iPhone・iPadでのモバイル土壌サンプリング

サンプリンググリッドを計画し、順序付けたルートをたどり、構造化された記録を収集して、ラボ結果を地図とレポートにまとめます。

GoGISは、土壌サンプリングプログラムの各段階をスマートフォンやタブレット上でつなぎます。圃場の境界から始めて、番号付きのサンプル地点を生成し、地点をルートに並べます。各地点で観察を記録し、サンプル袋を識別して、ラボ結果を同じプロジェクトに取り込みます。

このワークフローは、1回限りの訪問にも繰り返しの収集にも対応します。どの地点が収集済みで、どの地点が収集予定かを管理し、連続する訪問ごとに別の記録を残す必要があるときは関連フォームを使います。GoGISはAndroid端末とApple端末で利用でき、以下の例ではiPhoneとiPadでの作業を示しています。

圃場の境界から結果まで、ひとつのプロジェクトで

グリッドがサンプリングする場所を決め、ルートが収集作業を整理します。フォームは観察を記録し、サンプルIDは返ってきた結果をその地点に結びつけます。各段階は、前の段階の記録を使います。

1. 圃場境界を設定する

農場管理ソフトや農学者から提供される、シェープファイル、GeoPackage、KMLなどから圃場境界を読み込みます。ポリゴンがサンプリンググリッドの入れ物になります。

2. サンプリンググリッドを生成する

圃場ポリゴンを選択し、サンプリングツールをタップします。GoGISが境界内に番号付きの点グリッドを生成します。セルサイズをエーカーまたはヘクタールで指定でき、列に合わせたり障害物を避けたりするためにグリッドの回転とオフセットを調整できます。各点には自動で連番のIDが付きます。

3. QR袋ラベルを印刷する

現場に出る前に、サンプル袋用の貼付式ラベルをアプリから直接印刷します。GoGISはA4またはUSレターにQRコード（またはCode 128バーコード）のシートを配置し、各ラベルに載せる内容を選べます — 境界から取り込んだ圃場名、日付、サンプル番号またはご自身の袋ID。各袋に1枚貼り、採取時にスキャンして読み戻せば、どの袋も採取した正確なポイントに紐づいたままになります。

4. 各地点まで歩く ― 近接表示またはルートで

グリッドを生成したら圃場へ出ます。GoGISは最寄りのサンプリング点を囲む近接サークルとともに、地図上にライブGPS位置を表示します。点へ歩くと表示がリアルタイムで更新されます。十分近づくと最寄りの点が緑に強調され、正しい位置にいることが分かります。

大きなグリッドや、1回の外出で複数の圃場を回る場合は、ルートを使って収集を整理します。ルートをタップすると、GoGISが近くのサンプルコレクションと、それぞれ訪問が残っている地点数を一覧表示します。1つを選ぶことも、複数を選んで1つのルートとして回ることもできます。

ルートは、まだ収集が必要な地点だけを、グリッド順ではなく歩く距離が短くなる順に並べます。コンパスの矢印が次の地点を指し、バナーには3 / 14のように進行状況が表示され、保存するたびに次の地点へ進みます。スキップは、たどり着けない地点（水のたまった穴、収穫前の作物など）を飛ばし、完了扱いにせず未完了のまま残します。

開始前に設定しておきたいオプションが1つあります。完了後にここへ戻るです。オフのままだと、ルートは最後のサンプリング地点で終わり、そこがどこであってもそこで終了します。オンにすると、GoGISは今立っている場所（ゲートやトラックなど）を記録し、そこへ戻る周回ルートとして計画します。最後の地点が道路から800メートルも離れているときには、思った以上に重要です。

5. データを収集する

サンプリング点をタップして属性フォームを開きます。観察値を入力します — 土色、テクスチャ、水分、深さなど、定義したフィールドを。サンプル袋のバーコードをテキストフィールドに直接スキャンします。スキャナーを起動するには、各テキストフィールドの横にあるバーコードアイコンを探してください。コアや現地状況の写真を撮ります。保存をタップすると点の色が変わり、収集済みであることを示します。色の意味は下の収集の進捗をご覧ください。

このフォームは、その地点自身の基本属性、つまりレイヤー自体の列です。1シーズンに1回サンプリングするグリッドなら、通常はこれで十分で、エクスポートも最も簡単です。1地点につき1行、各値がそれぞれの列に入ります。その代わり、2回目の訪問は1回目を上書きします。各地点の現在の状態だけを残せばよいなら、ここで終わりにして次の手順は飛ばしてください。

6. または、すべての訪問を関連フォームとともに保存する

点ごとに1件の記録では足りないこともあります。点は別々の日付で再分析・点検・再採取されることがあり、各訪問を上書きせず残したいはずです。サンプリングレイヤーに関連フォームを付けると、収集のたびにその点に紐づく日付付きの新しいエントリーが、独自の写真とフィールドとともに追加されます。サンプルの識別情報が各エントリーに付随するため、3月の点検と10月の再分析はどちらも同じ点・同じサンプル番号に結びついたままになります。

7. シーズンをまたいで収集の進捗を管理する

サンプリング地点には2つのわかりやすいステータスがあり、収集が残っている地点を把握できます。

• 赤 — 未完了： この地点はまだ収集が必要です。
• 緑 — 完了： 収集は完了しています。

サンプリング地点をシーズンをまたいで再利用し、日付の入った収集記録を各地点に紐づけておきます。地図には収集の進捗が表示され、関連フォームには訪問の履歴が残ります。

8. プログラム全体を監視する ― レイヤーと圃場

十数か所の圃場を扱うなら、1枚の地図の色分けだけでは足りず、全体像が必要です。「ツール › サンプリング状況」を開くと、すべてのサンプリングレイヤーを一か所で確認できます。各行には、完了した地点数と残りの地点数、完了率、最後の収集日、グリッドと圃場境界のサムネイルが表示されます。レイヤーをタップすると、GoGISがそのレイヤーを表示して地図上でズームします。

これがレイヤービューです。サンプリングレイヤーごとに1行で、グリッド全体をまとめて扱います。「プログラムは順調か？」という問いに答えます。

圃場ビューは別の問いに答えます。「この区画は順調か？」です。マルチポリゴンのサンプリングレイヤーを個々の圃場に分け、圃場ごとに1行で、圃場ごとの完了率を表示します。生産者から北側の80エーカーについて聞かれたときや、農場全体をエクスポートせずに1区画分の顧客向けPDFが必要なときに使うビューです。2つの異なるレイヤーでサンプリングされている圃場は、それぞれのレイヤーの下に1回ずつ表示されます。

どちらのビューにも同じ操作があります。変更済みのみは、まだエクスポートしていない作業があるレイヤーだけに一覧を絞り込みます。まだ誰かに渡していないものの短いリストです。選択は複数選択をオンにし、選んだレイヤーだけ、または選んだ圃場だけを含むパッケージをエクスポートできます。

9. ラボ結果をインポートする

ラボから結果が返ってきても、入力し直す必要はありません。サンプリングメニューからラボ結果をインポートを開き、ラボのCSV — または複数をまとめたZIP — を選びます。GoGISは全圃場にわたって各行を袋IDでサンプルポイントに照合し、値を日付付きの記録としてポイントに保存します。翌シーズンに再インポートすれば、新しい数値が履歴として積み重なります。サマリーには、一致したもの・しなかったもの・修正すべき重複IDが正確に表示されます。

10. 結果をヒートマップ化する

次は数値を画像に変えましょう。任意の結果 — pH、リン、カリウム、有機物 — を選ぶと、GoGISが圃場境界に切り抜いた滑らかなカラーヒートマップを衛星画像の上に補間表示します。凡例から成分を切り替え、滑らかなグラデーションかブロック状の管理ゾーンを選び、共通のカラースケールで圃場を比較できます。同じツールで、収量・土壌EC・標高など、値を持つ任意のポイントデータもマップ化できます。

11. 組み込みの品質管理

各サンプリング点は、本来なら手作業で追跡すべきメタデータを自動的に記録します。

• 親ID： 各サンプリング点を、それが属する圃場ポリゴンに結びつけます。
• 収集座標： グリッド点の位置だけでなく、収集時に実際に立っていた場所を記録します。
• 距離オフセット： 目標点からどれだけ離れていたかを示し、農学者やラボに素早い品質チェックを提供します。

12. エクスポートして共有する

完了したら、完成レイヤーをShapefile、GeoJSON、CSV、KMLとしてエクスポートします。属性データ、座標、サンプル番号、写真をすべてZIPにまとめます。関連フォームのエントリーはレイヤーと一緒にエクスポートされ、それぞれサンプル番号を保持するため、再訪問が正しい点に結びついたままになります。農学者に送る、農場管理プラットフォームにアップロードする、あるいはQGISやArcGISで開いてさらに分析できます。

サンプリングのレポートとデータを書き出す

生のシェープファイルはGISデスクには最適ですが、費用を払う人はたいてい実際に読めるものを求めます。サンプリング状況パネルから複数の圃場レイヤーを一度に1つのZIPへエクスポートでき、各レイヤーにはデータと並んで、すぐ共有できるPDFレポートが付きます。

レポートは圃場の衛星地図から始まり、圃場境界の上で各サンプリング地点がステータスごとに色分けされます（赤は未完了、緑は完了）。続いて、各地点の収集時刻、座標、フォームの値をひと目で確認できる一覧があり、その後に写真のサムネイル付きの詳細ページが続きます。収集データのフラットなCSVも含まれるため、数値をそのまま表計算ソフトに取り込めます。レイヤーと形式を選ぶだけで、1シーズン分の現場作業を顧客に渡せる資料にまとめられます。

ラボ結果が入ると、レポートもそれに合わせて充実します — 概要マップとポイント詳細ページに加え、成分ごとのカラーヒートマップページが追加され、どこで採取したかだけでなく、圃場が実際に何を示したかまで伝わる成果物になります。

任意のポイントレイヤーをサンプリングレイヤーにすることができます

すべての点がグリッドツールから生まれるわけではありません。点がサンプルとして振る舞うには、2つのことが必要です。どの圃場ポリゴンに属するか、そしてどのコレクションの一部かを知っていることです。グリッドは点を配置するときに両方を付与します。別の方法で入ってきた点は、作業しながら1つずつ、またはレイヤー全体を一度に、これらを取得する必要があります。

点をデジタイズすると、自動で取り込まれる

すでにグリッドを作成した圃場に立っていて、グリッドが配置しなかった場所でコアを採取したいとします。湿った場所、小高い場所、農学者から指定された場所などです。サンプリングレイヤーに新しい点を置くと、GoGISがその点の所属先を判断します。点がどの圃場ポリゴンの内側にあるかを調べ、その圃場の開いているコレクションに取り込み、連番で次のサンプル番号を付けます。点はステータスダッシュボード、圃場ビュー、袋ラベル、ルート、レポートに、グリッドが配置した点とまったく同じように表示されます。

点が、グリッドを作成した2つの圃場の重なる場所に置かれた場合は、現在作業中の圃場が優先されます。圃場を開いているなら、意図はすでに示されているからです。何も開いておらず、同じ場所に2つのコレクションがある場合、GoGISは誤った推測をせず、その点をそのままにします。

GoGIS 外で作成された既存のサンプルポイントを取り込む

多くのサンプリングプログラムはGoGISから開始するわけではありません。ポイントは既にどこかに存在します。例えば、農学者がshapefileとして作成して送付したグリッド、農場管理ソフトウェアからエクスポートされた前年の地点、収量やECデータに基づいて作成された指向型サンプリング計画、コンサルタントからのCSV座標、モニタリング井戸、あるいは長年巡回調査が行われてきた既存の区画などです。必要なのは、これらのポイントに対してデータを収集することであり、ポイントを新たに作成することではありません。

ファイルをインポートしてレイヤーのサンプリングをオンにすると、赤と緑のステータス色、収集の追跡、再サンプリングのワークフローがすぐに使えます。得られないのは圃場境界との結びつきです。点は自分がどの圃場にあるかを知らないため、圃場ビューにはまとめる基準がなく、レポートには描く輪郭がありません。GoGIS自身が作成したグリッドでも、元のポリゴンレイヤーが後で削除されると同じ欠落が生じます。

サンプリング状況 › ツール › 圃場ポリゴンをリンクでこの結びつきを作ります。ポイントレイヤーを選び、結びつけるポリゴンレイヤーを選び、コレクションに名前を付けます。名前は既定ではポリゴンレイヤーの名前になり、圃場ビューとレポートのタイトルに表示されます。そして「リンク」をタップします。GoGISは、既存の親IDがある点はそれでポリゴンに照合し、残りは位置で照合して、輪郭が戻るようにコレクションを修復し、コレクションがなければ作成します。

もう必要ないもの

• 別個のハンディGPS
• 紙のフォームとクリップボード
• オフィスでの手作業の転記
• 別個のバーコードスキャナー
• どの圃場が再サンプリング期かを管理する表計算
• 収集時の携帯電波 — 圏外に出る前に参照データと対応するオフラインベースマップを準備

土壌以外にも使える

同じグリッドベースのサンプリングワークフローは、境界内の点を巡る必要があるあらゆる現地収集作業に使えます。環境サイト評価、植生調査、汚染サンプリング、湿地境界画定など。境界を定義し、グリッドを生成し、データを収集するだけです。