農業情報学会
農業×計測×情報通信ワークショップ 2016 (2016 年 11 月 17 日－18 日・名古屋)

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農業 IT システム間のデータ連携のための農作業基本オントロジーの構築と利活用〇朱 成敏 1)，武田 英明 1)，法隆 大輔 2)，竹崎 あかね 2) ，吉田 智一 2)1) 国立情報学研究所，〒101-8430
2) 農研機構，〒305-8517

東京都千代田区一ツ橋 2-1-2 -1

茨城県つくば市観音台 3-1-1

要旨
農業 IT システム間のデータ連携において基準となる情報を提供する目的で農作業基本オントロジー(AAO,Agriculture Activity Ontology)を構築した．オントロジーを構築することで意味の多様性が存在する農作業名称が整理され，明確な語彙体系としての役割が期待される．農作業基本オントロジーは記述論理に基づいて設計され，農作業における知識基盤の処理が可能な論理的構造を持つ．また，システム間の連携における基準情報という役
割と共に農業 IT システムに必要なサービスを提供することで農業 IT システムの基盤技術として利活用が期待される．

キーワード
農作業，オントロジー，データ連携，相互運用性，標準語彙

緒言
近年，農業現場では様々な目的によって IT システムが導入されており，生産性向上と作業の効率向上に貢献しつ属性の包含関係を基準として概念間の関係を整理し，階層構造を持つオントロジーを構築した．これを農作業
基本オントロジー(AAO : Agriculture Activity Ontology)と呼ぶ．ている．また，農業 IT システムで発生する膨大な関連データの有効活用がもとめられている．

更新内容

農業 IT システムで発生するデータを利活用するため2015 年 5 月に公開された AAO の公開版は「目的」とには基準となる情報を標準化し、システム間のデータを「手段」，「作物」の 3 つの属性を用いて概念を分類した．

連携する必要があるが，農業分野では基準情報の標準化

そして，バージョン 1.00 では属性を「目的」，「行為」，「対が進んでいない．こういった背景から筆者らは農作業名

象」，「場所」，「手段」，「時期」，「作物」に詳細化し，よ称の語彙体系を整備するために農作業名称におけるオンり明確な定義が可能となった．また，概念を記述論理にトロジーの構築を行った．オントロジーは概念の定義と基づいて定義し，オントロジーにおける論理的定義と関概念間の関係を明確にし，概念と表記を分離することで係性の証明が可能となった．これにより知識基盤の処理

意味の多様性を持つ農作業名称に適合した知識体系であも可能となり，新しい概念を追加する際に適切な位置をる．

自動で調整する推論機能を実現した．

本稿では農業 IT システム間のデータ連携のための農作2016 年 4 月に公開されたバージョン 1.31 ではこれまで

業オントロジーの構築と利活用について考察してみる．

「手段」として定義された属性を「方法」と「物」に分

農作業におけるオントロジーの構築

けてそれぞれ「手段」と「道具」に詳細化し，8 つの属性にした．また，国際的連携のために AAO の英語化を

筆者らは農作業名称を体系的に整理し，農業 IT システ行い，ブラウザの言語チェックによってネームスペースムにおける基準情報となる標準語彙として確立させるたを日本語と英語が表示されるように実装を行った．そしめに農作業が持つ意味を調べ，その意味を表す特徴を属て，個別の農作業を集約する概念を定義するために「組性として概念を定義した．そして，定義された概念が持み合わせ作業」を導入した．AAO では基本的に概念間の農業情報学会
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関係を is-a 関係として定義していた．しかし，農業現場
では一連の作業をまとまりとする作業もある．例えば，「育苗」には「は種」，「苗出し」，「施肥」などの作業が含まれており，これらの作業は必要によって省略される場合もある．こう言った関係は part-of の条件を満たしていないため、「組み合わせ作業(Composite Works)」として定義を行った．
2016 年 9 月に公開された最新版では概念の追加や属性，英語名称の修正を行った．最新版では 374 語が収録されている．
表 1. AAO の更新履歴
図 2. 語彙集の自動生成

Ver.

更新日

語彙数

0.94

2015/05/12

185

1.00

2015/11/02

301

1.10

2016/02/12

330

CAVOC では AAO の概念が持つ情報についてシステム

API の活用1.31

2016/04/22

355

から問い合わせができるように API を公開している．現

1.33

2016/09/23

374

在，同義語に対して標準語彙を返す機能と概念に対して属性の値を返す機能の API が公開されている．PHP で実データの公開
筆者らは AAO の階層構造と農作業固有の名前空間を共通農業語彙 (CAVOC :Common Agricultural Vocabulary,http://www.cavoc.org)のサイトから関連情報と共に公開してきた．データは CSV 形式と RDF/Turtle 形式で公開さ装されており，結果は JSON 形式で返還される．図２はAAO の API を用いてコンテンツを標準語彙に自動修正した例である．
「代掻き」は「代かき」に，「元肥」は「基肥」に修正されている．今後農業 IT システムの運用に要求される様々な API を実装し，公開する予定である．

れている(図 1)．CSV ファイルは AAO から必要な項目を選択し，生成することで誰もが自由に AAO のデータを利用することが可能となる．RDF/Turtle 形式は AAO の全項目を日本語版と英語版で公開している．また，
SPARQL を用いて検索ができるようにエンドポイントを提供している．

図 3. API の活用

謝辞
本研究(の一部)は、内閣府 戦略的イノベーション創造プログラム(SIP),「次世代農林水産業創造技術」(管理法
図 1. 農作業基本オントロジーの公開

人：農研機構 生物系特定産業技術,研究支援センター)によって実施されました．

AAO の活用

引用文献

語彙集の自動生成
農作業基本オントロジーは概念を 8 種類の属性が持つ値で定義している．従って属性の値を用いて概念の意味を説明する文章を生成することが可能となる．
図2は「催色」を定義する属性を用いて説明文を自動生成する例で

法隆 大輔・竹崎 あかね・武田 英明・朱 成敏・吉田 智一（2016）
農作業基本オントロジーAAO における概念階層構造上の諸問
題，農業情報学会 2016 年度年次大会，pp.61-66．
朱 成敏・武田 英明・法隆 大輔・竹崎 あかね・吉田 智一(2016)

ある．CAVOC では AAO に収録されている 374 語の語彙データ連携のためのオントロジーを用いた農業分野の用語標準に対して自動生成された語彙集を公開しており，AAO の化, 人工知能学会全国大会, 2D5-4更新に合わせて自動更新されている．

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1.00 2015/11/02
1.10 2016/02/12
1.31 2016/04/22
1.33 2016/09/23

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185
26301
76330
7
7355
8
7374
87

III :

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