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기상 빅 데이터와 지리정보시스템을 이용한 이탈리안 라이그라스의 수량예측
Prediction of the Italian Ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) Yield via Climate Big Data and Geographic Information System in Republic of Korea 원문보기

한국초지조사료학회지 = Journal of the Korean Society of Grassland and Forage Science, v.37 no.2, 2017년, pp.145 - 153  

김문주 (강원대학교 동물자원공동연구소) ,  오승민 (강원대학교 동물생명과학대학) ,  김지융 (강원대학교 동물생명과학대학) ,  이배훈 (강원대학교 동물생명과학대학) ,  팽경룬 (강원대학교 동물생명과학대학) ,  김시철 (강원대학교 동물생명과학대학) ,  베페카두 체메레 (강원대학교 동물생명과학대학) ,  가세미 네자드 잘일 (강원대학교 동물자원공동연구소) ,  김경대 (강원도 농업기술원) ,  조무환 (농어촌청소년육성재단) ,  김병완 (강원대학교 동물생명과학대학) ,  성경일 (강원대학교 동물생명과학대학)

초록
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본 연구의 목적은 이탈리안 라이그라스의 수량예측모형을 구축하고, 지리정보시스템을 이용하여 재배지역의 예측건물수량을 맵핑하는 것이다. 본 연구를 수행하기 위해 첫째, 풀사료 자료를 수집하였고, 둘째, 빅 데이터인 기상정보는 기상청(KMA)으로부터 재배지와 연도를 기준으로 수집하였다. 셋째, 수량에 영향을 미치는 기상 레이어는 지리정보시스템을 사용하여 생성하였다. 넷째, 수량예측방정식은 기상레이어를 계산하기 위해 추정하였다. 마지막으로 수량예측모형은 적합도와 예측력 면에서 평가하였다. 그 결과, 모형 적합도(R2)은 재배지에 따라 27%부터 95%까지 나타났다. 수원의 경우(지역 중 가장 큰 표본, n=321), 모형은 DMY = 158.63AGD -8.82AAT +169.09SGD - 8.03SAT +184.59SRD -13,352.24(DMY: Dry Matter Yield, AGD: Autumnal Growing Days, SGD: Spring Growing Days, SAT: Spring Accumulated Temperature, SRD: Spring Rainfall Days)이었다. 수원의 평균 DMY(9,790kg/ha)에 대해 수량예측모형은 $9,790{\pm}120$(kg/ha)로 예측하였다. 이러한 결과는 지리정보시스템에 의해 기상레이어를 누적하여 지도 위에 생성하였다. 이탈리안 라이그라스 수량은 제주를 제외하면 해안보다 내륙에서 높게 나타났다. 이탈리안 라이그라스는 약한 내한성 때문에 산지가 많은 북동부에서는 분포가 나타나지 않았다. 본 연구에서 비록 제한된 재배지에서 수량예측모형을 구축하고 맵핑하였지만, 우리나라의 기상정보를 적용하면 전국으로 확대가 가능할 것으로 생각된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study was aimed to find yield prediction model of Italian ryegrass using climate big data and geographic information. After that, mapping the predicted yield results using Geographic Information System (GIS) as follows; First, forage data were collected; second, the climate information, which w...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그러므로 본 논문의 목적은 빅 데이터인 기상정보를 이용하여 DMY 예측한 후, 예측된 DMY을 GIS을 이용하여 맵핑하는 것이다.
  • 여기서 잔차는 독립인 평균이 0이고, 분산이 동일한 σ2 을 갖는 정규분포를 따른다. 본 연구는 지역별 수량예측모형을 추정하는 것이 목적이므로 IRG 자료를 지역별로 분석하였다. 여기서 수량예측모형은 5% 유의수준을 기준으로 변수의 유의성을 판단하였다.
  • 본 연구의 목적은 이탈리안 라이그라스의 수량예측모형을 구축하고, 지리정보시스템을 이용하여 재배지역의 예측건물 수량을 맵핑하는 것이다. 본 연구를 수행하기 위해 첫째, 풀사료 자료를 수집하였고, 둘째, 빅 데이터인 기상정보는 기상청(KMA)으로부터 재배지와 연도를 기준으로 수집하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
초지 및 풀사료 과학 분야는 어떤 데이터가 필수적으로 필요한가? , 2011). 특히 초지 및 풀사료 과학 분야는 기후와 밀접한 관련이 있으므로 공공기관 중 중앙행정기관인 기상청(Korea Meteorological Administration: KMA)에서 배포하는 국가기상정보를 이용한 연구가 필수적이고, 이러한 빅 데이터는 지리정보시스템(Geographic Information System: GIS)을 이용한 맵핑(mapping) 방법이 정보를 전달하는 것이 효과적이다(Pijanowski et al., 2014).
빅 데이터를 설명하면? 빅 데이터(big data)는 최근 다양한 분야에서 컴퓨터의 발전과 함께 축적된 정보를 분석하는데 사용되며, 일반적으로 대용량(volume), 빠른 속도(velocity) 및 다양성(variety)을 만족하는 자료로 수집, 저장, 분석, 체계화를 위한 도구 및 분석기법 등을 포괄한다(Mayer Schӧnberger and Cukier, 2013; Manyika et al., 2011).
GIS방법을 통한 맵핑 연구의 한계는 무엇인가? , 2014)와 WCR(Sung et al., 2011)에 대한 재배적지를 확인하였지만, 수량을 예측할 수 없는 한계가 있었다. 또한 Peng (2017)은 재배적지 맵핑과 수량예측이 가능한 한국형 풀사료 생산예측 시스템(Korean Forage Productivity Prediction Information System: K-FOPPIS)을 구축하였지만, 예측된 수량을 맵핑하는 것이 불가능하였다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (14)

  1. Chung, Y. S., Yoon, M. B. and Kim, H. S. 2004. On climate variations and changes observed in South Korea. Climatic Change. 66:151-161. 

  2. Gornott, C. and Wechsung, F. 2016. Statistical regression models for assessing climate impacts on crop yields: A validation study for winter wheat and silage maize in Germany. Agricultural and Forest Meteorology. 217:89-100. 

  3. Han, S. E., Sung, K. I. and Kim, B. W. 2004. Changes of dry matter yield and nutritive value of kenaf (Hibiscus cannabinus L.) cultivars on different harvest dates in Chuncheon area. Annals of Animal Resources Sciences. 15:1-7. 

  4. Joo, S. T., Lee J. S., Han, O. K., Baeg, N. H. and Jo, I . H. 2017. Effects of seeding dates on seed production and feed value of oats in Hoengseong area. Annals of Animal Resource Sciences. 20:26-31. 

  5. Ko, J. W., Baek, H. J., Kwon, W. T. and Park, J. Y. 2006. The characteristics of spatial distribution of temperature and regionalization in Korea. Journal of Climate Research. 1:3-14. 

  6. Kim, C. G., Lee, S. M., Jeong, H. K., Jang, J. K., Kim Y. H. and Lee, C. K. 2010. Impacts of climate change on Korean agriculture and its counter strategies. Policy Research Report R593. Korea Rural Economic Institute. pp. 1-306. 

  7. Kim, M. 2016. Research of structural equation modeling for ordinal variables: transformation and Bayesian approach. Ph.D. thesis. Kangwon National University. Republic of Korea. 

  8. Kim, M., Sung, K. I. and Kim, Y. J. 2014. Analysis of climate effects on Italian ryegrass yield via structural equation model. Korean Journal of Applied Statistics. 27:1187-1196. 

  9. Kim, M., Sung, K. I. and Kim, Y. J. 2015. Analysis of causal relation for climates and yield of Italian ryegrass and whole crop barley via structural equation model. Proceedings of 2015 Korean Data Analysis Science. pp. 161-166. 

  10. Kim, M., Jeon, M., Sung, K. I. and Kim, Y. J. 2016. Bayesian structural equation modeling for analysis of climate effect on whole crop barley yield. Korean Journal of Applied Statistics. 29:331-344. 

  11. Mayer-Schonberger, V. and Cukier, K. 2013. Big data: A revolution that will transform how we live, work, and think. Houghton Mifflin Harcourt. 

  12. Manyika, J., Chui, M., Brown, B., Bughin, J., Dobbs, R., Roxburgh, C. and Byers, A. H. 2011. Big data: The next frontier for innovation, competition, and productivity. 

  13. Oh, S. M., Kim, M. J ., L ee, B. H., J i, D. H., Nejad, J. G., Kim, J . Y., Kim, B. W. and Sung, K. I. 2015. Analysis of structural equation modeling for causal relationship between yield and climatic factors in whole crop barley data. Proceedings of 2015 Annual Congress of Korean Society of Animal Sciences and Technology, Korean Society of Animal Sciences and Technology. Vol. II(OEI15002), 49. 

  14. Peng, J. L. 2017. Suitability mapping and yield prediction modeling using climatic and geographic information for improving forage crops production in South Korea. Ph.D. thesis. Kangwon National University. Republic of Korea. 

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