農業収益を最大化する統合的な農業意思決定支援方法の基礎理論の構築

農業収益の最大化に関する従来研究では、作物選択（栽培する作物の選択）と栽培管理（農作業の選択）を独立に検討している。例えば、作物選択に関する従来研究では日々の栽培管理は最適化されていないので、栽培管理を考慮した場合の作物選択の期待収益の最大化は実現できていない。栽培管理も考慮したもとで期待収益を最大化する作物選択を実現するためには、作物選択と栽培管理を統合し、期待収益を最大化するための作物と日々の農作業を1つの意思決定問題の中で決定する必要がある。令和3年度の本研究では、作物選択と栽培管理を統合する独自の定式化を行い、数値計算例によってその有効性を確認した。しかし、令和3年度の検討では、基本的に各種確率は既知と仮定した。これは、対象地域における履歴データが十分にあるという仮定と同じである。しかし、現実には必ずしも履歴データが十分にある地域ばかりではない。そこで、令和4年度には、履歴データ不足の地域への対応について検討した。特に、対象地域の履歴データは不足するが、近隣地域の履歴データは十分にあるというケースについて検討した。具体的には、研究代表者の研究経験より、ベイズ統計学に基づいて地域間の類似性を考慮し、類似性の高い他地域の履歴データ／モデルを利用することによって、履歴データ不足を補った。検討の第一段階として、栽培管理のみを対象としてベイズ統計学に基づき近隣地域の履歴データを利用することによって、ベイズ基準のもとで期待収益を最大化する動的計画法による栽培管理方法を提案し、数値計算例でその有効性を確認した。検討の第二段階として第一段階の検討を拡張し、栽培管理と作物選択を統合した統合管理を対象として、ベイズ基準のもとで期待収益を最大化する動的計画法による栽培管理方法を提案し、数値計算例でその有効性を確認した。

農業収益の最大化に関する従来研究では、作物選択（栽培する作物の選択）と栽培管理（農作業の選択）を独立に検討している。例えば、作物選択に関する従来研究では日々の栽培管理は最適化されていないので、栽培管理を考慮した場合の作物選択の期待収益の最大化は実現できていない。栽培管理も考慮したもとで期待収益を最大化する作物選択を実現するためには、作物選択と栽培管理を統合し、期待収益を最大化するための作物と日々の農作業を1つの意思決定問題の中で決定する必要がある。令和3年度の本研究では、作物選択と栽培管理を統合する独自の定式化を行い、数値計算例によってその有効性を確認した。しかし、令和3年度の検討では、基本的に各種確率は既知と仮定した。これは、対象地域における履歴データが十分にあるという仮定と同じである。しかし、現実には必ずしも履歴データが十分にある地域ばかりではない。そこで、令和4年度には、履歴データ不足の地域への対応について検討した。特に、対象地域の履歴データは不足するが、近隣地域の履歴データは十分にあるというケースについて検討した。具体的には、研究代表者の研究経験より、ベイズ統計学に基づいて地域間の類似性を考慮し、類似性の高い他地域の履歴データ／モデルを利用することによって、履歴データ不足を補った。検討の第一段階として、栽培管理のみを対象としてベイズ統計学に基づき近隣地域の履歴データを利用することによって、ベイズ基準のもとで期待収益を最大化する動的計画法による栽培管理方法を提案し、数値計算例でその有効性を確認した。検討の第二段階として第一段階の検討を拡張し、栽培管理と作物選択を統合した統合管理を対象として、ベイズ基準のもとで期待収益を最大化する動的計画法による栽培管理方法を提案し、数値計算例でその有効性を確認した。