レーザー機器による田面高低状態の計測・視覚化法

• 担当機関: 東北農業試験場
• 研究期間: 1995～1996
• 発行年度: 1995
• 要約: 大区画水田での圃場均平作業において、均平作業に用いるレーザー機器により田面の高低状態を計測し、均平作業の目安となる均平基準面を直ちに算出するとともに、コンピュータ画面上に等高線表示する簡便な技術を開発した。
• 背景・ねらい: 大区画水田における圃場均平作業では、圃場の高低状態に即した適切な均平基準面の設定が重要である。とりわけレーザー光を利用した均平作業では、精度の高い作業が可能であるため、高精度な基準面設定技術が求められている。そこで、レーザー均平に用いるレーザー計測機器等を活用して、田面高低状態を簡便に計測・表示する方法を開発した。

成果の内容・特徴

1. 開発したプログラムは、測定車(トラクタ)で圃場内を走行しながらレーザー受光器により田面の高低状態を計測し、計測値をデータファイルとして逐次出力する計測モジュールと、計測後に計測データをもとに高低を画面表示する表示モジュールから構成される。使用言語はN88-BASICである(図1)。
   
2. 圃場の高低計測では、レーザー均平用の発光器を圃場端に設置し、受光器は測定車の後車輪直上に装着して使用する。また、圃場内での位置認識のため、事前に圃場の周囲にマーカー(ポール等)を設置し、測定車はこれを目標に一定速度で走行しながら連続的に高低データを収集する(図2)。
   
3. 結果の表示は、圃場の長/短辺長及び計測行程間隔を入力し、記録されたデータファイルを読み込むことで直ちに実行される。この際、本プログラムでは連続的に得られた計測データから格子点を抽出して解析し、均平基準面を算出するとともに高低状態をカラー等高線図(図3)及び頻度分布表、メッシュ平均標高区分図等により表示できる。
   
4. 本技術では測定後の事後処理なしで直ちに可視化表示が可能である。また、レーザー計測機器による手作業の慣行法と比較して、計測から解析・結果表示までの作業をより短時間で能率的に行うことができる(表1)。
   
5. ノート型パソコン等を使用し、本プログラムにより田面高低状態を測定後ただちに視覚化し、迅速な均平基準面の設定及び必要運土量の推定が可能となる。また、計測データを格子点情報としてファイルに出力し、市販の表計算ソフトウェアにより統計処理等を行うことができる。
   

成果の活用面・留意点

1. 本技術は、乾田状態の矩形圃場での使用を前提としており、均平作業を行う際に田面高低状態を事前に把握し均平作業を能率的に実施するために有効である。
   
2. 直進走行の目標としてマーカーを事前に設置する必要がある。
   
3. 測定車の走行に際して機体が大きく傾いたり、スリップ率、沈下量が大きく変動するような過湿な土壌条件での計測は避ける。
   

• カテゴリ: カラー 水田