• 대한원격탐사학회지
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• 제33권5_2호
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• pp.721-732
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• 2017

벼 등 식량작물 작황 추정의 경제, 산업적 중요성이 증가함에 따라 생물리 모형과 원격탐사 기반의 위성자료를 활용한 작황 추정 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 연구에서는 위성 기반의 전천후 기상 입력자료(i.e. 기온, 대기 수증기압 포차, 일사량)와 빛 이용효율 모형을 이용한 생물리적 작물 성장 알고리즘을 벼에 적용하여 벼의 수확량을 수확 시기 보다 이르게(9월 중순 경) 추정하는 것을 목적으로 하였다. 2003년부터 2014년까지 12년간 경상권을 제외한 국내의 군 단위 행정구역별 벼 수확량을 추정하고, 이를 통계청에서 제공하는 현미 생산량 통계와 비교, 평가하였다. 벼 건중량, 수확지수 그리고 수확량 추정 결과는 각각 지도로 작성하여 공간적 분포 양상을 분석하였다. 연도별 전국 평균 추정 건중량은 평균오차(ME)가 0.56%, 평균절대오차(MAE)가 5.73%로 유의미한 결과를 보였다. 연도별 군 단위 건중량은 ME가 0.10%에서 2.00%, MAE가 2.10에서 11.62%의 범위를 보였다. 추정된 건중량은 강원지역에서 상대적으로 과대 모의하고, 충청 이남의 도심과 서해 인근지역에서 과소 모의하는 경향을 보였다. 건중량과 유관한 통계청 자료(i.e. 볏짚 생산량)와는 상반된 변동 양상을 보였는데, 이는 입력자료의 해상도(1 km)로 인한 픽셀 내 토지피복 이질성으로 인한 오차로 사료된다. 또한 생육기간 이후 수확시기의 생육상황을 고려하지 못하는 점을 향후 연구에서 개선할 필요가 있다.

• 한국작물학회지
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• 제4권1호
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• pp.97-101
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• 1968

(1) 소사연초시험장에서 1952~1964까지 13개년 시행한 황색종품종비교시험에 표준품종으로 공시된 Yellow Pryor품종의 성적과 경기도농촌진흥원 기상관측자료와의 상관계수를 산출하여 잎담배 수량에 미치는 기상적 영향을 고찰함과 동시 이를 기초로 중회귀방정식을 유도하여 추정치를 산출하고 실수량과 비교검토하였다. (2) 담배는 기상재해를 많이 받을 수 있는 개화결실이란 과정을 거치지 않고 다만 영양체증가에만 의존하는 작물인데도 타곡실작물과 거의 비등한 년차적 변이계수를 갖는다는 것은 본작물이 생유기간에 기상의 영향을 많이 받는다는 것을 알 수 있다. (3) 수량의 구성요소중 엽수가 크게 작용하며 (4=+0.736) 엽수의 증감은 5월의 일조(r=+0.745) 및 5~6월의 기상의 종합적인 영향(R=0.8376)이 크게 작용하는 것 같다. (4) 따라서 수량의 증감은 5월의 일조(r=0.717) 5월의 기온(r=0.329) 및 6월의 강우(r=0.421)에 보다 크게 영향을 받는다. (5) 이들 3요인을 기초로 하여 수량의 추정식 Y=441.664-31.255$X_1$+1.190$X_2$-0.031$X_3$을 산출할 수 있으며 이 식은 유의하고 (R=0.8074 df=7) 상식에 그해의 $X_1$, $X_2$, $X_3$을 대입하면 기상조건만을 고려할 때 그 해의 추정수량을 계산할 수가 있다.

• 한국농림기상학회지
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• 제25권1호
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• pp.28-36
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• 2023

일사량은 작물 생산성 평가를 위한 작물 생육 모델의 주요 입력 변수 중 하나로 사용되지만 관측이 어려워 다른 기상 변수들에 비해 관측값의 확보가 어렵다. 천리안 2A호와 히마와리 8호 위성 일사량 자료가 제공되기 시작하면서, 작물 생육과 태양광 발전을 결합한 영농형 태양광 시설 하에서의 작물 생산성 평가를 위한 일사량 자료를 확보하기 용이해졌다. 본 연구의 목적은 이들 인공위성 일사량 자료의 신뢰도를 비교하는 것이다. 이를 위해 2020년 5월부터 10월까지 인공위성 일사량 자료를 수집하여 일별 일사량의 평균 제곱근 편차(RMSE)와 정규 평균 제곱근 편차(NRMSE)를 계산하였다. 인공위성 일사량 자료가 작물 생육 모의 결과의 신뢰도에 미치는 영향을 파악하기 위해 연구기간 동안의 일사량 누적값을 비교하였다. 본 연구의 결과 히마와리 8호 일사량 자료가 천리안 2A호 일사량 자료보다 RMSE와 NRMSE가 작은 것으로 나타났다. 누적 일사량을 비교한 결과에서도 히마와리 8호 일사량 자료 누적값이 천리안 2A호 일사량 자료 누적값보다 오차가 작았다. 본 연구의 결과는 작물 생산성 평가에 히마와리 8호 일사량 자료를 사용하는 것이 천리안 2A호 일사량 자료를 사용하는 것보다 불확도를 줄일 수 있다는 것을 시사한다. 후속 연구에서 히마와리 8호 일사량 자료를 사용한 영농형 태양광 시설 하에서의 작물 생산성 및 태양광 발전량에 대한 분석이 이루어져야 할 것이다.

• 한국토양비료학회지
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• 제29권2호
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• pp.92-106
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• 1996

한발 간이 평가에 가상의 초지가 적합하다는 전제하에, 관여 인자를 작물 계수, 토양의 저수능, 토양 수분 상태로 정의되는 한발 개시점으로 제한하여, 토양 수분 회계장부 법으로 한발 전산 모델을 개발하였다. 최대 유효 강우는 토양 저수능 중에 잔여량과 같다고 전제 하였는데, 이 모델은 일정 깊이 개방통에 강우 최대 수용력이 수면 위 여유 공간 만큼인 것과 유사하며 이 통에 저장된 물이 증발하여 미리 규정한 수위 이하로 되면 한발로 취급함과 같다. 이 모델은 한발 평가를 위하여 전제한 가상 초지의 수분 부족을 추적하는데, 물 요구량, 한발 강도, 한발에 의한 수량 감소 지수를 계산할 수 있다. 선정된 인자의 영향 강도 비율을 이 모델에 의한 년간 필요 개량을 고려하여 계산하면, 작물계수 100, 토양 저수능 21, 한발개시점 16이었다. 이 모델에서 선발된 인자의 최적값은 작물 계수는 대형 증발계 증발량의 0.85배였고, 토양 저수능은 사양토 양토 식양토와 식토에서 실측 결과의 평균은 50mm 였으며, 한발 개시점은 저수능의 65% 였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제16권4호
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• pp.316-326
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• 2014

출수한계기의 설정을 통해 이앙한계기 및 파종한계기 추정이 가능하며, 이는 이모작 가능 지대를 파악할 수 있게 하여 기후변화에 따른 작부체계 설정에 도움을 줄 수 있다. 본 연구에서는 과거평년인 1971년부터 2000년까지의 기상자료와 현재평년인 1981년부터 2010년까지의 기상자료를 이용하여 51개의 관측지점에서의 출수한계기를 설정하였으며 최대 잠재적 수량 개념인 기후등숙량을 이용하여 생산성을 검정하였다. 출수 후 40일 동안 평균기온의 누적온도를 이용하여 계산되는 출수한계기를 설정하기 위해 $760^{\circ}C$, $800^{\circ}C$, $840^{\circ}C$ 및 $880^{\circ}C$를 기준온도로 사용하였다. 또한, 기후등숙량은 출수 후 40일 간의 평균온도 및 일조시간을 이용하였다. 출수한계기에서 출수를 하였을 경우 일반적인 벼 재배시기에 비해 수량이 얼마나 감소하는지를 분석하기 위해 출수한계기에서의 기후등숙량을 기후등숙량의 최대값으로 나눠 그 비율값인 $CYP/CYP_{max}$을 구하였다. 출수한계기 분석 결과 과거평년에 비해 현재평년에서 출수한계기가 앞당겨지거나 변화가 없는 관측지점도 있었으나 대부분의 지점에서 출수한 계기가 늦추어졌으며 기준온도별로 그 변화가 상이하였다. $CYP/CYP_{max}$값은 모든 조건에서 81.8%이상의 값을 보였으며 대부분의 조건에서 90%이상의 값을 보였다. 따라서, 출수한계기까지 출수를 늦추더라도 기후적인 측면에서는 수량에 대한 손실이 크지 않을 것으로 사료된다. 출수한계기가 늦추어진 경우, 이는 이앙한계기 역시 늦추어질 것을 나타내며, 결국, 기후변화 조건에서 이모작 가능 지역이 증가할 가능성이 높을 것으로 사료되었다. 본 연구는 출수 후 40일간의 평균온도와 일조만을 대상으로 분석하여, 급작스러운 기온저하나 개화기 고온장해 등과 같은 기상장해 등은 고려하지 않았다. 따라서, 등숙기 기간동안의 특이적인 기상조건을 고려하고 보다 생물리학적인 수량예측을 위해 작물 모델을 사용한 연구가 추후에 수행되어야 할 것으로 사료된다. 또한, 이러한 방법을 사용하여 우리나라뿐만 아니라 동아시아 지역에서 미래기후조건에서의 재배한계기에 대한 분석를 통해 지역적인 기후변화적응 대책에 대한 연구가 필요할 것이다.

• 원예과학기술지
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• 제33권6호
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• pp.911-922
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• 2015

본 연구는 고랭지배추의 생산성에 관여하는 주요 요인을 분석하고, 실시간 계측한 생육 및 기상자료를 기반으로 고랭지배추의 수량을 예측하기 위한 모델을 개발하기 위하여 수행되었다. 먼저 수확 시의 전생육량변수에 의한 구중 추정식과 비파괴 측정 생육량 변수에 의한 추정식에 의한 설명력의 차이를 비교한 다음, 이를 보완하기 위하여 비파괴측정 생육량 변수에 생육도일(growing degree days, GDD)을 포함한 구중추정 회귀모형을 작성하고, 이 구중추정식을 GDD에 의한 엽생장량과 실측 생장량의 비, 토양수분에 따른 생육속도, 그리고 생장단계 및 기간에 따른 상대생장률을 적용하여 보정하였다. 비파괴 생육량과 GDD에 의한 구중 추정식은 y = 6897.5 - 3.57 ${\times}$ GDD - 136 ${\times}$ 엽폭 + 116 ${\times}$ 초고 + 155 ${\times}$ 구고 - 423 ${\times}$ 구폭 + 0.28 ${\times}$ 구고 ${\times}$ 구폭${\times}$ 구폭($r^2=0.989$)로 나타났다. 수량 산정을 위한 엑셀스프레드시트모형을 작성하였으며, 이 모형은 고랭지배추 실시간 생육data 시트, GDD 계산을 위한 일별 온도data 시트, 재배지 토양수분data 시트, 그리고 도출된 모형방정식에 병해충 및 재배관리에 의한 수시변동 변량과 보정값을 입력하여 단수를 산정하는 시트로 구성되어 있다. 작성된 엑셀스프레드시트 모형을 이용하여 재배면적 ${\times}$ 단위당 재식주수 ${\times}$ GDD와 비파괴 생육량에 근거한 예측구중 ${\times}$ GDD도입 보정값 ${\times}$ 토양수분 및 건조기간에 따른 보정값 ${\times}$ 상품률을 적용하여 권역별 수량을 산정하고 이들을 합산하여 고랭지배추의 총 생산량을 예측할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국물환경학회지
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• 제25권3호
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• pp.441-451
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• 2009

To evaluate the soil erosion best management practices, many computer models has been utilized over the years. Among those, the USLE and SWAT models have been widely used. These models estimate the soil erosion from the field using empirically-based USLE/MULSE in it. However, these models are not good enough to estimate soil erosion from highland agricultural watershed where severe storm events are causing soil erosion and muddy water issues at the receiving watersheds. Thus, physically-based WEPP watershed version was applied to a watershed, located at Jawoon-ri, Gangwon with very detailed rainfall data, rather than daily rainfall data. Then it was validated with measured sediment data collected at the sediment settling ponds and through overland flow. In this study, very detailed rainfall data, crop management data, soil data reflecting soil reconditioned for higher crop production were used in the WEPP runs. The $R^2$ and the EI for runoff comparisons were 0.88 and 0.91, respectively. For sediment comparisons, the $R^2$ and the EI values were 0.95 and 0.91. Since the WEPP provides higher accuracies in predicting runoff and sediment yield from the study watershed, various slope scenarios (2%, 3%, 5.5%, 8%, 10%, 13%, 15%, 18%, 20%, 23%, 25%, 28%, 30%) were made and simulated sediment yield values were analyzed to develop appropriate soil erosion management practices. It was found that soil erosion increase linearly with increase in slope of the field in the watershed. However, the soil erosion increases dramatically with the slope of 20% or greater. Therefore special care should be taken for the agricultural field with slope greater than 20%. As shown in this study, the WEPP watershed version is suitable model to predict soil erosion where torrential rainfall events are causing significant amount of soil loss from the field and it can also be used to develop site-specific best management practices.

• 한국관개배수논문집
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• 제19권1호
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• pp.87-96
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• 2012

Information of local solar radiation is essential for many field, including water resources management, crop yield estimation, crop growth model, solar energy systems and irrigation and drainage design. Unfortunately, solar radiation measurements are not easily available due to the cost and maintenance and calibration requirements of the measuring equipment and station. Therefore, it is important to elaborate methods to estimate the solar radiation based on readily available meteorological data. In this study, two empirical equations are employed to estimate daily solar radiation using Cheongju Regional Meteorological Office data. Two scenarios are considered: (a) sunshine duration data are available for a given location, or (b) only daily cloudiness index records exist. Simple linear regression with daily sunshine duration and cloudiness index as the dependent variable accounted for 91% and 80%, respectively of the variation of solar radiation(H) at 2011. Daily global solar radiation is highly correlated with sunshine duration. In order to indicate the performance of the models, the statistical test methods of the mean bias error(MBE), root mean square error(RMSE) and correlation coefficient(r) are used. Sunshine duration and cloudiness index can be easily and reliably measured and data are widely available.

• 한국약용작물학회지
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• 제14권3호
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• pp.183-187
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• 2006

고려인삼과 미국삼을 공시하여 Panax속 종간의 원료수삼 및 홍삼 등급에 기초하여 품질을 평가분석하였다. 1. 미국삼은 고려인삼에 비하여 근중이 적고 부정형 지근이 동체에서 많이 발생하는 관계로 체형이 불량하였다. 2. 홍삼수율은 고려인삼이 30.4%,미국삼이 33.8%로 미국삼이 높았고 홍삼의 본삼수율은 고려인삼이 80.4%, 미국삼이 72.2로 고려인삼이 높았다. 3. 원료수삼 1등급은 고려인삼이 미국삼에 비하여 2배정도 많았으나 2등급은 미국삼이 고려인삼에 비하여 많았다. 한편 고급홍삼인 천지삼율은 고려인삼이 미국삼에 비하여 높았다. 4. 홍삼 품질의 저하 원인은 고려인삼 미국삼 모두 내공과 내백 발생에 있었고 특히 미국삼은 내공에 비해 내백이 3배 가량 많이 발생하였다. 5. 홍삼의 지별 분포에서 고려인삼은 20지 이상의 대편급이 많았고 미국삼은 20지 이하의 소편급이 많았다.

• 한국농공학회논문집
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• 제59권4호
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• pp.27-42
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• 2017

The global rise in atmospheric $CO_2$ concentration and its associated climate change have significant effects on agricultural productivity and hydrological cycle. For food security and agricultural water resources planning, it is critical to investigate the impact of climate change on changes in agricultural productivity and water consumption. APEX-Paddy model, which is the modified version of APEX (Agricultural Policy/Environmental eXtender) model for paddy ecosystem, was used to evaluate rice productivity and evapotranspiration based on climate change scenario. Two study areas (Gimjae, Icheon) were selected and the input dataset was obtained from the literature. RCP (Representitive Concentration Pathways) based climate change scenarios were provided by KMA (Korean Meteorological Administration). Rice yield data from 1997 to 2015 were used to validate APEX-Paddy model. The effects of climate change were evaluated at a 30-year interval, such as the 1990s (historical, 1976~2005), the 2025s (2011~2040), the 2055s (2041~2070), and the 2085s (2071~2100). Climate change scenarios showed that the overall evapotranspiration in the 2085s reduced from 10.5 % to 16.3 %. The evaporations were reduced from 15.6 % to 21.7 % due to shortend growth period, the transpirations were reduced from 0.0% to 24.2 % due to increased $CO_2$ concentration and shortend growth period. In case of rice yield, in the 2085s were reduced from 6.0% to 25.0 % compared with the ones in the 1990s. The findings of this study would play a significant role as the basics for evaluating the vulnerability of paddy rice productivity and water management plan against climate change.