• 한국토양비료학회지
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• 제50권4호
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• pp.306-317
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• 2017

Unmanned aerial vehicles (UAVs) became popular platforms for the collection of remotely sensed data in the last years. This study deals with the monitoring of multi-temporal onion growth with very high resolution by means of low-cost equipment. The concept of the monitoring was estimation of multi-temporal onion growth using normalized difference vegetation index (NDVI) and meteorological factors. For this study, UAV imagery was taken on the Changnyeong, Hapcheon and Muan regions eight times from early February to late June during the onion growing season. In precision agriculture frequent remote sensing on such scales during the vegetation period provided important spatial information on the crop status. Meanwhile, four plant growth parameters, plant height (P.H.), leaf number (L.N.), plant diameter (P.D.) and fresh weight (F.W.) were measured for about three hundred plants (twenty plants per plot) for each field campaign. Three meteorological factors included average temperature, rainfall and irradiation over an entire onion growth period. The multiple linear regression models were suggested by using stepwise regression in the extraction of independent variables. As a result, $NDVI_{UAV}$ and rainfall in the model explain 88% and 68% of the P.H. and F.W. with a root mean square error (RMSE) of 7.29 cm and 59.47 g, respectively. And $NDVI_{UAV}$ in the model explain 43% of the L.N. with a RMSE of 0.96. These lead to the result that the characteristics of variations in onion growth according to $NDVI_{UAV}$ and other meteorological factors were well reflected in the model.

• 한국토양비료학회지
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• 제49권5호
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• pp.420-428
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• 2016

For more than 50 years, satellite images have been used to monitor crop growth. Currently, unmanned aerial vehicle (UAV) imagery is being assessed for analyzing within field spatial variability for agricultural precision management, because UAV imagery may be acquired quickly during critical periods of rapid crop growth. This study refers to the derivation of growth estimating equation for highland Kimchi cabbage using UAV derived normalized difference vegetation index (NDVI) and agro-meteorological factors. Anbandeok area in Gangneung, Gangwon-do, Korea is one of main districts producing highland Kimchi cabbage. UAV imagery was taken in the Anbandeok ten times from early June to early September. Meanwhile, three plant growth parameters, plant height (P.H.), leaf length (L.L.) and outer leaf number (L.N.), were measured for about 40 plants (ten plants per plot) for each ground survey. Six agro-meteorological factors include average temperature; maximum temperature; minimum temperature; accumulated temperature; rainfall and irradiation during growth period. The multiple linear regression models were suggested by using stepwise regression in the extraction of independent variables. As a result, $NDVI_{UAV}$ and rainfall in the model explain 93% of the P.H. and L.L. with a root mean square error (RMSE) of 2.22, 1.90 cm. And $NDVI_{UAV}$ and accumulated temperature in the model explain 86% of the L.N. with a RMSE of 4.29. These lead to the result that the characteristics of variations in highland Kimchi cabbage growth according to $NDVI_{UAV}$ and other agro-meteorological factors were well reflected in the model.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.92-92
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• 2011

수자원장기종합계획(2006)에 따르면, 우리나라는 물부족이 예상이 되고 있고, 이러한 물부족 현상은 기후변화의 영향으로 더욱 악화될 것으로 예상된다. 기후변화에 따른 물부족에 대응하기 위해서는 현행 지표수 및 지하수(Blue Water) 위주의 수자원관리와 더불어 그전에는 수자원으로 인식되지 않았던 토양수(Green Water)를 새로운 개념의 수자원으로 인식하는 것이 필요하다. 토양수는 현재 물사용량 중에서 가장 많은 비중을 차지하는 농업용수 부분에 효율적으로 활용하면, 지표수나 지하수와 같은 수자원을 대체하는 효과가 있다. 기후변화에 따른 물부족에 대응한 토양수의 효율적 활용을 위해서는, 과거 뿐아니라 미래의 지역별 시기별 토양수 공간분포특성을 분석하는 것이 선행되어야 한다. 그러므로 본 연구에서는 토양수의 분석을 통한 미래 물부족 해결에 도움이 될 새로운 수자원 관리의 기틀을 마련하기 위해 토양수 분포특성분석모델을 개발하고, 이를 활용해 과거 및 미래의 토양수의 공간분포특성을 분석한다. 토양수 분포특성분석모델은 선행 5일간의 일 강우데이터 값을 표준선행강우지표(Normalized Antecedent Precipitation Index)에 적용하여 일 단위 토양수 상태(Wet, Average, Dry condition)를 계산하는 모델이다. 과거 토양수 분석에는 인공위성 강우데이터(Tropical Rainfall Measuring Mission 3B42)를, 미래 토양수 분석을 위해서는 기상청에서 제공하는 국가표준 기후변화 시나리오(A1B)를 각각 사용하여, 과거 데이터는 27km의 격자로, 미래는 25km 격자크기로 한반도 전체의 일 단위 토양수 상태를 계산했다. 계산된 토양수 결과를 활용해 연 월별 그리고 토양수를 쓸 수 있는 시기, 즉 식물이 자라는 시기(4-9월)의 특성을 분석했다. 이를 통해 향후 기후변화에 따른 물부족 대응 토양수 수자원 활용방안에 도움이 될 것으로 예상된다.

• 한국산림과학회지
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• 제94권6호
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• pp.488-495
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• 2005

본 연구는 국립산림과학원에서 운용하는 경기도 광릉시험림 내 활엽수 천연노령림과 침엽수 인공유령림 그리고 양주 사방지 혼효유령림의 수관통과우량, 수간유하량, 그리고 차단손실량을 조사하여 앞으로 임상변화가 임내우 및 차단손실량에 미치는 영향을 시뮬레이션 할 수 있는 전산모델을 개발하는데 필요한 자료를 확보하기 위하여 수행되었다. 본 연구 대상유역인 활엽수 천연노령림은 활엽수 천연림을 대표할 수 있으며, 잣나무와 전나무림으로 구성된 침엽수 인공유령림은 1976년 조림지로서 침엽수 인공림을 대표할 수 있다. 또한 양주 사방지 혼효유령림은 1974년 사방공사를 실시한 후 현재까지 보전되어 온 임분으로 사방림을 대표할 수 있다. 조사는 2003년 3월부터 2004년 10월까지 실시하였으며, 겨울에는 측정을 중지하였다. 임외장우량은 전도형 자기우설량계로 측정하였으며, 임내우량은 임분 내에 $10m{\times}10m$의 표준구를 설정하고 수관통과우량과 수간유하량을 전도형 측정기와 CR10X 데이터 로거를 이용하여 30분 단위로 측정하였다. 약 2년간 자료를 종합한 결과, 임외강우량에서 수관통과우량과 수간유하량을 뺀 차단손실량은 잣나무림이 임외강우량(1,629.5 mm)의 37.2%인 606.6 mm로 가장 많았으며, 혼효림이 임외강우량(1,363.5 mm)의 22.6%인 308.6 mm로 가장 적었다. 수간유하량은 혼효림이 임외강우량의 10.7%로 가장 많았으며, 잣나무림이 2.4%로 가장 적었다. 임외강우량과 수관통과우량 간의 관계는 모든 조사구에서 직선회귀식으로 나타났다. 직선회귀식의 기울기인 평균 수관통과율은 수관울폐도에 따라 66%에서 77%까지 분포하였다. 임외강우량과 수간유하량은 수관통과우량에 비해 편차가 크긴 하지만 모든 조사구에서 직선회귀식으로 나타낼 수 있었다. 임외강우량이 수간유하량으로 전환되는 비율은 잣나무림이 2%로 가장 낮았고 혼효림이 12%로 가장 높았다. 수간저류능은 활엽수림이 0.21 mm로 가장 높은 반면에 잣나무림이 0.003 mm로 가장 낮았다. 대체로 수간유하량은 침엽수림보다 활엽수림에서 많이 발생하였는데, 이는 임분구조에서 활엽수림이 수피가 매끄럽고 가지의 각도가 가파르기 때문이라고 판단되었다. 차단손실량은 임외강우량이 증가함에 따라 모든 조사구에서 직선적으로 증가하였다. 활엽수림과 혼효림의 경우 전나무림과 잣나무림에 비해 차단손실량의 편차가 크게 나타났는데, 이는 활엽수림과 혼효림이 계절적으로 낙엽에 의해 엽면적지수가 변하기 때문이라고 생각된다. 이상의 결과로 임분구조에 따라 임내우인 수관통과우량과 수간유하량, 그리고 차단손실량이 큰 차이를 보인다는 사실을 확인할 수 있었다. 그러므로 차단손실량을 산정하기 위한 전산모델은 임분구조에 따른 차단손실량의 변화를 나타낼 수 있어야 하며, 이는 임상별 특성과 엽면적지수 등을 매개변수로 한 모델이어야 할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.158-158
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• 2018

Drought is a recurrent natural hazard in Bangladesh. It has significant impacts on agriculture, environment, and society. Well-timed information on the onset, extent, intensity, duration, and impacts of drought can mitigate the potential drought-related losses. Thus, drought characteristics need to be explained in terms of frequency, severity, and duration. This paper aims to characterize the spatial and temporal pattern of meteorological drought using EDI and illustrated drought severity over Bangladesh. Twenty-seven (27) station-based daily rainfall data for the study period of 1981-2015 were used to calculate the EDI values over Bangladesh. The evaluation of EDI is conducted for 4 sub-regions over the country to confirm the historical drought record-developed at the regional scale. The finding shows that on average, the frequency of severe to extreme drought is approximately 0.7 events per year. As a result of the regional analysis, most of the recorded historical drought events were successfully detected during the study period. Additionally, the seasonal analysis showed that the extreme droughts were frequently hit in northwestern, middle portion of the eastern and small portion of central parts of Bangladesh during the Kharif(wet) and Rabi(dry) seasons. The severe drought was affected recurrently in the central and northern regions of the country during all cropping seasons. The study also points out that the northern, south-western and central regions in Bangladesh are comparatively vulnerable to both extreme and severe drought event. The study showed that EDI would be a useful tool to identify the drought-prone area and time and potentially applicable to the climate change-induced drought evolution monitoring at regional to the national level in Bangladesh. The outcome of the present study can be used in taking anticipatory strategies to mitigate the drought damages on agricultural production as well as human sufferings in drought-prone areas of Bangladesh.

• 한국농공학회논문집
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• 제61권1호
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• pp.61-74
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• 2019

In this study, the SPI (Standardized Precipitation Index) of meteorological drought and SDI (Streamflow Drought Index) of hydrological drought for 1, 3, 6, 9, and 12 months duration were estimated to analyse the characteristics of drought using rainfall and dam inflow data for Chungju dam ($6,661.8km^2$) with 31 years (1986-2016) and Boryeong dam ($163.6km^2$) watershed with 19 years (1998-2016) respectively. Using the estimated SPI and SDI, the drought forecasting was conducted using seasonal autoregressive integrated moving average (SARIMA) model for the 5 durations. For 2016 drought, the SARIMA had a good results for 3 and 6 months. For the 3 months SARIMA forecasting of SPI and SDI, the correlation coefficient of SPI3, SPI6, SPI12, SDI1, and SDI6 at Chungju Dam showed 0.960, 0.990, 0.999, 0.868, and 0.846, respectively. Also, for same duration forecasting of SPI and SDI at Boryeong Dam, the correlation coefficient of SPI3, SPI6, SDI3, SDI6, and SDI12 showed 0.999, 0.994, 0.999, 0.880, and 0.992, respectively. The SARIMA model showed the possibility to provide the future short-term SPI meteorological drought and the resulting SDI hydrological drought.

• 한국수자원학회논문집
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• 제39권2호
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• pp.121-126
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• 2006

쌍천 유역의 강수량과 지하수위의 관계를 분석한 결과 융설 효과를 확인하였고 갈수기에 지하수위가 현저히 저하됨을 확인하였다. 지하댐 운영을 위해 개발된 Groundwater dam Operation Index(GOI)는 이동평균값을 사용하여 상용 로그값을 취한 것으로 지하수위와의 상관관계를 분석하여 비교적 높은 상관관계가 있을 시 지하댐 운영지표로 사용하는데 목적을 두고 개발되었다. 그러나 유역별, 자료별로 이동평균기간이 다를 수 있기 때문에 여러 이동평균 기간을 정하여 각각 상관계수를 구한 후에 가장 높은 상관관계를 가지는 이동평균기간을 선택하게 된다. 이 과정에서 70일 이동평균값이 가장 높은 상관관계를 보여주었다. 융설 효과를 고려하기 위해서 먼저 유역의 DEM 자료를 이용하여 100m간격으로 고도별 면적분포를 구하고 기온이 100m당 $0.5^{\circ}C$씩 감소하는 것을 고려하여 강수사상이 발생하면 0도 이하가 되는 고도에서는 강설사상이 발생하는 것으로 가정하였다. 이 때 고도별 면적분포에서 구해지는 면적비를 고려하여 강수사상을 강우와 강설로 나누었다. 이후에 고도를 고려한 기온이 $0^{\circ}C$ 이상인 날에 그 고도의 설적이 모두 녹는 것으로 가정하였고 강우가 발생한 것으로 처리하였다. 이렇게 수정된 강수자료를 이용하여 이동평균을 구하여 지하수위와의 상관관계를 구해본 결과 쌍천 유역의 2003년부터 2005년까지 2개년 자료에 대해서는 대체로 70일 이동평균을 이용한 GOI가 지하수위와의 상관관계가 높으며 융설을 고려했을 때 상관관계가 더 높아짐을 알 수 있다.

• 한국환경과학회지
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• 제19권11호
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• pp.1445-1456
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• 2010

This study presented seasonal changes of the phytoplankton community in Junam reservoir by pollution and water quality of the lake. The water storage of the reservoir is 5.3 million ton, most of which are being utilized for agricultural, industrial and residential purposes. The annual precipitation during the investigation period was 1,868.9 mm, increasing by 20% from the average annual level of 1,506.7 mm in 2009. The annual average water storage was 57.3%. It decreased during agricultural season and then increased again after monsoon rainfall. The loads of BOD were $3,799kgday^{-1}$, and 81% of them came from livestock and household. The TN and TP loads were $1,164kgday^{-1}$ and $170kgday^{-1}$, respectively, and 76% of them came from livestock. We assessed water quality of the Junam reservoir using 17 variables. According to the result, the reservoir met the fourth grade, meaning slightly bad, because of high concentration of COD, SS and chlorophyll-a. Eutrophication assessment was conducted by revised Carlson's Index (TSIm, Aizaki), and it was found that the entire lake was eutrophicated with high chlorophyll-a concentration all through the year, except during February to April and in July. A total of 76 phytoplankton species were identified from the samples. Among them, the largest number of species were Chlorophyceae with 33 species(43.4%), followed by Bacilliophyceae with 27 species(35.5%), Cyanophyceae with 8 species(10.5%), and Cryptophyceae with species(10.5%). The total cell number of phytoplankton was the highest in October(7,884 cells $mL^{-1}$) among Cyanophyceae and Bacilliophyceae. The seasonal succession of Chlorophyceae (Chlamydomonas spp.), Cyanophyceae(Microcystis aeruginosa) and Cryptophyceae(Rhodomonas spp.) was observed during January to May, July to September and October to December respectively.

• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권11호
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• pp.5417-5422
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• 2013

본 논문은 MODIS 위성 영상을 이용하여 논벼 생산량을 추정하는 모형의 적합도 개선 및 추정모형내 적절한 설명변수를 탐색하고자 수행되었다. 또한 이 연구는 한국에서 논벼 생산량 조사를 위해 위성 영상을 사용하는 방안을 검토하기 위해 수행되었다. 미국, 호주, 일본 등 많은 선진국들은 재배면적 및 생산량 조사와 같은 농업통계를 산출하기 위해 위성 영상을 이용하고 있다. 그러나 위성 영상을 이용한 작물 생산량 조사의 정확성은 아직 충분치 않은 수준이다. 본 연구는 위성 영상을 이용한 논벼 생산량 조사의 정확도를 증대시키기 위한 몇 가지 방법을 검토하고 있다. 많은 작물 중 논벼를 연구대상으로 선정한 이유는 논벼가 다른 작물 보다 재배면적과 작황의 영상 분석이 용이하였기 때문이고, 다양한 위성 영상 중 MODIS 영상을 이용한 것은 한국 논벼 생산량 조사 연구를 위해 보다 적절한 영상을 다수 포함하고 있었기 때문이다. 이 연구에서 등온선에 의해 구분된 논벼로부터 도출된 NDVI지수, 논벼 등숙기의 일조시간, 강우량, 온도 등 기상변수를 이용하여 단수함수가 추정되었다. 단수함수 추정결과, 모형의 적합도(R-squared)는 0.768-0.891를 보였다. 이 연구는 연평균 등온선에 의해 구분된 NDVI지수와 (등숙기) 기상변수가 단수함수 추정에 매우 유용하게 이용될 수 있음을 보이고 있다.