KR102461749B1 - 관수 결정 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 일 실시예는, 작물에 대한 정보 및 재배지의 기온 정보에 기초하여 상기 작물의 작물 계수를 산출하는 작물 계수 산출부; 상기 재배지의 토양 정보 및 물공급량 정보 에 기초하여 수분 보유량을 산출하는 수분 보유량 산출부; 상기 작물 계수, 상기 토양 정보 및 상기 재배지의 기상 정보에 기초하여 수분 사용량을 산출하는 수분 사용량 산출부; 및 상기 수분 보유량 및 상기 수분 사용량을 기초로 산출된 수분 필요량 에 기초하여 관수 여부를 결정하는 관수 결정부를 포함하는 관수 결정 장치를 제공한다.

Description

관수 결정 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR IRRIGATION DECISION}
본 발명은 관수 결정 장치 및 방법에 관한 것으로, 작물의 종류, 재배지, 재배 방법 등의 특성을 고려하여 작물에 대한 관수 여부를 자동으로 결정하는 장치 및 방법에 대한 것이다.
종래에 재배 환경을 기반으로 관수 여부, 관수량 및 관수 시기를 결정하는 관수 장치 또는 시스템이 있다. 종래의 관수 결정 장치는 기상청이 제공하는 증발량을 기반으로 관수 여부를 결정함에 따라 정확한 관수량이나 관수 시기를 판단하지 못한다. 또한, 부정확한 결정으로 인하여 수자원을 낭비하거나 적정치보다 적게 관수하는 경우가 있다. 이에 따르면, 작물의 생육과 특성, 재배 방법, 재배 환경 등을 반영하지 않는 문제점이 있다.
또한, 종래의 정확도를 높이기 위한 관수 결정 방법은, 직접 작물의 상태를 확인하거나, 재배지 토양의 수분 상태를 측정해야 하므로, 별도의 노동력을 필요로 하는 문제점이 있다.
이에 따라, 별도의 노동력을 투입 없이도, 작물의 상태, 재배 상황 등을 반영하여 정확하게 관수 여부를 결정하는 방법 또는 장치가 필요하다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 실시예들의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 실시예들의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 발명의 목적은, 상술한 문제를 해결하기 위하여, 작물이나 토양의 상태를 직접 측정하지 않고서도 작물이나 토양의 상태를 반영하여 정확하게 관수 여부를 결정할 수 있는 관수 결정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 관수 결정 장치는, 작물에 대한 정보 및 재배지의 기온 정보에 기초하여 상기 작물의 작물 계수를 산출하는 작물 계수 산출부; 상기 재배지의 토양 정보 및 물공급량 정보 에 기초하여 수분 보유량을 산출하는 수분 보유량 산출부; 상기 작물 계수, 상기 토양 정보 및 상기 재배지의 기상 정보에 기초하여 수분 사용량을 산출하는 수분 사용량 산출부; 및 상기 수분 보유량 및 상기 수분 사용량을 기초로 산출된 수분 필요량 에 기초하여 관수 여부를 결정하는 관수 결정부를 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 관수 결정 장치는, 작물의 종류와 생육상태에 따른 증발산량을 직접 확인하지 않아도 판단할 수 있고, 재배환경을 반영하여 관수 여부를 결정하므로, 보다 정확한 관수 결정이 가능하다. 더 나아가, 적정량을 관수함으로써 수자원 절약이 가능하고, 작물의 수량 및 품질 개선을 달성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 관수 결정 장치는, 농지의 토양 수분을 직접 조사하지 않아도 수분 보유량을 산출할 수 있어 자원과 노동력이 절감될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관수 결정 장치의 블록도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 작물 계수를 설명하기 위한 도면이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 관수 결정 방법의 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관수 결정 장치(100)의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1의 실시예에 따른 관수 결정 장치(100)는, 작물 계수 산출부(110), 수분 보유량 산출부(130), 수분 사용량 산출부(120), 관수 결정부(140), 및 관수 수행부(150)를 포함할 수 있다. 도 1의 실시예와 달리 관수 결정 장치(100)는, 관수 수행부(150)를 포함하지 않고, 작물 계수 산출부(110), 수분 보유량 산출부(130), 수분 사용량 산출부(120), 및 관수 결정부(140)만 포함할 수도 있다.
도 1의 실시예와 같이, 작물 계수 산출부(110), 수분 보유량 산출부(130), 수분 사용량 산출부(120), 및 관수 결정부(140)는, 각각 독립된 산출부로 구성될 수 있다. 도 1의 실시예와 달리 작물 계수 산출부(110), 수분 보유량 산출부(130), 수분 사용량 산출부(120), 및 관수 결정부(140)는, 하나의 프로세서로 결합되어 존재할 수도 있다. 이 경우, 프로세서 상에서 각각의 연산 및 산출을 수행할 수 있다.
작물 계수 산출부(110), 수분 보유량 산출부(130), 수분 사용량 산출부(120), 및 관수 결정부(140)는, 각각 연산, 제어 및 판단을 수행하는 장치 또는 부품일 수 있다. 예를 들어, 작물 계수 산출부(110), 수분 보유량 산출부(130), 수분 사용량 산출부(120), 및 관수 결정부(140)는, 각각 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 마이크로 프로세서(Micro Processor), IC(Integrated Circuit), CPU(Central Processing Unit), MCU(Micro Controller Unit), ECU(electronic control unit) 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
관수 결정 장치(100)는, 별도의 메모리(미도시)를 구비할 수 있다. 이 경우, 메모리는, 작물 계수 산출부(110), 수분 보유량 산출부(130), 수분 사용량 산출부(120), 및 관수 결정부(140)와 전기적으로 연결될 수 있다. 메모리는, 하드웨어적으로, ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 등과 같은 다양한 저장기기 일 수 있다. 메모리는 작물 계수 산출부(110), 수분 보유량 산출부(130), 수분 사용량 산출부(120), 및 관수 결정부(140)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 관수 결정 장치(100)의 전반의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 이와 달리 작물 계수 산출부(110), 수분 보유량 산출부(130), 수분 사용량 산출부(120), 및 관수 결정부(140)는 각각 별도의 메모리를 구비할 수도 있다. 이하 언급되는 다양한 정보는 메모리에 저장되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 관수 결정 장치(100)는, 별도의 입력부(미도시) 또는 통신부(미도시)를 포함할 수 있다. 관수 결정 장치(100)는, 입력부 또는 통신부를 통하여 각 산출부의 산출 및 판단에 필요한 다양한 정보를 획득하고 전송할 수 있다. 또한, 관수 결정 장치(100)는 통신부를 통하여 별도로 존재하는 관수 수행부(150)로 관수 수행에 관련된 명령을 송신할 수도 있다.
이하, 본 발명에 따른 관수 결정 장치(100)의 각 산출부에 대하여 구체적으로 설명한다.
작물 계수 산출부(110)는, 작물에 대한 정보 및 재배지의 기온 정보에 기초하여 재배되는 작물의 작물 계수를 산출할 수 있다. 작물 계수 산출부(110)는, 메모리, 통신부 및 입력부 중 적어도 하나를 통하여, 작물 정보 및 기온 정보를 획득할 수 있다.
작물에 대한 정보는, 작물의 정식일, 생육을 위한 고유의 기본온도, 생육도일에 대응하는 생육단계, 및 생육단계 별 작물계수, 및 기타 작물의 종류에 대응하는 다양한 특징에 대한 정보를 포함할 수 있다.
작물의 정식일에 대한 정보는, 작물이 재배지에 심겨진 일자에 대한 정보이다. 작물 계수 삼출부는, 작물의 정식일에 대한 정보에 기초하여, 작물의 재배 기간을 산출할 수 있다.
작물의 생육을 위한 고유의 기본온도(base temperature, base line)는, 작물의 종에 따라 생장과 발육을 시작하기 위하여 필요한 기본온도이다. 기본온도는 기준 온도라고도 한다. 기본온도는 작물마다 다른 값을 갖는다. 예를 들어, 가을 채소와 같이 저온에서도 자라는 작물의 기본온도는 5℃일 수 있다. 일반적인 온대지방의 여름철 작물의 기본온도는 10℃일 수 있다. 생육에 고온이 필요한 작물의 기본온도는 15℃일 수 있다. 이는 실험에 의하여 결정된 값일 수 있다. 작물의 생육을 위한 고유의 기본온도에 대한 정보는 데이터셋으로 구성되어 작물 계수 산출부(110)에 제공될 수 있다.
생육도일에 대응하는 생육단계에 대한 정보는, 생육도일에 대응하여 기 설정된 생육단계에 대한 데이터셋이다. 생육도일(Growing Degree Day, GDD)은 작물의 생육에 필요한 열량을 나타내기 위한 것으로서, 작물의 정식일로부터 생육한 기간 동안의 (일 최고 기온값 + 일 최저 기온값) / 2 - 기본온도값을 합산한 것이다. 생육도일은, 특정 지역의 기후에 따른 특정 작물의 재배가능성을 예측하거나 재배 중인 작물의 생육단계를 예측할 수 있도록 고안된 것이다. 이에 따라, 생육단계는 작물의 생육도일에 따라 결정될 수 있다. 생육도일에 따라 결정되는 생육단계는 시험에 의하여 결정되거나 기 설정된 값일 수 있다. 생육도일에 대응하여 기 설정된 생육단계에 대한 데이터셋은 메모리에 저장되거나, 통신부 또는 입력부를 통하여 획득될 수 있다.
작물 계수 산출부(110)는, 작물의 정식일 및 생육을 위한 고유의 기본온도에 대한 정보와 재배지의 기온 정보에 기초하여 작물의 생육도일을 산출할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 작물 계수 산출부(110)는, 작물의 정식일로부터 작물이 생육한 기간을 산출하고, 산출된 생육 기간 동안의 (일 최고 기온값 + 일 최저 기온값) / 2 - 기본온도값을 합산하여 작물의 생육도일을 산출할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 재배지의 기온 정보는 재배지의 시간대별 기온 정보를 포함하고, 작물 계수 산출부(110)는, 작물의 생육도일 산출 시, 생육을 위한 고유의 기본온도에 대한 정보와 시간대별 기온 정보에 기초하여 작물의 생육도일을 산출할 수 있다. 구체적으로, 작물 계수 산출부(110)는, 시간대별로 기온과 기본온도의 차이 값을 산출하고, 산출된 시간대별 기온-기본온도 차이 값의 일평균 값을 작물의 생육도일로써 산출할 수 있다. 이 실시예에 따르면, 생육도일의 예측 정확성이 보다 향상될 수 있다.
작물 계수 산출부(110)는, 작물의 생육도일에 대응하는 생육단계에 대한 정보와 산출된 생육도일에 기초하여, 작물의 생육단계를 판단할 수 있다.
작물 계수 산출부(110)는, 작물의 생육단계 별 작물 계수에 대한 정보와 상기 판단된 생육단계에 기초하여 상기 작물의 작물 계수를 산출할 수 있다. 작물 계수는, 기본 작물 계수(basal crop coefficient, Kcb)일 수 있다.
생육단계 별 작물 계수에 대한 정보는, 생육단계에 대응하여 기 설정된 작물 계수에 대한 데이터셋일 수 있다. 예를 들어, 작물의 종류에 따라 여러 생육단계가 존재하고, 특정 작물의 여러 생육 단계에 대응하는 각각의 작물 계수가 존재할 수 있다. 이러한 생육 단계에 따른 작물 계수는 실험에 의하여 결정된 것일 수 있다. 도 2의 (c) 그래프에는 생육 단계에 따라 변화하는 기본 작물 계수(Kcb)가 나타난다. 도 2의 (c) 그래프를 참조하면, 해당 작물은 생육함에 따라 다양한 작물 계수를 갖는다. 생육단계 별 작물 계수에 대한 정보는, 작물의 종류에 따른 생육단계 별 작물 계수 값을 나타낸다.
작물 계수는, Penman-Monteith 방정식에 적용되는 기본 작물 계수(basal crop coefficient, Kcb)일 수 있다. Penman-Monteith 방정식은 작물의 증발산량을 작물 계수를 이용해 간단하게 산출할 수 있는 방법이다. 도 2의 (b)를 참조하여, FAO Penman-Monteith 방법에 따르면, 작물의 증발산량을 표준 식물(초지, 잔디)를 기준으로 계산(ETo)하고 대상작물의 생육단계에 맞춘 작물 계수(Kc)를 곱하면, 작물에 필요한 수분량(ETc)이 간편하게 예측된다. 산출된 증발산량과 작물의 중량을 활용해 물 사용 효율(Water Usage Effectiveness, WUE)를 구할 수 있으며 이를 이용해 수분 환경에 따른 작물 요수량 예측 모형을 산출할 수 있다.
도 2의 (a)는 반사율이 0.23인 표면에서 물이 충분히 공급되고, 높이가 12cm인 가상의 작물이 지표면을 모두 덮은 상태에서의 증발산량을 나타내는 방정식이다. (FAO Penman-Monteith 방정식) FAO Penman-Monteith 방정식에서 각 변수의 의미는 아래와 같다.
ETo: 기준증발산량 또는 잠재증발산량 (reference evapotranspiration [mm day-1]),
Rn: 작물 표면의 순 복사량(순 방사량) (net radiation at the crop surface [MJ m-2 day-1]),
G: 토양 열유동량 (soil heat flux density [MJ m-2 day-1]),
T: 2미터 높이에서의 일일 평균 기온 (mean daily air temperature at 2 m height [°C]),
u2: 2미터 높이에서의 풍속 (wind speed at 2 m height [m s-1]),
es: 포화증기압 (saturation vapour pressure [kPa]),
ea: 실제 증기압 (actual vapour pressure [kPa]),
Δ: 포화증기압곡선 경사(slope vapour pressure curve [kPa °C-1]),
γ: 건습구 상수 (psychrometric constant [kPa °C-1]).
도 3은 본 발명의 일 실시예에서 생육기간에 따른 증발량 변화를 나타낸 그래프이다. 도 3의 그래프를 참조하면, 증발량은 생육 기간 및 기온에 따라 변동될 수 있다. 예를 들어, Kcb 초기값에 ETo (18 / 12 ℃)를 적용하고, Kcb 중기값 및 Kcb 후기값은 ETo (23 / 17 ℃)를 적용하는 경우, Kcb 초기값 = 0.11, Kcb 중기값 = 0.86 및 Kcb 후기값 = 0.43이 산출될 수 있다.
작물 계수 산출부(110)는, 산출된 작물 계수를 수분 사용량 산출부(120)에 송신할 수 있다.
수분 보유량 산출부(130)는, 재배지의 토양 정보 및 물공급량 정보에 기초하여 수분 보유량을 산출할 수 있다. 수분 보유량 산출부(130)는, 메모리, 통신부 및 입력부 중 적어도 하나를 통하여, 토양 정보 및 물공급량 정보를 획득할 수 있다.
재배지의 토양 정보는, 재배지 토양의 물리성 및 포장 피복 상태에 대한 정보를 포함할 수 있다.
토양의 물리성은, 토성(사양토, 양토 식양토, 식토 등), 경도, 구조, 및 공극 등을 나타내는 개념이다. 재배지 토양의 물리성에 대한 정보는, 재배지 토양의 물리성을 나타내는 다양한 값을 포함할 수 있다. 예를 들어, 수분 보유량 산출부(130)는, 토양 물리성 정보에 기초하여, 재배지의 토양의 포장용수량을 판단할 수 있다.
재배지 토양의 포장 피복 상태에 대한 정보는, 재배지가 어떤 종류의 포장으로 얼만큼 피복되어 있는지를 나타내는 정보이다. 작물을 재배 시 다양한 포장 피복 방법(이하 재배법이라 한다.)이 활용될 수 있다. 예를 들어 증발산에 영향을 미치는 재배법은, 터널 재배나 멀칭 재배가 있다. 터널 재배의 경우 비닐 하우스 내부에 작물을 정식하는 것으로, 비닐 하우스 내부에서는 증발산이 이루어 지더라도 내부에서만 순환하게 된다. 멀칭 재배는 토양을 비닐로 덮는 방법이다. 멀칭 재배의 경우 보온 효과나 잡초가 생기지 않도록 하는 효과가 있다. 멀칭 재배를 수행하는 경우, 토양 증발 계수(Ke)가 0이 될 수 있다. 예를 들어, 토양을 검정색 비닐로 피복 하는 경우, 증발산이 이루어 지지 않으므로 토양 증발 계수(Ke)를 0으로 가정한다. 멀칭 재배에서 피복재의 종류나 피복 범위에 따라서 Ke가 달라 질 수 있다. 비닐 외에도 부직포를 이용하여 피복하는 재배 방법이 있고, 이 경우 토양 증발 계수(Ke)의 조정이 수행될 수 있다. 이 외에도 작물의 생장을 억제하는 재배법 등 다양한 재배법들이 있으며, 이는 작물의 생육, 증발산량 등에 영향을 줄 수 있다.
물공급량 정보는, 재배지에 대한 강우량 및 관수량 정보를 포함할 수 있다. 구체적으로 물공급량 정보는, 시간대별 강우량에 대한 정보와 시간대별 관수량에 대한 정보를 포함할 수 있다.
수분 보유량 산출부(130)는, 재배지 토양의 물리성 정보에 기초하여 재배지 토양의 포장용수량을 산출할 수 있다.
포장 용수량은, 수분이 포화된 상태의 토양에서 증발을 방지하면서 중력수를 완전히 배제하고 남은 수분의 양을 뜻한다. 포장용수량은, 최소용수량(minimum water-holding capacity)이라고도 한다. 예를 들어, 지하의 수위가 낮고 토양의 투수성이 중간인 상태에서 강우나 관수로 인하여 토양에 수분이 공급된 후 만 하루가 지난 수분 상태가 이에 해당할 수 있다. 포장용수량 이상은 중력수로서 도리어 토양의 통기성을 저해하므로, 작물의 생육을 저해하는 요소로 작용될 수 있다. 토양의 수분 보유량이 토양의 포장용수량과 동일한 경우, 토양 내 대공극에서는 수분이 빠져나간 상태이므로 작물의 뿌리 호흡이 원활하고, 토양 내 소공극에서는 작물이 흡수할 수 있는 수분이 존재하는 상태이므로 작물이 생육하기에 최적이 상태로 볼 수 있다.
수분 보유량 산출부(130)는, 재배지 토양의 물리성에 대응하여 기 설정된 포장용수량 데이터에 기초하여, 포장용수량을 산출할 수 있다.
포장용수량 데이터는, 재배지 토양의 물리성에 대응하여 기 설정된 데이터셋일 수 있다. 이를 위하여 전국 필지의 토양 물리성에 대한 정보가 존재할 수 있고, 각 토양 별 포장용수량에 대한 데이터가 존재할 수 있다. 이러한 데이터는 실험에 의하여 결정된 값일 수 있다. 예를 들어, 기 설정된 토양 별 포장용수량 데이터는, 대한민국의 지역 별 토양의 포장용수량을 나타낼 수 있다. 이 경우, 수분 보유량 산출부(130)는, 특정 지리적 위치가 입력되는 경우, 기 설정된 토양 별 포장용수량 데이터에 기초하여, 입력된 위치의 포장용수량을 판단할 수 있다.
수분 보유량 산출부(130)는, 산출된 포장용수량, 포장 피복 상태 정보, 및 강우량 및 관수량 정보에 기초하여, 수분 보유량을 산출할 수 있다. 구체적으로, 수분 보유량 산출부(130)는, 포장 피복 상태 정보 및 강우량 및 관수량 정보에 기초하여 재배지에 대한 물공급량을 산출하고, 포장용수량이 산출된 물공급량보다 큰 경우, 물공급량을 수분 보유량으로 산출하고, 포장용수량이 산출된 물공급량보다 작은 경우 포장용수량을 수분 보유량으로 산출할 수 있다. 이를 위하여, 수분 보유량 산출부(130)는, 강우량 및 관수량 정보에 기초하여 재배지에 대한 초기 물 공급량을 산출하고, 강우량 및 관수량 정보와 포장 피복 상태 정보에 기초하여, 재배지로 유입되지 않는 물 공급 제한값을 산출하고, 초기 물 공급량에서 물 공급 제한 값을 뺀 값을 재배지에 대한 물공급량으로 산출할 수 있다. 이는, 포장 피복으로 인하여 재배지에 유입되지 않는 수분을 감안하기 위한 것으로, 이에 따라, 재배지에 대하여 수순하게 유입되는 수분의 공급량에 대한 판단의 정확도가 향상될 수 있다. 또한, 포장용수량은 토양의 최대 수분 보유량이므로, 포장용수량보다 물공급량이 큰 경우, 포장용수량이 재배지의 수분 보유량이 되고, 포장용수량보다 물공급량이 작은 경우, 물공급량이 재배지의 수분 보유량이 될 수 있다.
수분 사용량 산출부(120)는, 작물 계수 산출부(110)가 산출한 작물 계수, 재배지의 토양 정보 및 재배지의 기상 정보에 기초하여 수분 사용량을 산출할 수 있다. 수분 사용량 산출부(120)는, 메모리, 통신부 및 입력부 중 적어도 하나를 통하여, 토양 정보 및 기상 정보를 획득할 수 있다. 수분 사용량 산출부(120)는, 작물 계수 산출부(110)로부터 산출된 작물 계수를 수신할 수 있다. 이를 위하여, 재배지의 기상 정보는, 온도, 습도, 일사량, 및 풍속에 대한 정보를 포함할 수 있다. 토양 정보는, 재배지의 포장 피복 상태에 대한 정보를 포함할 수 있다.
도 2의 (b)를 참조하여, 수분 사용량 산출부(120)를 설명한다. 도 2의 (b) 실시예에 따르면, 수분 사용량 산출부(120)는, 작물 계수(Kcb) 및 상기 기상 정보에 Penman-montieth 방정식을 적용하여 작물의 실증발산량(ETo*Kcb)을 산출 할 수 있다. 이를 위하여, 수분 사용량 산출부(120)는, 작물 계수 산출부(110)로부터 작물의 기본 작물 계수(Kcb)를 수신할 수 있다. 수분 사용량 산출부(120)는, 재배지의 기상 정보를 Penman-montieth 방정식에 적용하여, 잠재증발산량(ETo)을 산출할 수 있다. 수분 사용량 산출부(120)는, 잠재증발산량(ETo)에 작물의 기본 작물 계수(Kcb)를 곱하여 작물의 실증발산량을 산출할 수 있다. 또한, 수분 사용량 산출부(120)는, 포장 피복 상태 정보 및 기상 정보에 기초하여 재배지의 증발량을 산출할 수 있다. 수분 사용량 산출부(120)는, 포장 피복 상태 정보에 기초하여 토양 증발 계수(soil evaporation coefficient, Ke)를 산출할 수 있다. 포장 피복 상태 정보는, 포장의 재질 및 재배지 상에서 피복된 영역의 넓이 및 형태에 대한 정보를 포함할 수 있다. 수분 사용량 산출부(120)는, 포장 피복 상태 정보에 대응하여 기 설정된 상기 토양 증발 계수(Ke) 데이터를 기초로 토양 증발 계수(Ke)를 산출할 수 있다. 이를 위하여, 포장 피복 상태 정보는, 포장 피복 상태에 대응하여 기 설정된 상기 토양 증발 계수(Ke) 데이터셋을 포함할 수 있다. 예를 들어, 포장 피복 상태가 비닐로 재배지 전체가 피복된 것인 경우의 토양 증발 계수(Ke)는 0으로 기 설정될 수 있다. 이 경우, 수분 사용량 산출부(120)는, 포장 피복 상태 정보에 기초하여 재배지 전체가 비닐로 피복된 것으로 판단되는 경우, 토양 증발 계수(Ke)를 0으로 산출할 수 있다. 예를 들어, 포장 피복 상태가 부직포로 재배지 절반이 피복된 것인 경우의 토양 증발 계수(Ke)는 0.13으로 기 설정될 수 있다. 포장 피복 상태에 대응하여 기 설정된 상기 토양 증발 계수(Ke) 데이터셋은 실험에 의하여 결정된 것일 수 있다. 수분 사용량 산출부(120)는, 잠재증발산량(ETo)에 토양 증발 계수(Ke)를 곱하여 재배지의 증발량을 산출할 수 있다.
수분 사용량 산출부(120)는, 작물의 증발산량과 재배지의 증발량을 합산하여 수분 사용량(ETc)을 산출할 수 있다.
이하 관수 결정부(140)에 대하여 설명한다.
관수 결정부(140)는, 수분 보유량 산출부(130)가 산출한 수분 보유량 및 수분 사용량 산출부(120)가 산출한 수분 사용량을 기초로 산출된 수분 필요량에 기초하여 관수 여부를 결정할 수 있다. 이를 위하여, 관수 결정부(140)는, 수분 보유량 산출부(130)로부터 산출된 수분 보유량 값을 수신하고, 수분 사용량 산출부(120)로부터 산출된 수분 사용량을 수신할 수 있다.
관수 결정부(140)는, 상기 수분 보유량에서 상기 수분 사용량을 빼서 수분 필요량을 산출할 수 있다. 관수 결정부(140)는, 수분 필요량에 기초하여 관수 시점 및 관수량을 산출할 수 있다.
관수 결정부(140)는, 산출된 수분 필요량이 양수인 경우, 관수 시점을 현재로 판단하고, 수분 필요량을 관수량으로 판단할 수 있다.
관수 결정부(140)는, 수분 필요량이 음수인 경우, 수분 필요량이 양수가 되는 시점을 산출하여 관수 시점으로 판단할 수 있다.
이하 관수 결정부(140)가 관수 시점을 판단하는 방법에 대하여 설명한다.
수분 보유량 산출부(130)와 수분 사용량 산출부(120)는, 통신부, 입력부 및 메모리 중 어느 하나를 통하여 기상 예보 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 수분 보유량 산출부(130)와 수분 사용량 산출부(120)는, 통신부를 통하여, 기상청 서버가 제공하는 기상 예보 정보를 획득할 수 있다. 기상 예보 정보는, 미래의 강수량, 기온, 습도, 풍속 등 미래의 기상 상황에 대한 다양한 정보를 의미한다.
수분 보유량 산출부(130)는, 기상 예보 정보를 획득하고. 수분 보유량 산출부(130)는, 기상 예보 정보 및 토양 정보에 기초하여, 시기별 예상 수분 보유량을 산출할 수 있다. 구체적으로 수분 보유량 산출부(130)는, 기상 예보 정보 및 재배지의 포장 피복에 대한 정보를 기초로 산출된 시기별 순 공급량과 토양 정보를 기초로 산출된 포장용수량을 비교하여 시기별 재배지 토양의 예상 수분 보유량을 산출할 수 있다. 수분 보유량 산출부(130)는, 산출된 예상 수분 보유량을 관수 결정부(140)에 전송할 수 있다.
수분 사용량 산출부(120)는, 기상 예보 정보를 획득하고, 기상 예보 정보, 작물 계수 및 토양 정보에 기초하여 시기별 예상 수분 사용량을 산출할 수 있다. 수분 사용량 산출부(120)는, 기상 예보 정보에 기초하여, 시기별 예상 잠재증발산량(ETo)을 산출할 수 있다. 수분 사용량 산출부(120)는, 시기별 예상 잠재증발산량(ETo)과 시기별 예상 작물 계수(Kc)에 기초하여, 시기별 예상 수분 사용량을 산출할 수 있다. 수분 사용량 산출부(120)는, 산출된 시기별 예상 수분 사용량을 관수 결정부(140)로 전송할 수 있다.
관수 결정부(140)는, 시기별 예상 수분 보유량 및 시기별 예상 수분 사용량에 기초하여 수분 필요량이 양수가 되는 시점을 관수 시점으로서 산출할 수 있다.
관수 결정부(140)는, 산출된 관수량 및 관수 시점을 관수 수행부(150)에 전송하거나, 관수 수행부(150)를 직접 제어하여 관수가 수행되도록 할 수 있다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 관수 결정 방법에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 관수 결정 방법은, 산출 단계(11S, 12S, 13S) 및 결정 단계(14S, 15S)를 포함할 수 있다. 산출 단계는 관수 여부 결정에 필요한 각종 정보를 산출하는 단계이고, 결정 단계는, 산출 단계에서 산출된 정보를 기초로 관수 여부를 결정하는 단계이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 관수 결정 방법은, 산출 단계 이전에 각 산출에 필요한 정보를 획득하는 획득 단계(10S)를 더 포함할 수 있다. 획득 단계에서(10S)는, 관수 결정 장치(100)에 포함된 각 모듈이 통신부, 입력부 및 메모리 중 적어도 하나를 통하여 산출 및 결정에 필요한 다양한 정보를 획득할 수 있다.
산출 단계에서는, 작물 계수 산출부(110)가 작물에 대한 정보 및 재배지의 기온 정보에 기초하여 상기 작물의 작물 계수를 산출하고(11S), 수분 보유량 산출부(130)가 상기 재배지의 토양 정보 및 물공급량 정보에 기초하여 수분 보유량을 산출하고(13S), 수분 사용량 산출부(120)가 상기 작물 계수, 상기 토양 정보 및 상기 재배지의 기상 정보에 기초하여 수분 사용량을 산출할 수 있다(12S). 이하 산출 단계에 포함되는 각 단계에 대하여 설명한다.
도 4의 산출 단계 중 11S에 대하여 설명한다.
상기 작물에 대한 정보는, 상기 작물의 정식일, 생육을 위한 고유의 기본온도, 생육도일에 대응하는 생육단계, 및 생육단계 별 작물계수에 대한 정보를 포함하고, 산출 단계(11S)에서, 상기 작물 계수 산출부(110)는, 상기 작물의 정식일 및 생육을 위한 고유의 기본온도에 대한 정보와 상기 재배지의 기온 정보에 기초하여 상기 작물의 생육도일을 산출하고, 상기 작물의 생육도일에 대응하는 생육단계에 대한 정보와 상기 산출된 생육도일에 기초하여, 상기 작물의 생육단계를 판단하고, 상기 작물의 생육단계 별 작물 계수에 대한 정보와 상기 판단된 생육단계에 기초하여 상기 작물의 작물 계수를 산출할 수 있다. 재배지의 기온 정보는, 상기 재배지의 시간대별 기온 정보를 포함하고, 산출 단계(11S)에서, 상기 작물의 생육도일 산출 시 작물 계수 산출부(110)는, 생육을 위한 고유의 기본온도에 대한 정보와 상기 시간대별 기온 정보에 기초하여, 시간대별로 기온과 기본온도의 차이 값을 산출하고, 산출된 시간대별 차이 값의 일평균 값을 상기 작물의 생육도일로서 산출할 수 있다.
도 4의 산출 단계 중 13S에 대하여 설명한다.
재배지의 토양 정보는, 상기 재배지 토양의 물리성 및 포장 피복 상태에 대한 정보를 포함하고, 상기 물공급량 정보는, 상기 재배지에 대한 강우량 및 관수량 정보를 포함하고, 산출 단계(13S)에서, 수분 보유량 산출부(130)는, 상기 재배지 토양의 물리성 정보에 기초하여 상기 재배지 토양의 포장용수량을 산출하고, 상기 포장용수량, 상기 포장 피복 상태 정보, 및 상기 강우량 및 관수량 정보에 기초하여, 상기 수분 보유량을 산출할 수 있다. 산출 단계(13S)에서, 수분 보유량 산출부(130)는, 상기 재배지 토양의 물리성에 대응하여 기 설정된 포장용수량 데이터에 기초하여, 상기 포장용수량을 산출하고, 상기 포장 피복 상태 정보 및 상기 강우량 및 관수량 정보에 기초하여 상기 재배지에 대한 물공급량을 산출하고, 상기 포장용수량이 상기 산출된 물공급량보다 큰 경우, 상기 물공급량을 상기 수분 보유량으로 산출하고, 상기 포장용수량이 상기 산출된 물공급량보다 작은 경우 상기 포장용수량을 상기 수분 보유량으로 산출할 수 있다.
도 4의 산출 단계 중 12S에 대하여 설명한다.
상기 재배지의 기상 정보는, 온도, 습도, 일사량, 및 풍속에 대한 정보를 포함하고, 상기 토양 정보는, 상기 재배지의 포장 피복 상태에 대한 정보를 포함하고, 산출 단계(12S)에서, 수분 사용량 산출부(120)는, 상기 작물 계수 및 상기 기상 정보에 Penman-montieth 방정식을 적용하여 상기 작물의 실증발산량을 산출 하고, 상기 포장 피복 상태 정보 및 상기 기상 정보에 기초하여 상기 재배지의 증발량을 산출하고, 상기 작물의 증발산량과 상기 재배지의 증발량을 합산하여 상기 수분 사용량을 산출할 수 있다. 산출 단계(12S)에서, 수분 사용량 산출부(120)는, 상기 재배지의 기상 정보를 Penman-montieth 방정식에 적용하여, 잠재증발산량(ETo)을 산출하고, 상기 잠재증발산량(ETo)에 상기 작물의 기본 작물 계수(Kcb)를 곱하여 상기 작물의 실증발산량을 산출하고, 상기 포장 피복 상태 정보에 기초하여 토양 증발 계수(soil evaporation coefficient, Ke)를 산출하고, 상기 잠재증발산량(ETo)에 상기 토양 증발 계수(Ke)를 곱하여 상기 재배지의 증발량을 산출할 수 있다. 상기 포장 피복 상태 정보는, 상기 포장의 재질 및 상기 재배지 상에서 피복된 영역의 넓이 및 형태에 대한 정보를 포함하고, 산출 단계(12S)에서, 수분 사용량 산출부(120)는, 상기 포장 피복 상태 정보에 대응하여 기 설정된 상기 토양 증발 계수(Ke) 데이터를 기초로 상기 토양 증발 계수(Ke)를 산출하고, 상기 포장 피복 상태 정보에 기초하여 상기 재배지 전체가 비닐로 피복된 것으로 판단되는 경우, 상기 토양 증발 계수(Ke)를 0으로 산출할 수 있다.
도 4의 결정 단계(14S)에 대하여 설명한다.
결정 단계(14S)에서, 상기 관수 결정부(140)는, 상기 수분 보유량에서 상기 수분 사용량을 빼서 상기 수분 필요량을 산출할 수 있다. 결정 단계(14S)에서, 상기 수분 보유량 산출부(130)는, 기상 예보 정보를 획득하고, 상기 기상 예보 정보 및 상기 토양 정보에 기초하여, 시기별 예상 수분 보유량을 산출하고, 상기 수분 사용량 산출부(120)는, 상기 기상 예보 정보를 획득하고, 상기 기상 예보 정보, 상기 작물 계수 및 상기 토양 정보에 기초하여 시기별 예상 수분 사용량을 산출하고, 관수 결정부(140)는, 상기 시기별 예상 수분 보유량 및 상기 시기별 예상 수분 사용량에 기초하여 시기별 예상 수분 필요량을 산출할 수 있다.
도 4의 결정 단계(15S)에 대하여 설명한다.
결정 단계(15S)에서, 상기 관수 결정부(140)는, 상기 수분 필요량에 기초하여 관수 시점 및 관수량을 산출할 수 있다. 상기 결정 단계(15S)에서, 상기 관수 결정부(140)는, 상기 수분 필요량이 양수인 경우, 상기 관수 시점을 현재로 판단하고, 상기 수분 필요량을 상기 관수량으로 판단하고, 상기 수분 필요량이 음수인 경우, 상기 수분 필요량이 양수가 되는 시점을 산출하여 상기 관수 시점으로 판단할 수 있다. 결정 단계(15S)에서, 관수 결정부(140)는, 시기별 예상 수분 필요량에 기초하여, 예상 관수 시점 및 예상 관수량을 결정할 수 있다.
결정 단계(15S) 이후, 관수 결정부(140)는, 결정된 관수 시점 및 관수량에 기초하여 관수가 수행될 수 있도록, 관수 수행부(150)에 관수 시점 및 관수량에 대한 정보를 전송하거나, 관수 수행부(150)를 제어할 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 프로세서 또는 제어부를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
100 : 관수 결정 장치
110 : 작물 계수 산출부
120 : 수분 사용량 산출부
130 : 수분 보유량 산출부
140 : 관수 결정부
150 : 관수 수행부

Claims (23)

  1. 작물의 정식일, 생육을 위한 고유의 기본온도, 생육도일에 대응하는 생육단계, 및 생육단계 별 작물계수에 대한 정보를 포함하는 작물에 대한 정보 및, 재배지의 기온 정보에 기초하여 상기 작물의 작물 계수를 산출하는 작물 계수 산출부;
    상기 재배지의 토양의 물리성, 포장 피복 상태에 대한 정보를 포함하는 토양 정보 및, 상기 재배지에 대한 강우량 및 관수량 정보를 포함하는 물공급량 정보에 기초하여 수분 보유량을 산출하는 수분 보유량 산출부;
    상기 작물 계수, 상기 토양 정보 및, 상기 재배지의 온도, 습도, 일사량, 및 풍속에 대한 정보를 포함하는 기상 정보에 기초하여 수분 사용량을 산출하는 수분 사용량 산출부; 및
    상기 수분 보유량 및 상기 수분 사용량을 기초로 산출된 수분 필요량에 기초하여 관수 여부를 결정하는 관수 결정부를 포함하고,
    상기 작물 계수 산출부는,
    상기 작물의 정식일 및 생육을 위한 고유의 기본온도에 대한 정보와 상기 재배지의 기온 정보에 기초하여 상기 작물의 생육도일을 산출하되, 생육을 위한 고유의 기본온도에 대한 정보와 상기 재배지의 시간대별 기온 정보에 기초하여 시간대별로 기온과 기본온도의 차이 값을 산출하고, 산출된 시간대별 차이 값의 일평균 값을 상기 작물의 생육도일로서 산출하고,
    상기 작물의 생육도일에 대응하는 생육단계에 대한 정보와 상기 산출된 생육도일에 기초하여, 상기 작물의 생육단계를 판단하고, 상기 작물의 생육단계 별 작물 계수에 대한 정보와 상기 판단된 생육단계에 기초하여 상기 작물의 작물 계수를 산출하고,
    상기 수분 보유량 산출부는,
    상기 재배지 토양의 물리성 정보에 기초하여 상기 재배지 토양의 포장용수량을 산출하고, 상기 포장용수량, 상기 포장 피복 상태 정보, 및 상기 강우량 및 관수량 정보에 기초하여, 상기 수분 보유량을 산출하고,
    상기 수분 사용량 산출부는,
    상기 작물 계수 및 상기 기상 정보에 Penman-montieth 방정식을 적용하여 상기 작물의 실증발산량을 산출하고, 상기 포장 피복 상태 정보 및 상기 기상 정보에 기초하여 상기 재배지의 증발량을 산출하고, 상기 작물의 실증발산량과 상기 재배지의 증발량을 합산하여 상기 수분 사용량을 산출하는 것인, 관수 결정 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 작물 계수는,
    Penman-Monteith 방정식에 적용되는 기본 작물 계수(basal crop coefficient, Kcb)인 관수 결정 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수분 보유량 산출부는,
    상기 재배지 토양의 물리성에 대응하여 기 설정된 포장용수량 데이터에 기초하여, 상기 포장용수량을 산출하고,
    상기 포장 피복 상태 정보 및 상기 강우량 및 관수량 정보에 기초하여 상기 재배지에 대한 물공급량을 산출하고,
    상기 포장용수량이 상기 산출된 물공급량보다 큰 경우, 상기 물공급량을 상기 수분 보유량으로 산출하고,
    상기 포장용수량이 상기 산출된 물공급량보다 작은 경우 상기 포장용수량을 상기 수분 보유량으로 산출하는 관수 결정 장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 수분 사용량 산출부는,
    상기 재배지의 기상 정보를 Penman-montieth 방정식에 적용하여, 잠재증발산량(ETo)을 산출하고,
    상기 잠재증발산량(ETo)에 상기 작물의 기본 작물 계수(Kcb)를 곱하여 상기 작물의 실증발산량을 산출하고,
    상기 포장 피복 상태 정보에 기초하여 토양 증발 계수(soil evaporation coefficient, Ke)를 산출하고,
    상기 잠재증발산량(ETo)에 상기 토양 증발 계수(Ke)를 곱하여 상기 재배지의 증발량을 산출하는 관수 결정 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 포장 피복 상태 정보는, 상기 포장의 재질 및 상기 재배지 상에서 피복된 영역의 넓이 및 형태에 대한 정보를 포함하고,
    상기 수분 사용량 산출부는,
    상기 포장 피복 상태 정보에 대응하여 기 설정된 상기 토양 증발 계수(Ke) 데이터를 기초로 상기 토양 증발 계수(Ke)를 산출하고,
    상기 포장 피복 상태 정보에 기초하여 상기 재배지 전체가 비닐로 피복된 것으로 판단되는 경우, 상기 토양 증발 계수(Ke)를 0으로 산출하는 관수 결정 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 관수 결정부는,
    상기 수분 보유량에서 상기 수분 사용량을 빼서 상기 수분 필요량을 산출하고,
    상기 수분 필요량에 기초하여 관수 시점 및 관수량을 산출하는 관수 결정 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 관수 결정부는,
    상기 수분 필요량이 양수인 경우, 상기 관수 시점을 현재로 판단하고, 상기 수분 필요량을 상기 관수량으로 판단하고,
    상기 수분 필요량이 음수인 경우, 상기 수분 필요량이 양수가 되는 시점을 산출하여 상기 관수 시점으로 판단하는 관수 결정 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 수분 보유량 산출부는,
    기상 예보 정보를 획득하고, 상기 기상 예보 정보 및 상기 토양 정보에 기초하여, 시기별 예상 수분 보유량을 산출하고,
    상기 수분 사용량 산출부는,
    상기 기상 예보 정보를 획득하고, 상기 기상 예보 정보, 상기 작물 계수 및 상기 토양 정보에 기초하여 시기별 예상 수분 사용량을 산출하고,
    상기 관수 결정부는,
    상기 시기별 예상 수분 보유량 및 상기 시기별 예상 수분 사용량에 기초하여 상기 수분 필요량이 양수가 되는 시점을 산출하는 관수 결정 장치.
  13. 작물 계수 산출부가, 작물의 정식일, 생육을 위한 고유의 기본온도, 생육도일에 대응하는 생육단계 및 생육단계 별 작물계수에 대한 정보를 포함하는 작물에 대한 정보 및, 재배지의 기온 정보에 기초하여 상기 작물의 작물 계수를 산출하는 제1 산출 단계;
    수분 보유량 산출부가, 상기 재배지의 토양의 물리성 및 포장 피복 상태에 대한 정보를 포함하는 토양 정보 및, 상기 재배지에 대한 강우량 및 관수량 정보를 포함하는 물공급량 정보에 기초하여 수분 보유량을 산출하는 제2 산출 단계;
    수분 사용량 산출부가, 상기 작물 계수, 상기 토양 정보 및, 상기 재배지의 온도, 습도, 일사량, 및 풍속에 대한 정보를 포함하는 기상 정보에 기초하여 수분 사용량을 산출하는 제3 산출 단계; 및
    관수 결정부가, 상기 수분 보유량 및 상기 수분 사용량을 기초로 산출된 수분 필요량에 기초하여 관수 여부를 결정하는 결정 단계를 포함하고,
    상기 제1 산출 단계는,
    상기 작물의 정식일 및 생육을 위한 고유의 기본온도에 대한 정보와 상기 재배지의 기온 정보에 기초하여 상기 작물의 생육도일을 산출하되, 생육을 위한 고유의 기본온도에 대한 정보와 상기 재배지의 시간대별 기온 정보에 기초하여 시간대별로 기온과 기본온도의 차이 값을 산출하고, 산출된 시간대별 차이 값의 일평균 값을 상기 작물의 생육도일로서 산출하는 산출 단계;
    상기 작물의 생육도일에 대응하는 생육단계에 대한 정보와 상기 산출된 생육도일에 기초하여, 상기 작물의 생육단계를 판단하는 단계; 및
    상기 작물의 생육단계 별 작물 계수에 대한 정보와 상기 판단된 생육단계에 기초하여 상기 작물의 작물 계수를 산출하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 산출 단계는,
    상기 재배지 토양의 물리성 정보에 기초하여 상기 재배지 토양의 포장용수량을 산출하는 단계; 및
    상기 포장용수량, 상기 포장 피복 상태 정보, 및 상기 강우량 및 관수량 정보에 기초하여, 상기 수분 보유량을 산출하는 단계를 포함하고,
    상기 제3 산출 단계는,
    상기 작물 계수 및 상기 기상 정보에 Penman-montieth 방정식을 적용하여 상기 작물의 실증발산량을 산출하는 단계;
    상기 포장 피복 상태 정보 및 상기 기상 정보에 기초하여 상기 재배지의 증발량을 산출하는 단계; 및
    상기 작물의 실증발산량과 상기 재배지의 증발량을 합산하여 상기 수분 사용량을 산출하는 단계
    를 포함하는 관수 결정 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 작물에 대한 정보는,
    상기 작물의 정식일, 생육을 위한 고유의 기본온도, 생육도일에 대응하는 생육단계, 및 생육단계 별 작물계수에 대한 정보를 포함하고,
    상기 산출 단계에서,
    상기 작물 계수 산출부는,
    상기 작물의 정식일 및 생육을 위한 고유의 기본온도에 대한 정보와 상기 재배지의 기온 정보에 기초하여 상기 작물의 생육도일을 산출하고,
    상기 작물의 생육도일에 대응하는 생육단계에 대한 정보와 상기 산출된 생육도일에 기초하여, 상기 작물의 생육단계를 판단하고,
    상기 작물의 생육단계 별 작물 계수에 대한 정보와 상기 판단된 생육단계에 기초하여 상기 작물의 작물 계수를 산출하는 관수 결정 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제13항에 있어서,
    상기 산출 단계에서,
    상기 수분 보유량 산출부는,
    상기 재배지 토양의 물리성에 대응하여 기 설정된 포장용수량 데이터에 기초하여, 상기 포장용수량을 산출하고,
    상기 포장 피복 상태 정보 및 상기 강우량 및 관수량 정보에 기초하여 상기 재배지에 대한 물공급량을 산출하고,
    상기 포장용수량이 상기 산출된 물공급량보다 큰 경우, 상기 물공급량을 상기 수분 보유량으로 산출하고,
    상기 포장용수량이 상기 산출된 물공급량보다 작은 경우 상기 포장용수량을 상기 수분 보유량으로 산출하는 관수 결정 방법.
  18. 삭제
  19. 제13항에 있어서,
    상기 제3 산출 단계에서,
    상기 수분 사용량 산출부는,
    상기 재배지의 기상 정보를 Penman-montieth 방정식에 적용하여, 잠재증발산량(ETo)을 산출하고,
    상기 잠재증발산량(ETo)에 상기 작물의 기본 작물 계수(Kcb)를 곱하여 상기 작물의 실증발산량을 산출하고,
    상기 포장 피복 상태 정보에 기초하여 토양 증발 계수(soil evaporation coefficient, Ke)를 산출하고,
    상기 잠재증발산량(ETo)에 상기 토양 증발 계수(Ke)를 곱하여 상기 재배지의 증발량을 산출하는 관수 결정 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 포장 피복 상태 정보는, 상기 포장의 재질 및 상기 재배지 상에서 피복된 영역의 넓이 및 형태에 대한 정보를 포함하고,
    상기 제3 산출 단계에서,
    상기 수분 사용량 산출부는,
    상기 포장 피복 상태 정보에 대응하여 기 설정된 상기 토양 증발 계수(Ke) 데이터를 기초로 상기 토양 증발 계수(Ke)를 산출하고,
    상기 포장 피복 상태 정보에 기초하여 상기 재배지 전체가 비닐로 피복된 것으로 판단되는 경우, 상기 토양 증발 계수(Ke)를 0으로 산출하는 관수 결정 방법.
  21. 제13항에 있어서,
    상기 결정 단계에서,
    상기 관수 결정부는,
    상기 수분 보유량에서 상기 수분 사용량을 빼서 상기 수분 필요량을 산출하고,
    상기 수분 필요량에 기초하여 관수 시점 및 관수량을 산출하는 관수 결정 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 결정 단계에서,
    상기 관수 결정부는,
    상기 수분 필요량이 양수인 경우, 상기 관수 시점을 현재로 판단하고, 상기 수분 필요량을 상기 관수량으로 판단하고,
    상기 수분 필요량이 음수인 경우, 상기 수분 필요량이 양수가 되는 시점을 산출하여 상기 관수 시점으로 판단하는 관수 결정 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 결정 단계에서,
    상기 수분 보유량 산출부는,
    기상 예보 정보를 획득하고, 상기 기상 예보 정보 및 상기 토양 정보에 기초하여, 시기별 예상 수분 보유량을 산출하고,
    상기 수분 사용량 산출부는,
    상기 기상 예보 정보를 획득하고, 상기 기상 예보 정보, 상기 작물 계수 및 상기 토양 정보에 기초하여 시기별 예상 수분 사용량을 산출하고,
    상기 관수 결정부는,
    상기 시기별 예상 수분 보유량 및 상기 시기별 예상 수분 사용량에 기초하여 상기 수분 필요량이 양수가 되는 시점을 산출하는 관수 결정 방법.
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