GeoPardとコーネル大学CAST、NMSPによるデータ駆動型農業に関する共同研究

コーネル大学の未来型農業システム試験・実証サイト（CAST）とコーネル大学栄養管理推進プログラム（NMSP）は、精密農業プラットフォームであるGeoPard Agricultureと提携し、生の収量データを実用的な農業推奨事項に変換する取り組みを進めている。.

ニューヨーク州にある3つの実在農場からなるCASTは、「未来型農場」技術のテストベッドとして機能し、作物および酪農生産のためのデータ駆動型ソリューションを推進しています。NMSPチームは、研究を実施し、技術と知識の移転を促進し、ニューヨーク州全体の農場の持続可能性を高めるために、畑作物の栄養管理に関する有益な戦略の農場での導入を支援しています。.

GeoPardは、CASTおよびNMSPと協力して、データ処理を改良したデジタル農業ツールの開発に取り組んでいます。これは、科学、技術、そして農家主導の試験を融合させたものであり、精密農業の未来を象徴するものです。.

コーネル大学のCASTとNMSP

CASTは、米国農務省国立食糧農業研究所（USDA NIFA）の「未来の農場」構想の一環であり、コーネル大学デジタル農業研究所の支援を受けて運営されています。CASTは、3つの商業規模の農場（作物栽培と酪農）を統合した研究開発エコシステムを構築しています。その使命は、ロボット工学からデータ分析まで、統合された精密農業技術を実際の農業環境で試験・実証することです。.

並行して、クィリン・ケタリングス博士が率いる栄養管理推進プログラム（NMSP）は、応用的な土壌および作物の研究と普及に重点を置いています。NMSPチームは、農場における栄養素の利用状況と収量の変動性を評価します。例えば、3年以上の収量データを組み合わせて、収量が安定的に高い地域と低い地域を、収量が変動する地域と区別する「収量安定ゾーン」を先駆的に開発しました。.

これらの安定性ゾーンマップ（高収量/低収量の一貫性を示すゾーンQ1～Q4を含む）や、単一ストリップ空間評価アプローチ（SSEA）などの新しい試験設計は、農家が圃場内の既知の変動性を考慮した上で、農場での研究を通じて管理方法の変更が効果的かどうかを検証するのに役立ちます。.

GeoPard農業プラットフォーム

GeoPard Agricultureは、あらゆる地理空間農業データを処理するクラウドベースの分析エンジンを提供しています。GeoPardによれば、このプラットフォームは「精密農業のための偏りのないクラウドベースの強力な分析ツール」であり、多層構造で複数年にわたるデータを処理できます。実際には、GeoPardは収量モニターファイル、土壌マップ、衛星画像などを取り込み、すぐに使用できるマップと処方箋を生成します。主な機能には、複数年にわたる管理ゾーンと可変施肥処方箋（VRA）マップの生成、詳細な収量データ分析、作物モニタリングツールなどがあります。.

例えば、GeoPardはコンバインの生収量データをクリーニングおよび較正し、過去のデータが欠落している部分を補うために合成収量マップ（衛星/ドローン入力から収量を推定）を作成することもできます。このプラットフォームは、地形および土壌データの分析、3D圃場可視化、適用データの比較などもサポートしています。

• 管理区域とVRAマッピング： GeoPardは収量/土壌レイヤーを使用して圃場ゾーンを区分し、正確な施肥のための処方マップを作成します。.
• 収量データ処理: このシステムは、収穫機の収量記録の自動クリーニングとキャリブレーションを実行し、複数年のデータとリモートセンシングデータから合成収量マップを生成することができる。.
• 作物および圃場のモニタリング： 衛星画像に基づくツールとマルチインデックス分析は、作物の生育状況における空間的な傾向や、年ごとの生育阻害要因を検出するのに役立つ。.

共同研究およびフィールド試験

今回の共同研究において、CASTとNMSPは、GeoPard Agricultureプラットフォームを活用し、トウモロコシサイレージおよび穀物収量モニターの生データを処理して、収量マップや収量安定ゾーンを作成し、合成収量データ生成の精度を評価することを検討している。.

NMSPのクイリン・ケタリングス氏とそのチームは、CASTフィールドのデータを用いて、収量マッピングのためのGeoPardアルゴリズムの精度を評価・向上させるとともに、圃場全体の評価と実験の両方における合成収量を算出しています。ケタリングス氏とそのチームは、GeoPardと協力して、複数年分のデータを持つ圃場の収量安定ゾーンマップを作成するためのデータ品質とプロトコルを評価しています。.

写真：マデリン・ハンスコム/NMSP

彼らの目標は、従来の農場内研究試験と、圃場内収量変動に関する知識を活用する新開発の単一ストリップ空間評価アプローチ（SSEA）試験の両方を分析できるようにすることです。この協力の主な側面は以下のとおりです。

1. データ統合： CASTの収穫データと精密農業データはGeoPardで処理され、生のファイルが地理参照された収量マップとパフォーマンスレイヤーに変換されます。.
2. アルゴリズムの検証： GeoPardの収量マッピングおよび合成収量アルゴリズムは、CAST/NMSPの厳密な農場試験データに基づいてテストされ、実際の測定値に基づいて技術が改良されています。.
3. 空間分析： チームは複数年分のデータから収量安定ゾーンマップを作成し、GeoPardのモデルが実際の圃場パターンをどれだけ正確に捉えているかを評価する。.
4. 革新的な治験デザイン： SSEAのような新しい手法は、GeoPardの空間分析に支えられ、圃場内の収量パターンを利用して処理を効率的に比較します。.

コーネル大学とGeoPardは協力することで、プラットフォームの出力が農場の実情に基づいたものとなるよう努めています。GeoPardは高度なモデリング（衛星画像に基づく収量推定を含む）を活用していますが、データが豊富なコーネル大学の農場での検証によって、その推奨事項の信頼性がさらに高まります。このように科学、技術、そして実際の圃場における実践を統合することで、フィードバックループが生まれます。つまり、生産者と研究者の双方が、より信頼性の高い精密農業ツールから恩恵を受けることができるのです。.

実践的な影響：持続可能な精密農業に向けて

最終的な目標は、研究圃場の結果を農家にとって実践的な指針へと転換することです。収量モニタリングとマッピングによって、農家は圃場内のばらつきを把握できるようになり、一律の処理ではなく、的を絞った対策が可能になります。実際、研究によると、一貫した収量マッピングは、農家が「どの圃場が良好な結果を示し、どの圃場に改善が必要かを把握し、より的確な対策を計画するのに役立つ」ことが示されています。.

例えば、農家はGeoPardの地図を利用して、作物の生育が圃場平均を下回っている場所にのみ肥料を散布したり、収量が継続的に低い地域では節水型の農業手法を採用したりすることができる。コーネル大学とGeoPardの提携は、整理されたデータ、収量安定性分析マップ、合成ベンチマークを提供することで、費用対効果が高く環境に配慮した意思決定を支援する。.