반건조 농업 환경에서 증발산과 관개수요를 추정하는 데이터 기반 모델링 연구

Data-Driven Modeling of Evapotranspiration and Irrigation Water Requirements in Semi-Arid Agriculture

연구 내용

제한된 기상 입력 환경에서 기준 증발산(ET0)을 모델링하고, CROPWAT 기반 관개수요·관개스케줄을 정량 산정하는 연구

농업용수의 안정적 운영을 위해서는 기준 증발산(ET0)과 작물별 관개수요를 신뢰도 있게 산정해야 합니다. 본 분야는 FAO-56 Penman–Monteith 기반 목표값을 설정하고, ANN·GEP 등 머신러닝 모형으로 관측 가능한 기상 변수를 입력해 ET0을 추정합니다. 또한 CROPWAT 모델을 사용해 강수, 기온, 일조, 습도, 풍속 등 기후 자료와 FAO 작물·토양 정보를 결합하여 관개수요와 관개스케줄을 산정합니다. 특히 계절에 따른 민감도 차이를 반영해, 고온·저습 시기의 관개수요 변화를 식별하고 실제 운영에 적용 가능한 계산 절차를 제시하는 차별성을 보입니다.

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연구 흐름

연구 초기는 ET0 추정에서 입력 변수 가용성 문제를 완화하기 위해 FAO-56 Penman–Monteith를 기준으로 머신러닝 모델을 학습시키는 방식으로 시작되었습니다. 이후 반건조 지역 관측 데이터에 대한 학습·검증을 통해 ANN, RBFNN, GEP 등 방법별 예측 특성을 비교하는 연구를 수행했습니다. 이어서 산정된 수분수지 구성요소를 관개 운영으로 연결하기 위해 CROPWAT 기반 관개수요 산정과 관개스케줄 계산으로 확장했습니다. 최근에는 기후 자료와 작물 정보의 결합 절차를 체계화하여 지역별 급수 운영과 물 관리 의사결정에 직접 활용 가능한 결과 도출로 이어지는 흐름을 보였습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

관개수요 산정 자동화
관개스케줄 최적화
기준 증발산(ET0) 예측
기상 관측 결측 환경의 ET0 추정
작물별 수자원 배분 계획
반건조 지역 농업 물관리 모델
기후-농업 연계 운영 시뮬레이션
급수 계획을 위한 수요 민감도 분석
수자원 계획 입력 데이터 생성
물 절감형 관개 전략 지원