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圃場生産工程管理データの統合化に向けて

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生産工程管理データ表現・交換規格 : FarmXML

 これまで圃場生産管理支援システム・ソフトウェア類は数多く提案されてきましたが,それらのシステム・ソフトウェア間でデータ交換を行おうとするとなかなかこれといった書式がありませんでした。
 作業計画・管理支援システム(PMS)では,生産工程管理データのほとんどをデータベース化して格納していますが,そのデータベース構造はまったく独自に開発されたものです。それらのデータを対外的に交換するためにはこれまでCSV(comma separated value)形式やマイクロソフト社のエクセル文書形式などがよく用いられており,PMSもそれに対応しています。
 しかし,ファイル形式はCSV,XLSといったものであっても,その中に記載されている実際のデータ項目やその並び順,個々の項目が持つデータの意味・表現しているものなどは,それぞれ独自に定義されたものです。実際にデータ交換しようとすると,各項目の意味するところやデータ並び順といった「データ書式情報」を知る必要がありました。データ交換をしようとするシステム・ソフトウェア間では相互にそのデータ書式に基づいて,データ変換などの機能を実装しデータ交換を実現しています。このデータ書式情報は各システム・ソフトウェア内に埋め込まれている(プログラムコードとして実装されている)ことが多く,多様な書式への対応には限界がありました。

 この「データ書式情報」自体の記述方法については特にこれまで決められたものはなく,いわゆる「仕様書・ドキュメント」類として公開または非公開となっているのが通常です。しかし,それでは,あるシステムが別のシステムのデータを利用できるようにしようとしたときに,その仕様書(データ構造・書式情報)を入手してデータ交換機能を実装追加するという手順が必要です。これは通常,そのシステムを開発したところでしか対応できません。また,システムの数だけ仕様書があるということにもなるので,システムごとに実装しなければならない,ということにもなります。

 そこで,農業の圃場生産工程に関係するデータを特定のデータ表現規格(書式)で統一することができれば,その形式にさえ対応しておけば,対応済みのシステム間同士ではデータ交換が可能となります。

 このような圃場生産工程管理に関する統一的なデータ書式を開発しようとしています。

 FarmXML は農場における生産工程全般のデータ記述規格の総称として,九州大学の南石教授により提唱されています。

 以下では,そのうち,農作業や作物生育,生産環境に関して連続的に計測されたデータの表現形式や,農地管理から作付け(土地利用決定),栽培作業管理,生産出荷までの主に生産リソース(人・作業,作物,機材,資材など)に関して記録される各種データの表現形式について開発を試みているところです。

 

CurrentTargetArea

※ 現在は作業・生産環境データを対象として規格化を検討中・・・
農場内部の情報管理において標準化を目指そうとしている対象範囲

 

データ標準化の常套手段−既往の農業関連データ規格

 ICT業界をはじめとして,データ標準化の試みはありとあらゆる分野・業種で試みられています。農業分野でも,東海大学(現:近畿大学)の星教授が提唱している「BIX-pp」やEUの農場生産情報交換書式「agroXML」などがあります。これらは「XML Schema」と呼ばれるXML文書の一規格を用いて,XMLで記述されているデータの書式情報(論理的構造)を定義しています。
 この「XML Schema」が現在,このようなデータ構造(スキーマ)・書式を定義する目的で常用されています。XML Schemaを使用することで,世の中にある多くのツール(スキーマを処理して,プログラムデータ構造に変換したり,動的に内部データに変換したりする)が利用でき,個々のシステム・ソフトウェア開発においてスキーマに対応したライブラリ群やツール群を使用して効率的な実装ができるようになっているからです。

 

センサ等で連続的に収集される農作業・作物生育・生産環境情報の表現形式 : GPXX 1.1

 東海大学で提唱されたBIX-ppは主に温室や植物工場などの施設型生産環境における連続計測データを対象としたデータ表現・交換規格で,位置情報については生産が行われる場(施設や圃場)について代表点を一点のみ記録できるようになっています。圃場や施設内に複数設置されたセンサ類がある場合でも,その生産の場を代表する一地点を記録するように設計されています。圃場作業機械や可搬型計測機器のように時間とともに位置が変わるようなデータの記録には適していません(もちろん,センサごとにひとつのBIX-pp書式を当てはめて一つのBIX-pp文書を作成するという使い方もあり得ますが効率的ではありません)。

 そこで,圃場作業機械や可搬型計測機器などのように時々刻々場所を変えながらデータ計測・収集をおこなう場合のデータ表現・交換規格として「GPXX」規格を作成しています。

 GPXX はGPSロガーのデータを交換する目的で世界的な標準として用いられるようになっている規格 GPX (GPS eXchange format) のデータ構造(XML Schemaで記述されています)を基にして,時々刻々と変わる計測地点の位置情報とともに(もちろん時刻情報も含まれます),任意個数の計測データを記録できるようにデータ構造を拡張したものです。GPXX も XML Schemaで記述定義されており,GPX 規格が用意している 拡張要素 (<extensions>要素)を利用して,地点データおよびそのプロフィール(メタ情報)を記録・交換できるようになっています。詳細およびスキーマソースについては以下のリンク先を参照してください。

 

 

農場や圃場・作付け・作業進捗などの生産工程管理情報の表現形式 : FIX-pms 1.1.0

 GPXXによるデータ表現は,特定の圃場作業における詳細な作業軌跡とそれに付随する各種センサ情報などの数値データ,または特定の据付センサ類による作物生育や環境の計測データなど,特定の地点範囲・時間範囲に限定された詳細な連続計測データの表現に適したものとなっています。

 これに対して,人が行う一連の生産活動(圃場管理や作付け管理,作業進捗管理,収穫物の加工調製出荷管理など)を記録する,農場単位での生産工程管理(営農活動情報管理)には,GPXXやBIX-ppを包含する表現形式として「FIX-pms」を作成しています。FIX-pmsは現在も作成中で,現行バージョンは 1.1.0 です。

 FIX-pms スキーマについてはさらに こちら で詳しく紹介しています...

 

作成途上版(めったに更新されませんが・・・)はGitHub上です!New

 ⇒ スキーマOutside of this site

 ⇒ 仕様概要ドキュメントOutside of this site

 

最新版(2016年1月1日版) (2016/1/2公開)

 ⇒ スキーマソース (Winzip形式アーカイブ)

 2016/01/01:主な変更点は以下のとおり

  1. 農場〜一次加工流通場面での実需者に向けた出荷情報表現形式(<ProductInfos>要素ツリー)追加
  2. 農業技術体系データベースとのインタフェイスに向けた要素項目を既存要素項目の各所に追加して拡張
  3. 農業経営指標データ(BFD)表現形式(<bfd:MIndices>要素ツリー)追加
  4. その他,細かい修正が若干

 

直前版 1.0.4 (2015年6月11日版) (2015/6/22公開)

 ⇒ スキーマソース (Winzip形式アーカイブ)

 ⇒ 仕様概要ドキュメント( 1.0.4 )PDFfile

 2014/06/22:主な変更点は以下のとおり

  1. スキーマに含まれるコード類の定義を拡張し,コード体系自体のメタ情報をコード要素の属性に記述できるように属性項目を追加拡張
  2. ID(主に数値型を想定)・コード(主に文字型を想定)要素を各マスタ・台帳(トランザクション)データ要素に追加し,より一般化を試行
  3. その他,細かい修正が若干

 

旧版(2014年8月30日版)

 ⇒ スキーマソース (Winzip形式アーカイブ)

   ※ GPXX1.1(PFUPoint2.1,PMTypes1.1を含む),BIX3.0 スキーマを含んでいます

 2014/08/30: 変更点は以下のとおり

  1. スキーマ全体を見直し,冗長な複合型宣言を削除し要素内定義とすることで多少の軽量化
  2. 生産出荷ロット情報のロット由来(構成要素情報)記述をChoice型からSequence型に変更(択一から複合選択へ)
  3. マスタコンテンツ要素に作型情報<CroppingType>要素を追加
  4. 肥料マスタ成分情報にNPK以外の多量要素および微量要素項目を追加
  5. その他,細かい修正が何点か・・・

 

旧版(2013年3月21日版)

 ⇒ スキーマソース (Winzip形式アーカイブ)

 2013/03/21: 変更点は以下のとおり

  1. データ要素のアクセス権限を指定する acl 属性(aclTypeString型)を追加
  2. <UserData>要素に指定可能なユーザ定義型データに動画(データ型記述子:'M'),音声(同:'A'),バーコード(同:'B')を追加
  3. その他,細かい修正が何点か・・・

 

旧版(2012年7月4日版)

 ⇒ スキーマソース (Winzip形式アーカイブ)

 2012/07/04: 変更点は以下のとおり

  1. <PartField>要素に空間参照<SpatialData>要素を追加(前回入れ忘れ)
  2. <GrowthDatum>要素に作業参照<WorkNo>要素を追加:生育データから作業データを参照
  3. PMTypes でのデータ型定義文字リストを typeStringType (ENUM単純型) として定義:定義文字をENUM限定した

 

旧版(2012年6月1日版)

 ⇒ スキーマソース (Winzip形式アーカイブ)

 

旧版(2011年10月6日版)

 ⇒ スキーマソース (Winzip形式アーカイブ) ※ GPXX 1.1 スキーマを含んでいます

 ⇒ スキーマダイアグラムPDF(PDF,1.09MB)

 

FIX-pms root contents

※ <Author>,<Create> 要素以外の要素はすべてオプショナル(任意)です。
  目的に応じて必要な要素を使用します
[ FIX-pms 1.1.0 スキーマ(2016年1月版) ] New

 

 

 

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2017.07