농작물 병해충의 발생에 대한 실시간 정보의 제공은 병해충으로부터 농작물 피해를 최소화하는데 매우 중요하다. 이를 위해서는 농작물 병해충 발생 정보를 실시간으로 수집하여, 다양한 형태로 가공한 후 병해충 발생 예찰 정보를 제공하는 정보 시스템의 개발이 필요하다. 본 논문은 인터넷 환경에서 국내외에 분포되어 있는 농작물 병해충 예찰소에서 관측·조사된 병해충 관련 정보를 실시간으로 입력받아 객체 관계형 데이터베이스에 체계적으로 저장하고 사용자 질의에 따라 병해충 발생 정도 및 분포 정보를 다양한 형태로 제공하는 병해충 예찰 정보 시스템 (Pest Monitoring System : ReMoS)을 개발한 내용을 기술한다.
한국농수산대학 재학생 및 졸업생 151명을 대상으로 병해충 관리 현황을 조사하기 위해 설문조사를 수행하였다. 설문 내용은 기본문항과 병해충 관리 문항으로 구성되어 있다. 기본문항에는 응답자의 연령, 학적상태, 재배작물, 재배면적등을 포함하고 있으며, 병해충 관리 문항에는 병해충 방제 방법, 농약 선택 근거, 병해충 예찰 방법 등을 포함하고 있다. 기본문항의 응답을 요약하면 전체 응답자 중에서 20대 응답자가 91.2%로 가장 높았고, 응답자의 재배 면적은 3헥터 이상이 34.5%로 가장 높은 비중을 차지하고 있었다. 병해충 관리 문항의 응답을 요약하면 병해충 관리 방식에서는 화학적 방제법이 66%로 가장 높은 비중을 차지하였다. 농약 선택 근거에서는 본인 스스로 기존의 방제 기술을 토대로 결정(30%)하거나 농약 판매상(29%)의 결정을 따랐다. 병해충 예찰 방법은 농촌진흥청 소속기관(29%)과 국가농작물병해충관리시스템(27%)을 활용하는 것으로 나타났다. 농약 판매상의 병해충 진단과 농약 처방에 대한 질문에 응답자의 97%가 보통 이상의 신뢰도를 보였으나 강한 신뢰도를 선택한 경우는 전혀 없었다. 병해충 진단 및 농약 처방을 위한 전문인력 양성 필요성에 대해서는 응답자의 79%가 높은 필요성이 있는 것으로 응답하였는데, 특히, 응답자의 47%는 매우 강한 필요성이 있다고 응답하였다. 이러한 결과는, 병해충 진단과 농약 처방을 위한 정교한 기술을 지닌 병해충 관리를 위한 전문인력이 농업 현장에 필요함을 의미한다. 농민의 시각에서 조사한 설문 결과는 병해충 관리 현황을 이해하고 향후 발전 방향을 제시하는 데 중요한 정보를 제공해 줄 것이다.
93년 냉해는 작물의 생육 및 결실 등 생리작용에 큰 영향을 주었고 병해충의 종류에 따라 최적조건이 되는 특정 병해충발생이 증가하였다. 94년 가뭄은 밭작물 특히 채소류의 경우 진딧물과 함께 바이러스병 발생도 증가하였다. 여기서는 농촌진흥청 발행 ''93 이상기상과 작물피해실태 종합보고서와 ''93 작물보호사업보고서의 내용을 중심으로 하여 ''93냉해와 ''94가뭄에 따른 주요 채소류에서 병해충 발생양상과 대책을 살펴 보기로 한다.
온실을 통해 시설원예작물을 재배하는 대대수의 농업인들은 병해충의 예측, 진단 및 방제에 큰 관심을 가지고 있으며, 특히 농가에서는 병해충 관리 문제가 생산량과 품질에 직결되는 가장 큰 문제로 대두되고 있다. 따라서 본 논문에서는 토양 및 환경 센서를 이용하여 무선 센서 네트워크를 구성하고 이를 토대로 온실 내의 작물의 병해충에 대한 조기 예측 및 관리를 가능하게 하는 멀티미디어 병해충 예측 관리 시스템을 설계 및 구현한다. 제안하는 시스템은 기존 고가의 PLC 장비에 비해 온실 내에 무선 센서 네트워크를 형성하여 효율적으로 병해충정보를 데이터베이스화하고 토양 및 온도, 습도, 조도와 같은 다양한 환경 정보를 수집할 수 있다. 아울러 시스템의 수행성을 검증하기 위해 가상 온실 모형을 제작한 후, 모형에 토양 및 환경 센서의 시스템 구성요소를 구성하여 각 플랫폼(Desktop, Web, PDA)별 GUI를 구현하여 온실상태에 따라 병해충 예측 및 관리가 가능한 수행 결과를 보였다. 마지막으로 제안한 시스템을 이용하여 온실 작물의 병해충 예측 관리가 다양한 플랫폼에서 잘 동작함을 확인할 수 있었다.
과수농사를 짓는데 있어서 어느 해이던 간에 병해충의 발생이 없는 해는 없다. 올해 역시 예년과 마찬가지로 각종 병해충이 발생되었던 한해였다. ''70년도부터 ''85년도까지의 주요 병해충 발생양상을 보면, 점차 증가하고 있는 병해로 사과반점낙엽병과 부패병이 있는데, 이들 병은 ''70년대초에는 거의 무시할 정도의 발생을 보인 병들로 ''78년이후 급증하는 병이며, 해충은 점박이응애, 사과굴나방, 조팝나무진딧물, 포도호랑하늘소 같은 것들로 이들 해충은 현재 농약만으로의 방제가 어려운 상태에 있다. 이와는 반대로 점차 그 발생이 감소하고 있는 병해충은 ''70년초 심하였던 배나무적성병, 복숭아축엽병으로 ''75$\~$''80년도에 와서 거의 미미한 발생을 보이고 있다. 반면 예나 지금이나 지속적인 발생으로 과수재배농가에 피해를 주고 있는 것으로 사과부란병, 복숭아세균성천공병, 심식충류, 잎말이나방류, 깍지벌레류 등이 있다. 이들중 올해 가장 문제가 되었던 것은 사과탄저병으로 금년도의 기상조건이 발병에 좋은 조건이었고, 방제시기에 일기가 불순하여 충실한 방제를 하지 못한 관계로 더욱 심하였다.
세계에서 가장 중요한 온대 과일 작물 중 하나인 사과의 생산성과 품질은 병해충 여부에 큰 영향을 받는다. 이를 진단하기 위해서는 효율적이고 많은 전문 지식과 상당한 시간이 필요하다. 그러므로 이를 해결하기 위해 효율적이고 정확하게 다양한 병해충을 진단하는 시스템이 필요하다. 본 논문에서는 이미지 분석에 큰 효율을 보인 딥러닝 기반 CNN 들을 비교 분석하여 사과의 병해충 여부를 판별하고 최적의 모델을 제시한다. 딥러닝 기반 CNN 구조를 가진 AlexNet, VGGNet, Inception-ResNet-v2, DenseNet 을 채택해 사과 병해충 분류 성능 평가를 진행했다. 그 결과 DenseNet 이 가장 우수한 성능을 보여주었다.
작물을 경작 해충과 질병은 오랫동안 주요 관심사였다. 농업에서 병해충을 탐지하기 위해 전통적인 방법을 사용하는 것은 더 이상 높은 효율성을 제공하지 않는다. 오늘날 과학과 인공 지능의 폭발적인 발달로 인해 농업분야의 연구원들은 병해충을 탐지하기 위해 딥 러닝을 적용하고 있다. 최근에 다양한 분야의 문제들을 해결하기 위해 수많은 모델들이 발표되었지만, 많은 병해충 진단 딥러닝을 사용한 방법들은 하드웨어 리소스를 낭비하고 실제 농장에서 사용하기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 작물의 병해충을 분류하기 위해 Select Kernel Attention(SK Attention)을 Channel Attention Module 로 변경하여 Decoupling-and-Attention network (DANet)을 하드웨어 리소스 사용을 최소화한다.
온실을 통해 시설원예작물을 재배하는 대다수의 농업인들은 병해충의 예측, 진단 및 방제에 큰 관심을 가지고 있으며, 특히 농가에서는 병해충 관리 문제가 가장 큰 문제로 대두되고 있다. 이를 위해 본 논문에서는 시설원예작물에 발생하는 병해충에 관한 정보를 데이터베이스로 구축하고 이를 토대로 농가단위에서 병해충을 손쉽고 정확하게 예측 및 관리할 수 있는 모바일 사용자를 위한 PDA 기반의 병해충 관리 시스템을 제안한다. 본 시스템에서는 모바일 기기를 기반으로 하기 때문에 온실에 직접 방문하지 않고 이동 중에도 온실 내의 작물의 다양한 정보를 쉽게 얻을 수 있어 적은 인력으로 효율적인 관리가 가능하다. 시스템의 수행성을 검증하게 위해 실제 온실을 축소한 형태의 가상 온실 모형을 제작한 후, 각 환경 센서의 시스템 구성 요소를 구현하여 PDA를 통해 온실의 상태를 손쉽게 확인 할 수가 있었고, 효율적인 병해충 예측 및 관리가 가능한 수행 결과를 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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