KR20190027223A - System and method for ecological environment research - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 생태환경 연구 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다양한 기후를 조성하여 식물의 생태환경을 연구하기 위한 생태환경 연구 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ecological environment research system and method thereof, and more particularly, to an ecological environment research system and method for studying ecological environment of plants by creating various climates.
산업과 경제가 발달하면서 대량생산과 대량소비가 확대되고 자원의 소비가 증가하면서 전 지구적 차원의 환경문제는 매우 복잡하고 다양한 형태로 나타나고 있다. With the development of industry and economy, mass production, mass consumption, and consumption of resources have increased, and global environmental problems are becoming more complex and diverse.
지구 온난화로 인한 이상 기후의 변화, 가뭄, 홍수, 사막화 및 생물 종 감소 등으로 나타나는 전 지구적 차원의 환경문제는 인류를 위협하고 지구 환경의 파괴를 가속화하고 있다. 이는 한 국가의 노력을 해결할 수 있는 것이 아니며 전 세계의 국가 모두의 공동노력으로 해결해야 할 문제로 인식되고 있다.Global environmental problems, such as extreme climate changes due to global warming, droughts, floods, desertification, and declines in species, are threatening humanity and accelerating the destruction of the global environment. It is not a solution to the efforts of a nation and it is recognized as a problem to be solved by the joint efforts of all countries of the world.
최근의 기상통계로 볼 때 이미 국내에도 기후변화가 나타나고 있으며 그로 인한 강수와 온도의 변화는 식물의 생태환경에 영향을 미치는 주요 인자이므로 이상기후의 변화에 따른 식물의 생태변화에 대한 연구와 노력이 필요하다.Recent climate statistics show that climate change is already occurring in Korea and that the changes in precipitation and temperature are the main factors affecting the ecological environment of the plant. Therefore, need.
한편, 종래 기후변화에 대한 생태환경의 반응 연구로는 전국 각지에 기후변화를 측정할 수 있는 관측소를 설치하여 지역 별 강수와 온도 변화에 따른 생태환경을 연구하는 방법이 존재한다.Meanwhile, there is a method of studying ecological environment according to regional precipitation and temperature change by installing observation stations capable of measuring climate change throughout the country as a reaction research of ecological environment to conventional climate change.
그러나, 이러한 종래의 생태환경 연구방법으로는 지역별 생태환경을 연구할 수 있지만, 가뭄, 사막화, 홍수 등의 기후대별 실험환경이 마련되지 않아 종합적인 환경문제를 연구하는데 한계가 있는 문제점이 있다.However, such a conventional ecological environment research method can study ecological environment by region, but there is a problem that there is a limit to study a comprehensive environmental problem since an experimental environment for climatic zones such as drought, desertification and flood is not provided.
또한, 각지에 분산되어 있는 환경관측장비의 유지보수 및 관리가 어렵고 연구원들이 직접 전국의 각지를 방문하여 식물 등의 생태정보를 수집해야 하므로 인력 및 연구활동에 제약이 있는 문제점이 있다. In addition, it is difficult to maintain and manage environmental observation equipment dispersed in various places, and researchers must visit various places in the whole country directly to collect ecological information of plants and the like.
따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해서는 다양한 기후 별 생태환경을 조성하여 기후 별 생태환경을 종합적으로 연구할 수 있는 개선방안이 절실히 요구된다.Therefore, in order to solve these problems, there is a desperate need to improve the ecological environment of various climates and to study ecological environment by climate.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.The matters described in the background section are intended to enhance the understanding of the background of the invention and may include matters not previously known to those skilled in the art.
본 발명의 실시 예는 강우처리시설을 통해 강수유입량이 차등 조절되는 다양한 기후영역을 조성하고, 센서를 통해 기후영역별 토양의 수분 유지력과 온도에 따른 생태환경 및 식물의 생장상태를 모니터링하여 식물의 종과 종별 개체에 미치는 영향을 종합적으로 평가할 수 있는 생태환경 연구 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.In the embodiment of the present invention, various climatic regions in which precipitation inflows are controlled differentially by rainfall treatment facilities are created, and the sensor for monitoring the ecological environment and the plant growth state according to the water retention ability of the soil, And to provide an ecological environment research system and method that can comprehensively evaluate the effects on species and species.
본 발명의 일 측면에 따르면, 생태환경 연구 시스템은, 식물이 식재된 대지를 복수의 기후영역으로 분할하고, 상기 기후영역별 지붕판넬의 개폐면적을 다르게 적용하여 자연강우의 유입을 단계별로 차단하거나 저장된 우수(雨水)를 기반으로 추가관수를 공급하는 기후조성시설물; 상기 기후영역별로 설치되어 조성된 영역 별 기상정보를 관측하는 기상 관측부; 상기 기후영역별로 설치되어 조성된 기후 별 식물과 토양의 환경정보를 측정하는 환경 센서부; 및 상기 기후조성시설물을 운용하고, 상기 기상정보와 환경정보를 수집하여 상기 기후영역별 강우량 및 대기환경에 따른 토양과 식물의 생태변화를 종합적으로 분석하는 서버를 포함한다.According to an aspect of the present invention, an ecological environment research system includes a step of dividing a plant-cultivated land into a plurality of climatic regions, applying different opening and closing areas of the roof panels to the climatic regions, Climatic facilities to provide additional irrigation based on stored stormwater; A meteorological observer for observing meteorological information of each region provided for each of the climatic regions; An environment sensor unit for measuring environmental information of plants and soil by climate established and installed for each climate region; And a server for operating the climatic facilities and collecting the weather information and the environmental information to comprehensively analyze ecological changes of the soil and the plant according to the rainfall amount and the atmospheric environment for each climatic region.
또한, 상기 생태환경 연구 시스템은, 상기 기상 관측부 및 환경 센서부와 무선통신으로 연결되어 각각 측정된 상기 기상정보와 환경정보를 서버로 전송하는 게이트웨이를 더 포함할 수 있다.The ecological environment research system may further include a gateway connected to the weather observing unit and the environmental sensor unit through wireless communication and transmitting the measured weather information and environment information to the server.
또한, 상기 기후영역은, 상기 자연강우의 조절여부와 그 조절량에 따른 약한가뭄영역, 극심한가뭄영역, 당년강우영역, 평년강우영역 및 홍수강우영역 중 적어도 둘 이상을 포함하여 한 장소에 조성될 수 있다.In addition, the climate region may be formed in one place including at least two of the rainfall region, the heavy rainfall region, the normal rainfall region, and the flood rainfall region depending on whether the natural rainfall is controlled or not, and the weak drought region, extreme drought region, have.
또한, 상기 기후조성시설물은, 상기 대지에 일정간격을 두고 수직으로 설치되는 기둥; 높이가 다른 복수의 기둥에 걸쳐 경사지게 설치되는 빼대구조를 갖는 지붕 트러스; 상기 지붕 트러스 상에 조립되며, 상기 기후영역별 개폐면적이 다르게 적용되어 상기 자연강우의 유입량을 차등 조절하는 지붕판넬; 상기 지붕판넬에 의해 차단된 상기 자연강우를 집하하는 빗물받이; 상기 빗물받이를 통해 유입되는 자연강우를 저장하는 우수저장탱크; 상기 우수를 평년강우영역 및 홍수강우영역 중 적어도 하나에 설치된 스프링클러를 통해 상기 추가관수로 공급하는 우수공급기; 상기 기후영역별 경계의 토양에 일정 깊이 삽입되어 수분의 유동을 차단하는 빗물유입방지막; 및 상기 기후조성시설물의 상부나 측부에 그물형태로 설치되는 차양막을 포함할 수 있다.The climatic facility may include: a column vertically installed at a predetermined interval on the ground; A roof truss having a slanting structure provided so as to slope over a plurality of columns of different heights; A roof panel assembled on the roof truss to differentially adjust an inflow amount of the natural rainfall by applying different opening and closing areas to the climatic zones; A rainwater collector for collecting the natural rainfall that is blocked by the roof panel; An excellent storage tank for storing natural rainfall flowing through the rainwater receiver; An excellent feeder for feeding the rainwater to the additional irrigation water through a sprinkler installed in at least one of a normal rainfall area and a flood rainfall area; A rainwater inflow prevention layer interposed at a predetermined depth in the soil at the boundary of each climate zone to block the flow of water; And an ornamental shield installed on the top or side of the climate facility.
또한, 상기 지붕판넬은, 일정면적을 갖는 투명소재로 소정 간격으로 이격 배치하되, 상기 약한가뭄영역의 제1 배치간격에 비해 상기 극심한가뭄영역의 제2 배치간격이 좁게 배치될 수 있다.In addition, the roof panels may be spaced apart from each other by a predetermined distance by a transparent material having a predetermined area, and the second arrangement interval of the extreme drought area may be narrower than the first arrangement interval of the weak drought area.
또한, 상기 지붕판넬은, 상면의 양측 가장자리에 길이방향으로 연장된 돌기가 형성될 수 있다.The roof panel may have protrusions extending in the longitudinal direction on both side edges of the upper surface.
또한, 상기 지붕판넬은, 일정면적을 갖는 투명소재로 소정 간격으로 개구를 형성하되, 상기 약한가뭄영역에 설치되는 제1 지붕판넬은 상기 개구가 제1 간격으로 형성되고, 상기 극심한가뭄영역에 설치되는 제2 지붕판넬은 상기 제1 간격보다 넓은 제2 간격으로 복수의 개구가 형성될 수 있다.Also, the roof panel may be formed by a transparent material having a predetermined area and having openings formed at predetermined intervals, wherein the first roof panel installed in the weak drought region is formed with the opening at a first interval, A plurality of openings may be formed in the second roof panel at a second interval larger than the first interval.
또한, 상기 기후영역 중에서 약한가뭄영역과 극심한가뭄영역은 각각 복수 영역으로 구성되어 서로 대각선 구조로 될 수 있다.In addition, the weak drought region and the extreme drought region in the climatic region may be composed of a plurality of regions and may have a diagonal structure with each other.
또한, 상기 우수저장탱크는, 우수의 수위가 일정높이를 초과하면 인가되는 제어신호에 따라 배수로에 연결된 우수배출배관의 밸브를 개방하여 상기 우수를 우회경로로 배출할 수 있다.The stormwater storage tank may discharge the stormwater to the detour path by opening a valve of the storm drain pipe connected to the drain pipe in accordance with a control signal applied when the stormwater level exceeds a predetermined height.
또한, 상기 우수저장탱크는, 보일러나 히터의 보온설비를 포함할 수 있다.In addition, the excellent storage tank may include a boiler or a heater.
또한, 상기 우수공급기는, 상기 우수저장탱크의 우수공급배관을 통해 제공되는 우수를 평년강우영역 또는 홍수강우영역에 설치된 스프링클러를 통해 추가관수로 공급하여 해당 기후조건에 맞는 강우량을 조절할 수 있다.In addition, the stormwater supply device may supply rainwater supplied through the stormwater supply pipe of the stormwater storage tank to the irrigation water through a sprinkler installed in a normal rainfall area or a flood rainfall area to adjust the rainfall amount corresponding to the climatic condition.
또한, 상기 서버는, 상기 기후영역별 기상정보와 환경정보를 수집하는 통신부; 상기 기후영역별 기상정보와 환경정보를 매칭하여 데이터베이스에 저장하는 정보 분석부; 상기 기후영역별 이미지센서에서 수집된 영상을 처리 하여 기후영역별 영상에서의 잎, 줄기, 꽃, 열매 및 토양 중 적어도 하나의 면적을 산출하는 영상 처리부; 강우정보와 환경정보에 기초한 기후영역별 대기환경과 토양의 특성변화가 식물종별 생장에 미치는 영향을 상기 영상 처리를 통해 분석된 정보로 파악하여 상기 기후영역의 식물종별 적응능력을 평가하는 제어부를 포함할 수 있다.The server may further include: a communication unit for collecting weather information and environment information for each climatic region; An information analyzer for matching weather information and environmental information for each climatic region and storing the weather information in a database; An image processing unit for processing an image collected by the image sensor for each climatic region to calculate an area of at least one of leaves, stems, flowers, fruits, and soil in an image for each climatic region; And a controller for evaluating the plant species adaptability of the climatic region by analyzing the influence of changes in the characteristics of the atmospheric environment and soil on the basis of the rainfall information and the environmental information on the plant species growth as information analyzed through the image processing can do.
또한, 상기 정보 분석부는, 상기 약한가뭄영역 및 극심한가뭄영역이 각각 복수로 구성된 대각선 위치에서 수집된 기상정보와 환경정보를 취합한 평균을 구하여 저장할 수 있다.Also, the information analyzing unit may obtain and store an average of the weather information and environmental information collected at the diagonal positions of the weak drought region and the extreme drought region, respectively.
또한, 상기 제어부는, 상기 영상 처리를 통해 현재 분석된 기후영역별 식물의 생장상태 분석정보를 과거에 수집 처리된 영상의 분석정보와 비교하여 기후영역별 식물의 생장상태의 변동정보를 파악할 수 있다.In addition, the control unit compares information on the growth state of plants currently analyzed by the image processing to the analysis information of the image collected in the past, and obtains information on the variation of the growth state of the plant in each climatic region .
또한, 상기 제어부는, 상기 기후영역별 식물의 종별 생장상태 분석정보를 입력데이터로 인공신경망을 통해 학습하여 상기 기후영역별 식물 종별 생장모델을 생성하고 이를 축적하여 빅데이터를 구축할 수 있다.In addition, the control unit may learn plant type growth state analysis information for each climatic region by using the artificial neural network as input data to generate the plant type growth model for each climatic region, and accumulate and build big data.
한편, 본 발명의 다른 일 측면에 따른, 식물이 식재된 대지를 복수의 기후영역으로 분할하고, 상기 기후영역별 지붕판넬의 개폐면적을 다르게 적용하여 자연강우의 유입을 단계별로 차단하거나 저장된 우수(雨水)를 기반으로 추가관수를 공급하는 기후조성시설물을 활용한 생태환경 연구 방법은, a) 강우가 시작되면 상기 기후조성시설물에 조성된 기후영역별로 강우 유입량을 조절하는 단계; b) 강우가 종료되면 상기 기후영역별로 수집된 기상정보와 환경정보를 매칭하여 기후영역별 토양의 강우조절 능력 및 토양의 특성 변화를 분석하는 단계; c) 상기 기후영역별 이미지센서에서 수집된 영상처리를 통해 상기 기후영역별 식물의 생장상태를 모니터링 하는 단계; 및 d) 상기 영상처리를 통한 현재 분석정보를 과거 분석정보와 비교하여 기후영역별 강우량 및 대기환경에 따른 토양과 식물의 생태변화를 종합적으로 분석하는 단계를 포함한다.Meanwhile, according to another aspect of the present invention, the plant-planted ground is divided into a plurality of climatic regions, and the opening / closing area of the roof panel for each climatic region is differently applied, Rainwater), the method comprises the steps of: a) controlling the amount of rainfall inflow for each climatic zone of the climate facility when the rain starts; b) analyzing the rainfall control capability of the soil and the characteristics of the soil by matching the weather information and the environmental information collected for each climatic region when the rainfall is finished; c) monitoring the growth state of the plant in each climatic region through image processing collected by the image sensor for each climatic region; And d) comparing the current analysis information through the image processing with past analysis information to collectively analyze ecological changes of the soil and the plant according to the rainfall amount and the atmospheric environment of each climate region.
또한, 상기 a) 단계는, 우수공급기를 작동하여 우수저장탱크에 저장된 우수를 스프링클러를 통해 평년강우영역 및 홍수강우영역 중 적어도 하나의 추가관수로 공급하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step a) may include supplying the rainwater stored in the stor- age storage tank to at least one additional irrigation water through the sprinkler by operating the storm water supply device.
또한, 상기 a) 단계는, 상기 지붕판넬에 의해 차단된 상기 자연강우를 빗불받이에 집하하여 우수저장탱크에 저장하고 상기 우수저장탱크의 우수 수위가 일정높이를 초과하면, 우수배출배관의 밸브를 개방하여 저장된 상기 우수를 배수로를 통한 우회경로로 배출하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, in the step a), the natural rainfall blocked by the roof panel is collected in a rainwater catcher and stored in an excellent storage tank, and when the stormwater level of the stormwater storage tank exceeds a predetermined height, And discharging the stored stormwater to the detour path through the drainage channel.
또한, 상기 c) 단계는, 상기 기후영역별로 수집된 영상을 취합하여 하나의 전체영상을 생성하고 소방형구를 제외한 배경을 삭제하는 단계; 상기 전체영상을 개별 소방형구 영상으로 분할하고, 식물의 윤곽선 및 색상을 추출하여 상기 개별 소방형구 영상에서의 잎, 줄기, 꽃, 열매 및 토양 중 적어도 하나의 픽셀면적을 파악하는 단계; 및 상기 개별 소방형구에서 파악된 정보를 응용하여 상기 기후영역별 식물종 그룹 및 식물종별 개체의 생장상태를 분석하는 단계를 포함할 수 있다.The step c) may include collecting the images collected for each of the climatic regions to generate a whole image and deleting the background excluding the fire fighting gears; Dividing the entire image into individual firebox images, extracting contours and colors of the plants, and determining at least one pixel area of leaves, stems, flowers, fruits, and soil in the individual firebox screens; And analyzing the growth state of the plant species group and the plant species by climate zone by applying the information obtained from the individual firefighting apparatuses.
또한, 상기 d) 단계 이후에, 상기 기후영역별 강우량에 따른 토양 분석정보와 식물 생장상태의 분석정보를 인공신공망을 통해 학습하고 기후영역의 식물종별 생장모델을 생성하여 빅데이터를 구축하는 단계를 더 포함할 수 있다.After step d), the soil analysis information and the analysis information of the plant growth state according to the rainfall amount by the climatic region are learned through the artificial neural network, and the plant type growth model of the climatic region is created to construct the big data As shown in FIG.
본 발명의 실시 예에 따르면, 동일한 대기환경과 토양환경의 한 장소에 약한가뭄영역, 극심한가뭄영역, 당년강우영역, 평년강우영역 및 홍수강우영역을 조성하고 차등된 강우유입에 따른 토양의 특성 및 식물의 생장상태를 모니터링함으로써 가뭄, 사막화, 홍수 등의 기후대별 종합적인 환경문제를 연구할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, a weak drought area, an extreme drought area, an annual rainfall area, a normal rainfall area and a flood rainfall area are formed in one place of the same atmospheric environment and soil environment, By monitoring the growth of plants, we can study comprehensive environmental problems of climatic zones such as drought, desertification and flood.
또한, 한 장소에 다양한 기후영역을 형성함으로써 유지보수 및 관리가 용이하며 식물의 생태정보를 수집을 위한 인력투입의 감소 및 연구활동이 용이한 효과가 있다.In addition, it is easy to maintain and manage by forming various climatic zones in one place, and it is easy to reduce manpower input and research activities to collect ecological information of plants.
나아가, 기후영역별 식물의 생태환경 및 식물종별 생장상태 모델을 축적하여 이를 기반으로 가뭄이나 홍수가 잦은 지역 별 산림 조성, 가로수 조성, 멸종위기종 및 취약종 관리방안 모색, 공원 조성 및 스마트팜의 식물 식재 및 관리를 위한 의사결정 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다.Furthermore, it is expected to accumulate the ecological environment and plant species growth condition model of each plant in the climatic region, and based on this, it will be possible to develop forests for various areas such as drought and floods, to construct road trees, to search for management methods for endangered species and vulnerable species, It is possible to provide decision information for plant material and management.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 식물의 생태환경 연구 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기후조성시설물의 구성을 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 기후조성시설물의 구성을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 지붕판넬의 단면 구조를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 우수저장탱크와 추가관수 공급을 위한 우수공급기의 연결구성을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 기후영역별 소방형구 및 측정장비의 배치구조를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 서버의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 기후영역별 영상처리과정을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 기후조성시설물을 활용한 식물의 생태환경 연구 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기후조성시설물의 지붕판넬구조를 개략적으로 나타낸 측면도이다.1 schematically shows the configuration of a system for studying ecological environment of plants according to an embodiment of the present invention.
2 is a side view schematically showing a configuration of a climate control facility according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view schematically showing a configuration of a climate control facility according to an embodiment of the present invention.
4 shows a sectional structure of a roof panel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view schematically showing a connection structure between an excellent storage tank according to an embodiment of the present invention and an excellent feeder for supplying additional irrigation water.
FIG. 6 shows the arrangement of fire fighting equipment and measuring equipment according to the embodiment of the present invention.
7 is a block diagram schematically showing a configuration of a server according to an embodiment of the present invention.
8 illustrates an image processing process for each climatic region according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart schematically illustrating a method of studying ecological environment of a plant utilizing a climate facility according to an embodiment of the present invention.
10 is a side view schematically showing a roof panel structure of a climate control facility according to another embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise. Also, the terms " part, "" module," and " module ", etc. in the specification mean a unit for processing at least one function or operation and may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software have.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 식물의 생태환경 연구 시스템 및 그 방법에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a system and method for studying ecological environment of a plant according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 식물의 생태환경 연구 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.1 schematically shows the configuration of a system for studying ecological environment of plants according to an embodiment of the present invention.
첨부된 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 생태환경 연구 시스템은 기후조성시설물(100), 기상 관측부(200), 환경 센서부(300), 게이트웨이(400) 및 서버(500)를 포함한다. 1, an ecological environment research system according to an embodiment of the present invention includes a
기후조성시설물(100)은 전 지구적 기후변화에 따른 식물의 생육환경을 조성하기 위한 시설로 기후영역별 강우변화를 형성하기 위해 자연강우의 유입을 단계별로 차단하거나 저장된 우수(雨水)를 기반으로 추가관수를 공급한다. The climate facility (100) is a facility for promoting the growth environment of plants due to global climate change. It is used to block the flow of natural rainfall step by step or to store rainwater based on stored rainfall Provide additional watering.
즉, 기후조성시설물(100)은 식물이 식재된 실외의 대지를 복수 기후영역으로 분할하고, 다양한 기후조성을 위해 자연강우의 유입을 부분적으로 제한하거나 추가 공급하는 시설물로써 기후영역별(C1 ~ C5) 조건에 맞는 강우의 유입을 조절할 수 있다.That is, the
상기 기후영역은 강우 조절여부 및 조절량에 따라 약한가뭄영역(C1), 극심한가뭄영역(C2), 당년강우영역(C3), 평년강우영역(C4) 및 홍수강우영역(C5)을 포함하여 한 장소에 조성된다.The climate region is divided into one region including a weak drought region C1, an extreme drought region C2, a year rainfall region C3, a normal rainfall region C4, and a flood rainfall region C5 depending on whether rainfall is controlled or adjusted. .
여기서, 약한가뭄영역(C1)은 자연강우의 유입이 약하게 제한된 영역이고, 극심한가뭄영역(C2)은 상기 약한가뭄영역(C1)에 비해 자연강우의 유입이 강하게 제한된 영역을 의미한다.Herein, the weak drought region C1 is a region in which the inflow of natural rainfall is weakly limited, and the extreme drought region C2 is a region where the inflow of natural rainfall is strongly restricted in comparison with the weak drought region C1.
또한, 당년강우영역(C3)은 강우의 제한 및 추가 시설이 필요 없는 당년의 강우영역을 의미하고, 평년강우영역(C4)은 추가관수로 강우의 빈도를 조절하여 일정기간 동안 통계된 평년강우량을 조성하는 영역이며, 홍수강우영역(C5)은 자연강우에 추가관수를 더해 강우의 빈도와 강도를 높임으로써 홍수를 조성하는 영역을 의미한다. In addition, the rainfall area (C3) of the year means the rainfall area of the year which does not require any additional facilities and the rainfall area, and the normal rainfall area (C4) And the flood rainfall area (C5) refers to the area where flood is generated by increasing the frequency and intensity of rainfall by adding additional irrigation water to natural rainfall.
위 설명에서 당년강우영역(C3)은 대조구라 명명될 수 있고, 나머지 약한가뭄영역(C1), 극심한가뭄영역(C2), 평년강우영역(C4) 및 홍수강우영역(C5)은 처리구 또는 조사구라 명명될 수 있다.In the above description, the rainfall area (C3) can be named as the control zone and the remaining weak drought area (C1), extreme drought area (C2), normal rainfall area (C4) and flood rainfall area (C5) Can be named.
기상 관측부(200)는 상기 기후영역별로 설치되어 조성된 영역 별 기상정보를 관측한다.The
환경 센서부(300)는 상기 기후영역별로 설치되어 조성된 기후 별 식물과 토양의 환경정보를 측정한다.The
서버(500)는 기후영역별로 설치된 기상 관측부(200) 및 환경 센서부(300)로부터 상기 기후영역별 기상정보와 환경정보를 수집하여 강우의 빈도, 강우량 강도, 조도 및 온도변화 등의 대기환경에 따른 식물 및 토양의 생태계 변화를 종합적으로 분석한다.The
이하, 도 2 내지 도 6을 통해 기후조성시설물(100)에 대한 구체적인 설명을 하되, 각 도면에서 설명에 불필요한 부분은 생략한다.Hereinafter, the
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기후조성시설물의 구성을 개략적으로 나타낸 측면도이다.2 is a side view schematically showing a configuration of a climate control facility according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 기후조성시설물의 구성을 개략적으로 나타낸 평면도이다.3 is a plan view schematically showing a configuration of a climate control facility according to an embodiment of the present invention.
첨부된 도 2 및 도 3을 참조하면, 기후조성시설물(100)은 기둥(110), 지붕 트러스(roof truss, 120), 지붕판넬(130), 빗물받이(140), 우수저장탱크(150), 우수공급기(160), 빗물유입방지막(170) 및 차양막(180)을 포함하여 이루어진다.2 and 3, the
이를 통해, 기후조성시설물(100)은 식물이 식재된 대지를 복수의 기후영역으로 분할하고, 상기 기후영역별 지붕판넬(130)의 개폐면적을 다르게 적용하여 자연 강우의 유입량(즉, 강우량)을 차등 조절할 수 있다.The
기둥(110)은 대지에 매설된 콘크리트 상에 일정 간격을 두고 수직으로 설치된다.The
기둥(110)은 기후조성시설물(100)의 정면에서 볼 때 동일한 높이로 나란히 배치된다. 또한, 기둥(110)은 기후조성시설물(100)의 측면에서 볼 때 도 2와 같이 일 열은 길고 이웃하는 다른 일 열은 짧게 교대로 배치된다.The pillars (110) are arranged side by side at the same height when viewed from the front of the climate facility (100). In addition, the
지붕 트러스(120)는 도 2와 같이 높이가 다른 복수의 기둥(110)에 걸쳐 설치되며, 수직재, 수평재 및 경사재가 세모형태로 경사지게 설치되는 뼈대구조로서 조립되는 지붕판넬(130)을 지지한다. The
예컨대, 지붕 트러스(120)는 일 열로 배치된 기둥(110)의 상단을 수평으로 연결하여 기둥을 보강하는 상현재(121) 및 하현재(122)를 경사지게 연결하여 지붕판넬(130)을 받치는 서가래(123)를 포함할 수 있다. 이러한 지붕 트러스(120)는 녹에 강한 알루미늄이 재질로 구성될 수 있으며, 그 재질이 이에 한정되지는 않는다.For example, the
지붕판넬(130)은 일정 면적을 갖는 투명소재로 지붕 트러스(120) 위에 일정 배치간격(distance)을 두고 이격 조립되며, 각자 배치된 기후영역에 대해 빛은 투과하고 빗물은 차단하는 역할을 한다.The
예컨대, 도 3의 평면도를 살펴보면, 지붕판넬(130)의 배치간격은 약한가뭄영역(C1)의 제1 배치간격(d1)에 비해 극심한가뭄영역(C2)의 제2 배치간격(d2)이 좁게 형성되며, 각각 복수로 구성되는 두 가뭄영역(C1, C2)이 서로 대각선 구조로 배치된다.3, the arrangement interval of the
상기 약한가뭄영역(C1)의 지붕판넬(130)은 해당 지붕면적의 약40%를 피복하고, 상기 극심한가뭄영역(C2)의 지붕판넬(130)은 해당 지붕면적의 약80%를 피복할 수 있도록 각 배치간격(d1 > d2)을 다르게 설치할 수 있다. The
또한 이를 다른 방식으로 설명하면, 상기 기후영역별 지붕판넬(130)의 배치간격은 서로 다른 간격으로 차등 조정되어 약한가뭄영역(C1)은 해당영역 총강우량의 약60%가 유입되도록 설치되고, 극심한가뭄영역(C2)은 해당영역 총강우량의 약20%만 유입되도록 설치될 수 있다.In other words, the arrangement intervals of the
여기서, 각 기후영역별 지붕판넬(130)의 피복 면적이나 강우량 유입 값은 위 예시에 한정되지 않으며, 당년강우량에 따른 조립식 지붕판넬(130)의 배치간격 조절로 변경될 수 있다.Here, the coverage area of the
한편, 상기 도 3의 평면도와 같이, 약한가뭄영역(C1)과 극심한가뭄영역(C2)은 각각 복수로 구성되어 대각선 구조로 배치될 수 있다.Meanwhile, as shown in the plan view of FIG. 3, the weak drought region C1 and the extreme drought region C2 may be arranged in a diagonal structure.
이때, 약한가뭄영역(C1)과 극심한가뭄영역(C2)을 대각선으로 배치하는 이유는 가뭄재현을 위한 기후조성시설물(100)이 실외에 구축되는 특성상 강우량 이외에도 바람 및 조도 등의 다른 환경인자의 영향을 받을 수 있기 때문이며, 서로 다른 환경인자의 영향을 차단하기 위함이다. The reason for arranging the weak drought area (C1) and the extreme drought area (C2) diagonally is that the climate construction facility (100) for reproducing the drought is formed outdoors, and the influence of other environmental factors such as wind and illumination And to prevent the effects of different environmental factors.
가령, 단순하게 약한가뭄영역(C1)과 극심한가뭄영역(C2)을 나란히 배치하는 경우 바람이 부는 방향(풍속/풍량), 해가 뜨고 지는 방향 및 조도(일사량) 조건 등이 다르기 때문에 가뭄이 재현된 각 기후영역의 환경평가에 영향을 줄 수 있다. 그러므로, 약한가뭄영역(C1)과 극심한가뭄영역(C2)을 대각선 구조로 조성하고 각 기후영역에서 측정된 환경정보를 취합한 평균을 구함으로써 측정된 환경정보를 평준화 할 수 있는 이점이 있다.For example, when a simple drought area (C1) and an extreme drought area (C2) are arranged side by side, drought is reproduced because the wind direction (wind speed / wind volume) Which can affect the environmental assessment of each climate zone. Therefore, there is an advantage that the measured environmental information can be leveled by constructing the weak drought region (C1) and the extreme drought region (C2) as diagonal structures and obtaining the average of the collected environmental information in each climatic region.
한편, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 지붕판넬의 단면 구조를 나타낸다.4 is a cross-sectional view of a roof panel according to an embodiment of the present invention.
첨부된 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 지붕판넬(130)은 투명 아크릴이나 투명 플라스틱 재료 등으로 구성될 수 있으며, 상면의 양측 가장자리에 길이방향으로 연장된 돌기(131)가 형성될 수 있다.4, the
여기서, 만약에 지붕판넬(130)을 돌기(131) 없이 평면으로만 구성한다면 차단된 빗물이 경사면을 타고 흐르다가 양측의 배치간격의 개구로 유입될 수 있다. 그러므로, 돌기(131)는 지붕판넬(130)의 상면에 차단된 빗물이 상기 개구로 유입되는 것을 방지하고 경사면을 따라 흐르도록 유도할 수 있다.Here, if the
빗물받이(140)는 경사진 지붕 트러스(120)의 하부에 'U'자형으로 형성되며, 지붕판넬(130)에 의해 차단된 빗물(자연강우)을 우수저장탱크(150)에 집하하는 역할을 한다.The
빗물받이(140)는 경사진 지붕판넬(130)에 의해 모아진 빗물이 흐르는 과정에서 낙엽 등의 이물을 걸러내는 필터(미도시)가 구비되고, 일단부의 연결된 우수유입배관(151)을 통해 우수저장탱크(150)에 빗물을 저장할 수 있다.The
여기서, 빗물받이(140)는 단순히 지붕판넬(130)에 의해 차단된 빗물(이하, '우수'와 동일한 의미로 사용됨)의 재사용을 위해 우수저장탱크(150)에 저장하는 역할만 하는 것이 아니라, 상기 차단된 빗물의 배출과정에서 가뭄재현 처리구(C1, C2)로 재유입되는 것을 방지하기 위하여 우수저장탱크(150)를 통해 우회경로로 배출시하는 역할을 한다.Here, the
한편, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 우수저장탱크와 추가관수 공급을 위한 우수공급기의 연결구성을 개략적으로 나타낸 평면도이다.FIG. 5 is a plan view schematically showing a connection structure between an excellent storage tank according to an embodiment of the present invention and an excellent feeder for supplying additional irrigation water.
첨부된 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 우수저장탱크(150)는 부식이 일어나지 않는 합성수지 재로 구성되어 10톤 내외의 빗물(즉, 우수)를 저장 수 있으며, 우수유입배관(151), 우수공급배관(152) 및 우수배출배관(153)의 연결구조를 포함한다.5, the
우수저장탱크(150)는 빗물받이(140, 미도시)와 연결된 우수유입배관(151)을 통해 유입되는 우수를 저장한다. 그리고, 저장된 우수를 우수공급배관(152)과 연결된 우수공급기(160)를 통해 평년강우영역(C4) 및 홍수강우영역(C5)의 기후 조성을 위한 추가 관수(灌水)로 제공할 수 있다.The
또한, 우수저장탱크(150)는 측면의 일부에 수조의 높이를 육안으로 확인할 수 있게 구성하거나 일정높이의 수위를 측정하는 수위센서(154)를 더 포함할 수 있다.Further, the
이를 통해, 우수저장탱크(150)는 우수의 수위가 일정높이를 초과하면, 인가되는 제어신호에 따라 배수로에 연결된 우수배출배관(153)의 밸브(V)를 자동으로 개방하여 기후영역에 영향이 가지 않도록 우수를 우회경로로 배출할 수 있다.In this way, when the water level of the storm surpasses a predetermined level, the
여기서, 상기 배수로는 도 1에서와 같이 기후조성시설물(100)에 조성된 전체 기후영역의 토양과 일정거리 떨어진 주변에 형성된 배수로이며, 집중호우 등으로 인해 범람하여 상기 기후영역이 침수되지 않도록 원활한 배수처리량을 확보한다.1, the drainage passage is a drainage passage formed in the vicinity of the soil of the entire climatic region formed in the
또한, 우수저장탱크(150)는 보일러나 히터와 같은 보온설비를 더 포함하여 겨울철에 우수가 동결되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the
우수공급기(160)는 우수저장탱크(150)의 우수공급배관(152)을 통해 제공되는 우수를 평년강우영역(C4) 또는 홍수강우영역(C5)에 설치된 스프링클러(164)를 통해 공급하여 해당 기후조건에 맞는 강우량을 조절한다.The
여기서, 상기 우수는 평년강우영역(C4) 또는 홍수강우영역(C5)의 강우조절을 위한 추가관수로 사용된다. 이때, 본 발명의 실시 예에서는 수돗물이나 지하수가 아닌 상시 빗물을 우수저장탱크(150)에 저장하고, 저장된 우수만을 추가관수로 사용함으로써 순수 자연강우에 의한 기후영역별 생태환경을 그대로 재현할 수 있다.Here, the rain is used as an additional irrigation water for controlling the rainfall in the normal rainfall area C4 or the flood rainfall area C5. At this time, in the embodiment of the present invention, it is possible to reproduce the ecological environment according to the climatic region by pure natural rainfall by storing the normal rainwater not the tap water or the ground water in the
본 발명의 실시 예에 따른 우수공급기(160)는 펌프(161), 파이프(162), 개폐밸브(163) 및 스프링클러(164)를 포함한다.The
펌프(161)는 우수공급배관(152)에서 유입되는 우수에 압력을 가하여 스프링클러(164)로 이송한다.The
파이프(162)는 펌프(161)의 압력으로 이송되는 우수를 스프링클러(164)가 설치된 영역 별 파이프라인으로 공급하기 위한 복수의 개폐밸브(163)를 포함한다.The
개폐밸브(163)는 인가되는 제어신호에 따라 선택적으로 개폐(Open/Close)되며, 개방 시 해당 라인의 스프링클러(164)를 통해 우수를 배출한다. The opening /
한편, 상기 도 2에 나타낸 빗물유입방지막(170)은 상기 기후영역별 경계의 토양에 일정 깊이 삽입되어 수분의 유동을 차단한다. 즉, 빗물유입방지막(170)은 복수의 기후영역으로 분할된 토양의 경계를 따라 복수로 삽입되어 서로 다른 기후영역별 토양으로부터 빗물이 유입되거나 수분이 확산되는 것을 방지한다.Meanwhile, the rainwater
차양막(180)은 기후조성시설물(100)의 상부나 측부에 그물형태로 설치되는 차광망으로 구성된다. The
차양막(180)은 기후조성을 위해 펼쳐진 상태로 태양의 일부를 차단하거나 접힌 상태로 상기 차단을 해제할 수 있다.The
한편, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 기후영역별 소방형구 및 측정장비의 배치구조를 나타낸다.Meanwhile, FIG. 6 shows an arrangement structure of a fire fighting apparatus and measuring equipment according to an embodiment of the present invention.
첨부된 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 각 기후영역(C1 ~ C5)은 사각의 격자형태로 복수의 소방형구가 배치되고, 각 기후영역별로 기상 관측부(200)와 환경 센서부(300)가 설치된다.Referring to FIG. 6, each of the climate zones C1 to C5 according to the embodiment of the present invention includes a plurality of fireboxes arranged in a square grid shape, and each weather zone has a
각 소방형구는 배수 불균등에 의한 문제를 상쇄시키기 위해 균일한 조건의 토양환경이 조성되고, 기후 별 생태 실험연구를 위해 소방형구별 다양한 종의 식물이 식재된다. 예컨대, 토양은 마사토를 지표의 약20cm 높이로 피복한 후 굵은 모래를 약5cm 높이로 덮어 동일한 토양환경이 조성되고, 주요 조림수종, 주요 가로수종, 국내 자생수종 및 희귀수종 등의 이종식물이 동일한 조건으로 식재 될 수 있다.In order to counteract the problem caused by drainage inequality, each firefighting system is provided with a uniform soil environment, and various types of firefighting species are planted for ecological experiment research by climate. For example, the soil is covered with about 20cm height of the surface of Masato, and then coarse sand is covered with about 5cm of height, so that the same soil environment is formed, and heterogeneous plants such as main planting species, main tree species, domestic native species and rare species are the same It can be planted under conditions.
기상 관측부(200)는 강우량, 일사량, 대기온도, 대기습도, 풍향 및 풍속 중 적어도 하나의 환경정보를 측정하는 간이 자동기상관측장비(AWS)이며, 각 기후영역별로 설치된다.The
기상 관측부(200)는 무선통신모듈(미도시)을 포함하여, 측정된 환경정보를 설치된 기후영역에 매칭된 식별정보(ID)를 통해 서버(500)로 전송할 수 있다. The
환경 센서부(300)는 이미지센서(310), 토양수분센서(320) 및 토양온도센서(330)를 포함한다.The
이미지센서(310)는 각 기후영역의 상측에 설치되어 식재된 식물의 평면을 촬영하는 방수 카메라로 구성될 수 있다(도 2 참조). 이미지센서(310)는 기후영역별 크기에 따라 전체면적을 촬영하기 위하여 복수로 구성될 수 있다.The
토양수분센서(320)는 소방형구 내 식물의 뿌리가 분포하는 지표에 매설되어 토양 깊이 별 토양 수분을 측정한다. The soil moisture sensor (320) is embedded in an indicator of the root distribution of plants in the firefighting apparatus and measures soil moisture by soil depth.
토양온도센서(330)는 위와 마찬가지로 소방형구 내 매설되어 토양 온도를 측정한다.The
토양수분센서(320)와 토양온도센서(330)는 각 기후영역 내 식재된 식물 종별그룹에 한 쌍씩 설치될 수 있다.The
또한, 환경 센서부(300)는 위 센서에 한정되지 않고, 토양 내 탄소와 질소량을 측정하는 센서를 더 포함할 수 있으며, 이를 통해 토양 내 유기물의 함량이나 변동량을 측정할 수 있도록 한다.In addition, the
한편, 기상 관측부(200) 및 환경 센서부(300)는 각자 측정된 기상정보와 환경정보를 무선통신으로 연결된 게이트웨이(400)를 통해 서버(500)로 전송한다.Meanwhile, the
여기서, 상기 무선통신은 사물인터넷(IoT) 기반 센터네트워크 통신, 지그비 및 무선랜 등의 통신을 활용할 수 있다.Here, the wireless communication may utilize communication such as Internet (IoT) based center network communication, ZigBee, and wireless LAN.
게이트웨이(400)는 기후조성시설물(100) 내의 제어반(미도시)에 탑재될 수 있으며, 기후조성시설물(100)에 포함된 장비와 서버(500)와의 통신을 연결하여 송수신되는 데이터를 중계하는 역할을 한다.The
또한, 게이트웨이(400)는 서버(500)의 지령에 따른 기후조성시설물(100) 내 장비들을 원격으로 제어할 수 있으며, 상기 기상정보와 환경정보를 수집하여 전송할 수 있다.Also, the
한편, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 서버의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.Meanwhile, FIG. 7 is a block diagram schematically showing a configuration of a server according to an embodiment of the present invention.
첨부된 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 서버(500)는 통신부(510), 정보 분석부(520), 영상 처리부(530), 데이터베이스(540) 및 제어부(550)를 포함한다.7, a
통신부(510)는 기후조성시설물(100) 측의 게이트웨이(400)와 통신을 연결하여 각 기후영역의 기상 관측부(200) 및 환경 센서부(300)에서 측정된 기상정보와 환경정보를 수집한다.The
또한, 통신부(510)는 우수저장탱크(150) 및 우수공급기(160)의 작동신호와 상기 기상정보와 환경정보의 요청신호를 게이트웨이(400)를 통해 전송할 수 있다.The
정보 분석부(520)는 통신부(510)에서 동일한 날짜와 시간에 수집된 기상정보와 환경정보를 분석하여 기후영역별로 기상정보와 환경정보를 매칭하여 데이터베이스(540)에 저장한다.The
이를 위해, 정보 분석부(520)는 기후조성시설물(100)의 기후영역별 소방형구에 식재된 식물정보(ID), 기상 관측부(ID) 및 환경 센서부(ID)의 설치위치를 관리한다.To this end, the
즉, 정보 분석부(520)는 기후영역별 기상 관측부(200) 및 환경 센서부(300)의 설치 위치에 따른 강우량, 일사량, 대기온도, 대기습도, 풍향 및 풍속 중 적어도 하나의 기상정보와 기후영역별 영상, 토양 깊이 별 수분 및 온도 중 적어도 하나의 환경정보를 분류하여 저장할 수 있다.That is, the
이때, 정보 분석부(520)는 약한가뭄영역(C1) 및 극심한가뭄영역(C2)의 경우 각각의 대각선 위치에서 수집된 기상정보와 환경정보를 취합한 평균을 구하여 저장할 수 있다.At this time, the
영상 처리부(530)는 식물의 생육상태를 파악하기 위해 기후영역별 이미지센서(310)에서 수집된 영상을 전처리 하여 해당 기후영역 영상에서의 토양, 잎, 줄기, 꽃 및 열매 중 적어도 하나를 구분한다.The image processing unit 530 preprocesses the image collected by the
예컨대, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 기후영역별 영상처리과정을 나타낸다.For example, FIG. 8 shows an image processing process for each climatic region according to an embodiment of the present invention.
첨부된 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 영상 처리부(530)가 약한가뭄영역(C1)에 설치된 복수의 이미지센서(310)로부터 각각 촬영된 제1 영상과 제2 영상을 수집한 것을 가정하여 설명한다.8, an image processor 530 according to an embodiment of the present invention collects first and second images photographed from a plurality of
영상 처리부(530)는 상기 제1 영상과 제2 영상을 취합하여 하나의 전체영상을 생성하고, 약한가뭄영역(C1)의 전체 소방형구를 제외한 배경은 삭제한다(S1).The image processor 530 combines the first image and the second image to generate one full image, and deletes the background except the entire fire fighting area of the weak drought area C1 (S1).
영상 처리부(530)는 상기 전체영상을 개별 소방형구영상으로 분할하고, 식물의 윤곽선 및 색상(RGB)을 추출하여 개별 소방형구 영상에서의 토양, 잎 및 줄기의 픽셀면적을 파악한다(S2). 이때, 영상 처리부(530)는 상기 식물에 꽃이나 열매가 존재하는 경우 해당 픽셀면적을 더 파악할 수 있으며, 상기 파악된 요소들의 픽셀면적을 합하여 개별 소방형구 영상 1개의 면적을 산출할 수 있다. 또한, 전체영상 및 분할 영상의 면적대비 식물이 분포되는 비율을 산출할 수 있다. 여기서, 잎, 줄기, 꽃 및 열매 등의 식물 면적을 파악하는 이유는 단위별 영상에서 해당 요소별 식물의 면적이 늘어나는 것으로 식물의 생육상태가 좋아지는 반면, 식물이 병충해를 입거나 시드는 현상으로 상기 면적이 줄어들수록 생육상태가 나빠지는 것을 파악할 수 있기 때문이다.The image processing unit 530 divides the entire image into individual firebox images, and extracts the contours and colors (RGB) of the plant to obtain the pixel areas of the soil, leaves, and stems in the individual firebox images (S2). At this time, the image processing unit 530 can grasp the corresponding pixel area when the flower or the fruit exists in the plant, and calculate the area of one fire screen image by summing the pixel areas of the recognized elements. In addition, it is possible to calculate the distribution ratio of plants to the area of the whole image and the divided image. Here, the reason for grasping the plant areas such as leaves, stems, flowers and fruits is that the growth of the plants is improved by increasing the area of the plants per unit in the unit image, This is because the decrease in the number of birds can confirm that the growth condition is worse.
영상 처리부(530)는 상기 개별 소방형구에서 추출된 정보를 응용하여 식물종 별 소방형구를 그룹핑하여 식물종 그룹별 생장상태를 도출할 수 있도록 분석정보를 제공한다(S3). 또한, 영상 처리부(530)는 전체 소방형구 영상에서 추출된 정보를 취합하여 해당 기후영역 전체에 대한 식물의 생장상태 분석정보를 제공할 수 있다.The image processing unit 530 groups the fire extinguishers of the plant species by applying the information extracted from the individual fire extinguishing agents, and provides analysis information so as to derive the growth state of each plant species group (S3). In addition, the image processor 530 may collect the information extracted from the entire firebox image to provide information on the growth state of the plant to the entire climatic region.
데이터베이스(540)는 본 발명의 실시 예에 따른 생태환경 연구를 위한 각종 프로그램 및 데이터를 저장하고, 상기 생태환경 연구를 통해 생성되는 정보를 데이터화하여 저장한다.The
제어부(550)는 본 발명의 실시 예에 따른 생태환경 연구를 위한 기후조성시설물(100)의 운용, 조성된 기후영역별 토양과 식물의 모니터링 및 그 생태연구를 위한 전반적인 동작을 제어한다.The
제어부(550)는 수집된 강우정보와 데이터베이스(540)에 저장된 기상통계데이터를 토대로 가뭄 처리구(C1, C2)의 강우 차단조건을 설정할 수 있으며, 평년강우영역(C4) 및 홍수강우영역(C5)의 추가관수(우수)공급 시점과 공급량을 조절할 수 있다.The
예컨대, 제어부(550)는 평년강수량에 비해 당년강수량이 기준치를 초과하여 많거나 적은 경우, 해당 기후조건에 맞도록 지붕판넬(130)의 배치간격(d1/d2)을 줄이거나 넓히도록 강우 차단조건의 변경을 알람 할 수 있다.For example, if the amount of rainfall exceeds a predetermined value or is smaller than the normal rainfall amount in comparison with the normal rainfall amount, the
또한, 제어부(550)는 우수저장탱크(150)의 수위센서(154)로부터 우수의 수위가 일정높이를 초과한 이벤트신호를 수신하면, 제어신호를 통해 우수배출배관(153)의 밸브(V)를 개방하여 우수를 배수로로 배출할 수 있다.When the
제어부(550)는 각 기후영역에서 수집된 강우정보와 환경정보에 기초하여 기후영역별 토양의 강우조절 능력 및 토양의 특성 변화를 모니터링하고 이를 누적하여 분석된 정보를 데이터화한다.The
예컨대, 제어부(550)는 동일한 대기환경의 기후영역(C1 ~ C5)에 동시에 강우가 발생되는 경우 강우가 유입되는 양과 빈도에 따른 토양의 수분 유지력 변화와 토양온도 변화에 미치는 영향을 분석할 수 있다.For example, the
또한, 제어부(550)는 강우의 종료시점으로부터 일정 주기(예; 1분, 10분, 30분, 1일 등) 단위로 기상정보와 환경정보를 수집하여 강우량, 강우기간, 강우빈도, 강우강도 중 적어도 하나에 기초한 토양의 수분량, 수분변화폭, 수분유지기간 및 온도변화를 분석할 수 있다.The
또한, 제어부(550)는 토양 내 탄소와 질소량을 더 수집하여 토양 내 유기물의 함량이나 변동량을 분석 할 수 있다.In addition, the
한편, 제어부(550)는 상기 기후영역별 대기환경과 토양의 특성변화가 다양한 종 식물의 생장에 미치는 영향을 영상 처리를 통해 분석된 정보를 통해 파악하여 기후영역별 식물 종의 적응능력을 평가할 수 있다.Meanwhile, the
이때, 제어부(550)는 영상 처리부(530)에서 현재 분석된 기후영역별 식물의 생장상태 분석정보를 데이터베이스(540)에 저장된 이전/과거에 수집 처리된 영상의 분석정보와 비교하여 기후영역별 식물의 생장상태의 변동정보를 파악한다.At this time, the
예컨대, 제어부(550)는 현재 분석된 식물의 잎, 줄기, 꽃, 열매의 면적을 과거의 분석정보와 비교하여, 기후영역별, 식물종 그룹별 및 개별 식물별 생장상태 변동을 분석할 수 있다.For example, the
이를 통해, 제어부(550)는 기후영역별 대기환경, 가뭄 정도 및 홍수여부 등에 따른 주요 수종의 발아율, 생존률, 생장량, 자연번식/확산에 따른 개체 수 증가, 해충 및 병해 발생여부와 피해정도, 계절에 따른 식물의 변화, 자연유입종의 군집구조 및 상태변화조사 등의 비교를 통해 기후영역별 식물의 생장상태의 변동정보를 종합적으로 분석할 수 있다.Accordingly, the
한편, 제어부(550)는 상기 분석된 기후영역별 식물의 종별 생장상태 분석정보를 입력데이터로 인공신경망에 학습하여 기후영역별 식물 종별 생장모델을 생성하고 이를 축적하여 빅데이터를 구축하거나 지역별 식물의 생태 분석정보로 활용할 수 있다.On the other hand, the
예를 들면, 제어부(550)는 축적된 상기 기후영역별 식물 종별 생장모델을 기반으로 식물의 영상(이미지) 정보에 기초한 해당 식물의 종자와 식재된 지역의 기후와 생장환경을 예측할 수 있다. For example, the
또한, 지역별 기후정보를 토대로 신규종이나 외래종 등의 식물 종별 생장환경을 예측할 수 있으며, 상기 지역에서의 생장에 적합한 주요수종을 추천할 수 있다.Based on the regional climate information, it is possible to predict the growth environment of a plant species such as a new species or alien species, and recommend the main species suitable for growth in the above region.
이러한 상기 기후영역별 식물 종별 생장모델은 추수 가뭄이나 홍수가 잦은 지역 별 산림 조성, 가로수 조성, 공원 조성 및 식물 재배를 위한 식재 및 관리를 위한 의사결정의 기초자료로 활용될 수 있다.Such a plant type growth model for each climate region can be used as a basic data for decision making for planting and management for harvesting drought, flood-prone forest formation, roadside watering, park construction, and plant cultivation.
한편, 전술한 생태환경 연구 시스템의 구성을 바탕으로 본 발명의 실시 예에 따른 생태환경 연구 방법을 다음의 도 9를 통해 설명하되, 앞선 설명에서의 기후조성시설물(100)이 구축된 상태를 가정한 서버(500)를 주체로 하여 설명한다.The method of studying an ecological environment according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9 based on the configuration of the above-described ecological environment research system. A
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 기후조성시설물을 활용한 식물의 생태환경 연구 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.FIG. 9 is a flowchart schematically illustrating a method of studying ecological environment of a plant utilizing a climate facility according to an embodiment of the present invention.
첨부된 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 서버(500)는 기상 관측부(200)로부터 강우 발생신호를 수신하면 강우 시작으로 판단한다(S101).9, when the
서버(500)는 강우가 시작되면 기후조성시설물(100)에 조성된 기후영역별로 강우 유입량을 조절한다(S102). When the rainfall starts, the
이때, 약한가뭄영역(C1)과 극심한가뭄영역(C2)은 각각 지붕판넬(130)의 배치간격(d1/d2)에 따른 개폐면적이 다르게 조절되어 강우 유입량이 차등 유입된다. At this time, the open and closed areas according to the arrangement interval d1 / d2 of the
또한, 서버(500)는 우수공급기(160)를 작동하여 우수저장탱크(150)에 저장된 우수를 스프링클러(164)를 통해 평년강우영역(C4) 및 홍수강우영역(C5) 중 적어도 하나의 추가관수로 공급할 수 있다. 여기서, 서버(500)는 평년강우영역(C4) 및 홍수강우영역(C5)에 당년의 누적된 강우량 및 개별 일정시간당 강우량을 파악하여 평년강우조건 및 홍수강우조건을 위해 필요한 추가관수의 공급여부와 공급량을 각각 결정할 수 있다. The
서버(500)는 우수저장탱크(150)의 수위센서(154)로부터 저장된 우수의 수위가 일정높이를 초과한 신호를 수신하면(S103; 예), 우수배출배관(153)의 밸브(V)를 개방하여 저장된 우수를 배수로의 우회경로로 배출한다(S104). 상기 우수의 배출은 우수의 수위가 일정 하한치에 밸브(V)를 폐쇄하여 중단할 수 있다.The
반면, 서버(500)는 상기 우수의 수위가 일정높이를 초과한 신호가 수신되지 않으면(S103; 아니오), 위 설명된 우수 배출 단계를 생략할 수 있다.On the other hand, if the
서버(500)는 기상 관측부(200)로부터 일정시간 강우 유입이 없는 강우 종료신호를 수신하면 강우 종료로 판단하고(S105), 기상 관측부(200)와 환경 센서부(300)로부터 기상정보 및 환경정보를 수집한다(S106).The
서버(500)는 수집된 상기 기상정보와 환경정보를 기후영역별로 매칭하여 데이터베이스(540)에 저장한다(S107). 즉, 서버(500)는 기후영역별 기상 관측부(200) 및 환경 센서부(300)의 설치 위치에 따른 강우량, 일사량, 대기온도, 대기습도, 풍향 및 풍속 중 적어도 하나의 기상정보와 기후영역별 영상, 토양 깊이 별 수분 및 온도 중 적어도 하나의 환경정보를 매칭하여 저장할 수 있다.The
서버(500)는 각 기후영역에서 수집된 강우정보와 환경정보에 기초하여 기후영역별 토양의 강우조절 능력 및 토양의 특성 변화를 모니터링하고 이를 누적하여 분석된 정보를 데이터화한다(S108). 이때, 서버(500)는 일사량, 대기온도, 대기습도, 풍향 및 풍속 등의 기상정보를 더 고려하여 동일한 대기환경의 기후영역(C1 ~ C5)에 동시에 강우가 발생되는 경우 강우가 유입되는 양과 빈도에 따른 토양의 수분 유지력 변화와 토양온도 변화에 미치는 영향을 종합적으로 분석할 수 있다.The
또한, 서버(500)는 환경 센서부(300)의 이미지센서(310)에서 수집된 영상처리를 통한 기후영역별 식물의 생장상태를 분석한다(S109).In addition, the
그리고, 서버(500)는 상기 영상처리를 통한 현재 분석정보를 과거 분석정보와 비교하여 기후영역별 식물의 생장상태의 변동정보를 파악한다(S110). 예컨대, 서버(500)는 현재 분석된 식물의 잎, 줄기, 꽃, 열매의 면적을 이전의 분석정보와 비교하여, 기후영역별, 식물종 그룹별 및 개별 식물별 생장상태 변동을 분석할 수 있다.Then, the
서버(500)는 기후영역별 강우에 따른 토양 분석정보와 식물 생장상태의 분석정보를 인공신공망을 통해 학습하여 기후영역의 식물종별 생장모델을 생성하여 빅데이터를 구축한다(S111). The
이후, 도 9에서는 생략되었으나, 서버(500)는 상기 빅데이터에 축적된 상기 기후영역별 식물 종별 생장모델을 기반으로 신규종 및 외래종 등의 식물생장환경을 예측할 수 있으며, 기후가 다른 지역에서의 생장에 적합한 주요수종을 추천할 수 있다. Although not shown in FIG. 9, the
또한, 서버(500)는 상기 생장모델을 기반으로 가뭄이나 홍수가 잦은 지역 별 산림 조성, 가로수 조성, 멸종위기종 및 취약종 관리방안 모색, 공원 조성 및 스마트팜의 식물 식재 및 관리를 위한 의사결정을 위한 자료로 제공할 수 있다.Based on the above-mentioned growth model, the
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 식물이 식재된 토양을 복수의 영역으로 분할하여 강우유입량이 차등 조절되는 강우처리시설을 구축하고, 센서를 통해 영역별 토양의 수분 유지력과 온도에 따른 생태환경 및 식물의 생장상태를 모니터링하여 식물의 종과 종별 개체에 미치는 영향을 평가할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, a rainfall treatment facility in which the amount of rainfall inflow is controlled by dividing the soil into which the plant is planted is divided into a plurality of regions, and the water- Environmental and plant growth status can be monitored to evaluate effects on species and species of plants.
또한, 동일한 대기환경과 토양환경의 한 장소에 약한가뭄영역, 극심한가뭄영역, 당년강우영역, 평년강우영역 및 홍수강우영역을 조성하고 차등된 강우유입에 따른 토양의 특성 및 식물의 생장상태를 모니터링함으로써 가뭄, 사막화, 홍수 등의 기후대별 종합적인 환경문제를 연구할 수 있다.In addition, a weak drought area, extreme drought area, yearly rainfall area, normal rainfall area and flood rainfall area were established in one place of the same atmospheric environment and soil environment, and the characteristics of the soil and the growth status of plants were monitored By doing so, we can study comprehensive environmental problems such as drought, desertification, and flood.
또한, 한 장소에 다양한 기후영역을 형성함으로써 유지보수 및 관리가 용이하며 식물의 생태정보를 수집을 위한 인력투입의 감소 및 연구활동이 용이한 효과가 있다.In addition, it is easy to maintain and manage by forming various climatic zones in one place, and it is easy to reduce manpower input and research activities to collect ecological information of plants.
나아가, 기후영역별 식물의 생태환경 및 식물종별 생장상태 모델을 축적하여 이를 기반으로 가뭄이나 홍수가 잦은 지역 별 산림 조성, 가로수 조성, 멸종위기종 및 취약종 관리방안 모색, 공원 조성 및 스마트팜의 식물 식재 및 관리를 위한 의사결정 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다.Furthermore, it is expected to accumulate the ecological environment and plant species growth condition model of each plant in the climatic region, and based on this, it will be possible to develop forests for various areas such as drought and floods, to construct road trees, to search for management methods for endangered species and vulnerable species, It is possible to provide decision information for plant material and management.
이상에서는 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되는 것은 아니며 그 외의 다양한 변경이 가능하다.Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible.
예컨대, 도 2 및 도 3에 도시한 본 발명의 실시 예에서는 상기 기후영역별 지붕판넬(130)의 배치간격(d1, d2)의 차이로 약한가뭄영역(C1)과 극심한가뭄영역(C2) 개폐면적을 다르게 함으로써 강우유입을 차증 조절하는 것으로 설명하였으나 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않으며 아래의 다른 실시 예를 적용할 수 있다.For example, in the embodiment of the present invention shown in FIGS. 2 and 3, the weak drought region C1 and the extreme drought region C2 are opened / closed due to the difference in arrangement distances d1 and d2 of the
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기후조성시설물의 지붕판넬구조를 개략적으로 나타낸 측면도이다.10 is a side view schematically showing a roof panel structure of a climate control facility according to another embodiment of the present invention.
첨부된 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기후조성시설물(100)은 앞서 설명된 구조와 유사하며, 약한가뭄영역(C1)과 극심한가뭄영역(C2) 개폐면적을 다르게 조절하기 위한 지붕판넬(130-1, 130-2)의 구성만 상이하므로 이를 위주로 설명한다.Referring to FIG. 10, the
약한가뭄영역(C1)에 설치되는 제1 지붕판넬(130-1')은 복수의 개구가 제1 간격(d1)으로 배치되고, 극심한가뭄영역(C2)에 설치되는 제2 지붕판넬(130-2')은 상기 제1 간격(d1)보다 넓은 제2 간격(d2)으로 복수의 개구가 배치된다.The first roof panel 130-1 'installed in the weak drought region C1 has a plurality of openings arranged at a first spacing d1 and a second roof panel 130-' installed at the extreme drought region C2. 2 ') are arranged at a second gap (d2) wider than the first gap (d1).
즉, 동일한 크기의 제1 지붕판넬(130-1')이 제2 지붕판넬(130-2')에 비해 더 많은 개구가 배열됨으로써 약한가뭄영역(C1)과 극심한가뭄영역(C2)의 강수 유입량을 차등 조절할 수 있는 이점이 있다.That is, as the first roof panel 130-1 'of the same size has more openings arranged than the second roof panel 130-2', the precipitation inflow amount of the weak drought region C1 and the extreme drought region C2 There is an advantage in that it can be controlled differently.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.
100: 기후조성시설물 110: 기둥
120: 지붕 트러스 130: 지붕판넬
140: 밧물받이 150: 우수저장탱크
151: 우수유입배관 152: 관수공급배관
153: 우수배출배관 154: 수위센서
160: 우수공급기 161: 펌프
162: 파이프 163: 개폐밸브
164: 스프링클러 170: 빗물유입방지막
180: 차양막 200: 기상 관측부
300: 환경 센서부 400: 게이트웨이
500: 서버 510: 정보 수집부
520: 정보 분석부 530: 영상 처리부
540: 데이터베이스 550: 제어부100: Climate Facility 110: Column
120: roof truss 130: roof panel
140: Baffle receiver 150: Excellent storage tank
151: stormwater inflow pipe 152: water supply pipe
153: Good discharge pipe 154: Water level sensor
160: Excellent feeder 161: Pump
162: pipe 163: opening / closing valve
164: Sprinkler 170: Rainwater inflow preventing film
180: Shade screen 200: Weather observation section
300: environmental sensor unit 400: gateway
500: server 510: information collecting unit
520: Information analysis unit 530: Image processing unit
540: Database 550:
Claims (20)
상기 기후영역별로 설치되어 조성된 영역 별 기상정보를 관측하는 기상 관측부;
상기 기후영역별로 설치되어 조성된 기후 별 식물과 토양의 환경정보를 측정하는 환경 센서부; 및
상기 기후조성시설물을 운용하고, 상기 기상정보와 환경정보를 수집하여 상기 기후영역별 강우량 및 대기환경에 따른 토양과 식물의 생태변화를 종합적으로 분석하는 서버
를 포함하는 생태환경 연구 시스템.By dividing the planted soil into multiple climatic regions and by applying different opening and closing areas of the roof panels for each climatic region, the flow of natural rainfall is blocked step by step or the climate for supplying additional irrigation water based on stored rainwater facility;
A meteorological observer for observing meteorological information of each region provided for each of the climatic regions;
An environment sensor unit for measuring environmental information of plants and soil by climate established and installed for each climate region; And
A server for operating the climate facility and collecting the weather information and environmental information and comprehensively analyzing ecological changes of the soil and the plant according to the rainfall amount and the atmospheric environment according to each climate region
The ecological environment research system includes.
상기 기상 관측부 및 환경 센서부와 무선통신으로 연결되어 각각 측정된 상기 기상정보와 환경정보를 서버로 전송하는 게이트웨이를 더 포함하는 생태환경 연구 시스템.The method according to claim 1,
And a gateway connected to the weather observing unit and the environment sensor unit through wireless communication to transmit the measured weather information and environment information to the server.
상기 기후영역은,
상기 자연강우의 조절여부와 그 조절량에 따른 약한가뭄영역, 극심한가뭄영역, 당년강우영역, 평년강우영역 및 홍수강우영역 중 적어도 둘 이상을 포함하여 한 장소에 조성되는 생태환경 연구 시스템.The method according to claim 1,
The climatic zone may comprise:
The ecological environment research system comprising at least two of the above-mentioned natural rainfall control and the controlled amount, the weak drought area, the extreme drought area, the rainfall area, the normal rainfall area and the flood rainfall area.
상기 기후조성시설물은,
상기 대지에 일정간격을 두고 수직으로 설치되는 기둥;
높이가 다른 복수의 기둥에 걸쳐 경사지게 설치되는 빼대구조를 갖는 지붕 트러스;
상기 지붕 트러스 상에 조립되며, 상기 기후영역별 개폐면적이 다르게 적용되어 상기 자연강우의 유입량을 차등 조절하는 지붕판넬;
상기 지붕판넬에 의해 차단된 상기 자연강우를 집하하는 빗물받이;
상기 빗물받이를 통해 유입되는 자연강우를 저장하는 우수저장탱크;
상기 우수를 평년강우영역 및 홍수강우영역 중 적어도 하나에 설치된 스프링클러를 통해 상기 추가관수로 공급하는 우수공급기;
상기 기후영역별 경계의 토양에 일정 깊이 삽입되어 수분의 유동을 차단하는 빗물유입방지막; 및
상기 기후조성시설물의 상부나 측부에 그물형태로 설치되는 차양막
을 포함하는 생태환경 연구 시스템.The method of claim 3,
The climate-
A column vertically installed at a predetermined interval on the ground;
A roof truss having a slanting structure provided so as to slope over a plurality of columns of different heights;
A roof panel assembled on the roof truss to differentially adjust an inflow amount of the natural rainfall by applying different opening and closing areas to the climatic zones;
A rainwater collector for collecting the natural rainfall that is blocked by the roof panel;
An excellent storage tank for storing natural rainfall flowing through the rainwater receiver;
An excellent feeder for feeding the rainwater to the additional irrigation water through a sprinkler installed in at least one of a normal rainfall area and a flood rainfall area;
A rainwater inflow prevention layer interposed at a predetermined depth in the soil at the boundary of each climate zone to block the flow of water; And
An ornamental shade installed in the form of a net on the top or side of the climate-
The ecological environment research system including.
상기 지붕판넬은,
일정면적을 갖는 투명소재로 소정 간격으로 이격 배치하되,
상기 약한가뭄영역의 제1 배치간격에 비해 상기 극심한가뭄영역의 제2 배치간격이 좁게 배치되는 것을 특징으로 하는 생태환경 연구 시스템.5. The method of claim 4,
In the roof panel,
A transparent material having a predetermined area,
Wherein the second arrangement interval of the extreme drought area is narrower than the first arrangement interval of the weak drought area.
상기 지붕판넬은,
상면의 양측 가장자리에 길이방향으로 연장된 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 생태환경 연구 시스템.6. The method of claim 5,
In the roof panel,
And protrusions extending in the longitudinal direction are formed on both side edges of the upper surface.
상기 지붕판넬은,
일정면적을 갖는 투명소재로 소정 간격으로 개구를 형성하되,
상기 약한가뭄영역에 설치되는 제1 지붕판넬은 상기 개구가 제1 간격으로 형성되고, 상기 극심한가뭄영역에 설치되는 제2 지붕판넬은 상기 제1 간격보다 넓은 제2 간격으로 복수의 개구가 형성되는 것을 특징으로 하는 생태환경 연구 시스템.5. The method of claim 4,
In the roof panel,
An opening is formed at a predetermined interval by a transparent material having a predetermined area,
Wherein the first roof panel installed in the weak drought region has the openings formed at the first interval and the second roof panels installed in the extreme drought region have the plurality of openings formed at the second interval larger than the first interval The ecological environment research system.
상기 기후영역 중에서 약한가뭄영역과 극심한가뭄영역은 각각 복수 영역으로 구성되어 서로 대각선 구조로 배치되는 것을 특징으로 하는 생태환경 연구 시스템.5. The method of claim 4,
Wherein the weak drought region and the extreme drought region are respectively arranged in a plurality of regions and are arranged diagonally with each other.
상기 우수저장탱크는,
우수의 수위가 일정높이를 초과하면 인가되는 제어신호에 따라 배수로에 연결된 우수배출배관의 밸브를 개방하여 상기 우수를 우회경로로 배출하는 것을 특징으로 하는 생태환경 연구 시스템.5. The method of claim 4,
The stor- age storage tank may include:
And when the level of the storm surpasses the predetermined height, the valve of the storm drain pipe connected to the storm drain is opened according to the applied control signal to discharge the storm to the detour path.
상기 우수저장탱크는,
보일러나 히터의 보온설비를 포함하는 생태환경 연구 시스템.5. The method of claim 4,
The stor- age storage tank may include:
Ecological environment research system including boiler and heater heat facility.
상기 우수공급기는,
상기 우수저장탱크의 우수공급배관을 통해 제공되는 우수를 평년강우영역 또는 홍수강우영역에 설치된 스프링클러를 통해 추가관수로 공급하여 해당 기후조건에 맞는 강우량을 조절하는 생태환경 연구 시스템.5. The method of claim 4,
Wherein the excellent feeder comprises:
The ecological environment research system that supplies rainwater supplied through the excellent supply pipe of the stor- age storage tank to the additional irrigation water through a sprinkler installed in a normal rainfall area or a flood rainfall area to control the rainfall amount corresponding to the climatic conditions.
상기 서버는,
상기 기후영역별 기상정보와 환경정보를 수집하는 통신부;
상기 기후영역별 기상정보와 환경정보를 매칭하여 데이터베이스에 저장하는 정보 분석부;
상기 기후영역별 이미지센서에서 수집된 영상을 처리 하여 기후영역별 영상에서의 잎, 줄기, 꽃, 열매 및 토양 중 적어도 하나의 면적을 산출하는 영상 처리부;
강우정보와 환경정보에 기초한 기후영역별 대기환경과 토양의 특성변화가 식물종별 생장에 미치는 영향을 상기 영상 처리를 통해 분석된 정보로 파악하여 상기 기후영역의 식물종별 적응능력을 평가하는 제어부
를 포함하는 생태환경 연구 시스템.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The server comprises:
A communication unit for collecting weather information and environmental information for each climatic region;
An information analyzer for matching weather information and environmental information for each climatic region and storing the weather information in a database;
An image processing unit for processing an image collected by the image sensor for each climatic region to calculate an area of at least one of leaves, stems, flowers, fruits, and soil in an image for each climatic region;
A controller for evaluating the plant species adaptability of the climatic region by analyzing the influence of changes in the characteristics of the atmospheric environment and the soil on the plant species growth based on the rainfall information and the environmental information,
The ecological environment research system includes.
상기 정보 분석부는,
상기 약한가뭄영역 및 극심한가뭄영역이 각각 복수로 구성된 대각선 위치에서 수집된 기상정보와 환경정보를 취합한 평균을 구하여 저장하는 생태환경 연구 시스템.13. The method of claim 12,
The information analyzing unit,
Wherein the average of the collected weather information and environmental information collected at the diagonal positions of the weak drought region and the extreme drought region is obtained and stored.
상기 제어부는,
상기 영상 처리를 통해 현재 분석된 기후영역별 식물의 생장상태 분석정보를 과거에 수집 처리된 영상의 분석정보와 비교하여 기후영역별 식물의 생장상태의 변동정보를 파악하는 생태환경 연구 시스템.13. The method of claim 12,
Wherein,
The ecological environment research system compares the information on the growth status of the plant by the climate zone currently analyzed by the image processing with the analysis information of the image collected in the past to grasp the information on the variation of the growth state of the plant by the climate zone.
상기 제어부는,
상기 기후영역별 식물의 종별 생장상태 분석정보를 입력데이터로 인공신경망을 통해 학습하여 상기 기후영역별 식물 종별 생장모델을 생성하고 이를 축적하여 빅데이터를 구축하는 생태환경 연구 시스템.14. The method of claim 13,
Wherein,
The ecological environment research system for constructing the big data by generating the plant type growth model for each climatic region by learning information on the type growth state of the plant by the climatic region through the artificial neural network as input data.
a) 강우가 시작되면 상기 기후조성시설물에 조성된 기후영역별로 강우 유입량을 조절하는 단계;
b) 강우가 종료되면 상기 기후영역별로 수집된 기상정보와 환경정보를 매칭하여 기후영역별 토양의 강우조절 능력 및 토양의 특성 변화를 분석하는 단계;
c) 상기 기후영역별 이미지센서에서 수집된 영상처리를 통해 상기 기후영역별 식물의 생장상태를 모니터링 하는 단계;
d) 상기 영상처리를 통한 현재 분석정보를 과거 분석정보와 비교하여 기후영역별 강우량 및 대기환경에 따른 토양과 식물의 생태변화를 종합적으로 분석하는 단계를 포함하는 생태환경 연구 방법.By dividing the planted soil into multiple climatic regions and by applying different opening and closing areas of the roof panels for each climatic region, the flow of natural rainfall is blocked step by step or the climate for supplying additional irrigation water based on stored rainwater In the ecological environment research method using facilities,
a) controlling the amount of rainfall inflow for each of the climate zones formed in the climate facility when the rainfall starts;
b) analyzing the rainfall control capability of the soil and the characteristics of the soil by matching the weather information and the environmental information collected for each climatic region when the rainfall is finished;
c) monitoring the growth state of the plant in each climatic region through image processing collected by the image sensor for each climatic region;
and d) comprehensively analyzing the ecological changes of the soil and the plant according to the rainfall amount and the atmospheric environment by comparing the current analysis information through the image processing with the past analysis information.
상기 a) 단계는,
우수공급기를 작동하여 우수저장탱크에 저장된 우수를 스프링클러를 통해 평년강우영역 및 홍수강우영역 중 적어도 하나의 추가관수로 공급하는 단계를 포함하는 생태환경 연구 방법.17. The method of claim 16,
The step a)
Supplying the stormwater stored in the stor- age tank to an additional irrigation water in at least one of a normal rainfall area and a flood rainfall area through a sprinkler.
상기 a) 단계는,
상기 지붕판넬에 의해 차단된 상기 자연강우를 빗불받이에 집하하여 우수저장탱크에 저장하고 상기 우수저장탱크의 우수 수위가 일정높이를 초과하면, 우수배출배관의 밸브를 개방하여 저장된 상기 우수를 배수로를 통한 우회경로로 배출하는 단계를 포함하는 생태환경 연구 방법.17. The method of claim 16,
The step a)
The natural rainfall cut off by the roof panel is collected in a rain storm tank and stored in an stor- age storage tank, and when the storm water level of the stor- age storage tank exceeds a predetermined height, And then discharging the waste water through the bypass route through the bypass.
상기 c) 단계는,
상기 기후영역별로 수집된 영상을 취합하여 하나의 전체영상을 생성하고 소방형구를 제외한 배경을 삭제하는 단계;
상기 전체영상을 개별 소방형구 영상으로 분할하고, 식물의 윤곽선 및 색상을 추출하여 상기 개별 소방형구 영상에서의 잎, 줄기, 꽃, 열매 및 토양 중 적어도 하나의 픽셀면적을 파악하는 단계; 및
상기 개별 소방형구에서 파악된 정보를 응용하여 상기 기후영역별 식물종 그룹 및 식물종별 개체의 생장상태를 분석하는 단계
를 포함하는 생태환경 연구 방법.17. The method of claim 16,
The step c)
Collecting the images collected for each of the climatic regions to generate a whole image and deleting the background excluding the fire fighting gear;
Dividing the entire image into individual firebox images, extracting contours and colors of the plants, and determining at least one pixel area of leaves, stems, flowers, fruits, and soil in the individual firebox screens; And
Analyzing the growth status of the plant species group and the plant species by climate zone by applying the information obtained from the individual firefighting tools
A method for studying ecological environment.
상기 d) 단계 이후에,
상기 기후영역별 강우량에 따른 토양 분석정보와 식물 생장상태의 분석정보를 인공신공망을 통해 학습하고 기후영역의 식물종별 생장모델을 생성하여 빅데이터를 구축하는 단계를 더 포함하는 생태환경 연구 방법.17. The method of claim 16,
After the step d)
Further comprising the step of learning the soil analysis information and the analysis information of the plant growth state according to the rainfall amount by the climatic region through the artificial neural network and constructing the big data by generating the plant species growth model in the climatic region.
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