農業情報標準の相互運用性を Web Service として実現する情報プ … · SOAPによるWebAPIを構築し、XML形式で関係機関に農業オントロジー情報を提供するサービスを開

農業情報標準の相互運用性をWeb Service として実現する

情報プラットフォームの開発と実証

東京大学空間情報科学研究センター

柴崎亮介・長井正彦・大平亘・小野雅史

株式会社 IHI

鈴木啓立・両方康朗・大前謙友

農業・食品産業技術総合研究機構中央農業総合研究センター

吉田智一

研究グループ名：農業情報標準相互利用研究コンソーシアム

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研究目的・背景

計画研究における『共通のデータベース・情報共有システムの構築』に貢献

し、農林水産分野の情報インフラの構築を実現することが目的。

『共通のデータベース・情報共有システムの構築』でカバーされていること。

生産履歴情報や、土壌・気象・病害虫情報に加え、

生育情報、出荷情報、需要動向情報等を中心とした情報について、

クラウドシステムを中核として流通・利活用される計画となっている。

『共通のデータベース・情報共有システムの構築』でカバーされていないこと。

データ表現、用語・コード体系、データ流通インタフェースなど、情報システムの構成部品に

ついて、共通化仕様の開発、共通API開発等が十分でない。

圃場での生産管理分野については十分はカバーされていない。

そこで、本提案では、下記を研究目的とする。

営農場面に応じた用語・コンテンツ、データ表現形式、手続き

（API）の共通化。

併せて、民間企業の協力を得て、商用生産管理サービスへの

適用性を検証。2

農業オントロジーの収集解析・マッチングサービスの開発

研究実施体制代表：柴崎亮介

研究実施責任者：

鈴木啓立

研究実施責任者：長井正彦・大平亘

ハンサムガーデン（株）houren.so キーワードリスト

香川高等専門学校iFarm 作業名

NECソリューションイノベータ

中部大学（本多先生）観測項目リスト

農業用語の共有

名古屋大学e‐栽培暦サービス

Fix‐pmsによる農作業情報

SOSによるセンサー情報基盤

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計画研究グループ共通のデータベース・情報共有システム- 名古屋大学- 中部大学- 三重大学計画研究グループ

との定期的な情報交換

民間共通化・標準化団体/機関、協議会、ITベンダー等

継続的に広く使われるための意識合わせ


研究の取りまとめ代表研究機関東京大学・空間情報科学研究センター

農業情報標準総合利用研究コンソーシアム

研究グループ内の定期的な運営・研究進捗会議を実施


商用生産管理サービスに組み込む標準化技術仕様の開発

研究実施責任者：吉田智一

株式会社IHI

商用生産管理サービスに組み込む標準化技術仕様の開発

農業情報標準の相互運用性をWeb Serviceとして実現する情報プラット

フォームの開発と実証

富士通

クボタ

H27年度までに完了

農業ITシステムで用い

る農作物の名称に関する個別ガイドライン

株式会社IHI

B-2 商用生産管理サービスに組み込む標準化技術仕様の開発


A-1 農業オントロジーの収集A-2 解析・マッチングサービスの開発


B-1 商用生産管理サービスに組み込む標準化技術仕様の開発

リモートセンシングデータ

超小型衛星システム

農地の特性情報

気象データ

農作物の生育情報

気象・土壌のモニタリング情報

農産物のトレーサビリティ情報

営農データ収穫データ

資材データ農機データ

食品メーカ・流通小売農作物の安定調達商品のＱＣＤ改善

農機・資材メーカ精密農業の実現

商品の高付加価値化

農業法人・生産者生産性の向上

収量・品質の向上

土壌データ

Web　 Apps

Web　 Apps Web　

Apps

フィールドセンサネットワーク

農業情報プラットフォーム

画像処理共通API　（OGC）センサ共通API　（SOS）営農・農機データ共通API

生産者農業機械

十勝エリアでの生産者、食品メーカ、商系で利用されている農業用語

Field Touch

農業用語の管理システム（Semantic MediaWiki）

農業用語のマッチングシステム（オントロジーブローカー）XMLスキーマによるデータ表現形式共通API

API仕様作成・

適用性検証を通して、農業データ基盤となるシステム構築を試行する。オープンなものとして公開し同分野での普及展開を目指す。

情報サービスプラットフォームを通じた他システムでの適用評価も踏まえて、オープンなものとして公開し同分野での普及展開を目指す。

既存の農業情報の調査サンプルデータの提供

様々な農業情報システムでも利用できる様に「農場内生産工程管理データ表現形式」を提供

実データによる適用性試験

実データによる適用性試験

研究計画案の概要様々な農業情報システムでも利用できる様に「オントロジー・農業用語」を提供

WebAPIの提供仕様およびAPIの提供

本事業に参画する関係機関や生産者から現場で利用されている「標準化された農業共通語彙」、「農業に関する用語集」、「既存の農業ＩＴシステムで利用されている農業キーワードリスト」を可能な限り収集した。これらを、農業オントロジー情報とした。

オイル交換プランター改良

ビート間引

苗ずらし

肥料配合

営農日誌

ハンサムガーデン（株）houren.so キーワードリスト

香川高等専門学校iFarm 作業名

NECソリューションイノベータ

中部大学（本多先生）観測項目リスト

農業ITシステムで用いる農作業の名称に関する個別ガイドライン

帯広での調査

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A‐(1) 農業オントロジー（農業用語、作業名、病害虫・土壌・気象用語）の収集

登録している農業オントロジー情報のリスト

農業に関する用語集の構造化とRDF/SKOSにへの変換

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大項目

• 種子等予措

• 育苗

• 耕起整地

• 基肥施肥

• は種・定植(本圃)

• 追肥施肥

• 除草

• 防除(雑草以外)

• 管理

• 収穫

• 調製

• 出荷

• 生産管理労働

• 間接労働

• 選種• 浸種• 消毒

• 催芽• その他

• 床土・苗床作り

• は種• 施肥

• かん水• 換気• 間引き

• 防除（土壌消毒）• 移植• 接ぎ木• その他

• 耕起・砕土• 畝立て

• 温室、ビニールハウ

スの本ぽ床土作り・床土入れ換え

• その他

中項目品種作業名

• 小麦• ジャガイモ• 大根

• テンサイ• 長芋• 緑肥

• 小麦• ジャガイモ• 大根• テンサイ• 長芋• 緑肥

• 種芋選別• 種芋準備• 芋切り

• 選別• 粉付け• 消毒

• 芽だしチェック

• 種切り

• 種準備

作業体系と作業名の構造化

RDF/SKOSに構造化した作業工程

収集した農業オントロジー情報はセマンティックMedia Wikiに登録し、著作権を考慮し可能な限り公開した。また、RDF/SKOS形式へ変換するWebサービスについても、公開した。

A‐(1) 農業オントロジー（農業用語、作業名、病害虫・土壌・気象用語）の収集

農業に関する用語集

農業用語、土壌用語、気象用語、農薬用語など

標準化された農業共通語彙

CAVOC、AGROVOC、農水省の作業用語など

既存の農業ITシステムで利用されている農業キーワードリスト

FieldTouchiFarmhouren.soSOSセンサー情報など

オントロジブローカー用語マッチングWebサービス

複数の用語を一度に検索

用語の関連を提供

APIも提供

可視化ツール

A‐(2) 収集した農業オントロジーを利用するためのオントロジーブローカーの開発

オントロジーブローカーを構築し、体系をまたいで農業オントロジー情報を検索できるようにする。用語のマッチング機能を修正し、また、検索結果についてはキーグラフを利用して用語の関連を可視化できるようにする。

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SOAPによるWebAPIを構築し、XML形式で関係機関に農業オントロジー情報を提供するサービスを開始する。

例：登録されたオントロジーの見出し語＋本文に対して「土壌水分」を検索

APIの仕様

APIエントリ（Solr）

パラメタ説明取り得る値デフォルト値例

wt 検索結果のフォーマットを指定ｊson, csv, python, ruby, php, phps xml wt=xml

indent 検索結果をインデントするかどうか指定

true, false false indent=true

q=title_ja:*** 見出し語に対して、キーワード***で検索

***のところに、URLエンコードされた文字列

なし q=title_ja:土壌分類

q=description_ja:*** 定義文に対して、キーワード***で検索


なし q=page_ja:土壌分類

q=page_ja:*** 見出し語＋定義文に対して、キーワード***で検索


なし q=page_ja:土壌分類

fq=dict_name:*** 検索対象の辞書を指定（１つ）***のところに、URLエンコードされた文字列

なし fq=dict_name:soil

fq=dict_name:(*** or ???)検索対象の辞書を指定（***と???の二つ）半角丸括弧で閉じる

***, ???のところに、URLエンコードされた文字列

なしfq=dict_name:(agri or met)

fl=*,score スコアが含まれた結果が返る fl=*,score

B‐(1) 商用生産管理サービスに向けた農場内生産工程管理データ表現形式の開発

出荷情報表現形式は XML Schema(xsd)文書として作成

FT上でのスキーマ利用による実装評価へ

拠点・別事業を通じた仕様検討・改良へ

試作API仕様は，PDSv2(内部API)とラッパ（参照）APIとしてドキュメント化

FTによるAPI仕様検討・実装・最適化へ

拠点・別事業を通じたAPI仕様検討・改良

• APIの精細化と並行して・・・

• 別事業の一つSIP関連では「農と食のICT利活用推進のための共通化委員会」作業部会で検討予定

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農場～加工流通実需向け場面での展開

品目別への対応はキーバリュー対応

既存の品目名等との対応

• オントロジー成果や国事業標準化検討に対応

既存の各種コード体系と生産段階での対応づけ

• 国事業標準化での検討を踏まえ，農場側との紐付け

• 現在，FIX‐pmsを拡張し，ID・コード要素に属性として，ID・コード体系のメタ情報記述に対応済み

海外動向：ｄｒｍCrop仕様のチェック

• やはり，細かいデータはプロパティ対応！

• ID/コード類は一切排除し，すべてGUID対応！

出荷情報表現形式試案の改良


PDSｖ２のメソッド群の拡張・精細化

ManageFilesインタフェイス：データセットに相当

FixPmsCategoryインタフェイス：データ項目に相当

PmsDataインタフェイス：データ取得に相当

①③

②


データ項目に依存した直接的APIを追加！

1.データセットの特定 → 3.データ取得の2ステップ

http://pds‐wa.azurewebsites.net/ で実験稼働中

1

2

3

ManageFiles I/Fデータセット(管理ファイル)情報

FixPmsCategory I/Fデータ項目情報

PmsData I/F PMSデータ情報（FIX‐pms形式）PD

S AP

I v3β

PmsDataItem I/F *関心項目情報

* v3βで追加(拡充)



PmsDataインタフェイスの拡張

API Description

GET api/PmsData/ProductProcess/{id}/{fid}/{subkey}?from={from}&to={to} 引数idで指定された管理ファイル（データセット）の引数fid（ロット番号）で指定されたロットの生産出荷情報を取得します。

GET api/PmsData/Quality/{id}/{fid}/{subkey} 引数idで指定された管理ファイル（データセット）の引数fidで指定された圃場の品質管理情報を取得します。

GET api/PmsData/Soil/{id}/{fid}/{subkey} 引数idで指定された管理ファイル（データセット）の引数fidで指定された圃場の土壌管理情報を取得します。

GET api/PmsData/Growth/{id}/{fid}/{subkey}?from={from}&to={to￥引数idで指定された管理ファイル（データセット）の引数fidで指定された圃場の生育観測情報を取得します。

GET api/PmsData/WorkProcess/{id}/{fid}/{subkey}?from={from}&to={to} 引数idで指定された管理ファイル（データセット）の引数fidで指定された圃場の作業実績情報を取得します。

GET api/PmsData/Cultivation/{id}/{fid}/{subkey}?from={from}&to={to} 引数idで指定された管理ファイル（データセット）の引数fidで指定された圃場の作付情報を取得します。

GET api/PmsData/Field/{id}/{fid}/{subkey} 引数idで指定された管理ファイル（データセット）の引数fidで指定された連番値を持つ圃場情報を取得します。

GET api/PmsData/UserDef/{id}/{fid}/{subkey} 引数idで指定された管理ファイル（データセット）のユーザデータ型定義情報を取得します。この際，引数fidでユーザデータ型定義情報登録IDを指定できます。

GET api/PmsData/ProdForm/{id}/{fid}/{subkey} 引数idで指定された管理ファイル（データセット）の荷姿情報を取得します。この際，引数fidで取得する荷姿IDを指定できます。

GET api/PmsData/Product/{id}/{fid}/{subkey} 引数idで指定された管理ファイル（データセット）の出荷物（製品・商品）情報を取得します。この際，引数fidで製品IDを指定できます。

GET api/PmsData/Material/{id}/{fid}/{subkey} 引数idで指定された管理ファイル（データセット）の資材情報を取得します。その際，引数fidで資材IDを指定できます。

GET api/PmsData/Chemical/{id}/{fid}/{subkey} 引数idで指定された管理ファイル（データセット）の農薬情報を取得します。この際，引数fidで農薬IDを指定できます。

GET api/PmsData/Fertilizer/{id}/{fid}/{subkey} 引数idで指定された管理ファイル（データセット）の肥料情報を取得します。この際，引数fidで肥料IDを指定できます。

GET api/PmsData/Machine/{id}/{fid}/{subkey} 引数idで指定された管理ファイル（データセット）の機材情報を取得します。この際，引数fidで取得する機材IDを指定できます。

GET api/PmsData/Worker/{id}/{fid}/{subkey} 引数id値で指定された管理ファイル（データセット）の作業者情報を取得します。この際，取得する作業者IDを引数fidで指定できます。

GET api/PmsData/Work/{id}/{fid}/{subkey} 引数idで指定された管理ファイル（データセット）の作業マスタ（管理対象作業内容）情報を取得します。この際，引数fidで作業ID値を指定できます。

GET api/PmsData/Crop/{id}/{fid}/{subkey} 引数idで指定された管理ファイル（データセット）の作物・品種情報を取得します。この際，作物・品種ID値を指定できます。

GET api/PmsData/Farm/{id}/{fid}/{subkey} 引数idで指定された管理ファイル（データセット）の農場情報を取得します。引数fidとsubkeyは使用しません。

GET api/PmsData/{id}/{cid}/{fid}?from={from}&to={to} 指定された管理ファイル・カテゴリの指定IDデータを取得します。

GET api/PmsData/{id}/{cid}?fcode={fcode}&from={from}&to={to} 指定された管理ファイル・カテゴリの指定識別名（キー名）のデータを取得します。

GET api/PmsData/{id} ID番号指定した管理ファイルに登録されているすべてのPMSデータを取得します。

GET api/PmsData/{id}/{cid} ID番号指定した管理ファイルに登録されているPMSデータの指定テゴリのデータ（部分データ）を取得します。

GET api/PmsData/{id}?cname={cname} ID指定された管理ファイルの指定カテゴリ名のPMSデータを取得します。GET api/PmsData/{id}/{cid}?fid={fid}&from={from}&to={to} 指定された管理ファイル・カテゴリの指定IDデータを取得します。

Copyright © 2013 IHI Corporation All Rights Reserved. 18

■ ＩＨＩは宇宙開発、気象観測、農業機械等で培った技術を活かした農業情報サービスを提供。平成27年度は十勝エリアで約350の生産者、5社の食品メーカ、2社の商系がモニターとして参加した。





気象データ気象

データ




営農データ収穫データ営農データ収穫データ

資材データ農機データ資材データ農機データ






土壌データ土壌

データ

WebApps

WebApps

WebApps



画像処理共通API （OGC）センサ共通API （SOS）営農・農機データ共通API


「A-(1) 農業オントロジー（農業用語、作業名、病害虫・土壌・気象用語）の収集」の活動に資するデータを、参加モニターから収集して提供する。

B‐(2) 実績のあるプラットフォームとユーザー資源を利用したAPI仕様検討






気象データ気象

データ




営農データ収穫データ営農データ収穫データ

資材データ農機データ資材データ農機データ






土壌データ土壌

データ

WebApps

WebApps

WebApps



画像処理共通API （OGC）センサ共通API （SOS）営農・農機データ共通API


馬鈴薯などの畑作物を取り扱う食品加工流通業者（農産物実需者）を中心に、商品流通分野で取引されているデータ表現形式（農産物安全や品質・規格に関する

データ項目や表現型など）を調査し、「B-(1) 商用生産管理サービスに向けた農場内生産工程管理データ表現形式の開発」の活動に資するデータを提供。

B-(1)の活動で得られたFIX-pms拡張仕様

骨子を、既往の商用生産管理サービス(フィールドタッチ)に

マッチングするためのAPI仕様

案を作成



生産履歴は農協・作物により、フォーマットが異なっている。記載されている内容はほとんど同じ。生産者が記入しやすいよう、農協が集計しやすいよう、おのおの最適化が進んだ結果と思われる。

十勝生産者と農協との情報交換例生産履歴



栽培要領は旬レベルで生育状況に合わせて土づくり、除草体系、害虫防除等の注意点がまとまっている。それぞれの食品メーカー・農協等によって細部は異なっている。

十勝生産者と農協との情報交換例栽培要領


IT総合戦略本部

農業情報創成・流通促進戦略

情報流通の基礎となる相互運用性・可搬性の確保に資する標準化や情報の取り扱いに関するガイドライン策定，他

名古屋大学拠点／計画研究

東京大学(株)IHI

農研機構

【協力機関】民間共通化・標準化団体/機関、協議会等他の関連研究開発事業等

社会実装のイメージ

「農と食のICT利活用を推進するための共通化委員会」（事務局；一般法人ALFAE）に「農業標準語彙に関する作業部会」

Documents

農業情報標準の相互運用性を Web Service として実現する 情報プ … · SOAPによるWebAPIを構築し、XML形式で関係機関に農業オントロジー情報を提供するサービスを開

農業情報標準の相互運用性を Web Service として実現する情報プ … · SOAPによるWebAPIを構築し、XML形式で関係機関に農業オントロジー情報を提供するサービスを開