• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제11권9호
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• pp.355-362
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• 2022

농업에 정보 통신 기술을 접목한 스마트팜은 단순한 생육 환경 모니터링에서 벗어나 작물 생육을 위한 최적의 환경을 발견하고 자율제어가 가능한 농업의 형태로 나아가고 있다. 이를 위해서는 관련 데이터를 수집하는 것도 중요하지만, 재배 경험과 지식을 가진 농업인 사용자들이 수집된 데이터를 다양한 관점에서 분석하여 작물 생육 환경 제어에 유용한 정보를 도출해야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 작물 생육과 관련된 데이터를 가지고 필요한 정보를 얻고자 하는 농업인 사용자가 쉽게 데이터 분석을 할 수 있는 웹 서비스를 개발하였다. 개발한 웹 기반 데이터 분석 서비스는 데이터 분석을 위하여 R 언어를 사용하며 Node.js를 위한 익스프레스 웹 애플리케이션 프레임워크를 기반으로 개발하였다. 데이터 분석 서비스를 운영 중인 생육 환경 모니터링 시스템과 함께 적용해 본 결과 사용자는 웹 상에서 CSV 형식의 파일을 입력하거나 직접 데이터 입력함으로써 서버가 제공하는 데이터 분석을 위한 R 스크립트를 실행하여 데이터 분석을 수행할 수 있었다. 서비스 제공자는 다양한 데이터 분석 서비스를 쉽게 제공할 수 있었고, R 스크립트만 새로 추가하면 애플리케이션에 대한 수정 없이 새로운 데이터 분석 서비스 추가가 용이함을 확인하였다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제10권2호
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• pp.61-67
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• 2024

신품종 농작물 생육 환경 모니터링을 위해 보급형 스마트센서 태그 기술을 활용한 농업 생산 인프라 구축 및 농업 자원 관리 체계 강화가 필요하다. 또한, IoT 기술을 활용한 고품질의 신품종 농작물 개량 인프라 구축 및 모니터링 체계를 강화해야 하며, 신품종 작물 개량에 필요한 환경 모니터링을 위한 보급형 스마트 센서 (RFID UHF Sensor Tag) 기술이 스마트팜 환경에서 절실히 필요한 상황이다. 따라서, 본 논문에서는 이기종 통합 센서 기반의 스마트 태그 기능을 구현할 수 있는 통합 센서를 구현하였다. 또한, 구현된 스마트 통합 태그와 스마트폰 연동을 통해 농작물을 실시간으로 관리할 수 있는 기술을 개발하였다. 이를 위해, RFID와 블루투스 통신이 가능한 통합형 안테나를 구성하였고, 블루투스 기능을 통하여 스마트폰에서 직접 정보를 수집할 수 있는 통신 방법을 병행하였다.

• 한국농공학회논문집
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• 제56권5호
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• pp.55-65
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• 2014

Radar remote sensing is appropriate for rice monitoring because the areas where this crop is cultivated are often cloudy and rainy. Especially, Synthetic Aperture Radar (SAR) can acquire remote sensing information with a high temporal resolution in tropical and subtropical regions due to its all-weather capability. This paper analyzes the relationships between backscattering coefficients of rice measured by RADARSAT-2 SAR and growth parameters during a rice growth period. And we applied the relationships to crop monitoring of paddy rice in North Korea. As a result, plant height and Leaf Area Index (LAI) increased until Day Of Year (DOY) 234 and then decreased, while fresh weight and dry weight increased until DOY 253. Correlation coefficients revealed that Horizontal transmit and Horizontal receive polarization (HH)-polarization backscattering coefficients were correlated highly with plant height (r=0.95), fresh weight (r=0.92), vegetation water content (r=0.91), LAI (r=0.90), and dry weight (r=0.89). Based on the observed relationships between backscattering coefficients and variables of cultivation, prediction equations were developed using the HH-polarization backscattering coefficients. Concerning the evaluation for the applicability of the LAI distribution from RADARSAT-2, the LAI statistic was evaluated in comparison with LAI distribution from RapidEye image. And LAI distributions in Pyongyang were presented to show spatial variability for unaccessible areas.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.210-219
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• 2023

농촌 인구의 감소와 고령화로 인한 노동력 부족, 비닐하우스 내의 악화된 환경과 위험에 따른 사망 사례가 발생하고 있다. 이에 따라, 비닐하우스에서의 작물 재배와 병해 검출을 자동화하여 인력 손실을 막는 시스템이 필요하다. 본 논문에서는 비닐하우스에서 작물의 병해를 검출하기 위해 객체 검출 기반의 모델을 활용한다. 또한, 클라우드에서 인공지능 모델의 환경을 구성하여 안정성을 확보한다. 제안하는 시스템은 비닐하우스 내에서 촬영한 영상을 데이터베이스에 저장하고, 클라우드에서 영상을 다운로드한 후 Yolo-v4를 기반으로 추론한 검출 결과를 JSON 파일로 생성한다. 이 파일을 분석하여 데이터베이스로 전송하여 저장한다. 실험 결과로 객체 검출을 통한 병해 감지는 비닐하우스와 같은 실제 환경에서 높은 성능을 나타냄을 확인할 수 있고 데이터베이스를 통하여 효율적인 모니터링이 가능함을 확인하였다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2003년도 Proceedings of ACRS 2003 ISRS
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• pp.1400-1402
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• 2003

The objective of this paper is to determine the suitable spectral bands for monitoring growth status change during a long period. The long-term ground-level reflectance spectra as well as LAI and biomass were obtained in xiaotangshan area, Beijing, 2001. The narrow-band NDVI type spectral indices by all possible two bands were calculated their correlation coefficients R$^2$ with biomass and LAI. The best NDVIs must have higher R$^2$ with both biomass and LAI. The reasonable band centers and band widths were determined by a systematically increasing bandwidth centered over a wavelength. In addition, the first 19 bands of MODIS were simulated and investigated. Each developed spectral indices was then validated by the biomass and LAI time series using the generalized vector angle. It turned out that six new NDVI type indices within 750-1400nm were developed. NDVI(811_10,957_10) and NDVI(962_10,802_10) performed best. No satisfactory conventional NDVI formed by red and NIR bands were found effective. MODIS_NDVI(band19, band17) and MODIS_NDVI(band19, band2) were much better than MODIS_NDVI(band2,band1) for growth monitoring.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제38권1호
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• pp.25-32
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• 2013

Purpose: The objective of this study is to develop a data middleware for u-IT convergence in agricultural environment monitoring, which can support non-standard data interfaces and solve the compatibility problems of heterogenous sensor networks. Methods: Six factors with three different interfaces were chosen as target data among the environmental monitoring factors for crop cultivation. PostgresSQL and PostGIS were used for database and the data middleware was implemented by Python programming language. Based on hierarchical model design and key-value type table design, the data middleware was developed. For evaluation, 2,000 records of each data access interface were prepared. Results: Their execution times of File I/O interface, SQL interface and HTTP interface were 0.00951 s/record, 0.01967 s/record and 0.0401 s/record respectively. And there was no data loss. Conclusions: The data middleware integrated three heterogenous sensor networks with different data access interfaces.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.353-353
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• 2017

Rice yield of South Korea in 2015 was the highest of the last 30 years. It is important issue to establish food policy whether the historically highest yield in 2015 can be continued or just one-off event. Therefore, it is necessary to understand whether such a high yield as 2015 will be reoccurred. The aim of this study was to find out what climatic factor affect rice yield and how often these climatic factor could occur. For this study, the yield monitoring data from National Institute of Crop Science, Rural Development Administration and the meteorological data provided by Korea Meteorological Administration are used to identify the weather conditions could cause high yield, and how often these conditions occurred in the past. Our results indicated that such as high yield as 2015 could occur only when the mean sunshine hours of July and the mean sunshine hours from the end of August to early September was more than 5.1 hours and 6 hours, respectively. Mean sunshine hour of July may be related to grain number. The mean sunshine hour from the end of August to early September was presumed to relate to grain filling ratio. The relationship between monthly mean temperature and yield or yield component was not clear in this study. In this study, any cycle of high weather condition was not found. Therefore, the probability of high yield weather condition was expressed by frequency. The frequency of the sunshine hour, could make high yield, were 8/35 (23%) over the past 35 years. And the frequency of two years consecutive sunshine hour condition, which could cause high yield, was 1/35 (2.9%). The frequency of recurrence of sunshine hour making high yield within the next 5 years or 10 years after high yield weather condition were 4/35 (11.4%). After all, the high yield as much as yield of 2015 could not be one-off event. But it was not also consecutive event.

• Food Science and Biotechnology
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• 제18권5호
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• pp.1091-1095
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• 2009

The aim of this study investigated the fluctuations of 3 characters from 3 ecotypes [early ripening (ER), middle ripening (MR), and late ripening (LR)] of 20 Korean brown rice cultivars in different storage systems [time: 12 and 24 weeks, temperature: low ($10^{\circ}C$) and room ($25^{\circ}C$)]. With increase of storage time and temperature, lipoxygenase activity, and fat acidity increased, whereas germination rate was reduced. ER cultivars exhibited the highest lipoxygenase activity of $35.49{\pm}2.46$ unit/mg protein during 24 weeks storage at $25^{\circ}C$, followed by LR ($32.73{\pm}1.33$) and MR ($32.66{\pm}1.62$) cultivars. The amounts of fat acidity also were observed by the same order (ER: $20.40{\pm}2.12$>LR: $19.68{\pm}1.86$>MR: $19.64{\pm}1.35$ mg KOH/100 g). Germination rate slightly decreased with increase of time and temperature (MR>LR>ER), but MR and LR cultivars showed the most significant changes (ER: $60.90{\pm}23.47%$, MR: $32.66{\pm}13.95%$, and LR: $32.53{\pm}5.87%$). On the basis of above results, MR cultivars were evaluated the highest quality, because high lipoxygenase activity, high fat acidity, and low germination rate have deteriorated in quality and generated off-odor. Thus, MR cultivars might be very important sources in food processing and stored dietary supplement aspects.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권5_1호
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• pp.735-747
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• 2020

본 연구는 청천일 조건에서 직접적 보정 방식으로 산정한 반사율 및 식생지수의 일주기 변화를 분석하여 시계열 작황 모니터링을 위한 무인비행체 영상의 특성을 구명하고자 수행하였다. 무인기에 다중분광센서를 장착하여 청천일이었던 2020년 3월 23일과 3월 24일에 반사율 보정용 반사판, 콘크리트 및 작물 시험구를 대상으로 시간대별, 비행경로별 항공영상을 촬영하여 직접적 방식으로 반사율을 산정하고 작물 시험구를 대상으로 식생지수를 계산하여 비교하였다. 반사율 보정용 반사판, 콘크리트 및 작물 시험구의 무인기 영상 반사율은 시간대 및 비행경로별로 일정한 변화 경향을 보이지 않을 뿐 아니라 일간 재현성 있는 값을 보이지 않아 시계열적으로 비교·활용 하는 것에는 한계가 있을 것으로 판단된다. 그러나 작물 시험구의 NDVI는 값이 높을수록 일중 및 일간 변동성이 적었으며 식생의 활력이 부족한 식생 제어 시험구에서도 일 중 5% 미만의 변동계수를 보여 반사율과 달리 대체로 일정한 값을 유지하는 것으로 나타났다. 또한 3월 23일과 3월 24일 동일한 시간대에 촬영한 무인기 영상으로 산정한 NDVI의 평균 절대 오차도 0.76~3.97%의 범위를 보여 시계열 작황모니터링에 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제33권5_2호
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• pp.733-740
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• 2017

본 총설에서는 작황조사 시험을 활용한 통계적 작황예측 방법에 대해 소개하고 이를 원격탐사를 이용한 방법과 비교하였다. 17개 지역에서 이루어지는 작황조사시험 기반으로 작황조사시험의 수량구성요소 중 등숙률을 일사량과 선형회귀식으로 예측하고 면적당 영화수는 작황조사의 실측값을 활용하여 수량을 재구성하는 방법으로 예측 결과를 얻어진다. 예측 결과는 비교적 정확하였는데 지난 2010년부터 2016년까지 가장 적은 오차는 1 kg/10a였으며 가장 큰 편차는 19 kg/10a 이었다. 크게 편차가 발생한 이유는 태풍에 의해 피해 때문이었다. 즉 작황조사를 이용한 통계적 방법은 재해에 의한 공간변이를 충분히 반영하지 못하는 약점이 있다. 반면 원격탐사는 이러한 재해에 의한 공간적 변이를 보다 잘 설명할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 벼의 생육상황에 큰 문제가 없는 경우에는 두가지 접근법 모두 유효하고 재해가 발생하였을 때는 원격탐사가 더 정확할 수 있을 것으로 보인다.