• Journal of Biosystems Engineering
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• 제42권4호
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• pp.330-338
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• 2017

Purpose: The smartphone is actively being used in many research fields, primarily in medical and diagnostic applications. However, there are cases in which smartphone-based systems have been developed for agriculture, environment, and food applications. The purpose of this review is to summarize the research cases using smartphone cameras in agriculture, environment, and food. Methods: This review introduces seventeen research cases which used smartphone cameras in agriculture, food, water, and soil applications. These were classified as systems involving "smartphone-camera-alone" and "smartphone camera with optical accessories". Results: Detecting food-borne pathogens, analyzing the quality of foods, monitoring water quality and safety, gathering information regarding plant growth or damage, identifying weeds, and measuring soil loss after rain were presented for the smartphone-camera-alone system. Measuring food and water quality and safety, phenotyping seeds, and soil classifications were presented for the smartphone camera with optical accessories. Conclusions: Smartphone cameras were applied in various areas for several purposes. The use of smartphone cameras has advantages regarding high-resolution imaging, manual or auto exposure and focus control, ease of use, portability, image storage, and most importantly, programmability. The studies discussed were achieved by sensitivity improvements of CCDs (charge-coupled devices) and CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor) on smartphone cameras and improved computing power of the smartphone, respectively. A smartphone camera-based system can be used with ease, low cost, in near-real-time, and on-site. This review article presents the applications and potential of the smartphone and the smartphone camera used for various purposes in agriculture, environment, and food.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제47권4호
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• pp.272-281
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• 2023

Ecosystem observatories are burgeoning globally in an endeavour to detect national and global scale trends in the state of biodiversity and ecosystems in an era of rapid environmental change. In this paper we highlight the additional importance of regional scale outcomes of such infrastructure, through an introduction to the Great Western Woodlands TERN (Terrestrial Ecosystem Research Network) SuperSite, and key findings from three gradient plot networks that are part of this infrastructure. The SuperSite was established in 2012 in the 160,000 km² Great Western Woodlands region, in a collaboration involving 12 organisations. This region is globally significant for its largely intact, diverse landscapes, including the world's largest Mediterranean-climate woodlands and highly diverse sandplain shrublands. The dominant woodland eucalypts are fire-sensitive, requiring hundreds of years to regrow after fire. Old-growth woodlands are highly valued by Indigenous and non-Indigenous communities, and managing impacts of climate change and the increasing extent of intense fires are key regional management challenges. Like other TERN SuperSites, the Great Western Woodlands TERN SuperSite includes a core eddy-covariance flux tower measuring exchanges of carbon, water and energy between the vegetation and atmosphere, along with additional environmental and biodiversity monitoring around the tower. The broader SuperSite incorporates three gradient plot networks. Two of these represent aridity gradients, in sandplains and woodlands, informing regional climate adaptation and biodiversity management by characterising biodiversity turnover along spatial climate gradients and acting as sentinels for ecosystem change over time. For example, the sandplains transect has demonstrated extremely high spatial turnover rates in plant species, that challenge traditional approaches to biodiversity conservation. The third gradient plot network represents a 400-year fire-age gradient in Eucalyptus salubris woodlands. It has enabled characterisation of post-fire recovery of vegetation, birds and invertebrates over multi-century timeframes, and provided tools that are directly informing management to reduce stand-replacing fires in eucalypt woodlands. By building regional partnerships and applying globally or nationally consistent methodologies to regional scale questions, ecological observatories have the power not only to detect national and global scale trends in biodiversity and ecosystems, but to directly inform environmental decisions that are critical at regional scales.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제5권4호
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• pp.205-215
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• 2011

Ozone ($O_3$) is a main component of photochemical oxidants and a phytotoxic air pollutant. Although the current levels of tropospheric $O_3$ in East Asia could adversely affect productivity of forest tree species, risk assessments of $O_3$ impact were limited. In this paper, we summarize the methodology of risk assessment of $O_3$ on forest tree species based on our two previous studies, risk assessments of $O_3$ impact on the growth of Fagus crenata by Watanabe et al. (2012) and on the annual carbon absorption of three representative conifers, Cryptomeria japonica, Pinus densiflora and Larix kaempferi by Watanabe et al. (2010). $O_3$ sensitivity of each tree species obtained from an experimental study, $O_3$ exposure and atmospheric N deposition based on field monitoring and vegetation survey were integrated by geographic information system method. Based on the results, we conclude that the area with high risk of $O_3$ impact does not necessarily correspond to the area with high $O_3$ exposure. The varieties of tree habitat, tree sensitivity to $O_3$ and annual carbon absorption among the tree species, and N deposition-induced change in the $O_3$ sensitivity of F. crenata are raised as the factors of discordance between areas with high risk and those with high $O_3$ exposure. In the last part of this paper, we discuss the present uncertainty and perspectives of risk assessment for the future studies on the impact of $O_3$ on forest tree species in East Asia.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.743-748
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• 2021

전 세계적인 인구증가와 기후변화로 인해 식량부족 문제가 대두되는 가운데 우리나라에서는 농·축산업 인구 감소 등 지속가능성 위기를 해결하기 위해 농업과 ICT를 융합한 첨단 스마트팜 기술이 활발히 연구되고 있다. 기존 스마트팜은 개별 가격경쟁력이 낮은 작물 위주로 재배하고 있다. 식품 소비구조가 고급화, 다양화되고 있으며 농산물 소비패턴의 변화에 따라 스마트팜 시스템 또한 고부가가치 특용작물 재배를 위한 최적화가 필요하다. 이를 위해 새싹인삼(새싹삼) 재배에 특화된 컨테이너형 스마트팜 환경설비를 구축하고 ICT 융합통합관리시스템을 설계하고 구현하였다. 이를 통해 ICT와 농업, 최신 기술과 농사의 융합으로 첨단농업생산구현 및 미래융합 신산업 선도가 가능하다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제40권1호
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• pp.9-18
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• 2024

Small streams, despite their rich ecosystems, face challenges in vegetation assessment due to the limitations of traditional, time-consuming methods. This study presents a groundbreaking approach, combining unmanned aerial vehicles(UAVs), convolutional neural networks(CNNs), and the vegetation differential vegetation index (VDVI), to revolutionize both assessment and management of stream vegetation. Focusing on Idong Stream in South Korea (2.7 km long, 2.34 km² basin area)with eight diverse revetment methods, we leveraged high-resolution RGB images captured by UAVs across five dates (July-December). These images trained a ResNeXt101 CNN model, achieving an impressive 89% accuracy in classifying vegetation cover(soil,water, and vegetation). This enabled detailed spatial and temporal analysis of vegetation distribution. Further, VDVI calculations on classified vegetation areas allowed assessment of vegetation vitality. Our key findings showcase the power of this approach:(a) TheCNN model generated highly accurate cover maps, facilitating precise monitoring of vegetation changes overtime and space. (b) August displayed the highest average VDVI(0.24), indicating peak vegetation growth crucial for stabilizing streambanks and resisting flow. (c) Different revetment methods impacted vegetation vitality. Fieldstone sections exhibited initial high vitality followed by decline due to leaf browning. Block-type sections and the control group showed a gradual decline after peak growth. Interestingly, the "H environment block" exhibited minimal change, suggesting potential benefits for specific ecological functions.(d) Despite initial differences, all sections converged in vegetation distribution trends after 15 years due to the influence of surrounding vegetation. This study demonstrates the immense potential of UAV-based remote sensing and CNNs for revolutionizing small-stream vegetation assessment and management. By providing high-resolution, temporally detailed data, this approach offers distinct advantages over traditional methods, ultimately benefiting both the environment and surrounding communities through informed decision-making for improved stream health and ecological conservation.

• 한국환경생태학회지
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• 제35권4호
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• pp.408-423
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• 2021

지리산 구상나무개체군의 쇠퇴 요인과 군락의 변화양상을 파악하기 위하여 7개 지역에 조사구를 설치하여 2009년부터 2018년까지 모니터링을 실시하였다. 세석조사구를 제외한 6개 조사구의 층상구조는 4층구조를 나타내었으며, 조사구 전체를 대상으로 한 구상나무의 중요치는 2009년 55.7%에서 2018년 39.8%로 2009년 대비 28.5%라는 큰 폭의 감소율을 보였다. 흉고직경 5cm 이상의 개체수에서는 조사구 전체 평균이 2018년 711개체/ha 이며, 2009년부터 2018년까지의 누적 고사율 평균은 10.8% 이다. 고사 유형에서는 서서 고사하는 유형(Dead Standing, DS)이 조사구 전체의 82.4%로 가장 우세하게 나타났으며, 입지의 경사도가 35° 로 높은 반야봉1 조사구의 경우 DS유형을 제외한 기타 유형이 44.2%로 높게 나타났다. 구상나무개체군의 직경급 분포 유형은 세석평전에서 역 J자형을 보이고 있어 안정적인 군락 유지가 가능할 것으로 추정되었다. 전체 조사구를 대상으로 한 비대생장값의 평균은 1.09mm/year 였으며, 주로 아교목상의 개체들이 수관층을 형성하고 있는 세석평전에서 가장 왕성한 생장을 나타내었다. 나이테 조사 결과, 벽소령과 반야봉1 조사구에서 구상나무의 평균 수령은 102년과 91년으로 추정되었으며, 활력은 2013년 이후 대체로 감소 추세를 보이는 것으로 나타났다.

• 생물환경조절학회지
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• 제32권4호
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• pp.484-491
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• 2023

토마토는 전세계적으로 많이 재배되는 시설 원예작물로 높은 생산량과 생산액을 차지하고 있다. 저온기 온실 환기를 최소화하는 상황에서 CO₂ 시비는 토마토 광합성 속도와 수확량을 높이기 위해 많이 사용한다. PIES는 작물 내 저항값즉임피던스값을 측정하는 원리를 원용하여 환경 변화에 따른 작물의 생체 반응 변화를 모니터링하는 기술로 활용이 가능하다. 본 연구는 온실 토마토에서 CO₂ 시비에 따른 토마토의 생육 데이터와 생체정보 및PIES 간의 연관성을 구명하기 위해 수행되었다. 오전에 CO₂ 처리한 작물의 생육은 무처리 구에 비해 경직경을 제외한 모든항목에서 유의적으로 좋았고, PIES도 높게 나왔다. 연속적으로 CO₂ 시비한 작물의 생육도 처리구에서 좋았고 생체 반응 중 엽록소 형광과 광합성은 유의한 차이는 없었다. 하지만PIES와 엽록소지수는 CO₂ 처리구에서 높은 수치를 보였다. CO₂ 시비가 PIES와 직접적인 관계가 있기보다는 시비를 통해 작물의 생육량이 상승하였고, 높아진 엽면적으로 인해 증산량이 증가되어 수분흡수가 많아졌고, 유관속 임피던스를 측정하는 PIES에 반영된 것으로 보인다. 이를 통해 본 연구는 PIES가 환경 변화에 따른 작물 모니터링에 활용할 수 있음을 시사하며, PIES가 작물의 변화를 비파괴적으로 연속적으로 모니터링할 수 있는 유용한 방법이다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제41권2호
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• pp.126-137
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• 2016

Purpose: The overall objective of this study was to evaluate the vegetation fraction of soybeans, grown under different cropping conditions using an unmanned aerial vehicle (UAV) equipped with a red, green, and blue (RGB) camera. Methods: Test plots were prepared based on different cropping treatments, i.e., soybean single-cropping, with and without herbicide application and soybean and barley-cover cropping, with and without herbicide application. The UAV flights were manually controlled using a remote flight controller on the ground, with 2.4 GHz radio frequency communication. For image pre-processing, the acquired images were pre-treated and georeferenced using a fisheye distortion removal function, and ground control points were collected using Google Maps. Tarpaulin panels of different colors were used to calibrate the multi-temporal images by converting the RGB digital number values into the RGB reflectance spectrum, utilizing a linear regression method. Excess Green (ExG) vegetation indices for each of the test plots were compared with the M-statistic method in order to quantitatively evaluate the greenness of soybean fields under different cropping systems. Results: The reflectance calibration methods used in the study showed high coefficients of determination, ranging from 0.8 to 0.9, indicating the feasibility of a linear regression fitting method for monitoring multi-temporal RGB images of soybean fields. As expected, the ExG vegetation indices changed according to different soybean growth stages, showing clear differences among the test plots with different cropping treatments in the early season of < 60 days after sowing (DAS). With the M-statistic method, the test plots under different treatments could be discriminated in the early seasons of <41 DAS, showing a value of M > 1. Conclusion: Therefore, multi-temporal images obtained with an UAV and a RGB camera could be applied for quantifying overall vegetation fractions and crop growth status, and this information could contribute to determine proper treatments for the vegetation fraction.

• 디지털융복합연구
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• 제11권5호
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• pp.211-223
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• 2013

오늘날 급변하는 경영환경 속에서 미래에 대한 불확실성이 증대됨에 따라 기업이 시장 환경에 대응하고 함께 번영하여 '계속적 기업(Going concern)'으로 살아남기 위해서 '핵심가치'가 부각되고 있다. 기업의 핵심 가치는 '조직의 미션이나 비전을 성취하는데 도움을 줄 수 있는 행동 방식에 대한 것으로 핵심가치가 대두되게 된 배경은 "윤리점검"과 "사업적 목표 달성"이다. 이러한 핵심가치는 기업이념 속에서 쉽게 찾아 볼 수 있다. 기업이념이란 회사를 어떤 목적에서 또 어떤 방식으로 경영해 나갈 것인가에 대한 기본적 생각, 사상을 표현한 것으로 경영자가 스스로 기업 경영에 대해 사회적으로 공표한 견해로 최근 많은 국내 글로벌 기업들이 핵심가치에 기반을 둔 기업이념을 선포하였다 이에 국내 대기업인 L- 그룹의 사례인 L- Way를 통해 핵심가치가 기업이 지속가능한 경영에 미치는 역할과 중요성에 대해 알아보기 위한 연구이다.

• 한국유기농업학회지
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• 제20권4호
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• pp.607-618
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• 2012

Dasineura oxycoccana는 미국, 캐나다, 유럽 등에 분포하는 해충으로, 블루베리에 발생할 경우 신초와 꽃눈을 가해하여 막대한 피해를 유발하는 주요 문제 해충이다. 국내에서는 2010년 경기도 화성시 블루베리 재배지에서 유사증상이 발견되어 피해조사 및 정밀동정을 실시한 결과 D. oxycoccana에 의한 피해로 확인되어 블루베리혹파리로 명명하였고 검역관리해충으로 지정되었다. 2011년 전국적인 조사 결과 대부분 블루베리 재배지역에서 블루베리혹파리 발생 및 피해가 확인되었다. 시설 비가림 재배 농가에서 건조한 펄라이트나 친환경 부산물인 왕겨 등을 이용하여 블루베리혹파리 유충 및 번데기 증식에 불리한 물리적 환경조건을 조성함으로써 블루베리혹파리 발생 및 그에 의한 신초 피해를 감소시킬 수 있어서 블루베리혹파리의 친환경 방제 수단으로 활용 가치가 높았다.