• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.134-134
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• 2017

전북지역의 130여개 스마트온실 중에서 주요한 10여개의 주요 온실에 대한 온습도, 이산화탄소, 광센서 및 기타 센서의 사용실태에 대한 조사를 수해하였다(2016년 9월~12월). 온실의 선정은 온실의 종류(비닐/유리)와 복합제어기 종류(국산/외산)를 중심으로 조사하였다. 국내외 업체의 장단점, 스마트기기의 활용과 문제점, 클라우드 기반의 3세대 한국형 스마트온실의 적용기반에 대한 조사를 수행하였다. 융복합 제어기와 센서는 자체의 신뢰성 이외에 운용상의 알고리즘 차이에서 오는 문제로 인해 농가에서 측정결과에 대한 신뢰성이 낮고, 측정이 부정확하고 일일측정 데이터에 대한 활용이 어렵고, 설정 값을 사용자가 직접 계산하고 값들을 입력해주어야 한다는 단점에 대한 의견이 대부분이다. 외국 제품은 데이터 측정값의 활용이 용이하고 복합 환경 상황에 알맞게 자동 계산 시스템이 체계적으로 작동하여 제어에 반영되며 국내 업체 설정 값의 범위보다 세밀하게 설정이 가능하다는 장점이 있으나 설치비용이 국내대비 3~4배 높고 고장 시 A/S가 느린 편이며 영어로 구성된 복잡한 시스템이기 때문에 100% 활용하기 어렵다는 단점이 있다. 스마트기기 활용은 복합 환경제어를 하는 농가이면 국내 업체와 외국 업체 모두 활용하고 있으며 주로 스마트 폰으로 사용되고 전용 어플이 아닌 PC원격 제어 소프트웨어인 팀뷰어(Teamviewer)를 이용하여 복합제어기 PC를 직접 조작하여 사용한다. 클라우드 활용으로는 복합환경제어기 회사에서 작물별 제어 방법과 데이터 정보를 제공하지 않는 점에 대한 농가의 불편함이 많은 편으로 작물별 농사방법이 많고 지역별 농사방법이 다르기 때문에 조사한 전북지역의 농가 10곳 모두 클라우드를 사용하지 않는 것으로 조사되었다. 다양한 온실 및 생육환경에 따른 표준화된 운영의 문제점을 개선하여 스마트팜에서 중요한 역할을 수행하는 복합센서의 표준시험방법과 절차를 개발하여 관련산업의 발전에 응용할 필요성이 있으며 단순한 하드웨어의 표준화 또는 개선방향보다는 농가의경험과 누적된 토양,작물 등의 재배 생육정보를 이용한 작물생육모델과 온실모델의 일치를 통해 센서-생육환경예측-검증방법의 포준화가 필요한 것으로 사료된다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2017년도 제56차 하계학술대회논문집 25권2호
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• pp.362-363
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• 2017

본 논문에서는 작물 재배에서 전문가들의 재배데이터를 활용하여 농작물 재배 시스템을 제안한다. 베이비 붐 세대의 은퇴가 진행되면서 전원생활에 대한 수요가 증가되고, 농촌으로의 귀향이 증가하고 있어 이에 필요한 농작물 재배자료에 대한 수요가 증대되고 있다. 이에 각각의 작물에 따른 최적의 재배데이터를 계측하여 데이터베이스를 작물재배에 적용하는 연구를 진행하고자 한다. 전문가로부터 취득된 작물재배 데이터는 서버로부터 에 단말장치의 제어기를 이용하여 재배가 가능함을 확인하였다. 따라서 본 논문에서 구축하는 IOT를 이용한 DB 기반 농작물 재배에 대한연구는 작물 재배는 필요한 데이터베이스의 구축과 최적의 작물 생장 환경을 제공함으로서 비전문가의 농업활동에 새로운 방향을 제시하리라 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.405-409
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• 2018

최근 기후변화로 인해 기온, 강수량 등 농업에 직접적인 영향을 주는 환경요인의 변화가 급격하게 진행되고 있으며, 식량농업기구 (Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO)는 기후변화로 인해 전 세계적인 식량위기가 발생할 가능성이 크다고 경고하고 있다. 농업 시스템의 생산 능력을 확보하기 위해 수자원의 효율적인 공급 및 분배, 수확량 예측, 토지 특성 파악 등 농업 생산 제한요소에 대한 빠른 정보수집이 요구되고 있다. 재해관리 분야에서 원격탐사 기술은 재해 발생을 인지하고 발생지역의 재해 진행과 피해 정도를 신속하게 제공할 수 있다는 점에서 효용성이 높다. 또한 위성 영상을 이용할 경우 접근이 용이하지 못한 지역의 조사가 수월하며, 장기적인 변화관측이나 환경감시 등 광역적 접근이 가능하다. 최근 위성영상을 통한 다양한 신호의 데이터 취득 및 가공이 가능하게 됨에 따라 주기적이고 동일한 정확도로 지상자료의 획득이 가능하다는 측면에서 인공위성을 활용한 농업 분야에서의 가뭄 분석 연구의 필요성이 대두되었다. 위성영상 신호를 통해 농업 가뭄에 활용되고 있는 지표로는 정규식생지수 (Normalized Difference Vegetation Index, NDVI) 및 식생상태지수 (Vegetation Condition Index, VCI), 식생가뭄반응지수(Vegetation Drought Response Index, VegDRI) 등이 있다. 잠재 증발산과 실제 증발산의 비를 이용한 위성영상기반의 가뭄지수인 Evaporative Stress Index (ESI)는 일반적으로 사용되는 가뭄지수인 표준강수지수(Standardized Precipitation Index, SPI), 파머가뭄심도지수 (Palmer Drought Severity Index, PDSI) 등과 비교하였을 때, 가뭄에 더 민감하고 빠른 반응을 보인다는 연구 결과로부터 짧은 기간의 급속하게 발생하는(rapid-onset) Flash drought의 가뭄판단지표로 활용되고 있다. 본 연구에서는 과거 우리나라에 발생했던 극심한 가뭄 사상을 대상으로 ESI의 가뭄분석을 통해 타 지표와의 차별성을 확인하고 농업 가뭄 모니터링의 새로운 지표로써 적용성을 검토하고자 한다.

• 한국농림기상학회지
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• 제23권4호
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• pp.356-365
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• 2021

농업기상재해 조기경보 서비스를 전국으로 확대하기 위해서는 각 지역별로 고유한 지리적, 농업환경적 특성에 대한 연구가 필요하다. 그리고 그에 적합한 전산 환경을 개발하는 것은 연구 대상 지역의 많은 농가에게 다양한 작물과 품종에 대한 서비스를 가능하게 하는 중요한 요소이다. 특히 확장성 있는 전산 환경의 설계는 서비스 영역이 확대되면서 전산 환경의 규모가 증가하게 되므로 농업 기상 서비스 품질에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 이 연구의 목적은 각 지역별로 분산되어 서비스를 제공하고 있는 현재의 전산 구성에 대한 문제를 도출하고 그 해결책을 모색하는 것이다. 약 1년간 실험 운영을 통해 자체 평가한 결과 지역별로 분산된 조기경보서비스 시스템을 통합하면 중복 연산을 줄이고, 데이터의 효율적 저장과 종합적인 관리가 가능할 것으로 확인되었다. 이는 서비스 지역이 전국 규모로 확대되는 상황에서도 보다 안정적인 조기경보 서비스가 가능함을 의미한다. 이 연구를 통해 개별 농가에 대해 보다 향상된 품질의 서비스가 가능할 것으로 기대한다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.84-84
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• 2022

백리향(Thymus quinquecostatus)은 꿀풀과의 낙엽반관목으로 국내에서 자생하는 허브 식물 중 하나이다. 백리향은 특유의 좋은 향기 및 항산화, 항염증, 항균, 미백 등의 효능을 가지는 각종 폴리페놀 성분을 함유하고 있어 의약품이나 기능성 식품, 화장품의 천연 소재 원료로 활용되고 있다. 국내에서 백리향은 재배 환경에 맞추어 주로 고산지대의 노지에서 재배되고 있다. 노지 재배는 지역, 시기, 기후 등의 외부환경에 영향을 받아서 백리향의 유효성분, 품질 및 생산성을 안정적으로 유지하기 어렵다는 한계를 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 스마트팜 시스템을 활용하여 백리향의 유효 성분 등을 안정적으로 얻기 위한 생장조건을 탐색하기 위해 4종의 Light Emitting Diode(LED) 광원과 4종의 토양 조성에 따라서 백리향의 생육조건을 수행하였다. LED는 white, purple, RGB1, RGB2를 사용하였으며, 토양은 상토:펄라이트 비율(상토, 5:1, 3:1, 1:1)로 조성하여 백리향 묘목을 이식한 뒤 생장과 개화시기를 분석하였다. 재배환경은 백리향 재배지의 기상 데이터를 참고하여 동일하게 설정하였으며, 총 8주 동안 생육상태를 관찰하였다. 연구 결과 백리향 재배 4주차에 일부 개체에서 봉오리가 올라오며 개화를 시작하였으며, 8주차에는 대부분의 조건에서 개화를 관찰할 수 있었다. 백리향의 지상부 면적을 비교한 결과 가장 우수한 생장을 보이는 조건은 토양은 3(상토):1(펄라이트) 비율로 분석되었다. 따라서 이번 연구 결과를 바탕으로 백리향 재배에 스마트팜 농업 기술을 활용한다면 기존 노지 재배 한계를 보완하여 안정적이고 지속적인 백리향을 생산할 수 있을것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Data and Information Science Society
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• 제28권6호
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• pp.1427-1435
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• 2017

최근 농업 분야에서는 빅데이터와 사물인터넷을 이용한 스마트팜의 확산이 이루어지고 있다. 스마트팜은 첨단 정보통신기술을 농업에 활용하여 농작물의 높은 생산성과 우수한 품질을 가져다줄 것으로 주목받고 있다. 스마트팜은 복합 환경제어시스템으로 온실 안에서 자라고 있는 농작물의 생육환경을 자동적으로 측정하여 실시간으로 환경 정보가 방대한 양의 데이터로 쌓이고 있다. 따라서 측정된 빅데이터를 활용한 농작물의 통계적 최적 생육환경설정 모형은 스마트팜에서 의사결정을 하는데 도움이 될 것으로 사료된다. 본 연구에서는 스마트팜 토마토 농가에서 실제로 수집된 자료를 이용하여 수확량과 환경변수의 연관성을 알아보고 이것을 토대로 수확량을 예측하기 위해 다중회귀분석을 실시하였다. 먼저 토마토 생육과정을 고려하여 환경인자에 대해서 적절한 변수 변환을 한 후 새롭게 생성된 변수들을 이용하여 모형을 적합시켰다. 그리고 적합된 통계적 모형을 이용하여 토마토의 수확량에 영향을 미치는 최적환경인자를 도출하였고, 이를 바탕으로 토마토 농가의 수확량을 예측할 수 있었다. 결론적으로 본 연구결과는 통계적 모형을 활용하여 토마토 생산성을 향상시킬 수 있는 최적의 생육환경을 조절할 수 있는 재배전략을 제시하는데 의미가 있을 것으로 기대된다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2023년도 춘계학술대회
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• pp.7-7
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• 2023

현재 다양한 4차산업의 주요기술로는 빅데이터, 사물인터넷, 인공지능, 블록체인, 혼합현실(MR), 드론 등이 대표적인 기술들이다. 특히 최근에 세계적인 기술적 트랜드로 자리 잡고 있는 "디지털 트윈(digital twin)은 물리적인 사물과 컴퓨터에 동일하게 표현되는 가상 모델의 개념으로서. 실제 물리적인 자산 대신 소프트웨어로 가상화한 자산의 Digital twin을 만들어 모의실험함으로써 실제 농작업의 특성(현재 상태, 농업생산성, 농작업 시나리오, 등)에 대한 정확한 정보를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 노지노업 주산지에 대한 디지털 트윈 데이터를 구축하고 스마트팜 단지를 설계 및 구축하여, 통합관제시스템 운영을 통해 자동 물관리, 원격생육예찰, 드론방제, 병충해 예찰작업 등으로 농작업을 효율화하고자 한다. 또한, 빅데이터 분석을 통한 적정량의 비료·농약사용으로 환경적 부하를 최소화하여, 노동력절감, 농작물 생산성을 향상할 수 있는 디지털 환경제어농업을 국내에 보급하고자 한다. 이러한 노지농업 기술은 디지털 농작업 및 재배관리 등 으로 노동력이 절감되고, 기후변화에 대비한 물이용 최적화와 토양오염예방 효과를 기대할 수 있으며, 전국 재배환경 디지털 데이터 확보를 통한 노지작물의 정량적인 생육관리가 가능하게 된다. 또한 농업생산성 향상을 통한 탄소중립 RED++ 활동을 직접적으로 실천을 할 수 있는 방안이다. 취득된 고정밀·고화질 영상기반 농작물 생육데이터취득을 통한 생육현황 분석과 예측은 디지털 영농작업관리에 매우 효과적이다. 실제 국립식량과학원 남부작물부에서는 지중점적, 땅속배수 등 다양한 종류의 노지스마트팜 연구개발을 진행하였다. 특히, 올해부터는 전국농업기술원 단지를 대상으로 노지스마트팜 시설 구축 및 기술 보급을 통한 사업화를 본격적으로 진행하고 있다. 본 연구에서는 디지털 트윈 기술과 노지스마트팜 기술을 융합한 농업분야 구축사례와 향후 활용방안에 대하여 서술하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.136-136
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• 2023

우리나라의 강우 특성은 하절기에 집중되어 있으며 최근 이상강우와 기상이변에 따른 집중호우 발생으로 여를철 탁수 문제 발생 빈도가 높아지고 있는 추세이다. 과거 '02년 태풍 루사', '03년 태풍 매미', '06년 에위니아'부터 20년 마이삭, 하이선과 같은 태풍 및 장마에 의해 탁수 유입이 급증되어 수중 탁도가 높아지며 저수지 탁수 문제가 발생하였다. 특히 우리나라 경우 하천 및 저수지에서 물 사용량의 대부분을 이용하고 있기에 탁수 문제가 장기화 될 시 댐 하류 지역의 농업, 공업, 수생태 등 사회적, 비용적, 환경적 문제를 발생시킨다. 이러한 문제를 파악, 대응을 위한 탁수 모의에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 탁수를 모의하기 위해서는 유량, 수온, SS, 탁도 데이터가 필요하며 이를 위해 국가측정망에서 하천 및 댐 저수지 내 SS를 측정하여 탁수를 측정 하고 있다. 하지만 현재 측정의 경우 채수를 통한 점단위의 측정으로 데이터 해상도가 낮다는 한계점이 있다. 이러한 데이터 취득의 한계로 기존 조사를 통한 탁도-SS 관계식을 통해 탁수를 예측하고 있으나 과거 2003년 이후 자료를 바탕으로 산정된 식으로 불확도가 존재한다. 탁수 모의 정확도 개선을 위한 데이터 해상도 및 탁도-SS 관계식 문제를 해결 하기 위해 기존 데이터 분석을 통한 미계측 기간에 대한 보간을 필요로 하며 현장 계측을 통한 탁도, SS 자료를 취득하여 탁도-SS 관계식을 최신화 할 필요가 있다. 따라서, 본 연구에서는 탁도를 측정 센서 YSI와 SS 측정센서 레이저부유사측정기(LISST: Laser In-Situ Scattering and Transmissometry)를 활용하여 자료를 취득하고 탁도-SS 산정식을 최신화 하였다. 또한 기존 국가 수질 측정망 데이터 및 기상 자료 데이터를 취득하여 데이터 분석을 통해 미계측 기간에 대한 데이터를 보간하여 탁수 모의 입력자료를 개선하였고 이를 기반으로 탁수 모의 정확도를 개선하고자 하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 2부
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• pp.704-707
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• 2012

현재 국내 농업은 고령화로 인하여 10년간 전체 농촌인구의 3분의 1이 감소하고 있으며 농업 인구의 공동화 현상이 진행되고 있다. 농촌 인구의 인력을 해결하기 위해서 농업 선진국들은 적은 인력으로 생산성을 증대하기 위해서 자동화 시스템을 도입하고 있다. 따라서 국내 농업 생산성 증대를 위해 자동화 시스템은 필수적이며 도입으로 인하여 인력 부족 현상을 해결하고 농가 소득을 필요성이 중요시되고 있다. 따라서 진정한 무인 자동화 시스템이 가능하려면 신뢰성이 보장되면서 일반 농가에서도 부담 없이 도입 할 수 있는 저가의 시스템이 필요하다. 이러한 시스템을 필요로 하는 농가에 시스템을 구축 시 들어가는 구축비용을 줄이기 위해 저가의 센서들을 네트워크로 연결하여 안정적으로 동작하는 서버 개발이 필요하며 이러한 서버를 통하여 실시간으로 손쉽게 눈으로 확인하기 위하여 스마트폰과에 연계 기술이 필요하다. 본 연구에서는 온도, 습도, Co2등의 다양한 영농 환경 정보들을 수집하고 이를 스마트폰으로 통하여 실시간으로 확인하게 할 뿐만 아니라 원격제어를 통하여 천장계폐와 LED를 손쉽게 제어 할 수 있도록 하였다. 이렇게 설계된 시스템으로 제어뿐만 아니라 수집된 데이터를 통하여 농가 환경을 분석하기 위한 정보로써 활용 될 수 있으며 유무선 공유기를 통하여 언제 어디서든 네트워크가 연결된 곳이라면 시스템에 접근이 가능 하도록 하였다.

• 환경영향평가
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• 제31권3호
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• pp.173-183
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• 2022

본 연구는 빅데이터를 활용하여 국가중요농업유산(KIAHS; Korean Important Agricultural Heritage System) 제도 시행 전후 기간을 비교하여 방문객 인식 특성을 파악함으로써 제도 도입의 효과와 발전 가능성을 모색하는데 목적이 있다. 울릉도와 관련된 인식은 지정 전후 모두 접근성과 관련된 키워드가 상위 키워드로 도출되었으며, 특히 지정 이후 다양한 접근 방법과 새로운 개항 등의 키워드를 찾아볼 수 있었다. 국가중요농업유산 지정 이후 긍정적인 인식이 증가하였으며, 호감의 인식이 증가한 것을 알 수 있다. 또한, 공통적으로 정확한 작물의 이름과 화산섬에 대한 키워드가 나타났으나, 지정 이후의 중심성 분석 결과에서 영향력이 높아진 것을 확인할 수 있었다. 즉, 전통지식 보전과 이를 활용한 전통 농업문화의 발전에 도움이 되고 있음을 알 수 있었다.