1. 현황 및 문제점
○ ICT기반 온실환경 제어기술 발전 및 적용농가 확대로 온실환경 측정데이터가 실시간으로 수집 및 저장되고 있음
- ‘13~17 시설원예ICT융복합 확산: 5000농가(’13.8. 농식품부)
○ 그러나 수집되는 온실환경 측정데이터를 통한 영농 활용은 미흡한 실정임
○ 많은 농가의 온실환경은 농업인의 경험적인 판단이나 업체에서 초기에 설정한 제어환경치로 조절되어 농가 경영 및 소득향상에 높은 영향을 주지 못함
○ 실시간 수집되는 시설환경 측정 빅데이터 탐색적 자료 분석을 통하여 시설원예작물의 생육관리 방안이 필요함
2. 과제 착수 배경 및 사전협의 내용
○ 과제 발굴․심의
- 기존의 시설원예ICT융복합 적용농가의 현장애로 사항 및 요구 조사결과 측정데이터의 활용방법이 가장 높게 나타났음
○ 중간진도관리와 영농현장컨설팅 및 지도기관 협의(방문)
- 현장 농가 및 도원 컨설팅 담당자: 현재 축적되고 있는 온실측정데이터를 이용한 온실환경관리 분석과 데이터기반 컨설팅을 받을 수 있는 방법 미흡
- 측정된 데이터를 다양한 형태로 분석 및 탐색 방법에 대한 요구 증가
○ 농식품부의 ICT융복합거점지원센터 육성을 위하여 측정빅데이터 분석기반 농가컨설팅 활성화를 위하여 연구결과 조기 실용화 요청(농식품부 정보화담당관실)
3. 기존 영농활용기술과의 연계
○빅데이터기반 탐색적 생육관리 방안을 통한 성과를 제시한 활용내용은 없음
4. 개발기술 적용 가능 지역
○ 전국 시설원예ICT융복합 적용 농가
5. 현장활용 내용
○ 실시간 측정되는 온실환경 데이터를 농가가 원하는 분석요구정의를 받아 내부환경, 제어, 생육 등의 주요항목에 관한 평균, 최대, 최소 및 차트 분석지원
- 측창 설정온도별 평균온도에서 시설의 설정한 온도가 내부 환경의 평균, 최소, 최대 온도 범위에 포함되지 않는 경우 환경제어 온도의 설정 기준 재설정을 통한 온도 관리 필요
- 시설에서 설정한 온도에 비해 최대, 최소온도의 차이가 많이 나는 경우에는 데이터 수집에서 이상치가 발생한 것으로 데이터 수집장치 점검 및 데이터의 확인이 필요
- 사분위편차그래프를 통한 제어방식에 따른 온․습도 변동을 살펴봄으로써 온실 제어방식별(수동, 자동, 정지) 월/일 등 다양한 시간대로 구분하여 온실 운영의 효율성을 파악할 수 있음
- 환기(제어), 내부․외부 환경 온도(습도)의 시계열그래프를 한 그래프에 표현하여 온실운영 파악과 시간대별 관리 문제점 등을 일괄파악
․환기(제어)온도와 내부온도의 편차가 크게 나지 않는 경우 온실 제어를 잘 한다고 볼 수 있음
․다른 시간대에 비해 환기온도와 내부온도의 차이가 나는 경우에는 외부온도를 같이 고려하여 비교하여 외부온도가 급격하게 변화하는 지를 같이 관찰하여 판단함
- 기온, Co2 등 내부환경과 생육데이터의 변화를 시계열그래프 분석을 통한 생육진단을 손쉽게 파악하고자 함
- 농가에서 측정하는 생육데이터(생장길이, 잎폭, 잎수, 줄기굵기, 착과군, 열매수 등)과 작물이 자라나는 시점의 내부환경 데이터의 시기를 맞추어 상관분석을 통한 생육 및 수확량에 영향을 미치는 요인을 찾아 제공함으로써 생육단계별 환경제어를 제공할 수 있음
․ 잎수는 내기온도, 누적일사량이 높을수록, 착과군/열매수의 경우 높은 내기온도, 누적일사량, 낮은 CO2 농도가 효과적인 생육을 위해 필요함
○ 축적된 데이터의 시각화 및 분석을 통하여 농가의 온실 내 환경을 종합적으로 파악 가능하며, 온실정밀제어 활용 및 농장환경에 적합한 온도, 습도 설정관리에 활용 가능함
6. 현장활용 기대효과
○ 시설원예 빅데이터 기반으로 온실제어 등 영농의사결정 및 현장 컨설팅 기준 및 체계 구축
○ 시설원예 빅데이터 생육관리 분석모델 개발 및 현장 실용화를 통한 측정 데이터기반 시설환경제어 능력 향상
○ 토마토 작목의 품질 및 수량성 향상, 생산비 절감 가능