発育ステージ予測のための多項式・関数式DVRの計算表示プログラム

• 担当機関: 東北農研
• 研究期間: 2002～2005
• 研究担当者: 川方俊和
• 発行年度: 2005
• 要約: 作物の発育ステージ予測のために、多項式で表した発育速度は容易に計算することができる。さらに、多項式と関数式で表した発育速度の計算可能なプログラムを作成した。

キーワード

生育予測、発育速度、DVR、多項式、発育指数、DVI

• 背景・ねらい: 東北地方は1993年、2003年と冷夏に見舞われ、農作物に著しい被害が生じた。このような気象災害を軽減するためには、被害を 受けやすい作物の発育ステージ(出穂期、開花期等)を把握し予測することが重要である。発育ステージの予測には、出芽日が0とし,気象要素を変数とする発 育速度(DVR)を積算した発育指数(DVI)のモデルが使用されている。しかしながら、最適化法を用いて発育速度を計算する場合、近似値を推定し反復に より最小二乗解を探索するため、必ずしも解が求まる保証はない。このため、容易に発育速度を計算する手法とプログラムが要望されている。

成果の内容・特徴

• 多項式で発育速度を表した場合には線形モデルになる(式1)。したがって、線形最小二乗法を用いて必ず発育速度の各係数を求めることができる。
• 線形最小二乗法の一つである修正グラム-シュミット法を用いて多項式で表した発育速度を計算するとともに、最適化法の一つであるシンプレックス法を用いて関数式で表した発育速度(表1)も計算することができる、多項式・関数式DVRの計算表示プログラムを作成した。
• 数値計算のサブルーチンが公開されているソースコードとアルゴリズムを用いているため、著作権の問題がなく配布が可能である。
• 多項式の選択のために、あてはまりのよさを示す残差の標準偏差と予測のよさを示す予測誤差が計算される。
• 本プログラムはMicrosoft Windows上で動作し計算結果はグラフで確認できる(図1)。

成果の活用面・留意点

• 本プログラムは、生育予測モデルの開発のために、独法、各県の農業試験研究機関等で活用することが期待される。申請を受けた後CD-Rメディアで配布される。
• 複数組の計算開始日、予測対象日、計算開始日のDVI(式1のDVIe)を含むファイルと計算開始日から予測対象日までの気象要素を含むファイルを用意する必要がある。
• 信頼性の高いDVRの計算結果を得るためには、作期移動試験のような幅広い気象条件下でのデータであることが望ましい。

• カテゴリ: 生育予測