地域の少なくともいずれかに対応する観測条件で前記観測装置により観測された前記観測画像のデータを前記取得部により取得する水田メタン削減支援装置。
前記水田情報と前記作業情報と前記観測画像のデータとに基づいて、前記作物の栽培中に前記水田から排出されるメタンを削減するための前記水田の水管理の状態と当該水管理の状態が継続した期間とを特定して、当該水管理の状態及び期間を示す特定水管理情報を生成する制御部と、
前記特定水管理情報を記憶する記憶部と、を備え、
前記制御部は、前記水田及び前記地域の少なくともいずれかに対応する観測条件で前記観測装置により観測された前記観測画像のデータを前記取得部により取得する水田メタン削減支援装置。
【請求項2】
前記作業情報には、予め入力された前記水田の前記水管理の状態及び期間を示す入力水管理情報が含まれ、
前記制御部は、前記入力水管理情報で示される前記水管理の期間に、前記観測条件で前記観測装置により観測された複数の前記観測画像のデータを前記取得部により取得し、
前記複数の観測画像のデータから前記水田の前記水管理の状態及び期間を特定する請求項１に記載の水田メタン削減支援装置。
前記制御部は、前記入力水管理情報で示される前記水管理の期間に、前記観測条件で前記観測装置により観測された複数の前記観測画像のデータを前記取得部により取得し、
前記複数の観測画像のデータから前記水田の前記水管理の状態及び期間を特定する請求項１に記載の水田メタン削減支援装置。
【請求項3】
前記制御部は、
前記水田情報と前記作業情報とに基づいて、所定の期間に前記観測条件で前記観測装置により観測された複数の前記観測画像のデータを前記取得部により取得し、
前記複数の観測画像のデータから前記水田の前記水管理の状態及び期間を特定する請求項１に記載の水田メタン削減支援装置。
前記水田情報と前記作業情報とに基づいて、所定の期間に前記観測条件で前記観測装置により観測された複数の前記観測画像のデータを前記取得部により取得し、
前記複数の観測画像のデータから前記水田の前記水管理の状態及び期間を特定する請求項１に記載の水田メタン削減支援装置。
【請求項4】
前記制御部は、
飛翔体又は飛行体に搭載された前記観測装置が有する合成開口レーダにより前記観測条件で観測された複数の前記観測画像のデータを前記取得部により取得し、
前記複数の観測画像のそれぞれから前記水田を示す１つ以上の画素を抽出して、当該画素の画素値に対応付けられた後方散乱係数を検出し、
検出した前記後方散乱係数に基づいて前記水田の前記水管理の状態及び期間を特定する請求項２又は３に記載の水田メタン削減支援装置。
飛翔体又は飛行体に搭載された前記観測装置が有する合成開口レーダにより前記観測条件で観測された複数の前記観測画像のデータを前記取得部により取得し、
前記複数の観測画像のそれぞれから前記水田を示す１つ以上の画素を抽出して、当該画素の画素値に対応付けられた後方散乱係数を検出し、
検出した前記後方散乱係数に基づいて前記水田の前記水管理の状態及び期間を特定する請求項２又は３に記載の水田メタン削減支援装置。
【請求項5】
前記制御部は、前記合成開口レーダから照射されるマイクロ波及び前記観測画像の少なくともいずれかに関する前記観測条件で、前記観測装置により観測された複数の前記観測画像のデータを前記取得部により取得する請求項４に記載の水田メタン削減支援装置。
【請求項6】
前記制御部は、前記マイクロ波の波長、入射角、偏波、及び前記観測画像の分解能の少なくともいずれかの最適値を示す前記観測条件を、前記記憶部から読み込み、又はデータベースから前記取得部により取得する請求項５に記載の水田メタン削減支援装置。
【請求項7】
前記複数の観測画像のデータに基づいて、前記作業情報に含まれる入力水管理情報で示された前記水管理の状態及び期間を検証して、当該検証の結果を示す検証情報を前記記憶部に記憶させ、
前記入力水管理情報で示される前記水管理の状態及び期間が正当である場合に、前記入力水管理情報を前記特定水管理情報として前記記憶部に記憶させる請求項２又は３に記載の水田メタン削減支援装置。
前記入力水管理情報で示される前記水管理の状態及び期間が正当である場合に、前記入力水管理情報を前記特定水管理情報として前記記憶部に記憶させる請求項２又は３に記載の水田メタン削減支援装置。
【請求項8】
前記記憶部には、前記水田からのメタン排出量を算出するためのモデルデータが記憶されており、
前記制御部は、前記水田情報、前記作業情報、前記特定水管理情報、及び前記モデルデータに基づいて、前記水田の所定の基本メタン排出量から削減されたメタン削減量を算出して、当該メタン削減量を前記記憶部に記憶させる請求項１に記載の水田メタン削減支援装置。
前記制御部は、前記水田情報、前記作業情報、前記特定水管理情報、及び前記モデルデータに基づいて、前記水田の所定の基本メタン排出量から削減されたメタン削減量を算出して、当該メタン削減量を前記記憶部に記憶させる請求項１に記載の水田メタン削減支援装置。
【請求項9】
前記取得部は、通信インタフェイスから構成され、
前記制御部は、
前記水田に対応する農業者に関する農業者情報を前記通信インタフェイスにより取得し、
前記水田の前記メタン削減量と前記農業者情報とを含む報告情報を前記通信インタフェイスによりクレジット管理装置に送信し、
前記メタン削減量に応じて前記クレジット管理装置から発行された電子的なクレジットを示すクレジット情報を前記通信インタフェイスにより取得し、
前記農業者情報に基づいて前記クレジット情報を前記農業者に通知する請求項８に記載の水田メタン削減支援装置。
前記制御部は、
前記水田に対応する農業者に関する農業者情報を前記通信インタフェイスにより取得し、
前記水田の前記メタン削減量と前記農業者情報とを含む報告情報を前記通信インタフェイスによりクレジット管理装置に送信し、
前記メタン削減量に応じて前記クレジット管理装置から発行された電子的なクレジットを示すクレジット情報を前記通信インタフェイスにより取得し、
前記農業者情報に基づいて前記クレジット情報を前記農業者に通知する請求項８に記載の水田メタン削減支援装置。
【請求項10】
作物を栽培する水田からのメタンの排出量の削減を支援する水田メタン削減支援装置と、
前記水田と前記水田で行う農業に関する情報を格納したデータベースが構築された農業管理装置と、を含み、
前記水田メタン削減支援装置は、
前記農業管理装置及び前記水田に対応する農業者が利用する農業者端末装置のうちの少なくともいずれかから、前記水田に関する水田情報及び前記水田で前記作物を栽培するための農作業に関する作業情報を取得し、且つ地上を観測する観測装置の観測データを記憶する観測管理装置から、前記観測装置により観測された前記水田を含む地域の観測画像のデータを取得する取得部と、
前記水田情報と前記作業情報と前記観測画像のデータとに基づいて、前記作物の栽培中に前記水田から排出されるメタンを削減するための前記水田の水管理の状態と当該状態が継続した期間とを特定して、当該水管理の状態及び期間を示す特定水管理情報を生成する制御部と、
前記特定水管理情報を記憶する記憶部と、を備え、
前記制御部は、前記水田及び前記地域の少なくともいずれかに対応する観測条件で前記観測装置により観測された前記観測画像のデータを、前記取得部により取得する水田メタン削減支援システム。
前記水田と前記水田で行う農業に関する情報を格納したデータベースが構築された農業管理装置と、を含み、
前記水田メタン削減支援装置は、
前記農業管理装置及び前記水田に対応する農業者が利用する農業者端末装置のうちの少なくともいずれかから、前記水田に関する水田情報及び前記水田で前記作物を栽培するための農作業に関する作業情報を取得し、且つ地上を観測する観測装置の観測データを記憶する観測管理装置から、前記観測装置により観測された前記水田を含む地域の観測画像のデータを取得する取得部と、
前記水田情報と前記作業情報と前記観測画像のデータとに基づいて、前記作物の栽培中に前記水田から排出されるメタンを削減するための前記水田の水管理の状態と当該状態が継続した期間とを特定して、当該水管理の状態及び期間を示す特定水管理情報を生成する制御部と、
前記特定水管理情報を記憶する記憶部と、を備え、
前記制御部は、前記水田及び前記地域の少なくともいずれかに対応する観測条件で前記観測装置により観測された前記観測画像のデータを、前記取得部により取得する水田メタン削減支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水田から排出されるメタンの削減を支援する水田メタン削減支援装置及びメタン削減支援システムに関する。
【背景技術】
【0002】
地球温暖化の一因となっている温室効果ガスには、メタンが含まれている。メタンは、水稲などの作物を栽培する水田から排出されることが知られている。例えば非特許文献１及び非特許文献２に開示されているように、水田からのメタンの排出を削減するには、水田の水管理及び有機物施用などの農作業を変更することが有効である。また、非特許文献２などには、稲作水田からのメタンの排出量を算出するモデル（ＤＮＤＣ－Ｒｉｃｅモデル）と算出式などが記載されている。
【0003】
一方、人工衛星又は航空機などに搭載された観測装置により地上を観測したリモートセンシングデータに基づいて、地域レベルで水稲が作付けされた圃場を把握する技術が開発されている。例えば特許文献１及び非特許文献３に開示されているように、合成開口レーダを用いて圃場を含む地域を観測した場合、合成開口レーダから照射されたマイクロ波が湛水状態の圃場の水面で反射すると、後方散乱波の強度（後方散乱係数）が低くなり、マイクロ波が地表面又は生長した水稲の葉で反射すると、後方散乱波の強度が高くなる。特許文献１及び非特許文献３に開示された技術では、当該特性に着目し、演算処理装置などが、田植え期と圃場準備期と水稲成長期に合成開口レーダによりそれぞれ観測された複数の観測画像の画素値が表す後方散乱強度に基づいて、水稲圃場を特定する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】平成２４年８月（独）農業環境技術研究所、「水田メタン発生抑制のための新たな水管理技術マニュアル」（改訂版）、[ON LINE]［令和４年４月２８日検索］インターネット（URL:https://www.naro.affrc.go.jp//archive/niaes/techdoc/methane_manual.pdf）
【非特許文献2】環境省ホームページ、温室効果ガス排出・吸収量等の算定と報告、3.C稲作、「3.C.1 灌漑田（Rice Cultivation - Irrigated Intermittently Flooded）（CH4）」、[ON LINE]［令和４年４月２８日検索］インターネット（URL: https://www.env.go.jp/earth/ondanka/ghg-mrv/methodology/material/methodology_3C1.pdf）
【非特許文献3】石塚直樹、「マイクロ波衛星画像と地理情報システムを利用して水稲作付け地を高い精度で推定する」、独立行政法人農業環境技術研究所平成１８年度革新的農業技術習得研修テキスト、[ON LINE]［平成２１年１１月１８日検索］インターネット（URL：http://www.niaes.affrc.go.jp/techdoc/inovlec2006/4_ishitsuka.pdf）
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第４８１０６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
例えば、メタンの排出量を削減するために行われた水田の水管理の状態と当該状態が継続した期間を、農業者の申告又は作業日誌の記録から検出する場合、当該記録の客観性と証拠性が不十分で、間違っていたり改ざんされたりするおそれがある。
【0007】
本発明は上記問題点に鑑み、水田のメタンの排出量を削減するための水管理の状態及び
期間を客観的に検出することを目的とする。
期間を客観的に検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記技術的課題を解決するための本発明の技術的手段は、以下に示す点を特徴とする。
【0009】
本発明の一態様に係る水田メタン削減支援装置は、水田に関する水田情報、前記水田で作物を栽培するための農作業に関する作業情報、及び観測装置により観測された前記水田を含む地域の観測画像のデータを取得する取得部と、前記水田情報と前記作業情報と前記観測画像のデータとに基づいて、前記作物の栽培中に前記水田から排出されるメタンを削減するための前記水田の水管理の状態と当該水管理の状態が継続した期間とを特定して、当該水管理の状態及び期間を示す特定水管理情報を生成する制御部と、前記特定水管理情報を記憶する記憶部と、を備え、前記制御部は、前記水田及び前記地域の少なくともいずれかに対応する観測条件で前記観測装置により観測された前記観測画像のデータを前記取得部により取得する。
【0010】
本発明の一態様では、前記作業情報には、予め入力された前記水田の前記水管理の状態及び期間を示す入力水管理情報が含まれ、前記制御部は、前記入力水管理情報で示される前記水管理の期間に、前記観測条件で前記観測装置により観測された複数の前記観測画像のデータを前記取得部により取得し、前記複数の観測画像のデータから前記水田の前記水管理の状態及び期間を特定する。
【0011】
また、本発明の一態様では、前記制御部は、前記水田情報と前記作業情報とに基づいて、所定の期間に前記観測条件で前記観測装置により観測された複数の前記観測画像のデータを前記取得部により取得し、前記複数の観測画像のデータから前記水田の前記水管理の状態及び期間を特定してもよい。
【0012】
また、本発明の一態様では、前記制御部は、飛翔体又は飛行体に搭載された前記観測装置が有する合成開口レーダにより前記観測条件で観測された複数の前記観測画像のデータを前記取得部により取得し、前記複数の観測画像のそれぞれから前記水田を示す１つ以上の画素を抽出して、当該画素の画素値に対応付けられた後方散乱係数を検出し、検出した前記後方散乱係数に基づいて前記水田の前記水管理の状態及び期間を特定してもよい。
【0013】
また、本発明の一態様では、前記制御部は、前記合成開口レーダから照射されるマイクロ波及び前記観測画像の少なくともいずれかに関する前記観測条件で、前記観測装置により観測された複数の前記観測画像のデータを前記取得部により取得してもよい。
【0014】
また、本発明の一態様では、前記制御部は、前記マイクロ波の波長、入射角、偏波、及び前記観測画像の分解能の少なくともいずれかの最適値を示す前記観測条件を、前記記憶部から読み込み、又はデータベースから前記取得部により取得してもよい。
【0015】
本発明の一態様では、前記制御部は、前記複数の観測画像のデータに基づいて、前記作業情報に含まれる入力水管理情報で示される前記水管理の状態及び期間を検証して、当該検証結果を示す検証情報を前記記憶部に記憶させ、前記入力水管理情報で示される前記水管理の状態及び期間が正当である場合に、前記入力水管理情報を前記特定水管理情報として前記記憶部に記憶させてもよい。
【0016】
また、本発明の一態様では、前記記憶部には、前記水田からのメタン排出量を算出するためのモデルデータが記憶されており、前記制御部は、前記水田情報、前記作業情報、前記特定水管理情報、及び前記モデルデータに基づいて、前記水田の所定の基本メタン排出量から削減されたメタン削減量を算出して、当該メタン削減量を前記記憶部に記憶させて
もよい。
もよい。
【0017】
また、本発明の一態様では、前記取得部は、通信インタフェイスから構成され、前記制御部は、前記水田に対応する農業者に関する農業者情報を前記通信インタフェイスにより取得し、前記水田の前記メタン削減量と前記農業者情報とを含む報告情報を前記通信インタフェイスによりクレジット管理装置に送信し、前記メタン削減量に応じて前記クレジット管理装置から発行された電子的なクレジットを示すクレジット情報を前記通信インタフェイスにより取得し、前記農業者情報に基づいて前記クレジット情報を前記農業者に通知してもよい。また、前記制御部は、前記検証情報も前記報告情報に含めて、前記取得部によりクレジット管理装置に送信してもよい。
【0018】
本発明の一態様に係る水田メタン削減支援システムは、作物を栽培する水田からのメタンの排出量の削減を支援する前記水田メタン削減支援装置と、前記水田と前記水田で行う農業に関する情報を格納したデータベースが構築された農業管理装置と、を含み、前記水田メタン削減支援装置は、前記農業管理装置及び前記水田に対応する農業者が利用する農業者端末装置のうちの少なくともいずれかから、前記水田に関する水田情報及び前記水田で前記作物を栽培するための農作業に関する作業情報を取得し、且つ地上を観測する観測装置の観測データを記憶する観測管理装置から、前記観測装置により観測された前記水田を含む地域の観測画像のデータを取得する前記取得部と、前記水田情報と前記作業情報と前記観測画像のデータとに基づいて、前記作物の栽培中に前記水田から排出されるメタンを削減するための前記水田の水管理の状態と当該状態が継続した期間とを特定して、当該水管理の状態及び期間を示す特定水管理情報を生成する前記制御部と、前記特定水管理情報を記憶する前記記憶部と、を備え、前記制御部は、前記水田及び前記地域の少なくともいずれかに対応する観測条件で前記観測装置により観測された前記観測画像のデータを、前記取得部により取得する。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、水田のメタンの排出量を削減するための水管理の状態及び期間を客観的に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】水田メタン削減支援システムの一例の構成図である。
【図2】水田で水稲を栽培する場合の時期と水位の一例を示す図である。
【図3】水田メタン削減支援装置の概略動作の一例を示すフローチャートである。
【図4】水田メタン削減支援装置の初期設定動作の一例を示すフローチャートである。
【図5】水田メタン削減支援装置のモデル式の一例を示した図である。
【図6】水田メタン削減支援装置のメタン評価動作の一例を示すフローチャートである。
【図7】水田の中干期間とメタン削減量の相関関係を示す第１相関データの一例を示す図である。
【図8】水田メタン削減支援装置の中干提案動作の一例を示すフローチャートである。
【図9】水田メタン削減支援装置の算出式更新動作の一例を示すフローチャートである。
【図10】水田メタン削減支援装置のクレジット化動作の一例を示すフローチャートである。
【図11】水田メタン削減支援装置のクレジット化動作の他例を示すフローチャートである。
【図12】水田メタン削減支援装置のクレジット買取動作の一例を示すフローチャートである。
【図13】水田メタン削減支援装置のクレジット取引動作の一例を示すフローチャートである。
【図14A】合成開口レーダから湛水状態の水田に照射したＸバンドのマイクロ波の反射状態の一例を示す図である。
【図14B】合成開口レーダから落水状態の水田に照射したＸバンドのマイクロ波の反射状態の一例を示す図である。
【図15A】複数の水田を含む地域の中干期間前のＳＡＲ画像の一例を示す図である。
【図15B】複数の水田を含む地域の中干期間中のＳＡＲ画像の一例を示す図である。
【図15C】複数の水田を含む地域の中干期間後のＳＡＲ画像の一例を示す図である。
【図16A】中干期間前と中干期間中のＳＡＲ画像における水田に対応する後方散乱係数のヒストグラムを示すグラフである。
【図16B】中干期間後と中干期間中のＳＡＲ画像における水田に対応する後方散乱係数のヒストグラムを示すグラフである。
【図17】中干期間前後のＳＡＲ画像における水田に対応する後方散乱係数の割合の推移を示すグラフである。
【図18】水田メタン削減支援装置の水管理特定動作の一例を示すフローチャートである。
【図19A】水田メタン削減支援装置の検証特定動作の一例を示すフローチャートである。
【図20A】水田メタン削減支援装置の画像特定動作の一例を示すフローチャートである。
【図21A】合成開口レーダから湛水状態の水田に照射したＬバンドのマイクロ波の反射状態の一例を示す図である。
【図21B】合成開口レーダから落水状態の水田に照射したＬバンドのマイクロ波の反射状態の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【0022】
図１は、水田メタン削減支援システム１００の一例の構成図である。水田メタン削減支援システム１００において、水田メタン削減支援装置１及び農業管理装置２は、例えば、管理センタに設置されたコンピュータ及びサーバなどの少なくともいずれかで構成されている。
【0023】
水田メタン削減支援装置１は、水田から排出されるメタンの削減を支援する装置であって、制御部１ａ、記憶部１ｂ、通信部１ｃ、及び入出力インタフェイス１ｄを備えている。制御部１ａはコントローラであり、ＣＰＵ（又はマイクロコンピュータ）とメモリなどから構成されている。
【0024】
記憶部１ｂはストレージであり、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、又はハードディスクなどから構成されている。記憶部１ｂには、制御部１ａが実行するソフトウェアプログラムが記憶され、制御部１ａが利用する各種の制御データが読み書き可能に記憶されている。また、記憶部１ｂには、水田から排出されるメタンの排出量を算出するためのモデルデータが記憶されている。制御部１ａは、記憶部１ｂに記憶されたモデルデータに基づいて、水田のメタン排出量及びメタン削減量などを算出する。
【0025】
通信部１ｃは、公衆通信網とインターネットなどを介して外部装置と通信するための通信インタフェイスである。また、通信部１ｃは、外部装置から情報を取得する取得部である。入出力インタフェイス１ｄは、マウス、キーボード、又はタッチパネルなどの入力インタフェイスと、ディスプレイ、スピーカ、又はタッチパネルなどの出力インタフェイスなどから構成されている。
【0026】
農業管理装置２は、農業に関する種々の情報を管理する装置である。図１では、農業管理装置２を１台例示しているが、農業管理装置２は２台以上あってもよい。農業管理装置２にも、制御部、記憶部、通信部、及び入出力インタフェイスが備わっている（図示省略）。また、農業管理装置２には、複数の水田と、水田で作物を栽培する複数の農業者に関する各種情報を格納したデータベース２ｄが構築されている。詳しくは、データベース２ｄには、農業者に関する農業者情報、水田に関する水田情報、及び水田で作物を栽培するために実施された農作業に関する作業情報などが複数格納されている。また、農業者情報と水田情報と作業情報とは、農業者毎又は水田毎に対応付けられて、データベース２ｄに格納されている。
【0027】
農業者情報には、農業者の個人情報、農業者のアカウントなどの識別情報、農業者が利用する農業者端末装置３のＩＰアドレスなどの情報が含まれている。水田情報には、水田の識別情報、水田がある地域、水田の位置（緯度、経度など）、面積、輪郭形状、土壌状態、排水性、栽培されている作物、及び水田に設置されたセンサと装置などの情報が含まれている。作業情報には、水田で作物を栽培するための農作業計画、農作業の内容、及び農作業の実施状態などが含まれている。また、作業情報に含まれる農作業には、例えば、水田における湛水、灌水、及び落水といった水管理作業があり、当該水管理作業とこれの実施状態（水管理状態）とを示す水管理情報が、作業情報に含まれている。
【0028】
水田メタン削減支援装置１の制御部１ａは、通信部１ｃにより農業管理装置２と通信して、データベース２ｄから農業者情報と水田情報と作業情報とをそれぞれ取得（受信）する。また、制御部１ａは、水田からのメタンの削減に関する情報を、通信部１ｃにより農業管理装置２へ送信して、データベース２ｄに格納させる。
【0029】
農業者端末装置３は、農業者が利用するパーソナルコンピュータ、タブレット端末装置、又はスマートフォンなどから構成されている。図１では、農業者端末装置３を２台例示しているが、農業者端末装置３は３台以上あってもよい。農業者端末装置３にも、制御部、記憶部、通信部、及び入出力インタフェイスが備わっている（図示省略）。農業者は、農業者端末装置３に農業者情報と水田情報と作業情報などの各種情報を入力する。農業者端末装置３は、入力された農業者情報と水田情報と作業情報などを、農業管理装置２又は水田メタン削減支援装置１に送信する。
【0030】
農業管理装置２は、農業者端末装置３から送信された農業者情報と水田情報と作業情報などを受信した場合、当該各情報をデータベース２ｄに格納する。水田メタン削減支援装置１（制御部１ａ）は、農業者端末装置３から送信された農業者情報と水田情報と作業情報などを通信部１ｃにより受信した場合、当該各情報を記憶部１ｂに記憶させる。
【0031】
水管理装置４は、水田の畔又は水田内に設置されている、水位センサ５は、水田内に設置されている。水管理装置４と水位センサ５とは、有線又は無線で電気的に接続されている。図１では、水管理装置４と水位センサ５とを１台ずつ例示しているが、水管理装置４と水位センサ５とは、水田毎にそれぞれ１台以上設置されている。水管理装置４にも、制御部、記憶部、及び通信部が備わっている（図示省略）。また、水管理装置４には、操作
スイッチ、アクチュエータ、蓄電池、及び太陽光発電デバイスなどが備わっている。水管理装置４は、アクチュエータにより水田の水門を開閉して、水田に対して給水又は排水する。
スイッチ、アクチュエータ、蓄電池、及び太陽光発電デバイスなどが備わっている。水管理装置４は、アクチュエータにより水田の水門を開閉して、水田に対して給水又は排水する。
【0032】
水位センサ５は水田の水位を検出して、当該検出結果を水管理装置４に送信する。水管理装置４は、水位センサ５の検出結果に基づいて、水田における湛水、灌水、又は落水などの水管理状態を検出する。そして、水管理装置４は、水位センサ５の検出結果及び水田の水管理状態に応じて、アクチュエータの作動を制御し、水田に対して給水又は排水して、水田の湛水、間断灌漑、及び落水を行う。
【0033】
また、水管理装置４は、水位センサ５の検出結果と水田の水管理状態とを示す水管理情報を、農業管理装置２又は水田メタン削減支援装置１に送信する。農業管理装置２は、水管理装置４から送信された水管理情報を受信した場合、当該水管理情報を対応する水田の作業情報に含めるように（関連付けて）、データベース２ｄに格納する。水田メタン削減支援装置１（制御部１ａ）は、水管理装置４から送信された水管理情報を受信した場合、当該水管理情報を記憶部１ｂに記憶させる。
【0034】
地球観測衛星７は飛翔体及び観測装置の一例であり、地表面を観測する。水田メタン削減支援システム１００では、地球観測衛星７は、ＳＡＲ（Synthetic Aperture Radar）衛星から構成され、合成開口レーダにより水田を観測する。モニタリング装置６は、地球観測衛星７の観測結果を取得する。モニタリング装置６にも、制御部、記憶部、通信部、及び入出力インタフェイスが備わっている（図示省略）。図１では、モニタリング装置６と地球観測衛星７とを１台ずつ例示しているが、モニタリング装置６と地球観測衛星７はそれぞれ２台以上あってもよい。
【0035】
モニタリング装置６は、地球観測衛星７の観測結果から、水田における湛水、灌水、落水などの水管理状態を検出する。具体的には、モニタリング装置６は、地球観測衛星７に搭載された合成開口レーダにより観測された水田のＳＡＲ画像（観測画像）を取得し、当該ＳＡＲ画像に基づいて水田の凹凸（でこぼこ）部分を検出する。そして、モニタリング装置６は、例えば水田の表面積に対する凹凸部分の面積の割合を算出して、当該割合が所定値未満の場合に、水田の表面が水面であり、水田が湛水状態であると判断する。また、モニタリング装置６は、水田の表面積に対する凹凸部分の面積の割合が所定値以上の場合に、水田の表面が水面ではなく（水田の水位がゼロの状態）、水田が落水状態であると判断する。さらに、モニタリング装置６は、水田の表面積に対する凹凸部分の面積の割合の変化から、水田が灌水状態であると判断してもよい。
【0036】
合成開口レーダのＳＡＲ画像による水田の湛水、灌水、落水などの水管理状態の判断は、上記に限定されず、その他の方法で判断されてもよい。また、水田メタン削減支援装置１にＡＩ（Artificial Intelligence）を備えて、当該ＡＩで機械学習により、合成開口レーダのＳＡＲ画像から水田の水管理状態を検出してもよい。
【0037】
モニタリング装置６は、水田の水管理状態を示す水管理情報を、農業管理装置２又は水田メタン削減支援装置１に送信する。農業管理装置２は、モニタリング装置６から送信された水管理情報を受信した場合、当該水管理情報を対応する水田の作業情報に含めるように（関連付けて）、データベース２ｄに格納する。水田メタン削減支援装置１（制御部１ａ）は、モニタリング装置６から送信された水管理情報を受信した場合、当該水管理情報を記憶部１ｂに記憶させる。
【0038】
水田の水管理状態を検出するため、水位センサ５と水管理装置４とを含む第１検出構成と、地球観測衛星７とモニタリング装置６とを含む第２検出構成とのうち、少なくともい
ずれかの検出構成を、水田メタン削減支援システム１００に適用すればよい。また、上記第１検出構成と第２検出構成のうちの少なくともいずれかに加えて又は代えて、農業者が農業者端末装置３により水田の水管理状態を入力してもよい。また、地球観測衛星７以外の飛翔体、又はドローン若しくはUAV（Unmanned Aerial Vehicles）などの飛行体に、合成開口レーダ、３次元レーザ測量器、或いは撮像装置などの観測装置を搭載して、水田を観測してもよい。
ずれかの検出構成を、水田メタン削減支援システム１００に適用すればよい。また、上記第１検出構成と第２検出構成のうちの少なくともいずれかに加えて又は代えて、農業者が農業者端末装置３により水田の水管理状態を入力してもよい。また、地球観測衛星７以外の飛翔体、又はドローン若しくはUAV（Unmanned Aerial Vehicles）などの飛行体に、合成開口レーダ、３次元レーザ測量器、或いは撮像装置などの観測装置を搭載して、水田を観測してもよい。
【0039】
クレジット管理装置８は、温室効果ガスの削減量に応じた電子的なクレジットを管理する装置であり、クレジット管理業者により利用される。クレジット管理装置８にも、制御部、記憶部、通信部、及び入出力インタフェイスが備わっている（図示省略）。図１では、クレジット管理装置８を１台例示しているが、クレジット管理装置８は２台以上あってもよい。また、クレジット管理業者は、複数あってもよい。
【0040】
水田メタン削減支援装置１（制御部１ａ）は、水田のメタン削減量と当該水田に対応する農業者情報とを含む報告情報を、クレジット管理装置８に送信する。クレジット管理装置８は、水田メタン削減支援装置１から受信した報告情報に含まれる水田のメタン削減量に応じてクレジットを発行し、当該クレジットを示すクレジット情報を水田メタン削減支援装置１に送信する。水田メタン削減支援装置１（制御部１ａ）は、クレジット管理装置８からクレジット情報を受信すると、当該クレジット情報を対応する農業者が利用する農業者端末装置３に送信（転送）する。また、水田メタン削減支援装置１（制御部１ａ）は、農業者からクレジットを買い取るための処理を実行する。
【0041】
需要者端末装置９は、クレジットを売買する企業、団体、又は個人などの需要者が利用する端末装置である。需要者端末装置９にも、制御部、記憶部、通信部、及び入出力インタフェイスが備わっている（図示省略）。図１では、需要者端末装置９を１台例示しているが、需要者端末装置９は２台以上あってもよい。また、需要者は複数いてもよい。水田メタン削減支援装置１（制御部１ａ）は、需要者端末装置９との間で、クレジットの取引（売買）するための処理を実行する。
【0042】
図２は、水田Ｈで水稲Ｒを栽培する場合の時期と水位ＷＬの一例を示す図である。水田Ｈで作物として水稲Ｒを栽培する場合、代掻き期から水田Ｈに灌水して、田植え期と活着期には、水田Ｈを深水状態にする。そして、分げつ期からしばらくの間、水田Ｈに間断灌水をして、水田Ｈを浅水状態にした後、水田Ｈから落水させて、水田Ｈをしばらくの間中干し（水田の水位がゼロの状態）する。この中干期間に、ヒビが入るまで水田Ｈの土壌を乾かすことで、土壌に酸素が補給され、水稲Ｒの根が土壌に強く張る。また、気温の高い分げつ期に、水田Ｈの湛水状態が続くと、土壌の還元が進み、土壌中のメタン生成菌の活動が活発になり、稲わらなどの有機物を基質として、メタン（温室効果ガス）が生成される。生成されたメタンは、水稲Ｒの器官を通じて大気中に排出される。
【0043】
このような水田Ｈからのメタンの排出量を削減するため、例えば水田Ｈを間断灌漑したり中干ししたりして、酸素を土壌に取り込むことで、土壌を還元状態から酸化状態に変化させる。また、水田Ｈの中干期間を延長することで、水田Ｈからのメタンの排出量がより削減される。然るに、水稲Ｒの幼穂形成期の前後は、水田Ｈに間断灌漑（間断灌水）する。水田Ｈの分げつ期から幼穂形成期までの間に、水稲Ｒの幼穂形成に悪影響を与えることなく、メタンの排出量を削減するには、中干期間を後倒し（幼穂形成期側）で延長するよりも、前倒し（分げつ期側で）延長する方が有効である。
【0044】
出穂期の前後は、水田Ｈに湛水して、水田Ｈを深水状態にする。その後、水稲Ｒの登熟期には、水田Ｈに間断灌水し、成熟期には、水田Ｈから落水して、水田の水位をゼロにして、水田の土壌を乾かす。水稲Ｒの収穫後に、稲わらを土壌にすき込むことでも、水田Ｈ
からのメタンの排出量が削減される。また、そのすき込み（秋すき込み）の際に、堆肥を施用することで、水田Ｈからのメタンの排出量が一層削減される。
からのメタンの排出量が削減される。また、そのすき込み（秋すき込み）の際に、堆肥を施用することで、水田Ｈからのメタンの排出量が一層削減される。
【0045】
図３は、水田メタン削減支援装置１の概略動作の一例を示すフローチャートである。各処理は、制御部１ａが実行する。（後述する他のフローチャートの各処理（各ステップ）も、制御部１ａが実行する。）
【0046】
水田メタン削減支援装置１の制御部１ａは、まずメタンの排出量を削減する農業者と水田を登録する（図３のＳ１）。次に、制御部１ａは、水田からのメタンの削減を評価するための設定を行う（Ｓ２）。そして、制御部１ａは、農業者による水田での農作業の実施状態に基づいて、水田からのメタンの削減状況を評価する（Ｓ３）。当該評価時に、制御部１ａは、水田のメタン削減量を算出する。その後、制御部１ａは、水田のメタン削減量をクレジット管理装置８によりクレジット化し（Ｓ４）、当該クレジットを、農業者端末装置３を介して農業者と取引したり、需要者端末装置９を介して需要者と取引したりする（Ｓ５）。
【0047】
図４は、水田メタン削減支援装置１の初期設定動作（初期設定時の動作）の一例を示すフローチャートである。図４の初期設定動作は、図３の処理Ｓ１、Ｓ２の詳細を示している。例えば、農業者が農業者端末装置３により水田メタン削減支援装置１に接続して、メタンを削減する水田の識別情報などを入力する。すると、農業者端末装置３が、当該水田の識別情報と農業者の識別情報とを含む登録情報を生成して、当該登録情報を水田メタン削減支援装置１に送信する。
【0048】
水田メタン削減支援装置１の制御部１ａは、農業者端末装置３からの登録情報を通信部１ｃにより受信する（図４のＳ１１）。すると、制御部１ａは、当該登録情報に含まれる農業者の識別情報と水田の識別情報とに対応する農業者情報と水田情報と作業情報の送信を要求する情報要求信号を、通信部１ｃにより農業管理装置２に送信する（Ｓ１２）。
【0049】
農業管理装置２は、水田メタン削減支援装置１からの情報要求信号を受信して、データベース２ｄを検索する。要求された農業者の識別情報と水田の識別情報とに対応する農業者情報と水田情報と作業情報とがデータベース２ｄに格納されていれば、農業管理装置２は、当該農業者情報と水田情報と作業情報とを水田メタン削減支援装置１に送信する。水田メタン削減支援装置１の制御部１ａは、農業者端末装置３からの農業者情報と水田情報と作業情報とを通信部１ｃにより受信（取得）すると（Ｓ１３：ＹＥＳ）、当該農業者情報と水田情報と作業情報とを記憶部１ｂに記憶させる（Ｓ１８）。このとき、制御部１ａが取得した農業者情報と水田情報と作業情報とは対応している。
【0050】
一方、農業管理装置２は、水田メタン削減支援装置１から要求された農業者の識別情報と水田の識別情報とに対応する農業者情報と、過去の水田情報と、作業情報とがデータベース２ｄに格納されていなければ、対応する情報が無いことを水田メタン削減支援装置１に通知する。水田メタン削減支援装置１の制御部１ａは、対応する情報が無いことを示す通知を通信部１ｃによる受信すると（Ｓ１４）、農業者の識別情報に対応する農業者端末装置３に農業者情報と水田情報と作業情報とを要求する情報要求信号を通信部１ｃにより送信する（Ｓ１５）。
【0051】
農業者端末装置３は、水田メタン削減支援装置１からの情報要求信号を受信すると、農業者情報と水田情報と作業情報とを入力する画面を入出力インタフェイスのディスプレイに表示させる。そして、農業者端末装置３は、入出力インタフェイスのキーボードなどにより農業者情報と水田情報と作業情報とが入力されると、当該農業者情報と水田情報と作業情報とを水田メタン削減支援装置１に送信する。水田メタン削減支援装置１の制御部１
ａは、農業者端末装置３からの農業者情報と水田情報と作業情報とを通信部１ｃにより受信すると（Ｓ１６）、当該農業者情報と水田情報と作業情報とを農業管理装置２に送信してデータベース２ｄに格納させる（Ｓ１７）。また。制御部１ａは、当該農業者情報と水田情報と作業情報とを記憶部１ｂに記憶させる（Ｓ１８）。このとき、制御部１ａが取得した農業者情報と水田情報と作業情報も対応している。
ａは、農業者端末装置３からの農業者情報と水田情報と作業情報とを通信部１ｃにより受信すると（Ｓ１６）、当該農業者情報と水田情報と作業情報とを農業管理装置２に送信してデータベース２ｄに格納させる（Ｓ１７）。また。制御部１ａは、当該農業者情報と水田情報と作業情報とを記憶部１ｂに記憶させる（Ｓ１８）。このとき、制御部１ａが取得した農業者情報と水田情報と作業情報も対応している。
【0052】
次に、制御部１ａは、農業管理装置２又は農業者端末装置３から受信（取得）した水田情報と作業情報、並びに記憶部１ｂに記憶されたモデルデータに基づいて、水田のメタン排出量を算出する算出式を設定する（Ｓ１９ａ）。モデルデータには、例えば図５に示すような、公知のモデル式（１）、（２）と、当該モデル式（１）、（２）中の変数Ａ、ｆｄ、ｆｗ、ｆｏ、ＥＦ、α、ａ、Ｘ、ｂを設定するためのテーブルデータ（図示省略）などが含まれている。モデル式（１）は、水田のメタン排出量Ｅを算出するための式である。モデル式（２）は、モデル式（１）に含まれる排出係数を算出するための式である。
【0053】
制御部１ａは、水田の水田情報と作業情報と対応するテーブルデータとに基づいて、モデル式（１）、（２）の変数Ａ、ｆｄ、ｆｗ、ｆｏ、α、ＥＦ、Ｘ、ａ、ｂ（Ａ；地域別水稲作付面積、ｆｄ；排水性割合、ｆｗ：水管理割合、ｆｏ：有機物割合、α：補正係数、ＥＦ：排出係数、Ｘ：地域別・施用有機物別有機物施用量、ａ：地域別・排水性別・水管理別傾き、ｂ：地域別・排水性別・水管理別切片）を設定することにより、水田のメタン排出量を算出する算出式（変数確定後の式（１）、（２））を確定する。
【0054】
モデル式（２）の変数ｆｗ、ＥＦ、ａ、ｂは、水田の水管理状態によって定まる値である。制御部１ａは、農業管理装置２又は農業者端末装置３から受信（取得）した水田の作業情報に含まれる従来の水管理情報に基づいて、水田の基本中干状態を設定する（図４のＳ１９ｂ）。従来の水管理情報は、例えば水田のある地域で慣習的に行われていた水田の水管理状態を示している。基本中干状態には、中干の実施の有無と、中干期間（例えば水田の水位がゼロである状態の継続期間）とが含まれている。
【0055】
また、制御部１ａは、基本中干状態とモデルデータに含まれる所定の傾き算出式に基づいて変数ａを設定する。また、制御部１ａは、基本中干状態とモデルデータに含まれる所定の切片算出式に基づいて変数ｂを設定する。また、制御部１ａは、基本中干状態とモデルデータに含まれる所定のテーブルデータに基づいて変数ｆｗを設定する。そして、制御部１ａは、設定した変数ａ、ｂ、ｆｗをモデル式（１）、（２）に当てはめて、算出式（１）、（２）を確定し、当該確定した算出式（１）、（２）により水田の基本メタン排出量を算出する（Ｓ１９ｃ）。即ち、制御部１ａは、確定した算出式（１）、（２）と基本中干状態とに基づいて、水田の基本メタン排出量を算出する。さらに、制御部１ａは、確定した算出式（１）、（２）と基本中干状態と基本メタン排出量とを記憶部１ｂに記憶させる（Ｓ１９ｄ）。
【0056】
水田のメタン排出量を算出するためのモデルデータ及び算出式は、上記に限定されず、図５の式（１）、（２）以外の式又はデータであってもよい。また、気象情報のような、水田の水田情報と作業情報以外の情報も考慮したモデルデータ及び算出式により、水田のメタン排出量を算出してもよい。さらに、ＡＩで機械学習により、水田のメタン排出量の算出式を設定したり、水田のメタン排出量を算出したりしてもよい。
【0057】
図６は、水田メタン削減支援装置１のメタン評価動作（メタン評価時の動作）の一例を示すフローチャートである。図６のメタン評価動作は、水田からのメタンの削減状況を評価する動作であって、図３の処理Ｓ３の詳細を示している。例えば、農業者が水田からのメタンを削減するため、水田における水管理作業などの農作業を変更し、その後水田の作物（水稲）を収穫して、今年度の農作業を終える。そして、農業者が農業者端末装置３に
より水田メタン削減支援装置１に接続して、水田のメタン評価の実行を指示すると、農業者端末装置３がメタン評価指令を水田メタン削減支援装置１に送信する。
より水田メタン削減支援装置１に接続して、水田のメタン評価の実行を指示すると、農業者端末装置３がメタン評価指令を水田メタン削減支援装置１に送信する。
【0058】
水田メタン削減支援装置１の制御部１ａは、農業者端末装置３からのメタン評価指令を通信部１ｃにより受信する（図６のＳ２１）。すると、制御部１ａは、当該メタン評価指令に含まれる農業者の識別情報と水田の識別情報とに対応する農業者情報と水田情報と作業情報を農業管理装置２又は農業者端末装置３から取得する（Ｓ２２）。この情報を取得する処理Ｓ２２は、図４の処理Ｓ１２～Ｓ１８と同様の手順で実行される。（後述する図８の処理Ｓ３１と図９の処理Ｓ４１の情報取得処理も同様である。）
【0059】
次に、制御部１ａは、取得した作業情報に含まれる農作業の実施状態を読み込み、当該作業情報に含まれる水管理情報に基づいて、実施された水田の中干状態を特定する（Ｓ２３）。このとき特定される中干状態には、水田における中干の実施の有無と中干期間とが含まれる。次に、制御部１ａは、水田に対応する算出式（前述の確定した式（１）、（２））を記憶部１ｂから読み出し、当該算出式と、読み込んだ農作業の実施状態と、特定した水田の中干状態とに基づいて、水田のメタン排出量を算出する（Ｓ２４）。次に、制御部１ａは、水田に対応する基本メタン排出量を記憶部１ｂから読み出し、当該基本メタン排出量から水田のメタン排出量を減算することにより、水田のメタン削減量を算出する（Ｓ２５）。即ち、制御部１ａは、水田での農作業が変更されたこと、又は特定した中干状態の基本中干状態に対する変更により削減された水田のメタン削減量を算出する。
【0060】
そして、制御部１ａは、算出した水田のメタン削減量を含む評価情報を生成し、農業者情報に基づいて農業者端末装置３に対して、当該評価情報を通信部１ｃにより送信する（Ｓ２６）。評価情報には、水田のメタン削減量だけでなく、特定した中干期間又は算出したメタン排出量などが含まれていてもよい。
【0061】
図６に示したメタン評価動作では、水田に対応する算出式によりメタン排出量を算出して、当該メタン排出量を基本メタン排出量から減算することにより、メタン削減量を算出する例を示した。然るに、それ以外に、例えば予め算出式に基づいて水田の中干期間とメタン削減量の相関関係を導出し、当該相関関係と特定した中干期間とに基づいて、メタン削減量を算出してもよい。
【0062】
具体的には、例えば制御部１ａは、予め初期設定動作などにおいて、シミュレーションで水田の基本中干状態に含まれる基本中干期間を前後（前倒し又は後倒し）に所定間隔で延長する毎に、当該延長後の中干期間と水田に対応する算出式とに基づいてメタン排出量を算出する。また、制御部１ａは、当該メタン排出量を前記基本メタン排出量から減算して、水田のメタン削減量を算出する。そして、制御部１ａは、水田の中干期間とメタン削減量の相関関係を導出し、当該相関関係を示す第１相関データを記憶部１ｂに記憶させる。
【0063】
図７は、水田の中干期間とメタン削減量の相関関係を示す第１相関データの一例を示す図である。図７に示す第１相関データでは、水田の中干期間とメタン削減量の相関関係とをテーブル形式で示している。また、第１相関データでは、水田の基本中干期間（５日間）の場合のメタン削減量、基本中干期間を前倒しで７日間及び１４日間それぞれ延長した場合のメタン削減量、基本中干期間を後倒しで７日間及び１４日間それぞれ延長した場合のメタン削減量、基本中干期間を前倒し７日間及び後倒し７日間それぞれ延長した場合のメタン削減量、基本中干期間を前倒し１４日間及び後倒し１４日間それぞれ延長した場合のメタン削減量を示している。
【0064】
この場合、制御部１ａは、メタン評価動作において、水田の中干状態を特定し、当該中
干状態に含まれる中干期間と第１相関データとに基づいて、水田のメタン排出量を算出することなく、メタン削減量を算出する。具体的には、例えば、水田の中干期間を基本中干期間よりも前倒しで１０日間延長した場合、制御部１ａは、第１相関データの前倒し７日間の場合のメタン削減量Ｙａと、前倒し１４日間の場合のメタン削減量Ｙｃとに基づいて、前倒し１０日間の中干期間のメタン削減量を算出する。
干状態に含まれる中干期間と第１相関データとに基づいて、水田のメタン排出量を算出することなく、メタン削減量を算出する。具体的には、例えば、水田の中干期間を基本中干期間よりも前倒しで１０日間延長した場合、制御部１ａは、第１相関データの前倒し７日間の場合のメタン削減量Ｙａと、前倒し１４日間の場合のメタン削減量Ｙｃとに基づいて、前倒し１０日間の中干期間のメタン削減量を算出する。
【0065】
水田のメタン削減量の算出方法は、上述した算出方法に限定されず、他の演算式又はデータに基づいて、水田のメタン削減量を算出してもよい。また、水田のメタン削減量（及びメタン排出量）として、水田全体のメタン削減量（及びメタン排出量）及び水田の単位面積当たりのメタン削減量（及びメタン排出量）のうちの少なくともいずれかを算出してもよい。或いは、水田のメタン削減率（％）を、メタン削減量として算出してもよい。また、気象情報のような、水田の水田情報と作業情報以外の情報も考慮したモデルデータ及び算出式により、水田のメタン削減量を算出してもよい。さらに、ＡＩの機械学習により、水田のメタン削減量を算出してもよい。
【0066】
図８は、水田メタン削減支援装置１の中干提案動作の一例を示すフローチャートである。図８の中干提案動作は、水田からのメタンを有効且つ有益に削減する推奨中干期間を提案する動作である。例えば、農業者が水田の中干作業を開始する前に、水田メタン削減支援装置１の制御部１ａは、水田に対応する農業者情報と水田情報と作業情報を農業管理装置２又は農業者端末装置３から取得する（図８のＳ３１）。この情報取得の処理Ｓ３１は、図４の処理Ｓ１２～Ｓ１８と同様の手順で実行される。
【0067】
次に、制御部１ａは、前述したように、シミュレーションで水田の基本中干状態に含まれる基本中干期間を前後に所定間隔で延長する毎に、水田のメタン削減量を算出して、水田の中干期間とメタン削減量の相関関係を導出し、当該相関関係を示す第１相関データを記憶部１ｂに記憶させる（図８のＳ３２）。
【0068】
また、制御部１ａは、シミュレーションで水田の基本中干期間を前後に所定間隔で延長する毎に、水田の作物の減収量を算出して、水田の中干期間と作物の減収量の相関関係を導出し、当該相関関係を示す第２相関データを記憶部１ｂに記憶させる（Ｓ３３）。
【0069】
具体的には、例えば制御部１ａは、水田の基本中干期間と水田情報と作業情報とに基づいて、水田の作物の基本収量を推定する。また、制御部１ａは、シミュレーションで水田の基本中干期間を前後に所定間隔で延長する毎に、当該延長後の中干期間と水田の水田情報と作業情報とに基づいて、水田の作物の収量を推定する。水田の中干期間が長くなるほど、作物の収量は減少する。このため、制御部１ａは、延長した中干期間毎に算出した作物の収量を基本収量から減算することにより、作物の減収量を算出して、水田の中干期間と作物の減収量の相関関係を導出し、当該相関関係を示す第２相関データを生成する。第２相関データは、テーブル形式のデータであってもよいし、或いは演算式であってもよい。
【0070】
次に、制御部１ａは、第１相関データと第２相関データとに基づいて、メタン削減量が第１所定値以上で且つ作物の減収量が第２所定値以下である水田の推奨中干期間を判断する（Ｓ３４）。そして、制御部１ａは、判断した推奨中干期間を含む作業提案情報を、通信部１ｃにより水田に対応する農業者端末装置３に送信する（Ｓ３５）。基本中干期間が０日であった場合、即ち従来水田で中干が実施されていなかった場合、制御部１ａは、処理Ｓ３５で中干の実施を勧める旨の情報を作業提案情報に含めてもよい。基本中干期間が１日以上であった場合、即ち従来水田で中干が実施されていた場合、制御部１ａは、処理Ｓ３５で従来からの中干期間の延長日時を作業提案情報に含めてもよい。また、制御部１ａが、推奨する中干期間の開始日と終了日の少なくともいずれかを判断して、当該開始日
と終了日の少なくともいずれかを作業提案情報に含めてもよい。
と終了日の少なくともいずれかを作業提案情報に含めてもよい。
【0071】
農業者端末装置３は、水田メタン削減支援装置１からの作業提案情報を受信して、当該作業提案情報で示される水田の推奨中干期間を、入出力インタフェイスのディスプレイなどに表示する。
【0072】
他の例として、制御部１ａが、第１相関データと第２相関データのうちのいずれかを導出して、当該導出した相関データと、特定した水田の中干期間とに基づいて、最適な推奨中干期間を判断してもよい。また、他の例として、水田のメタンを削減するため、制御部１ａが、水田の中干の実施と中干期間の延長に加えて或いは代えて、水田の間断灌漑などの水管理作業、作物の収穫後の稲わらのすき込み又は堆肥施用などの農作業の実施を提案してもよい。また、さらに、ＡＩで機械学習により、水田の推奨中干期間、推奨水管理作業、稲わらのすき込み、又は堆肥施用などの提案を導出してもよい。
【0073】
図９は、水田メタン削減支援装置１の算出式更新動作の一例を示すフローチャートである。図９の算出式更新動作は、水田のメタン排出量の算出式を更新する動作である。例えば、水田メタン削減支援装置１の管理者が入出力インタフェイス１ｄにより、ある水田に対応する算出式の更新指示を入力すると（図９のＳ４１）、制御部１ａは、水田に対応する水田情報と作業情報を農業管理装置２又は農業者端末装置３から取得する（Ｓ４２）。そして、制御部１ａは、取得した水田情報及び作業情報に含まれる情報のうち、水田のメタン排出量の算出に関係する情報に変更があった場合（Ｓ４３：ＹＥＳ）、当該情報の変更に応じて水田のメタン排出量の算出式を更新する（Ｓ４４）。
【0074】
具体的には、例えば、水田情報に含まれる水田の排水性又は作業情報に含まれる施用有機物に変更があった場合、制御部１ａは、当該変更に応じて、水田のメタン排出量の算出式（図５）の変数ｆｄ、ｆｏ、ＥＦ、ａ、ｂを変更することにより、算出式を更新する（Ｓ４４）。
【0075】
また、上記算出式の更新に伴って、制御部１ａが、基本メタン排出量も更新してもよい。また、オペレータが水田メタン削減支援装置１の入出力インタフェイス１ｄ（マウス、キーボードなど）を操作し、メタン測定器により測定された水田のメタンの濃度又は排出量の実測値に基づいて、記憶部１ｂに記憶されたモデルデータを更新してもよい。
【0076】
図１０は、水田メタン削減支援装置１のクレジット化動作の一例を示すフローチャートである。図１０のクレジット化動作は、水田のメタン削減量を電子的なクレジットに変えるときの動作であり、図３の処理Ｓ４の詳細を示している。水田メタン削減支援装置１の制御部１ａは、水田のメタン削減量の算出後に、水田のメタン削減量と、水田に対応する農業者情報とを含む報告情報を生成し、当該報告情報を通信部１ｃによりクレジット管理装置８に送信する（図１０のＳ５１）。
【0077】
クレジット管理装置８は、水田メタン削減支援装置１から報告情報を受信すると、当該報告情報に含まれる水田のメタン削減量に応じてクレジットを発行し、当該クレジットを示すクレジット情報を水田メタン削減支援装置１に送信する。クレジット情報には、クレジットの値、識別情報（管理番号）、及びクレジットの所有者などの情報が含まれている。制御部１ａは、クレジット管理装置８からクレジット情報を受信すると（Ｓ５２）、当該クレジット情報で示されるクレジットの所有者である農業者を特定し、当該農業者が利用する農業者端末装置３に受信したクレジット情報を送信する（Ｓ５３）。
【0078】
【0079】
図１１は、水田メタン削減支援装置１のクレジット化動作の他例を示すフローチャートである。水田メタン削減支援装置１の制御部１ａは、複数の水田のメタン削減量を合算して（図１１のＳ５４）、当該合算したメタン削減量を含む報告情報を生成し、当該報告情報を通信部１ｃによりクレジット管理装置８に送信する（Ｓ５１ａ）。
【0080】
そして、制御部１ａは、合算したメタン削減量に応じてクレジット管理装置８から発行されたクレジットを示すクレジット情報を通信部１ｃにより受信（取得）すると（Ｓ５２ａ）、当該クレジット情報で示されるクレジットを、複数の水田のメタン削減量に応じて分配する（Ｓ５５）。また、制御部１ａは、分配したクレジットを示すクレジット情報を新たに生成して、当該クレジット情報を通信部１ｃにより、複数の水田に対応する農業者の農業者端末装置３に送信する（Ｓ５３ａ）。
【0081】
図１２は、水田メタン削減支援装置１のクレジット買取動作の一例を示すフローチャートである。図１２のクレジット買取動作は、農業者からクレジットを買い取るときの動作であり、図３の処理Ｓ７の一例を示している。例えば、農業者が所有するクレジットを売却したい旨を示す情報を農業者端末装置３に入力すると、農業者端末装置３は、当該クレジットを売却したい旨を示す売却希望情報を生成して、当該売却希望情報を水田メタン削減支援装置１に送信する。売却希望情報には、クレジットを売却したい旨だけでなく、クレジットの値と識別番号などを示すクレジット情報も含まれている。
【0082】
水田メタン削減支援装置１の制御部１ａは、農業者端末装置３からの売却希望情報を通信部１ｃにより受信すると（Ｓ６１）、当該売却希望情報で示されるクレジットの代価を決定し、当該代価を所定の取引者に支払わせる指示を示す支払指示情報を、入出力インタフェイス１ｄにより出力（Ｓ６２）。このとき、例えば制御部１ａは、入出力インタフェイス１ｄに含まれるディスプレイに、支払指示情報を表示させる。又は、所定の取引者が利用する取引者端末装置（図示省略）に、支払指示情報を転送してもよい。
【0083】
その後、取引者が代価を農業者に支払ったことを示す支払完了情報が、入出力インタフェイス１ｄ（マウス、キーボードなど）により入力されると（Ｓ６３）、制御部１ａは、対応するクレジットの所有者を農業者から取引者に変更して、取引者に代わってクレジットを管理する（Ｓ６４）。また、制御部１ａは、対応するクレジットを示すクレジット情報と、当該クレジットの所有者が農業者から取引者に変更されたことを示す情報とを含む変更報告情報を生成し、当該変更報告情報を通信部１ｃによりクレジット管理装置８に送信する（Ｓ６５）。
【0084】
クレジット管理装置８は、水田メタン削減支援装置１からの変更報告情報を受信すると、当該変更報告情報で示されるクレジットの所有者の変更を受け付けて、当該クレジットの管理情報を更新する。
【0085】
図１３は、水田メタン削減支援装置１のクレジット取引動作の一例を示すフローチャートである。図１３のクレジット取引動作は、需要者にクレジットを売却するときの動作であり、図３の処理Ｓ７の一例を示している。例えば、水田メタン削減支援装置１の制御部１ａは、管理するクレジットを買い取りたい旨を示す買取希望情報を、需要者が利用する需要者端末装置９から通信部１ｃにより受信すると（Ｓ７１）、当該買取希望情報で示されるクレジットの代価を決定し、当該代価を需要者に支払わせる支払指令を、需要者端末装置９に送信する（Ｓ７２）。
【0086】
その後、制御部１ａは、需要者が代価を取引者に支払ったことを示す支払完了情報を、
需要者端末装置９から通信部１ｃにより受信すると（Ｓ７３）、対応するクレジットの所有者を取引者から需要者に変更して（Ｓ７４）、当該クレジットを管理対象から外す。また、制御部１ａは、そのクレジットを示すクレジット情報と、当該クレジットの所有者が取引者から需要者に変更されたことを示す情報とを含む変更報告情報を生成し、当該変更報告情報を通信部１ｃによりクレジット管理装置８に送信する（Ｓ７５）。
需要者端末装置９から通信部１ｃにより受信すると（Ｓ７３）、対応するクレジットの所有者を取引者から需要者に変更して（Ｓ７４）、当該クレジットを管理対象から外す。また、制御部１ａは、そのクレジットを示すクレジット情報と、当該クレジットの所有者が取引者から需要者に変更されたことを示す情報とを含む変更報告情報を生成し、当該変更報告情報を通信部１ｃによりクレジット管理装置８に送信する（Ｓ７５）。
【0087】
以上の実施形態では、農業管理装置２及び農業者端末装置３が、水田メタン削減支援装置１に対して外部装置である例を示したが、これに限定しない。例えば、水田メタン削減支援装置１と農業管理装置２とを同一のコンピュータ又はサーバなどで構成したり、水田メタン削減支援装置１と農業者端末装置３とを、同一のコンピュータ又は端末装置で構成したりしてもよい。また、水田メタン削減支援装置１、農業管理装置２、及び農業者端末装置３をクラウド上に設けて、クラウド上で互いに情報を入出力するようにしてもよい。またこの場合、水田のメタン削減量を示す評価情報、水田の推奨中干期間を含む作業提案情報、及びメタン削減量に応じたクレジットを示すクレジット情報を、同一のコンピュータなど或いはクラウド上で入出力してもよい。
【0088】
以上の実施形態では、水田での作物の栽培中に、水田から排出されるメタンを削減するための水田の水管理状態を、水管理装置４が水位センサ５の検出結果などに基づいて検出したり、モニタリング装置６が地球観測衛星７の合成開口レーダによる観測結果に基づいて検出したり、農業者が農業者端末装置３により入力したりするなどの例を示した。
【0089】
然るに、水管理装置４又は水位センサ５が水田に設置されておらず、当該水田がモニタリング装置６のモニタリング対象になっていない場合、当該水田の水管理状態を検出することができない。また、農業者が農業者端末装置３により入力した水田の水管理状態の情報（記録）は、客観性と証拠性が不十分で、間違っていたり改ざんされたりするおそれがある。
【0090】
上記問題の対策として、水田メタン削減支援装置１が、地球観測衛星７の合成開口レーダによるＳＡＲ画像（観測画像）のデータに基づいて、水田のメタンを削減するための水管理の状態及び当該状態が継続した期間を特定するように構成する。この場合の実施形態を以降詳述する。
【0091】
図１４Ａは、地球観測衛星７の合成開口レーダから湛水状態の水田Ｈに照射したマイクロ波の反射状態の一例を示す図である。図１４Ａに示すように、湛水状態の水田Ｈに地球観測衛星７の合成開口レーダからマイクロ波Ｗａが照射された場合、マイクロ波Ｗａが水田Ｈの平滑な水面Ｈｗで反射する。このため、湛水状態の水田Ｈでは、マイクロ波Ｗａの前方散乱波Ｗｆの強度が高くなり、後方散乱波の強度が低くなる、即ち後方散乱係数σが小さくなる。
【0092】
図１４Ｂは、地球観測衛星７の合成開口レーダから落水状態の水田Ｈに照射したマイクロ波の反射状態の一例を示す図である。図１４Ｂに示すように、落水状態の水田Ｈに地球観測衛星７の合成開口レーダからマイクロ波Ｗａが照射された場合、マイクロ波Ｗａが水田Ｈのでこぼこした（凹凸がある平滑でない）或いはひび割れた地表面Ｈｇで反射する。このため、落水状態の水田Ｈでは、湛水状態の水田Ｈの場合（図１４Ａ）よりも、マイクロ波Ｗａの前方散乱波Ｗｆの強度が低くなり、マイクロ波Ｗａの後方散乱波Ｗｂの強度（後方散乱係数）が高くなる、即ち後方散乱係数σが大きくなる。
【0093】
また、水田Ｈで作物（水稲）Ｒが栽培されている場合、地球観測衛星７の合成開口レーダからＸバンドのマイクロ波Ｗａが水田Ｈに照射されると、図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、Ｘバンドのマイクロ波Ｗａは、水田Ｈの水面Ｈｗ或いは地表面Ｈｇで反射するだ
けでなく、作物Ｒの生長した葉などでも反射する。このように、Ｘバンドのマイクロ波Ｗａが作物Ｒで反射すると、当該マイクロ波Ｗａの前方散乱波Ｗｆの強度が低くなり、マイクロ波Ｗａの後方散乱波Ｗｂの強度が高くなるので、後方散乱係数が大きくなる。
けでなく、作物Ｒの生長した葉などでも反射する。このように、Ｘバンドのマイクロ波Ｗａが作物Ｒで反射すると、当該マイクロ波Ｗａの前方散乱波Ｗｆの強度が低くなり、マイクロ波Ｗａの後方散乱波Ｗｂの強度が高くなるので、後方散乱係数が大きくなる。
【0094】
図１５Ａ～図１５Ｃは、地球観測衛星７の合成開口レーダにより作物（水稲）栽培中の複数の水田Ｈを含む地域を観測したＳＡＲ画像の一例を示す図である。特に、図１５Ａは、複数の水田Ｈを含む地域の中干期間前（観測日：２０２１年６月２１日）のＳＡＲ画像を示している。図１５Ｂは、複数の水田Ｈの中干期間中（観測日：２０２１年７月３日）のＳＡＲ画像を示している。図１５Ｃは、複数の水田Ｈの中干期間後（観測日：２０２１年７月１５日）のＳＡＲ画像を示している。
【0095】
図１５Ａ～図１５Ｃに示す各ＳＡＲ画像は、合成開口レーダからＸバンドのマイクロ波を照射した場合の後方散乱波の強度を示している。図示の便宜上、各ＳＡＲ画像において、ハッチングを付した部分に複数の水田Ｈが含まれていて、視認可能な水田Ｈを破線で区切って示している。
【0096】
ＳＡＲ画像の各画素の色の濃淡及び明るさの少なくともいずれかを表す画素値を検出し、当該各画素値を予め記憶部１ｂに記憶された所定のＬＵＴ（Look Up Table）又は演算式などの変換データにより変換することで、各画素が示す水田Ｈなどの実際の箇所における後方散乱波の強度、即ち後方散乱係数を求めることができる。
【0097】
ＳＡＲ画像では、後方散乱係数が小さい箇所ほど、黒色が濃く映し出される。即ち、各ＳＡＲ画像では、後方散乱係数が小さい湛水状態の水田Ｈは、黒っぽく表示され、後方散乱係数が大きい落水状態の水田Ｈは、白っぽく表示される。図１５Ａ～図１５Ｃでは、ハッチングの間隔が狭いほど、黒色が濃いことを示している。
【0098】
図１５Ａに示す水田Ｈの中干期間前のＳＡＲ画像と、図１５Ｃに示す水田Ｈの中干期間後のＳＡＲ画像では、水田Ｈが湛水状態にあるので黒っぽく表示されている。対して、図１５Ｂに示す水田Ｈの中干期間中のＳＡＲ画像では、水田Ｈが落水状態にあるので白っぽく表示されている。
【0099】
図１６Ａ及び図１６Ｂは、図１５Ａ～図１５Ｃに示したＳＡＲ画像に含まれる、ある１つの水田Ｈ１の後方散乱係数のヒストグラムを示すグラフである。詳しくは、図１６Ａは、中干期間前のＳＡＲ画像の水田Ｈ１を示す複数の画素にそれぞれ対応する後方散乱係数のヒストグラムＧｂと、中干期間中のＳＡＲ画像の水田Ｈ１を示す複数の画素にそれぞれ対応する後方散乱係数のヒストグラムＧｃとを示すグラフである。図１６Ｂは、ヒストグラムＧｃと、中干期間後の水田Ｈ１を示す複数の画素にそれぞれ対応する後方散乱係数のヒストグラムＧａとを示すグラフである。
【0100】
図１６Ａ及び図１６Ｂでは、横軸に後方散乱係数の範囲を示し、縦軸に水田Ｈ１を示す全画素数に対する各後方散乱係数が対応付けられた画素数の割合を示している。図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、中干期間前の水田Ｈ１の後方散乱係数のヒストグラムＧｂ、中干期間中の水田Ｈ１の後方散乱係数のヒストグラムＧｃ、及び中干期間前の水田Ｈ１の後方散乱係数のヒストグラムＧａは、それぞれ正規分布を示している。
【0101】
図１６Ａに示すように、中干期間前の水田Ｈ１の後方散乱係数のヒストグラムＧｂは、中干期間中の水田Ｈ１の後方散乱係数のヒストグラムＧｃよりも、後方散乱係数が小さい範囲に広がっていて、分布範囲も大きくなっている。また、中干期間前のヒストグラムＧｂの最頻値Ｇｂｍは、中干期間中のヒストグラムＧｃの最頻値Ｇｃｍよりも小さくなっている。中干期間前のヒストグラムＧｂの平均値及び中央値も、中干期間中のヒストグラム
Ｇｃの平均値よりも小さくなっている（符号図示省略）。
Ｇｃの平均値よりも小さくなっている（符号図示省略）。
【0102】
図１６Ｂに示すように、中干期間後の水田Ｈ１のＳＡＲ画像の後方散乱係数のヒストグラムＧａは、中干期間中の水田Ｈ１のＳＡＲ画像の後方散乱係数のヒストグラムＧｃよりも、後方散乱係数が小さい範囲に広がっている。また、中干期間後のヒストグラムＧａの最頻値Ｇａｍは、中干期間中のヒストグラムＧｃの最頻値Ｇｃｍよりも小さくなっている。中干期間後のヒストグラムＧａの平均値及び中央値も、中干期間中のヒストグラムＧｃの平均値よりも小さくなっている（符号図示省略）。
【0103】
上記のような各ヒストグラムＧａ～Ｇｃに基づいて、水田Ｈ１の水管理状態を判断するための閾値を設定する。例えば図１６Ａに示すように、中干期間前のヒストグラムＧｂと中干期間中のヒストグラムＧｃとが重複する部分の頂点Ｐ１の後方散乱係数を検出する。また、図１６Ｂに示すように、中干期間後のヒストグラムＧａと中干期間中のヒストグラムＧｃとが重複する部分の頂点Ｐ２の後方散乱係数を検出する。そして、頂点Ｐ１の後方散乱係数と頂点Ｐ２の後方散乱係数とに基づいて、水田Ｈ１が中干状態にあることを判断するための第１閾値σ１を設定する。このとき、例えば頂点Ｐ１の後方散乱係数と頂点Ｐ２の後方散乱係数との最頻値、平均値、中央値、最大値、及び最小値のいずれかを、第１閾値σ１として設定してもよい。第１閾値σ１により、水田Ｈ１の落水状態の有無及び湛水状態の有無を判断することができる。
【0104】
また他の例として、各ヒストグラムＧａ～Ｇｃに対応する正規分布カーブをそれぞれ算出して、当該正規分布カーブに基づいて第１閾値σ１を設定してもよい。具体的には、中干期間前のヒストグラムＧｂの正規分布カーブと、中干期間中のヒストグラムＧｃの正規分布カーブとの交点の後方散乱係数を検出する。また、中干期間後のヒストグラムＧａの正規分布カーブと、中干期間中のヒストグラムＧｃの正規分布カーブとの交点の後方散乱係数を検出する。そして、それら２つの交点の後方散乱係数の最頻値、平均値、中央値、最大値、及び最小値のいずれかを、第１閾値σ１として設定してもよい。
【0105】
また、図１６Ａ及び図１６Ｂに示す中干期間中のヒストグラムＧｃが示す後方散乱係数の最小値（図１６Ａ及び図１６Ｂの最左点Ｐ３の後方散乱係数）に基づいて、水田Ｈ１が湛水状態にあることを判断するための第２閾値σ２を設定する。このとき、例えばヒストグラムＧｃの最小値、又は最小値よりも所定の余裕値だけ小さい値を、第２閾値σ２に設定してもよい。第２閾値σ２により、水田Ｈ１が落水状態にないことと、中干状態にないことも判断することができる。
【0106】
上記のような第１閾値σ１と第２閾値σ２の設定は、例えばオペレータがコンピュータを操作することによって実行してもよいし、又は、水田メタン削減支援装置１の制御部１ａが、ソフトウェアプログラムに従って実行してもよい。また、ＡＩ（人工知能）による機械学習によって、第１閾値σ１と第２閾値σ２を設定してもよい。但し、第１閾値σ１及び第２閾値σ２は、水田メタン削減支援装置１の記憶部１ｂ（図１）に記憶される。
【0107】
第１閾値σ１及び第２閾値σ２の設定手法は、上記に限定するものではない。例えば、オペレータ、水田メタン削減支援装置１、他のコンピュータ、及びＡＩのうち、少なくとも１つ以上が、水田のＳＡＲ画像と、作業者などが視認した実際の水田で確認湛水、落水、中干などの水管理の状態及び期間とを参照して、第１閾値σ１及び第２閾値σ２を設定してもよい。
【0108】
また、水田毎に第１閾値σ１及び第２閾値σ２を設定してもよいし、又は複数の水田に対して共用の第１閾値σ１及び第２閾値σ２を設定してもよい。また、合成開口レーダにより複数の地域をそれぞれ観測して得た複数のＳＡＲ画像から、当該各地域に含まれる複
数の水田をそれぞれ示す画素を抽出し、当該複数の画素の画素値に対応する後方散乱係数に基づいて、第１閾値σ１及び第２閾値σ２を設定してもよい。
数の水田をそれぞれ示す画素を抽出し、当該複数の画素の画素値に対応する後方散乱係数に基づいて、第１閾値σ１及び第２閾値σ２を設定してもよい。
【0109】
さらに言えば、第１閾値σ１及び第２閾値σ２は、水田のＳＡＲ画像と実証データとに基づいて、統計的又は類型的に設定されてもよい。また、第１閾値σ１と第２閾値σ２とを、異なる水田のＳＡＲ画像及び実証データに基づいて設定してもよいし、異なるアルゴリズムで設定してもよい。また、第１閾値σ１と第２閾値σ２とを異なる値に設定してもよいし、又は同一値に設定してもよい。また、第１閾値σ１と第２閾値σ２の少なくともいずれかを設定してもよい。また、所定の年数毎に、それまでに収集した水田のＳＡＲ画像と実証データとに基づいて、第１閾値σ１及び第２閾値σ２を更新してもよい。
【0110】
図１７は、中干期間前後のＳＡＲ画像の水田Ｈ１に対応する後方散乱係数の割合の推移を示すグラフである。詳しくは、図１７は、２０２１年の６月９日、６月２１日、７月３日、７月１５日、及び７月２７日に、地球観測衛星７の合成開口レーダにより観測された水田Ｈ１のＳＡＲ画像の各画素に対応する後方散乱係数を３段階に区分けした場合の、各区の割合をそれぞれ示している。６月９日と２１日は水田Ｈ１の中干期間前の観測日であり、７月３日は水田Ｈ１の中干期間中の観測日であり、７月１５日と２７日は水田Ｈ１の中干期間後の観測日である。図１７の横軸は日付を示し、縦軸は割合を示している。
【0111】
６月９日と７月２７日のＳＡＲ画像については、図示を省略されている。然るに、６月９日のＳＡＲ画像では、図１５Ａに示した６月２１日のＳＡＲ画像のように、湛水状態にある水田Ｈが黒っぽく表示されている。また、７月２７日のＳＡＲ画像では、図１５Ｃに示した７月１５日のＳＡＲ画像のように、落水状態にある水田Ｈが白っぽく表示されている。
【0112】
図１７では、第１閾値σ１より大きい後方散乱係数σの段階を、中干区Ｃｍと設定している。第２閾値σ２より小さい後方散乱係数σの段階を、湛水区Ｃｆと設定している。第２閾値σ２以上で且つ第１閾値σ１以下の後方散乱係数σの段階を、一部湛水区Ｃｐと設定している。また、第１閾値σ１を「－１４［ｄｂ］」に設定し、第２閾値σ２を「－２０［ｄｂ］」に設定している。図１７のグラフでは、中干区Ｃｍの後方散乱係数の割合を実線で示し、一部湛水区Ｃｐの後方散乱係数の割合を２点鎖線で示し、湛水区Ｃｆの後方散乱係数の割合を１点鎖線で示している。
【0113】
図１７に示すように、水田Ｈ１の中干期間前（６月９日と２１日）には、湛水区Ｃｆに属する後方散乱係数σの割合（６月９日は９９．３６％、２１日は６１．３７％）が、中干区Ｃｍと一部湛水区Ｃｐとにそれぞれ属する後方散乱係数σの割合（中干区Ｃｍの６月９日は０．０２％で２１日は１０．０９％、一部湛水区Ｃｐの６月９日は０．０３％で２１日は２８．５４％）より高くなっている。また、水田Ｈ１の作物Ｒがある程度生長した中干期間の約１週間前（６月２１日）には、中干区Ｃｍに属する後方散乱係数σの割合が、一部湛水区Ｃｐに属する後方散乱係数σの割合より低くなっている。
【0114】
水田Ｈ１の中干期間中（７月３日）には、中干区Ｃｍに属する後方散乱係数σの割合（８８．５％）が、湛水区Ｃｆと一部湛水区Ｃｐとにそれぞれ属する後方散乱係数σの割合（湛水区Ｃｆは０．７２％、一部湛水区Ｃｐは１０．７８％）より著しく高くなっている。
【0115】
水田Ｈ１の中干期間後（７月１５日と２７日）には、中干区Ｃｍに属する後方散乱係数σの割合（７月１５日は３．１７％、２７日は０．７５％）が、湛水区Ｃｆと一部湛水区Ｃｐとにそれぞれ属する後方散乱係数σの割合（湛水区Ｃｆの７月１５日は５５．２４％で２７日は８１．６８％、一部湛水区Ｃｐの７月１５日は４１．５９％で２７日は１７．
５７％）より低くなっている。また、水田Ｈ１の中干期間後には、湛水区Ｃｆに属する後方散乱係数σの割合が、一部湛水区Ｃｐに属する後方散乱係数σの割合より高くなっている。
５７％）より低くなっている。また、水田Ｈ１の中干期間後には、湛水区Ｃｆに属する後方散乱係数σの割合が、一部湛水区Ｃｐに属する後方散乱係数σの割合より高くなっている。
【0116】
上記のように、中干区Ｃｍ及び湛水区Ｃｆにそれぞれ属する後方散乱係数σの割合が、水田Ｈ１の実際の中干期間であるか否かに応じて顕著に変動するので、中干区Ｃｍを定める第１閾値σ１と湛水区Ｃｆを定める第２閾値σ２とが水田Ｈ１の中干状態を判断する閾値として適切であることが実証されたと言える。
【0117】
図１８は、水田メタン削減支援装置１の水管理特定動作の一例を示すフローチャートである。図１８の水管理特定動作は、水田のメタンを削減するための水管理の状態と当該状態が継続した期間とを特定する動作であって、前述した図６の処理Ｓ２２の後に、処理Ｓ２３に代えて水田メタン削減支援装置１の制御部１ａ（図１）により実行される。
【0118】
図６に示したメタン評価動作において、水田メタン削減支援装置１の制御部１ａは、前述したように通信部１ｃ（通信インタフェイス）により、農業者端末装置３からのメタン評価指令を受信する（図６のＳ２１）。そして、制御部１ａは、メタン評価指令に含まれる農業者の識別情報と水田の識別情報とに対応する農業者情報と水田情報と作業情報とを、農業管理装置２又は農業者端末装置３から通信部１ｃにより取得（受信）する（Ｓ２２）。通信部１ｃは、情報を取得する取得部の一例である。これ以外に、記憶媒体を介して情報及びデータを水田メタン削減支援装置１に入力可能な入力インタフェイスにより取得部を構成してもよい。
【0119】
図６の処理Ｓ２２の後、制御部１ａは、図１８の水管理特定動作を実行する。まず制御う１ａは、取得した水田情報と作業情報とを読み込んで（図１８のＳ８１）、水田情報で示された対象水田の水管理情報が作業情報に含まれているか否かを確認する。例えば、水管理装置４など（図１の水位センサ５を含んでもよい。）が対象水田に設置されている場合、制御部１ａは、水管理装置４により検出された対象水田の湛水、灌水、又は落水などの水管理状態を示す情報である水管理情報（以下、「検出水管理情報」という。）が作業情報に含まれていることを確認する（図１８のＳ８２：ＹＥＳ）。
【0120】
また、対象水田がモニタリング装置６（図１）に登録されたモニタリング対象に含まれている場合、制御部１ａは、モニタリング装置６により検出された対象水田の水管理情報（以下、「検出水管理情報」という。）が作業情報に含まれていることを確認する（図１８のＳ８２：ＹＥＳ）。
【0121】
次に、制御部１ａは、検出水管理情報に基づいて、対象水田のメタンを削減するために実施された水管理の状態（有無）及び期間を特定し、当該中干の状態及び期間を示す特定水管理情報を記憶部１ｂに記憶させる（Ｓ８３）。そして、制御部１ａは、特定水管理情報を特定するために基づいた検出水管理情報を、根拠情報として特定水管理情報と関連付けて記憶部１ｂに記憶させる（Ｓ８４）。
【0122】
具体的には、処理Ｓ８３において、例えば制御部１ａは、まず水田情報と作業情報とに基づいて、対象水田に作付けされた作物（水稲）の分げつ期と幼穂形成期とを特定する。次に、制御部１ａは、検出水管理情報を読み込んで、分げつ期から幼穂形成期までの間に、対象水田の湛水されていない状態が所定日数（例えば５日）以上継続されたか否かを確認する。
【0123】
例えば制御部１ａは、対象水田の湛水されていない状態（落水状態）が所定日数（例えば５日）以上継続されたことを、検出水管理情報から確認した場合、対象水田で中干の実
施があったと判断する。そして、制御部１ａは、対象水田が湛水されていない状態の開始日と最終日とをそれぞれ中干開始日と中干終了日として特定し、当該中干開始日から中干終了日までの期間を中干期間として特定する。さらに、制御部１ａは、対象水田の中干が実施されたことと中干期間とを示す特定水管理情報を生成して、当該特定水管理情報を記憶部１ｂに記憶させる（Ｓ８４）。
施があったと判断する。そして、制御部１ａは、対象水田が湛水されていない状態の開始日と最終日とをそれぞれ中干開始日と中干終了日として特定し、当該中干開始日から中干終了日までの期間を中干期間として特定する。さらに、制御部１ａは、対象水田の中干が実施されたことと中干期間とを示す特定水管理情報を生成して、当該特定水管理情報を記憶部１ｂに記憶させる（Ｓ８４）。
【0124】
なお、対象水田で中干が実施されなかった場合、制御部１ａは、処理Ｓ８３で検出水管理情報に基づいて対象水田の中干状態を特定することができない。この場合、制御部１ａは、処理Ｓ８４において、対象水田での実施が無かったことを示す特定水管理情報を生成して、当該特定水管理情報を記憶部１ｂに記憶させる。
【0125】
上記のように処理Ｓ８４が実行されて、図１８の水管理特定動作が終了した場合、次に制御部１ａは、対象水田に対応する算出式と、作業情報に含まれる対象水田での農作業の実施状態と、記憶部１ｂに記憶された特定水管理情報とに基づいて、水田のメタン排出量を算出する（図６のＳ２４）。そして、制御部１ａは、前述したように対象水田のメタン削減量を算出して（Ｓ２５）、当該メタン削減量を記憶部１ｂに記憶させ、当該メタン削減量を含む評価情報を、農業者情報に基づいて農業者端末装置３に送信する（Ｓ２６）。
【0126】
一方、水位センサ５と水管理装置４とが対象水田に設置されておらず、対象水田がモニタリング装置６のモニタリング対象に含まれていないことがある。この状況において、例えば農業者が、対象水田の湛水、灌水、落水、及び中干などの水管理状態を示す情報である水管理情報を、農業者端末装置３により入力する。
【0127】
その場合、制御部１ａは、作業情報に検出水管理情報が含まれておらず（図１８のＳ８２：ＮＯ）、農業者が農業者端末装置３により入力した水管理情報（以下、「入力水管理情報」という。）が作業情報に含まれていることを確認する（Ｓ８５：ＹＥＳ）。そして、制御部１ａは、地球観測衛星７の合成開口レーダによるＳＡＲ画像のデータに基づいて、対象水田の入力水管理情報の検証と、メタンを削減するために実施された水管理の状態及び期間の特定とを実行する（Ｓ８６）。
【0128】
図１９Ａ及び図１９Ｂは、水田メタン削減支援装置１の検証特定動作の一例を示すフローチャートである。図１９Ａ及び図１９Ｂに示す検証特定動作は、図１８の処理Ｓ８６の詳細を示している。本検証特定動作において、制御部１ａは、入力水管理情報に基づいて、地球観測衛星７の合成開口レーダにより観測された複数のＳＡＲ画像のデータを取得し、当該複数のＳＡＲ画像のデータに基づいて対象水田の水管理の状態及び期間を判断し、当該判断した水管理の状態及び期間に基づいて、入力水管理情報で示された対象水田の水管理の状態及び期間を検証し、対象水田のメタンを削減するための水管理の状態及び期間を特定する。本検証特定動作について、以下詳述する。
【0129】
対象水田の作業情報に含まれる入力水管理情報には、対象水田のメタンを削減するための水管理の状態及び期間として、中干状態と中干期間が含まれている。このため、まず水田メタン削減支援装置１の制御部１ａは、入力水管理情報で示される対象水田の中干期間のうち、中干開始日と中干最終日とを判断する（図１９ＡのＳ９１）。なお、中干開始日とは、対象水田が中干されるために、湛水状態から落水状態に変化した日のことである。中干最終日とは、中干されている対象水田が落水状態から湛水状態に変化した日の前日のことである。
【0130】
次に、制御部１ａは、通信部１ｃにより、地球観測衛星７の合成開口レーダにより観測されたデータを記憶しているモニタリング装置６と通信して、対象水田の中干開始日と中干最終日のそれぞれに合成開口レーダにより観測された対象水田を含む地域のＳＡＲ画像
のデータを取得（受信）する（Ｓ９２）。
のデータを取得（受信）する（Ｓ９２）。
【0131】
なお、合成開口レーダの観測データが、モニタリング装置６ではなく、例えば観測データサーバ（図示省略）に記憶されている場合には、制御部１ａは、対象水田の中干開始日と中干最終日に合成開口レーダにより観測された対象水田を含む地域のＳＡＲ画像のデータを、観測データサーバから通信部１ｃにより取得する。モニタリング装置６と観測データサーバは、観測管理装置の一例である。
【0132】
また、対象水田と対象水田を含む地域の位置（緯度、経度）は、対象水田の水田情報で示されている。制御部１ａは、当該水田情報に基づいて対象水田を含む地域の位置を判断し、当該位置を観測した合成開口レーダのＳＡＲ画像をモニタリング装置６又は観測データサーバから取得する。
【0133】
次に、制御部１ａは、対象水田の中干開始日に観測されたＳＡＲ画像から対象水田を示す１つ以上の画素を抽出し、当該画素の画素値に対応する後方散乱係数を検出する（Ｓ９３）。このとき、制御部１ａは、検出した後方散乱係数の数、即ち対象水田の後方散乱係数の全数Ｎａを数える。
【0134】
なお、ＳＡＲ画像中の対象水田を示す画素数は、ＳＡＲ画像の解像度（観測幅）によって変わる。このため、対象水田の面積と後方散乱係数の抽出数などを考慮して、適切な解像度のＳＡＲ画像をモニタリング装置６などから水田メタン削減支援装置１に取得する。
【0135】
次に、制御部１ａは、中干開始日のＳＡＲ画像に基づいて検出した対象水田の後方散乱係数と、記憶部１ｂに記憶された第１閾値σ１とを比較して、第１閾値σ１より大きい後方散乱係数の該当数Ｎｂを数える。そして、制御部１ａは、水田の後方散乱係数の全数Ｎａに対する該当数Ｎｂの割合Ｒｓ（Ｒｓ＝Ｎｂ／Ｎａ×１００［％］）を算出する（Ｓ９４）。
【0136】
次に、割合Ｒｓが、記憶部１ｂに記憶された所定の第３閾値Ｒｔ（例えば８０％）以上である場合（Ｓ９５：ＹＥＳ）、制御部１ａは、入力水管理情報で示された中干開始日に、対象水田が落水状態で且つ中干状態にあると判断して、当該判断結果を記憶部１ｂに記録する（Ｓ９６）。
【0137】
対して、割合Ｒｓが第３閾値Ｒｔ未満である場合（Ｓ９５：ＮＯ）、制御部１ａは、入力水管理情報で示された中干開始日に、対象水田が落水状態になく、中干状態にもなかったと判断して、当該判断結果を記憶部１ｂに記録する（Ｓ９７）。第３閾値Ｒｔは、例えば図１７に示したような、水田の後方散乱係数の実証データに基づいて設定されている。
【0138】
次に、制御部１ａは、中干最終日のＳＡＲ画像から対象水田を示す画素を抽出し、当該画素の画素値に対応する後方散乱係数を検出する（図１９ＢのＳ９８）。また、制御部１ａは、上述したように抽出した対象水田の後方散乱係数の全数Ｎａに対する、第１閾値σ１より大きい後方散乱係数の該当数Ｎｂの割合Ｒｅを算出する（Ｓ９９）。
【0139】
そして、割合Ｒｅが第３閾値Ｒｔ以上である場合（Ｓ１００：ＹＥＳ）、制御部１ａは、入力水管理情報で示された中干最終日に対象水田が落水状態で且つ中干状態にあると判断して、当該判断結果を記憶部１ｂに記録する（Ｓ１０１）。
【0140】
対して、割合Ｒｅが第３閾値Ｒｔ未満である場合（Ｓ１００：ＮＯ）、制御部１ａは、入力水管理情報で示された中干最終日に対象水田が落水状態になく、中干状態にもなかったと判断して、当該判断結果を記憶部１ｂに記録する（Ｓ１０２）。
【0141】
上述したように制御部１ａは、図１９Ａの処理Ｓ９６及び図１９Ｂの処理Ｓ１０１で、中干開始日と中干最終日に対象水田が中干状態であったと判断した場合、ＳＡＲ画像のデータから判断した対象水田の中干の状態及び期間と、入力水管理情報で示された対象水田の中干の状態及び期間とが対応していると判断する（図１９ＢのＳ１０３：ＹＥＳ）。そして、制御部１ａは、入力水管理情報で示される水管理の状態及び期間が正当であると判断して（Ｓ１０４）、入力水管理情報を特定水管理情報として記憶部１ｂに記憶させる（Ｓ１０５）。
【0142】
上記の例では、制御部１ａが、ＳＡＲ画像のデータから判断した対象水田の中干の状態及び期間と、入力水管理情報で示された対象水田の中干の状態及び期間とが一致している場合に対応していると判断した例を示したが、これに限定するものではない。例えば、入力水管理情報で対象水田の落水日と湛水日とが示されていて、当該落水日から湛水日までの日数が所定日（例えば５日）以上ある場合に、制御部１ａが、落水日から湛水日までを対象水田の入力された中干期間と推定してもよい。そして、制御部１ａが、対象水田が落水日に落水状態にあり且つ湛水日に湛水状態にあることをＳＡＲ画像のデータから確認することができたときに、ＳＡＲ画像のデータから判断した対象水田の中干の状態及び期間と、入力水管理情報で示された対象水田の中干の状態及び期間とが対応していると判断してもよい。
【0143】
また、例えば、対象水田の水位を低下させる作業の実施日と、対象水田の水位を略０まで低下させる排水作業の実施日と、対象水田の水位を上昇させる給水作業の実施日とが、入力水管理情報で示されている場合に、制御部１ａが、対象水田の排水性に基づいて水位が略０まで低下する合理的な落水所要時間を推定し、対象水田の給水性に基づいて水位が上昇して湛水状態になる合理的な湛水所要時間を推定してもよい。そして、制御部１ａが、排水作業の実施日から落水所要時間の経過後に対象水田の水位が略０まで低下していることと、給水作業の実施日から湛水所要時間の経過後に対象水田の水位が上昇して湛水状態にあることとを、ＳＡＲ画像のデータから確認することができたときに、ＳＡＲ画像のデータから判断した対象水田の中干（又は間断灌水）の状態及び期間と、入力水管理情報で示された対象水田の中干（又は間断灌水）の状態及び期間とが対応していると判断してもよい。即ち、制御部１ａは、入力水管理情報で示される対象水田の水管理状態と、ＳＡＲ画像のデータから得られた対象水田の水管理状態とが適切な関係にある場合に、これらが対応していると判断すればよい。
【0144】
上述したように制御部１ａは、入力水管理情報で示される水管理の状態及び期間が正当であると判断して（図１９ＢのＳ１０４）、入力水管理情報を特定水管理情報として記憶部１ｂに記憶させた（Ｓ１０５）後、特定水管理情報と、入力水管理情報と、特定水管理情報と入力水管理情報とが対応していることを示す情報と、入力水管理情報が正当であることを示す情報とを含む検証情報を生成し、当該検証情報を記憶部１ｂに記憶させる（Ｓ１０６）。このとき、制御部１ａは、対象水田の中干開始日と中干最終日のＳＡＲ画像のデータのうち、図１５Ａ～１５Ｃに示したようなＳＡＲ画像の表示データ又は当該ＳＡＲ画像から抽出した対象水田の画像の表示データを検証情報に含めてもよい。またこの場合、ＳＡＲ画像或いは対象水田の画像の解説若しくは凡例などを、検証情報に含めてもよい。
【0145】
上記のように処理Ｓ１０４～Ｓ１０６が実行されて、図１９Ａ、図１９Ｂの検証特定動作及び図１８の水管理特定動作が終了することで、入力水管理情報が検証されて、対象水田の中干状態と中干期間とが制御部１ａにより特定された状態となる。この場合、次に制御部１ａは、対象水田に対応する算出式と、作業情報に含まれる対象水田での農作業の実施状態と、特定水管理情報とに基づいて、水田のメタン排出量を算出する（図６のＳ２４
）。そして、制御部１ａは、前述したように対象水田のメタン削減量を算出し（Ｓ２５）、当該メタン削減量を記憶部１ｂに記憶させ、当該対象水田のメタン削減量を含む評価情報を、農業者情報に基づいて農業者端末装置３に送信する（Ｓ２６）。
）。そして、制御部１ａは、前述したように対象水田のメタン削減量を算出し（Ｓ２５）、当該メタン削減量を記憶部１ｂに記憶させ、当該対象水田のメタン削減量を含む評価情報を、農業者情報に基づいて農業者端末装置３に送信する（Ｓ２６）。
【0146】
一方、制御部１ａは、図１９の処理Ｓ９７で中干開始日に対象水田が中干状態でなかったと判断した場合、又は図１９Ｂの処理Ｓ１０２で中干最終日に対象水田が中干状態でなかったと判断した場合、ＳＡＲ画像のデータから水田の中干期間を判断することができない。このため、制御部１ａは、ＳＡＲ画像のデータから判断した対象水田の水管理状態と、入力水管理情報で示された対象水田の水管理状態とが対応していないと判断する（図１９ＢのＳ１０３：ＮＯ）。上記以外に、ＳＡＲ画像のデータから判断した対象水田の水管理状態と、入力水管理情報で示された対象水田の水管理状態とが適切な関係にない場合にも、制御部１ａは、ＳＡＲ画像のデータから判断した対象水田の水管理状態と、入力水管理情報で示された対象水田の水管理状態とが対応していないと判断してもよい（Ｓ１０３：ＮＯ）。
【0147】
そして、制御部１ａは、入力水管理情報で示される水管理の状態及び期間が不当であると判断し、ＳＡＲ画像のデータから判断した対象水田の水管理状態を示す画像水管理情報を生成して、当該画像水管理情報を記憶部１ｂに記憶させる（Ｓ１０７）。このとき、画像水管理情報には、中干開始日と中干最終日の少なくともいずれかの日に、対象水田が落水状態及び中干状態でなかったことが示されている。
【0148】
次に、制御部１ａは、対象水田の画像水管理情報と、入力水管理情報と、画像水管理情報及び入力水管理情報が対応していなかったことを示す情報と、入力水管理情報が不当であることを示す情報とを含む検証情報を生成し、当該検証情報を記憶部１ｂに記憶させる（Ｓ１０８）。このときも、制御部１ａは、対象水田の中干開始日と中干最終日のＳＡＲ画像のデータのうち、図１５Ａ～１５Ｃに示したようなＳＡＲ画像の表示データ又は当該ＳＡＲ画像から抽出した対象水田の画像の表示データを検証情報に含めて記憶部１ｂに記憶させてもよい。
【0149】
さらに、制御部１ａは、農業者情報に基づいて、農業者が使用する農業者端末装置３に検証情報を通信部１ｃにより送信し、農業者端末装置３を介して農業者に検証情報を通知する（図１９ＢのＳ１０９）。詳しくは、検証情報を受信した農業者端末装置３が、当該検証情報をディスプレイに表示させることにより、当該検証情報の内容が農業者に通知される。また、制御部１ａは、検証情報とともに、対象水田の入力水管理情報の再入力を求める要求情報を、農業者端末装置３に送信して、農業者端末装置３のディスプレイに表示させるようにしてもよい。これにより、要求情報も農業者端末装置３を介して農業者に通知される。
【0150】
上記のように処理Ｓ１０７～Ｓ１０９が実行されて、図１９Ａ、図１９Ｂの検証特定動作が終了することで、入力水管理情報が検証されて、対象水田が中干状態にあったと特定されず、中干期間も特定されていない状態となる。この場合、制御部１ａは、図６の処理Ｓ２４（メタン排出量の算出）を実行せず、図１８の処理Ｓ８１から以降の処理を再度実行する。
【0151】
例えば、図１９Ｂの処理Ｓ１０９で通知された検証情報などを見た農業者が、農業者端末装置３を操作して、対象水田の入力水管理情報を再入力（変更）する。これにより、制御部１ａは、図１８の処理Ｓ８５で、作業情報に入力水管理情報が含まれていることを確認し（Ｓ８５：ＹＥＳ）、処理Ｓ８６に対応する図１９の検証特定動作を再度実行する。このように、制御部１ａは、対象水田の中干状態及び中干期間を特定することができない間は、対象水田のメタン排出量及びメタン削減量を算出せず、評価情報を農業者端末装置
３に送信することもない。
３に送信することもない。
【0152】
また、例えば、水位センサ５と水管理装置４とが対象水田に設置されておらず、対象水田がモニタリング装置６のモニタリング対象に含まれていない状況で、対象水田の入力水管理情報が農業者により農業者端末装置３に入力されない場合がある。この場合、制御部１ａは、作業情報に対象水田の検出水管理情報及び入力水管理情報が含まれていないことを確認する（図１８のＳ８２：ＮＯ、Ｓ８５：ＮＯ）。そして、制御部１ａは、地球観測衛星７の合成開口レーダによるＳＡＲ画像のデータに基づいて、対象水田のメタンを削減するために実施された水管理の状態及び期間の特定を実行する（Ｓ８７）。
【0153】
図２０Ａ及び図２０Ｂは、水田メタン削減支援装置１の画像特定動作の一例を示すフローチャートである。図２０Ａ及び図２０Ｂに示す画像特定動作は、図１８の処理Ｓ８７の詳細を示している。本画像特定動作において、制御部１ａは、水田情報と作業情報とに基づいて、所定の期間に地球観測衛星７の合成開口レーダにより観測された複数のＳＡＲ画像のデータを取得し、当該複数のＳＡＲ画像のデータに基づいて、対象水田のメタンを削減するための水管理の状態及び期間を特定する。本画像特定動作について以下詳述する。
【0154】
水田メタン削減支援装置１の制御部１ａは、水田情報と作業情報とに基づいて、対象水田に作付けされた作物（水稲）の分げつ期と幼穂形成期とを判断する（図２０ＡのＳ１１１）。次に、制御部１ａは、分げつ期から幼穂形成期までの期間に地球観測衛星７の合成開口レーダにより観測された対象水田を含む地域の複数のＳＡＲ画像のデータを、通信部１ｃによりモニタリング装置６又は観測データサーバから取得する（Ｓ１１２）。
【0155】
処理Ｓ１１２において、例えば制御部１ａは、分げつ期から幼穂形成期までの期間に、地球観測衛星７の合成開口レーダにより複数回観測された対象水田を含む地域の全てのＳＡＲ画像のデータを取得してもよい。この場合、地球観測衛星７の回帰日数に応じた数のＳＡＲ画像のデータが、水田メタン削減支援装置１に取得される。
【0156】
処理Ｓ１１１、Ｓ１１２に代えて、制御部１ａが、作業情報で示される特定期間に地球観測衛星７の合成開口レーダにより観測された対象水田を含む地域の複数のＳＡＲ画像のデータを、通信部１ｃによりモニタリング装置６などから取得してもよい。また、特定期間は、例えば農業者が農業者端末装置３により入力した水田の中干を予定している期間であってもよいし、又は地域で一般的な水田の中干期間より所定日数前の日から当該中干期間より所定日数後の日までの期間であってもよい。
【0157】
制御部１ａは、モニタリング装置６などから取得した複数のＳＡＲ画像のデータのうち、観測日が最古のＳＡＲ画像のデータを読み込んで（Ｓ１１３）、当該読み込んだＳＡＲ画像のデータから対象水田を示す画素を抽出し、当該画素の画素値に対応する後方散乱係数を検出する（Ｓ１１４）。このとき、制御部１ａは、抽出した対象水田の後方散乱係数の全数Ｎａを数える。次に、制御部１ａは、読み込んだＳＡＲ画像のデータから抽出した対象水田の後方散乱係数のうち、第１閾値σ１より大きい後方散乱係数の該当数Ｎｂを数え、対象水田の後方散乱係数の全数Ｎａに対する該当数Ｎｂの割合Ｒｓを算出する（Ｓ１１５）。
【0158】
そして、割合Ｒｓが第３閾値Ｒｔ以上である場合（Ｓ１１６：ＹＥＳ）、制御部１ａは、読み込んだＳＡＲ画像のデータの観測日に、対象水田が落水状態で且つ中干状態にあると判断して、当該判断結果を記憶部１ｂに記録する（Ｓ１１７）。対して、割合Ｒｓが第３閾値Ｒｔ未満である場合（Ｓ１１６：ＮＯ）、制御部１ａは、読み込んだＳＡＲ画像のデータの観測日に、対象水田が落水状態になく、中干状態にもなかったと判断して、当該判断結果を記憶部１ｂに記録する（Ｓ１１８）。
【0159】
次に、制御部１ａは、取得した全てのＳＡＲ画像のデータを未だ読み込んでいない場合（図２０ＢのＳ１１９：ＮＯ）、観測日が次に古いＳＡＲ画像のデータを読み込む（Ｓ１２０）。そして、制御部１ａは、当該読み込んだＳＡＲ画像から対象水田を示す画素を抽出し、当該画素の画素値に対応する後方散乱係数を検出して（図２０ＡのＳ１１４）、上述したように処理Ｓ１１５～Ｓ１１８を実行する。
【0160】
また、制御部１ａは、取得した全てのＳＡＲ画像のデータを読み込むまでは（図２０ＢのＳ１１９：ＮＯ）、上述したように処理Ｓ１１４～Ｓ１２０を繰り返し実行する。これにより、制御部１ａは、モニタリング装置６などから取得した複数のＳＡＲ画像のデータの観測日に、対象水田が中干状態であったか否か及び落水状態であったか否かをそれぞれ判断して、当該判断結果を記憶部１ｂに記憶させることができる。
【0161】
そして、制御部１ａは、取得した全てのＳＡＲ画像のデータを読み込んだことを確認すると（Ｓ１１９：ＹＥＳ）、記憶部１ｂに記憶された各観測日の対象水田の中干状態及び落水状態の有無を示す情報を参照して、対象水田の中干状態（中干が実施されたか否か）及び中干期間を特定する（Ｓ１２１）。
【0162】
このとき、例えば制御部１ａは、記憶部１ｂに記憶された各観測日の対象水田の中干状態及び落水状態の有無を示す情報を観測日が古い方から順に参照する。そして、制御部１ａは、中干状態及び落水状態が連続する複数の観測日のうち、最古の観測日から最新の観測日までの日数が所定日数（例えば５日）以上であれば、対象水田の中干が実施され、当該最古の観測日から最新の観測日までの期間を中干期間として特定する。
【0163】
そして、制御部１ａは、特定した対象水田の中干の状態及び期間を示す特定水管理情報を生成して、当該特定水管理情報を記憶部１ｂに記憶させる（Ｓ１２２）。また、制御部１ａは、特定水管理情報を特定するために基づいたＳＡＲ画像の表示データなどを含む根拠情報を生成し、当該根拠情報を特定水管理情報と関連付けて記憶部１ｂに記憶させる（Ｓ１２３）。このとき、制御部１ａは、特定水管理情報を特定するために基づいたＳＡＲ画像から抽出した対象水田の画像の表示データを、根拠情報に含めてもよい。また、上記ＳＡＲ画像或いは対象水田の画像の解説若しくは凡例などを、根拠情報に含めてもよい。
【0164】
上記のように処理Ｓ１２１、Ｓ１２２が実行されて、図２０Ａ及び図２０Ｂの画像特定動作が終了することで、対象水田の中干状態と中干期間とが制御部１ａにより特定された状態となる。この場合も、次に制御部１ａは、対象水田に対応する算出式と、農作業の実施状態と、特定水管理情報とに基づいて、対象水田のメタン排出量を算出する（図６のＳ２４）。そして、制御部１ａは、対象水田のメタン削減量を算出して（Ｓ２５）、当該メタン削減量を記憶部１ｂに記憶させ、当該メタン削減量を含む評価情報を農業者端末装置３に送信する（Ｓ２６）。
【0165】
また、制御部１ａは、図２０Ｂの処理Ｓ１２３又は図１８の処理Ｓ８４と、図６のメタン評価動作とを実行した後に、図１０のクレジット化動作を実行する。この場合、図１０の処理Ｓ５１で、制御部１ａは、対象水田に対応する農業者情報と、対象水田のメタン削減量と、図２０の処理Ｓ１２３又は図１８の処理Ｓ８４で記憶した根拠情報とを含む報告情報を生成し、当該報告情報をクレジット管理装置８に送信する。
【0166】
また、制御部１ａは、図１９の処理Ｓ１０６と図６のメタン評価動作とを実行した後にも、図１０のクレジット化動作を実行する。この場合は、図１０の処理Ｓ５１で、制御部１ａは、対象水田に対応する農業者情報と、対象水田のメタン削減量と、図１９の処理Ｓ１０６で記憶した検証情報とを含む報告情報を生成し、当該報告情報をクレジット管理装
置８に送信する。
置８に送信する。
【0167】
図１８～図２０Ｂなどに示した実施形態では、水田のメタンを削減するための水管理の状態及び期間として、中干状態（中干の実施の有無）及び中干期間を特定する例を示したが、これに限定するものではない。水田メタン削減支援装置１の制御部１ａは、水田の中干だけでなく、例えば間断灌水のような、水田のメタンを削減するための他の水管理の実施の有無及び実施期間を、合成開口レーダのＳＡＲ画像のデータに基づいて特定するようにしてもよい。
【0168】
例えば間断灌水の場合、制御部１ａは、ＳＡＲ画像のデータから抽出した対象水田の後方散乱係数を、対象水田が落水状態にあることを判断するための第１閾値σ１だけでなく、対象水田が湛水状態にあることを判断するための第２閾値σ２と比較してもよい。
【0169】
具体的には、例えば制御部１ａは、ＳＡＲ画像のデータから抽出した対象水田の後方散乱係数の全数Ｎａに対する、第１閾値σ１より大きい後方散乱係数の該当数Ｎｂの割合Ｒｓ（Ｒｓ＝Ｎｂ／Ｎａ）だけでなく、第２閾値σ２より小さい後方散乱係数の該当数Ｎｃの割合Ｒｆ（Ｒｆ＝Ｎｃ／Ｎａ）も算出してもよい。そして、制御部１ａは、割合Ｒｓが第３閾値（例えば８０％）Ｒｔ以上の場合に、ＳＡＲ画像のデータの観測日に対象水田が落水状態にあったと判断し、割合Ｒｆが所定の第４閾値（例えば５０％）Ｒｕ以上の場合に、ＳＡＲ画像のデータの観測日に対象水田が湛水状態にあったと判断してもよい。第４閾値Ｒｕも、図１７に示したような水田の実証データに基づいて設定されて、記憶部１ｂに記憶されればよい。
【0170】
また、水田メタン削減支援装置１の制御部１ａが、ある第１水田に設置された水位センサ５の検出結果、監視カメラ（光学カメラなど）による第１水田の画像、及び農業者などが記録若しくは入力した第１水田の実際の水位のうちのいずれかの情報を取得部１ｃにより取得して、当該取得した情報から第１水田の水稲栽培中の実際の水位の時系列変化を示す水位変化情報（即ち実証データ）を特定してもよい。そして、制御部１ａが、当該水位変化情報と、第１水田の水稲栽培中に複数回観測されたＳＡＲ画像のデータとを関連付けて記憶部１ｂに記憶（保存）させてもよい。さらに、制御部１ａが、上記の第１水田の水位情報とＳＡＲ画像のデータとの相関関係（即ち、水位情報で示される水位と複数のＳＡＲ画像のデータで示される後方散乱係数との相関関係）を検出し、当該相関関係とＳＡＲ画像のデータとから第１閾値σ１及び第３閾値Ｒｔなど（第２閾値σ２及び第４閾値Ｒｇが含まれてもよい。）を設定し、当該第１閾値σ１及び第３閾値Ｒｔなどの適性を検証（実証）してもよい。
【0171】
また、制御部１ａが、上記のように検証（実証）した第１閾値σ１及び第３閾値Ｒｔなどを、上記の第１水田の水位情報及び複数のＳＡＲ画像のデータと関連付けて記憶部１ｂに記憶（保存）させてもよい。さらにその後、制御部１ａが、上記の第１水田の水位情報とＳＡＲ画像のデータとの相関関係と、第１閾値σ１及び第３閾値Ｒｔなどを適用して、実際の水位情報を得られない第２水田の水管理状態（水位、中干状態、間断灌水などを含む。）を特定してもよい。また、上記のような第１水田の水位情報とＳＡＲ画像のデータとの相関関係の検出を、水田メタン削減支援装置１の制御部１ａに代えて、オペレータがコンピュータ及びＡＩの少なくともいずれかを用いて行ってもよい。
【0172】
また、例えば制御部１ａは、対象水田が落水状態にあると判断したＳＡＲ画像のデータの観測日が連続し、そのうち最古の観測日から最新の観測日までの期間が所定日数以上の場合に、対象水田が中干状態にあって、当該最古の観測日から最新の観測日までを中干期間と特定してもよい。さらに、制御部１ａは、あるＳＡＲ画像のデータに基づいて対象水田が落水状態にあると判断し、それより新しいＳＡＲ画像のデータに基づいて対象水田が
湛水状態にあると判断したことを所定回数繰り返した場合に、対象水田が間断灌水状態にあったと特定してもよい。
湛水状態にあると判断したことを所定回数繰り返した場合に、対象水田が間断灌水状態にあったと特定してもよい。
【0173】
上記のように、対象水田で間断灌水が行われた場合には、制御部１ａは、例えば図５に示したモデル式（１）、（２）などに基づいて、間断灌水の場合のメタン排出量を算出する算出式を設定する。そして、制御部１ａは、当該間断灌水の場合の算出式により対象水田のメタン排出量を算出し、当該メタン排出量を予め設定した基本メタン排出量から減算することにより、メタン削減量を算出すればよい。
【0174】
水田メタン削減支援装置１に取得するＳＡＲ画像については、当該ＳＡＲ画像を観測する合成開口レーダを搭載した地球観測衛星７の回帰日数、又は合成開口レーダから照射されるマイクロ波の波長などに基づいて、適宜選択してもよい。
【0175】
例えば、図１４Ａ及び図１４Ｂに示したように、合成開口レーダからＸバンドのマイクロ波Ｗａが照射された場合には、当該マイクロ波Ｗａが水田Ｈで栽培している作物（水稲）Ｒの葉などで反射することがある。また、合成開口レーダからＣバンドのマイクロ波Ｗａが照射された場合にも、当該マイクロ波Ｗａが水田である程度生長した作物Ｒの茎などで反射することがある。このため、作物Ｒの生長が進行するに連れて、Ｘバンド又はＣバンドのマイクロ波Ｗａの後方散乱波Ｗｂの強度、即ち後方散乱係数が大きくなり、当該後方散乱係数に基づいて作物Ｒの生育の進行状況を検出することもできる。
【0176】
また、合成開口レーダからＬバンドのマイクロ波Ｗａが照射された場合、図２１Ａに示すように水田Ｈが湛水状態にあるときは、当該マイクロ波Ｗａが水田Ｈの作物Ｒの葉などを透過して、水面Ｈｗで反射する。このため、後方散乱波Ｗｂの強度、即ち後方散乱係数が小さくなり、当該後方散乱波Ｗｂに基づいて水田Ｈが湛水状態にあることを検出し易くなる。
【0177】
対して、図２１Ｂに示すように水田Ｈが落水状態にあるときは、当該マイクロ波Ｗａが水田Ｈの作物Ｒの葉などを透過して、地表面Ｈｇで反射する。このため、後方散乱波Ｗｂの強度、即ち後方散乱係数が大きくなり、当該後方散乱波Ｗｂに基づいて水田Ｈが落水状態にあることを検出し易くなる。
【0178】
然るに、大半のマイクロ波Ｗａは、水稲Ｒと水稲Ｒとの間の水田Ｈの水面Ｈｗ又は地表面Ｈｇに到達する。また、幼穂形成期までの水稲Ｒの葉及び茎の大きさは、Ｘバンド、Ｃバンド、及びＬバンドの各マイクロ波のうち、最も短いＸバンドのマイクロ波Ｗａの波長の四分の１程度か又はそれ未満である。このため、マイクロ波Ｗａが水稲Ｒの葉及び茎を透過して、水田Ｈの水面Ｈｗ又は地表面Ｈｇに到達し易い。よって、水稲Ｒの生育状態の影響を受けずに、マイクロ波Ｗａの後方散乱波Ｗｂに基づいて、水田Ｈの落水状態の有無及び湛水状態の有無を判断することができる。
【0179】
上記のような特性を考慮して、マイクロ波の波長が適宜選択され、当該波長のマイクロ波を照射する合成開口レーダのＳＡＲ画像が、水田メタン削減支援装置１に取得してもよい。
【0180】
また、複数の地球観測衛星７にそれぞれ搭載された合成開口レーダの仕様（諸元）及び観測モード（ＳＡＲ画像の撮像モード）などに基づいて、ＳＡＲ画像が適宜選択されて水田メタン削減支援装置１に取得されてもよい。詳しくは、観測モード毎に、マイクロ波の波長、入射角、偏波、ＳＡＲ画像の分解能などの観測条件が異なるので、これらの観測条件に基づいて、モニタリング装置６などからＳＡＲ画像が適宜選択されて水田メタン削減支援装置１に取得される。
【0181】
より具体的には、例えば対象水田Ｈの中干開始日と中干終了日の少なくともいずれかに異なる複数の観測モードで観測された複数のＳＡＲ画像が取得され、複数のＳＡＲ画像の解像度（観測幅と画素数など）及び後方散乱係数の分布などが比較されて、対象水田Ｈの水管理状態（落水状態、湛水状態）を特定するのに最適な観測モード及び観測条件が、複数の観測モードから決定（選択）される。又は、上記比較結果から、マイクロ波の波長、入射角、偏波、ＳＡＲ画像の分解能などの少なくともいずれかを定める観測モードの最適値が導出されて、当該最適値を含む観測条件及び観測モードが複数の観測モードなどから決定（選択）され、又は当該最適値を含む最適な観測条件及び観測モードが新たに決定されてもよい。
【0182】
例えば、Ｌバンド（１～２ＧＨｚ）及びＰバンド（０．２５～０．５ＧＨｚ）のマイクロ波よりも、Ｃバンド（４～８ＧＨｚ）のマイクロ波の方が、ＳＡＲ画像の解像度が高く（細かく）、Ｃバンドのマイクロ波よりも、Ｘバンド（８～１２ＧＨｚ）のマイクロ波の方が、ＳＡＲ画像の解像度が高くなる。即ち、マイクロ波の波長が短いほど、ＳＡＲ画像の解像度が高くなる。このため、例えばＸバンドがマイクロ波の波長の最適値として決定される。また、マイクロ波の波長が短いほど、ＳＡＲ画像の透過性が小さくなり、自然物だけでなく人口物の撮像し易くなるので、これらも加味してマイクロ波の波長の最適値を決定してもよい。また、水田Ｈの落水及び湛水の状態を判断するのに必要なＳＡＲ画像の分解能に応じて、マイクロ波の波長の最適値が決定されてもよい。
【0183】
また、ＳＡＲ画像の分解能が高いほど、後方散乱係数の検出数が多くなる。このため、例えば水田Ｈの落水及び湛水の状態を判断するのに必要な後方散乱係数の検出数に応じて、ＳＡＲ画像の分解能を定める観測モードが決定される。又は、１つ以上の地球観測衛星７で設定可能な複数のＳＡＲ画像の撮影モードの中から、最適な撮影モードを選択することによって、ＳＡＲ画像の分解能が決定される。
【0184】
また、マイクロ波の入射角が小さいほど、マイクロ波が作物Ｒに当たらず、水田面（水面又は地表面）まで到達し易い。このため、例えば地球観測衛星７に搭載された合成開口レーダで照射可能なマイクロ波の入射角のうち、最小の入射角が最適値として決定される。
【0185】
また、ＨＨ偏波によると、ＳＡＲ画像から検出される後方散乱係数が、他の単偏波より高くなる。ＶＶ偏波によると、作物Ｒの繁茂によるマイクロ波の散乱とＳＡＲ画像の基になる信号の飽和とが、他の単偏波より抑制される。このため、例えばＶＶ偏波が偏波の最適値として決定される。単偏波だけでなく、ＨＨ／ＶＶ偏波などの二重偏波も候補に含めて、偏波の最適値を決定してもよい。また、各偏波の水田における散乱プロセス（鏡面反射、表面散乱、体積散乱、コーナー反射）を検証して、最適な偏波を決定してもよい。
【0186】
また、対象水田Ｈの作物Ｒの生育状態（作物Ｒの丈、茎束の径など）、メタン削減に貢献する中干などの水管理期間を特定する対象日（中干開始日、中干終了日など）、対象水田Ｈがある地域の地形（平地、山間部など）、ＳＡＲ画像取得にかかる費用なども加味して、最適な観測条件及び観測モード（ベストモード）を決定してもよい。また、マイクロ波の波長、入射角、偏波、ＳＡＲ画像の分解能などの各パラメータに重み付けしたり優先順を付けたりして、最適な観測条件及び観測モードを決定してもよい。また、ＡＩを用いた機械学習により、最適な観測条件及び観測モードを決定してもよい。
【0187】
また、制御部１ａが特定のマイクロ波の波長、入射角、偏波、ＳＡＲ画像の分解能などの各パラメータを定める観測モードなどに基づいて取得したＳＡＲ画像によって、水田の水位情報、灌水状態、及び落水状態の少なくともいずれかを判断する際に、当該判断の確
実性を示す確実性情報を地点（例えば水田）ごとに計算して、対応する確実性情報と地点を示す地点情報（水田情報など）とを対応付けて記憶部１ｂに記憶させたり、農業管理装置２によりデータベース２ｄに記憶させたりしてもよい。また、上記確実性情報を水田メタン削減支援装置１及び農業管理装置２の少なくともいずれかから、農業者端末装置３及びクレジット管理装置８の少なくともいずれかに送信するようにしてもよいし、上記確実性情報を受信した農業者端末装置３及びクレジット管理装置８の少なくともいずれかにおいて、上記確実性情報をディスプレイなどの表示部に表示された地図上に、対応する水田と共に表示させてもよい。
実性を示す確実性情報を地点（例えば水田）ごとに計算して、対応する確実性情報と地点を示す地点情報（水田情報など）とを対応付けて記憶部１ｂに記憶させたり、農業管理装置２によりデータベース２ｄに記憶させたりしてもよい。また、上記確実性情報を水田メタン削減支援装置１及び農業管理装置２の少なくともいずれかから、農業者端末装置３及びクレジット管理装置８の少なくともいずれかに送信するようにしてもよいし、上記確実性情報を受信した農業者端末装置３及びクレジット管理装置８の少なくともいずれかにおいて、上記確実性情報をディスプレイなどの表示部に表示された地図上に、対応する水田と共に表示させてもよい。
【0188】
また、制御部１ａが観測モードなどに基づいて取得したＳＡＲ画像によって、水田の水位情報、灌水状態、及び落水状態の少なくともいずれかを判断することができない場合、又は当該判断の確実性を示す数値が予め定められた所定値を下回る場合には、対応する地点の地点情報と、上記判断ができなかったことを示すエラー情報又は上記確実性情報とを、記憶部１ｂ又はデータベース２ｄに記憶させたり、農業者端末装置３及びクレジット管理装置８の少なくともいずれかに送信させたりしてもよい。
【0189】
また、制御部１ａが観測モードなどに基づいて取得したＳＡＲ画像によって、水田の水位情報、灌水状態、及び落水状態の少なくともいずれかを判断ることができない場合、又は当該判断の確実性を示す数値が所定値を下回る場合に、マイクロ波の波長、入射角、偏波、ＳＡＲ画像の分解能などの各パラメータを変更してＳＡＲ画像を取得してもよいし、又は上記各パラメータ及び観測モードが異なる別の地球観測衛星７により撮像されたＳＡＲ画像を取得してもよい。
【0190】
前述のように決定した最適な観測条件及び観測モードを示す情報は、対象水田Ｈに対応する観測条件及び観測モード（観測条件）として、また対象水田Ｈがある地域に対応する観測条件及び観測モードとして、水田メタン削減支援装置１の記憶部１ｂ又は農業管理装置２のデータベース２ｄに記憶される。この際、最適な観測モード、観測モードの各パラメータ、及び観測条件の決定と記憶とを、水田メタン削減支援装置１の制御部１ａが自動で実行してもよいし、又は人が水田メタン削減支援装置１などのコンピュータを用いて実行してもよい。上述した確実性情報などの記憶と送信も同様である。
【0191】
次年度以降、水田メタン削減支援装置１の制御部１ａは、対象水田又は対象水田がある地域に対応する観測条件を、記憶部１ｂから読み込みし、又はデータベース２ｄから通信部１ｃにより取得する。そして、制御部１ａは、入力水管理情報で示される対象水田の中干期間（特に中干開始日と中干最終日）に、上記観測条件で観測された対象水田のＳＡＲ画像のデータを、モニタリング装置６と観測データサーバのいずれかから通信部１ｃにより取得する。又は、制御部１ａは、対象水田の水田情報と作業情報とに基づいて特定した所定の期間（対象水田に作付けされた前記作物の分げつ期から幼穂形成期までの期間）に、上記観測条件で観測された対象水田のＳＡＲ画像のデータを通信部１ｃにより取得する。
【0192】
その際、観測モード又はマイクロ波の波長、入射角、偏波、ＳＡＲ画像の分解能などの各パラメータが異なる複数の条件で取得した複数のＳＡＲ画像のデータを重ね合わせる演算及び当該複数のＳＡＲ画像のデータの差分をとる演算の少なくともいずれかを行うことによって補正されたＳＡＲ画像のデータを、制御部１ａが取得してもよい。また、上記各パラメータが異なる複数の地球観測衛星７で撮像された複数のＳＡＲ画像のデータを重ね合わせる演算及び当該複数のＳＡＲ画像のデータの差分をとる演算の少なくともいずれかを行うことによって補正されたＳＡＲ画像のデータを、制御部１ａが取得してもよい。
【0193】
また、干渉ＳＡＲ技術が適用された合成開口レーダにより水田を観測してもよい。これ
により、地表面の変化が数センチレベルで合成開口レーダにより観測されるので、水田メタン削減支援装置１では、合成開口レーダにより観測されたＳＡＲ画像に基づいて、水田の一部湛水状態及び一部落水状態も詳細に検出することができる。
により、地表面の変化が数センチレベルで合成開口レーダにより観測されるので、水田メタン削減支援装置１では、合成開口レーダにより観測されたＳＡＲ画像に基づいて、水田の一部湛水状態及び一部落水状態も詳細に検出することができる。
【0194】
以上の実施形態で述べた合成開口レーダのＳＡＲ画像に基づく水田の水管理の状態及び期間の特定手法は一例であって、限定するものではない。水田メタン削減支援装置１が他の手法で、合成開口レーダに基づいて、水田の中干又は間断灌水などの水管理の状態及び期間を特定してもよい。
【0195】
また、合成開口レーダを地球観測衛星７ではなく、他の航空機やドローンなどの飛行体、又は他の飛翔体に搭載して、水田を観測してもよい。また、合成開口レーダのＳＡＲ画像以外に、飛翔体又は飛行体に搭載された撮像装置により観測（撮像）した光学画像のデータに基づいて、水田の水管理の状態及び期間を特定してもよい。
【0196】
図１８～図１９Ｂに示した実施形態では、農業者が農業者端末装置３により入力した水田の水管理情報を、ＳＡＲ画像のデータに基づいて検証した例を示したが、これ以外に、例えば水管理装置４が水位センサ５などにより検出して、農業管理装置２に入力（送信）した水田の水管理状態などを示す情報を、ＳＡＲ画像のデータに基づいて検証してもよい。即ち、農業者が使用する検出装置又はセンサにより検出されて、農業管理装置２などに入力された水田の検出水管理情報も、入力水管理情報とみなして、ＳＡＲ画像のデータに基づいて検証してもよい。
【0197】
さらに、水田メタン削減支援装置１において、メタンの排出量及び削減量を算出するために水田の特定水管理情報を用いる以外に、例えば、水田で栽培している作物の生育状況、水田での水管理作業の実施状況、又は水田の給排水状況などのような、他の目的で特定水管理情報を用いることもできる。また、水田のような圃場から排出されるメタン以外の温室効果ガス（二酸化炭素など）の排出量及び削減量を算出するために、水田メタン削減支援装置１を構成するコンピュータなどを用いてもよい。この場合、温室効果ガスの排出量及び削減量を算出するモデルデータを用いればよい。
【0198】
以上説明した本実施形態の水田メタン削減支援装置１及び水田メタン削減支援システム１００は、以下の構成を備え、効果を奏する。
【0199】
本実施形態の水田メタン削減支援装置１は、水田に関する水田情報、水田で作物を栽培するための農作業に関する作業情報、及び観測装置（地球観測装置）７により観測された水田を含む地域の観測画像のデータを取得する取得部（通信部、通信インタフェイス）１ｃと、水田情報と作業情報と観測画像のデータとに基づいて、作物の栽培中に水田から排出されるメタンを削減するための水田の水管理の状態と当該水管理の状態が継続した期間とを特定して、当該水管理の状態及び期間を示す特定水管理情報を生成する制御部１ａと、特定水管理情報を記憶する記憶部１ｂと、を備え、制御部１ａは、水田及び水田を含む地域の少なくともいずれかに対応する観測条件で観測装置７により観測された観測画像のデータを取得部１ｃにより取得する。
【0200】
本実施形態の水田メタン削減支援システム１００は、作物を栽培する水田からのメタンの排出量の削減を支援する水田メタン削減支援装置１と、水田と水田で行う農業に関する情報を格納したデータベース２ｄが構築された農業管理装置２と、を含み、水田メタン削減支援装置１は、上記の制御部１ａ、記憶部１ｂ、及び取得部１ｃを備え、農業管理装置２及び水田に対応する農業者が利用する農業者端末装置３のうちの少なくともいずれかから水田情報及び作業情報を取得部１ｃにより取得し、且つ地上を観測する観測装置７の観測データを記憶する観測管理装置（モニタリング装置６又は観測データサーバ）から、水
田及び水田を含む地域の少なくともいずれかに対応する観測条件で観測装置７により観測された当該地域の観測画像のデータを取得部１ｃにより取得する。
田及び水田を含む地域の少なくともいずれかに対応する観測条件で観測装置７により観測された当該地域の観測画像のデータを取得部１ｃにより取得する。
【0201】
上記構成により、水田及び水田を含む地域の少なくともいずれかに対応する観測条件で観測装置７により観測された観測画像のデータから、水田のメタンの排出量を削減するための水管理の状態及び期間を客観的且つ適正に検出することができる。また、その検出した水田の水管理の状態及び期間を示す特定水管理情報の高い証拠性と正当性を確保することができ、改ざんを防止することもできる。さらにこの結果、水田のメタンの排出量を削減するための農業者による水管理作業が客観的に認められ、当該取り組みが農業者により推進され易くなる。
【0202】
本実施形態では、作業情報には、予め入力された水田の水管理の状態及び期間を示す入力水管理情報が含まれており、制御部１ａは、入力水管理情報で示される水管理の期間に、観測条件で観測装置７により観測された観測画像のデータを取得し、前記複数の観測画像のデータから水田の水管理の状態及び期間を特定する。これにより、入力水管理情報を検証するために取得する観測装置７の観測画像のデータの数を限定的且つ適切に減少させて、当該データの取得に要する費用を低減することができる。
【0203】
また、本実施形態では、制御部１ａは、水田情報と作業情報とに基づいて、所定の期間に観測条件で観測装置により観測された複数の観測画像のデータを取得部により取得し、複数の観測画像のデータから水田の水管理の状態及び期間を特定する。これにより、入力水管理情報が入力されなくても、所定の期間に観測された水田を含む地域の複数の観測画像のデータを取得して、水田のメタンの排出量を削減するための水管理の状態及び期間を客観的且つ適正に特定することができる。また、取得する観測画像のデータ数を限定的且つ適切に減少させて、当該データの取得に要する費用を低減し、水田の水管理の状態及び期間を効率良く特定することができる。さらに、水田に水管理装置４又は水位センサ５などの検出装置を設置しなくても、水田の水管理の状態及び期間を特定することができるので、当該検出装置の設置にかかるコストを削減することができる。
【0204】
また、本実施形態では、制御部１ａは、飛翔体又は飛行体に搭載された観測装置７が有する合成開口レーダにより観測条件で観測された複数の観測画像のデータを取得部１ｃにより取得し、当該複数の観測画像のそれぞれから水田を示す１つ以上の画素を抽出して、当該画素の色の濃淡及び明るさの少なくともいずれかを表す画素値に対応付けられた後方散乱係数を検出し、検出した後方散乱係数に基づいて水田の水管理の状態及び期間を特定する。これにより、天候及び雲の影響を受けずに、水田及び水田を含む地域の少なくともいずれかに対応する観測条件で合成開口レーダにより観測された複数の観測画像のデータから、水田の湛水・落水の状態と当該状態が継続した期間とを検出して、中干又は間断灌水などの水管理の状態及び期間を客観的且つ適正に特定することができる。
【0205】
また、本実施形態では、制御部１ａは、合成開口レーダから照射されるマイクロ波及び観測画像の少なくともいずれかに関する観測条件で、観測装置７により観測された複数の観測画像のデータを取得部１ｃにより取得する。これにより、複数の観測画像のデータから、水田の湛水・落水の状態と当該状態が継続した期間とを検出して、中干又は間断灌水などの水管理の状態及び期間を客観的且つより適正に特定することができる。
【0206】
また、本実施形態では、制御部１ａは、マイクロ波の波長、入射角、偏波、及び観測画像の分解能の少なくともいずれかの最適値を示す観測条件（観測モード）を、記憶部１ｂから読み込み、又はデータベース２ｄから取得部１ｃにより取得する。これにより、当該観測条件で観測装置７により観測された複数の観測画像のデータを取得した後、当該複数の観測画像のデータから水田の湛水・落水の状態と当該状態が継続した期間とを精度良く
検出することができ、当該検出結果から水田の中干又は間断灌水などの水管理の状態及び期間を一層適正に特定することが可能になる。
検出することができ、当該検出結果から水田の中干又は間断灌水などの水管理の状態及び期間を一層適正に特定することが可能になる。
【0207】
また、本実施形態では、制御部１ａは、複数の観測画像のデータに基づいて、作業情報に含まれる入力水管理情報で示される水管理の状態及び期間を検証して、当該検証の結果を示す検証情報を記憶部１ｂに記憶させ、入力水管理情報で示される水管理の状態及び期間が正当である場合に、入力水管理情報を特定水管理情報として記憶部１ｂに記憶させる。
【0208】
上記により、例えば農業者が農業者端末装置３により入力した入力水管理情報に関連する複数の観測画像のデータを取得し、当該入力水管理情報で示される水田の水管理の状態及び期間を示す入力水管理情報が正当であるか又は不当であるかを確認することができる。そして、正当な入力水管理情報が特定水管理情報として記憶部１ｂに記憶されるので、以降特定水管理情報を信頼して活用することができる。また、例えば農業者が使用する水管理装置４又は水位センサ５などの検出装置により検出された水田の水管理状態を示す情報が農業管理装置２などに入力された場合にも、当該情報を入力水管理情報とみなして、当該入力水管理情報に関連する複数の観測画像のデータを取得し、当該入力水管理情報が正当であるか又は不当であるかを確認することができる。さらにこの場合、検証結果から、検出装置の異常を判断することが可能になる。
【0209】
また、本実施形態では、制御部１ａは、複数の観測画像のデータから水管理の状態を判断して、当該判断した水管理の状態と、入力水管理情報で示される水管理の状態とが対応している場合、入力水管理情報が正当であることを示す情報を検証情報に含め、且つ入力水管理情報を特定水管理情報として記憶部１ｂに記憶させる。これにより、入力水管理情報及び特定水管理情報の高い証拠性及び正当性をより確保することができる。
【0210】
また、本実施形態では、制御部１ａは、水田に対応する農業者、即ち水田で農作業を行う農業者又は入力水管理情報を入力した農業者に関する農業者情報を取得部１ｃにより取得し、複数の観測画像のデータから水管理の状態を判断して、当該判断した水管理の状態と、入力水管理情報で示される水管理の状態とが対応していなかった場合、当該検証結果を示す検証情報を農業者情報に基づいて農業者に通知する。このとき、制御部１ａは、農業者情報に基づいて、農業者が使用する農業者端末装置３に検証情報を通信インタフェイス（通信部１ｃ）により送信して、農業者端末装置３を介して農業者に検証情報を通知する。これにより、入力水管理情報で示される水田の水管理の状態及び期間が不当であることを農業者に認識させて、入力水管理情報の再入力を促すことができる。
【0211】
また、本実施形態では、制御部１ａは、水田情報と作業情報とに基づいて、水田に作付けされた作物の分げつ期から幼穂形成期までの期間を判断し、当該判断した期間に観測装置により観測された複数の観測画像のデータを取得部により取得する。これにより、水田からのメタンを削減するのに有効な水管理作業が実施される分げつ期から幼穂形成期までの期間に、観測装置７により観測された水田の複数の観測画像のデータを取得することができる。そして、取得した複数の観測画像のデータから、水田のメタンの排出量を削減するための水管理の状態及び期間を特定することができる。また、取得する観測画像のデータ数をより限定的に減少させて、当該データの取得に要する費用をより低減し、水田の水管理の状態及び期間をより効率良く特定することができる。
【0212】
また、本実施形態では、記憶部１ｂには、予め設定された１つ以上の閾値（第１閾値σ１、第２閾値σ２、第３閾値Ｒｔ、第４閾値Ｒｕ）が記憶されており、制御部１ａは、複数の観測画像のデータから検出した後方散乱係数と閾値とを比較した結果に基づいて、水田が中干状態であるか否かと、水田が湛水状態であるか否かのうちの、少なくともいずれかを判断する。これにより、水田の中干又は間断灌水などの水管理の状態及び期間を特定することができる。
【0213】
また、本実施形態では、制御部１ａは、取得部１ｃにより取得した水田の実際の水位を示す情報から、水田の実際の水位の時系列変化を示す水位変化情報を特定し、取得部１ｃにより取得した複数の観測画像のデータから、水田に対応する後方散乱係数をそれぞれ検出し、水位変化情報で示される水田の実際の水位と、水田に対応する後方散乱係数との相関関係を検出し、水田に対応する後方散乱係数と相関関係とから閾値を設定して記憶部１ｂに記憶させる。これにより、水田の中干又は間断灌水などの水管理の状態及び期間を特定するための閾値の適性を向上させることができる。
【0214】
また、本実施形態では、制御部１ａは、記憶部１ｂに記憶された閾値を、他の水田の中干状態及び湛水状態の少なくともいずれかを判断するために適用する。これにより、水田毎に閾値を設定する必要がなく、水位センサ５などで実際の水位を確認することができない水田に対しても、当該水田の中干又は間断灌水などの水管理の状態及び期間を特定することができ、利便性を向上させることが可能となる。
【0215】
また、本実施形態では、記憶部１ｂには、水田からのメタン排出量を算出するためのモデルデータが記憶されており、制御部１ａは、水田情報、作業情報、特定水管理情報、及びモデルデータに基づいて、水田の所定の基本メタン排出量から削減されたメタン削減量を算出して、当該メタン削減量を記憶部１ｂに記憶させる。これにより、水田の水田情報、作業情報、観測装置７の観測画像のデータにより特定した信頼性の高い水管理の状態及び期間、及びモデルデータに基づいて、水田からのメタンの削減量を算出することができ、当該メタンの削減量の信頼性を高めることが可能となる。また、水田のメタン削減量を定量的に評価して、利便性を向上させることができ、水田からのメタンを削減する水管理が農業者によって推進され、農業分野でのメタンの削減を活性化させることが可能となる。
【0216】
また、本実施形態では、制御部１ａは、水田情報と作業情報とモデルデータとに基づいて、水田のメタン排出量を算出する算出式を設定し、水田の従来の水管理の状態及び期間を示す従来水管理情報を取得部１ｃにより取得し、従来水管理情報と算出式とに基づいて、水田の基本メタン排出量を算出し、水田の特定水管理情報と算出式とに基づいて、水田のメタン排出量を算出し、水田の基本メタン排出量からメタン排出量を減算して、水田のメタン削減量を算出する。これにより、水田の従来のメタン排出量（基本メタン排出量）と、水田からのメタンを削減するために実施した水管理の状態及び期間を示す特定水管理情報に応じた取り組み後のメタン排出量とを算出して、取り組み後のメタン排出量の従来のメタン排出量に対する削減量を算出することができる。
【0217】
また、本実施形態では、取得部１ｃは、通信インタフェイス（通信部１ｃ）から構成され、制御部１ａは、水田に対応する農業者に関する農業者情報を、農業管理装置２及び農業者端末装置３のうちの少なくともいずれかから通信インタフェイス１ｃにより取得し、水田のメタン削減量と農業者情報とを含む報告情報を通信インタフェイス１ｃによりクレジット管理装置８に送信し、メタン削減量に応じてクレジット管理装置８から発行された電子的なクレジットを示すクレジット情報を通信インタフェイス１ｃにより取得し、農業者情報に基づいてクレジット情報を農業者に通知する。このとき、制御部１ａは、農業者情報に基づいて農業者端末装置３にクレジット情報を通信インタフェイス１ｃにより送信して、農業者端末装置３を介して農業者にクレジット情報を通知する。これにより、水田に対応する農業者は、煩雑な手続きを行わなくても、水田での水管理作業の変更に伴って生じたメタン削減量に応じたクレジットを得ることができ、農業者の利便性及び有益性を向上させることが可能となる。
【0218】
さらに、本実施形態では、制御部１ａは、前述したように入力水管理情報で示される水田の水管理の状態及び期間を検証した場合には、クレジット管理装置８に送信する報告情報に、水田のメタン削減量と農業者情報とに加えて検証情報を含める。これにより、水田のメタンの排出量を削減するために実施した水管理の状態及び期間を示す特定水管理情報と、当該特定水管理情報に基づいて算出されたメタン削減量との高い正当性及び証拠性を、クレジット管理装置８を介してクレジット管理業者に証明することができる。またこの結果、水田のメタン削減量に応じたクレジットが発行され易くなり、農業者の利便性、有益性、及び信用性を向上させることが可能となる。
【0219】
以上、本発明について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0220】
１ 水田メタン削減支援装置
１ａ 制御部
１ｂ 記憶部
１ｃ 通信部（取得部、通信インタフェイス）
２ 農業管理装置
２ｄ データベース
７ 地球観測衛星（観測装置）
８ クレジット管理装置
１００ 水田メタン削減支援システム
１ａ 制御部
１ｂ 記憶部
１ｃ 通信部（取得部、通信インタフェイス）
２ 農業管理装置
２ｄ データベース
７ 地球観測衛星（観測装置）
８ クレジット管理装置
１００ 水田メタン削減支援システム
【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14A】
【図14B】
【図15A】
【図15B】
【図15C】
【図16A】
【図16B】
【図17】
【図18】
【図19A】
【図19B】
【図20A】
【図20B】
【図21A】
【図21B】