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이성학 ( Sung-hack Lee ),김정대 ( Jeong-dae Kim ),손기준 ( Ki-jun Son ),김진택 ( Jin-taek Kim ),이용직 ( Yong-jik Lee ),최진용 ( Jin-yong Choi ) 한국농공학회 2015 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2015 No.-
최근 개인 통신기기 및 정보기술(IT, Information Technology)의 발달로 인하여 이전과는 비교할 수 없을 정도로 많은 데이터들이 생성되고 있으며, 방대한 양의 데이터를 분석하는 기술 또한 급속히 발전하고 있다. 방대하게 생성되는 정형 및 비정형 데이터를 빅데이터라고 하며, 이를 활용한 연구가 사회 각 분야에서 활발하게 진행되고 있다. 빅데이터는 대용량의 데이터로 텍스트, 숫자, 이미지, 음성 등 정형 또는 비정형 데이터로 구성되며, 기술적 문제로 인하여 이전에 수집하지 못하던 데이터들이다. 본 연구에서는 빅데이터 중 가뭄관련 신문기사 보도자료를 이용하여 농업가뭄분석에 적용하였다. 본 연구에서 사용된 자료는 중앙일보의 2000년-2014년까지 가뭄관련 신문기사이며, 수집된 자료의 분석을 위하여 텍스트마이닝 기법을 적용하였다. 텍스트마이닝 기법은 웹크롤러(Web-crawler)를 이용하여 가뭄과 관련된 신문기사를 웹상에서 수집한 후 형태소 분석을 통하여 품사별로 구분하고, 색인을 위한 데이터베이스로 구축하였다. 구축된 데이터베이스를 이용하여 가뭄관련 단어의 출현빈도에 따라 농업가뭄을 정량화하고 이를 표준강수지수(SPI, Standard Precipitation Index), 토양수분지수(SMI, Soil Moisture Index) 및 저수지 저수율자료와 비교하였다. 빅데이터를 이용한 농업가뭄 분석결과와 가뭄지수를 비교한 결과 빅데이터를 이용한 가뭄지수의 경우 국부적인 가뭄의 발생을 잘 나타내는 장점이 있으나, 약한 가뭄의 경우는 잘 반영하지 못하는 단점이 있었다. 이는 가뭄 초기단계에는 가뭄 피해가 크게 발생하지 않으므로 사회적 이슈가 되지 못해 보도 빈도가 극히 적은 반면, 가뭄이 지속되어 피해가 발생하기 시작하면 사회적 이슈로 부상하여 신문기사에 보도되는 빈도가 급격히 증가하기 때문이다. 또한 가뭄지수에 나타나지 않는 국부적인 가뭄이 신문기사에서는 보도되기 때문에 가뭄의 지역적 파악에는 빅데이터를 활용한 농업가뭄분석이 유리한 측면이 있다. 본 연구에서는 분석 대상을 중앙일보에 한정하고, 기존의 농업가뭄 정량화 기준을 적용하여 분석하였다. 따라서 분석 대상 자료를 확대하고 농업가뭄 정량화 기준을 보다 객관적이고 세분화하는 연구가 향후 필요하다.
이성학 ( Lee Sung Hack ),정하우 ( Chung Ha Woo ) 한국농공학회 1999 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.1999 No.-
Upland Irrigation Network Analysis System(UINAS) used Object-Oriented Programming (OOP). The results of using OOP is definition of objects and class hierarchy for UINAS, Objects of UINAS are consist of the Pipe, Sprinkler, Valve, Pump, Tee, Bend and Contractions. The class hierarchy have cooperative design for FEM in analysing the irrigation network. Therefore UINAS have a flexibility in additioning the network components.
김승(Kim Sung),김학수(Kim Hak Soo),김한태(Kim Han Tae),이성학(Lee Sung Hack) 한국기상학회 2006 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2006 No.-
우리는 강수의 변동이 극심한 한반도에 살고 있다. 1777년부터 서울에서 관측된 강수기록을 보면, 연강수량이 많을 때는 2,500 ㎜가 넘고 적을 때는 500 ㎜도 되지 않는다. 또한 조선말 1884년부터 1910년까지 근 30년에 걸쳐 극심한 가뭄이 계속된 기록도 있다. 그러나, 최근 30년 동안 수립되어 온 국가수자원계획은 초기 수립 당시의 열악한 경제적 여건을 고려하여 상대적으로 심하지 않은 최근의 가뭄을 기준으로 수립되어 오고 있다. 결과적으로 우리나라의 국가수자원계획에는 우리나라의 극심한 강수의 변동성이 고려되어 있지 않기 때문에 계획의 취약성이 제대로 평가되지 않았을 가능성이 높다. 본 연구는 이와 같은 측면에서 우리나라 한강권역의 수자원계획에 대한 취약성을 재평가하였다. 재평가 방법은 1777년부터 2003년까지 서울에서 관측된 일강수자료와 1907년이후 한강 인도교 지점에서 관측된 유량자료를 이용하여 유출모형으로 자연유출을 추정하고, 한강권역에 대한 현재의 용수수급구조를 가정하여 용수수요와 공급능력을 비교하였다. 한강권역에 대한 수자원계획의 안전도는 대상기간에 따라 큰 차이를 보였다. 지난 2000년에 수립된 수자원장기종합계획의 2011년 수요를 가정하여 계획 수립시 사용되는 1966년 이후 자료만으로 평가할 경우, 37년 동안 2회의 물부족이 발생하여 95%의 신뢰도를 나타냈다. 그러나, 동일 조건에서 조선말 대가뭄 기간(1884-1911)에 대해서 평가할 경우에는 27년 동안 20회의 물부족이 발생하여 신뢰도는 26%에 불과하였으며, 1901년에는 2년 이상 저수지가 고갈되었다. 전기간(1777-2003)을 대상으로 분석할 경우, 226년 동안 63회의 물부족이 발생하여 신뢰도는 72%에 불과하였다. 이와 같은 분석결과로 미루어 우리나라는 국가수자원계획을 수립할 때, 극심한 강수의 변동성을 고려하는 것이 시급하고 필수적이라고 판단된다.
고해상도 기상자료와 토양수분모형을 이용한 고추의 관개량 산정
신용훈,최진용,이승재,이성학,Shin, Yong-Hoon,Choi, Jin-Yong,Lee, Seung-Jae,Lee, Sung-Hack 한국농공학회 2017 한국농공학회논문집 Vol.59 No.5
The aim of this study is to estimate net irrigation requirements for red pepper during growing period using soil moisture model. The soil moisture model based on water balance approach simulates soil moisture contents of 4 soil layers in crop root zone considering soil moisture extraction pattern. The LAMP (Land-Atmosphere Modeling Package) high resolution meteorological data provided from National Center for AgroMeteorology (NCAM) was used to simulate soil moisture as the input weather data. Study area for the LAMP data and soil moisture simulation covers $36.92^{\circ}{\sim}37.40^{\circ}$ in latitude and $127.36^{\circ}{\sim}127.94^{\circ}$ in longitude. Soil moisture was monitored using FDR (Frequency Domain Reflectometry) sensors and the data were used to validate the simulation model from May 24 to October 20 in 2016. The results showed spatially detailed soil moisture pattern under different weather conditions and soil texture. Net irrigation requirements were also different by location reflecting the spatially distributed weather condition. The average of the requirements was 470.7 mm and averages about soil texture were 466.8 mm, 482.4 mm, 456.0 mm, 481.7 mm, and 465.6 mm for clay loam, sandy loam, silty clay loam, clay, and sand respectively. This study showed spatial differences of soil moisture and the irrigation requirements of red pepper about spatially uneven weather condition and soil texture. From the results, it was demonstrated that high resolution meteorological data could provide an opportunity of spatially different crop water requirement estimation during the irrigation management.
RCP 시나리오에 따른 비관개기 누적강수량을 고려한 둑높이기 저수지의 미래 가뭄대응능력 평가
방재홍,이상현,최진용,이성학,Bang, JeHong,Lee, Sang-Hyun,Choi, Jin-Yong,Lee, Sung-Hack 한국농공학회 2017 한국농공학회논문집 Vol.59 No.1
Recent studies about irrigation water use have focused on agricultural reservoir operation in irrigation period. At the same time, it is significant to store water resource in reservoir during non-irrigation period in order to secure sufficient water in early growing season. In this study, Representative Concentration Pathways (RCP) 4.5, 8.5 scenarios with the Global Climate Model (GCM) of The Second Generation Earth System Model (CanESM2) were downscaled with bias correlation method. Cumulative precipitation during non-irrigation season, October to March, was analyzed. Interaction between cumulative precipitation and carry-over storage was analyzed with linear regression model for ten study reservoirs. Using the regression model, reservoir drought response ability was evaluated with expression of excess and deficiency. The results showed that future droughts will be more severe than past droughts. Especially in case of non-exceedance probability of 10%, drought in southern region seemed to be serious. Nine study reservoirs showed deficiency range from 10% to 55%, which turned out to be vulnerable for future drought. Only Jang-Chan reservoir was secure for early growing season in spite of drought with deficiency of 8% and -2%. The results of this study represents current agricultural reservoirs have vulnerability for the upcoming drought.
WRF 기상자료의 토양수분 모형 적용을 통한 밭 토양수분 및 필요수량 산정
홍민기,이상현,최진용,이성학,이승재,Hong, Min-Ki,Lee, Sang-Hyun,Choi, Jin-Yong,Lee, Sung-Hack,Lee, Seung-Jae 한국농공학회 2015 한국농공학회논문집 Vol.57 No.6
The aim of this study was to develop a soil moisture simulation model equipped with meteorological data enhanced by WRF (Weather Research and Forecast) model, and this soil moisture model was applied for quantifying soil moisture content and irrigation requirement. The WRF model can provide grid based meteorological data at various resolutions. For applicability assessment, comparative analyses were conducted using WRF data and weather data obtained from weather station located close to test bed. Water balance of each upland grid was assessed for soils represented with four layers. The soil moisture contents simulated using the soil moisture model were compared with observed data to evaluate the capacity of the model qualitatively and quantitatively with performance statistics such as correlation coefficient (R), coefficient of determination (R2) and root mean squared error (RMSE). As a result, R is 0.76, $R^2$ is 0.58 and RMSE 5.45 mm in soil layer 1 and R 0.61, $R^2$ 0.37 and RMSE 6.73 mm in soil layer 2 and R 0.52, $R^2$ 0.27 and RMSE 8.64 mm in soil layer 3 and R 0.68, $R^2$ 0.45 and RMSE 5.29 mm in soil layer 4. The estimated soil moisture contents and irrigation requirements of each soil layer showed spatiotemporally varied distributions depending on weather and soil texture data incorporated. The estimated soil moisture contents using weather station data showed uniform distribution about all grids. However the estimated soil moisture contents from WRF data showed spatially varied distribution. Also, the estimated irrigation requirements applied WRF data showed spatial variabilities reflecting regional differences of weather conditions.