기후에 따른 최적의 열적 선호 예측 모델 비교

엄소은,최하늘,김태연 한국생태환경건축학회 2022 한국생태환경건축학회 학술발표대회 논문집 Vol.22 No.1

고추 온실에서 꽃노랑총채벌레의 축차표본조사법 개발

엄소은,박태철,손기문,박정준 한국환경생물학회 2022 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.40 No.2

Frankliniella occidentalis is an invasive pest insect, which affects over 500 different species of host plants and transmits viruses (tomato spotted wilt virus; TSWV). Despite their efficiency in controling insect pests, pesticides are limited by residence, cost and environmental burden. Therefore, a fixed-precision level sampling plan was developed. The sampling method for F. occidentalis adults in pepper greenhouses consists of spatial distribution analysis, sampling stop line, and control decision making. For sampling, the plant was divided into the upper part (180 cm above ground), middle part (120-160 cm above ground), and lower part (70-110 cm above ground). Through ANCOVA, the P values of intercept and slope were estimated to be 0.94 and 0.87, respectively, which meant there were no significant differences between values of all the levels of the pepper plant. In spatial distribution analysis, the coefficients were derived from Taylor’s power law (TPL) at pooling data of each level in the plant, based on the 3-flowers sampling unit. F. occidentalis adults showed aggregated distribution in greenhouse peppers. TPL coefficients were used to develop a fixed-precision sampling stop line. For control decision making, the pre-referred action thresholds were set at 3 and 18. With two action thresholds, Nmax values were calculated at 97 and 1149, respectively. Using the Resampling Validation for Sampling Program (RVSP) and the results gained from the greenhouses, the simulated validation of our sampling method showed a reasonable level of precision. 꽃노랑총채벌레 (Frankliniella occidentalis)는 500종 이상의 기주를 가지고 토마토반점위조바이러스 (Tomato spotted wilt virus; TSWV)를 매개하는 해충이다. 전 세계적으로 방제를 위해 노력하고 있지만 살충제를 이용한 방제는 저항성 그리고 환경 및 경제적 부담으로 인한 한계를 보였기 때문에 고정 정확도를 설정한 표본조사법 (Fixed-precision level sampling plan)을 개발하였다. 고추 (Capsicum annuum)의 꽃노랑총채벌레 성충 방제를 위한 표본 조사법은 공간분포분석, 표본추출 정지선 그리고 의사결정법으로 구성되었다. 표본추출은 식물체를 상단 (지상에서 180 cm 이상), 중단 (지상에서 120~160 cm 이상), 하단 (지상에서 70~110 cm 이상)으로 나누어 각 높이별로 꽃 3개에서 나오는 꽃노랑총채벌레의 성충의 마리 수를 조사하였다. 표본 추출을 통해 꽃노랑총채벌레 성충의 밀도는 다른 식물체 위치 (중단, 하단)보다 상단에서 높은 것으로 나왔다. 공간분포분석에서는 Taylor’s power law (TPL)를 통해 도출한 각 위치별 계수를 공분산분석 (ANCOVA)하여 차이를 비교하였다. ANCOVA 결과에서 도출된 절편과 기울기의 P 값이 각각 0.94, 0.87인 것을 통해 식물체 내 위치별로 차이가 없음을 확인한 후, 자료를 통합 (pooling)하여 계산된 TPL 계수를 이용하여 표본추출 정지선을 구하였다. 꽃노랑총채벌레의 방제의사결정을 위한 방제밀도수준 (m0)은 문헌을 참조하여 3과 18로 설정하였으며 설정값 (m0)을 이용해 최대표본수 (Nmax)도 조사하였다. 조사 결과, m0=3, 18일 때 Nmax값은 각각 약 97개, 1149개로 계산되었다. 개발된 모델의 적합성 검정을 위해 분석에 사용하지 않은 독립자료를 이용해 Resampling Validation for Sampling Program (RVSP) 프로그램으로 개발된 표본추출법의 적합성 평가를 실시하였고 적합한 정확도를 보이는 것으로 조사되었다.

토마토 온실내 담배가루이의 축차표본조사법 개발

엄소은,박태철,손기문,정지원,박정준 한국응용곤충학회 2023 한국응용곤충학회지 Vol.62 No.4

담배가루이(Bemisia tabaci)는 광식성 해충으로 토마토황화잎말림바이러스(Tomato Yellow Leaf Curl Virus; TYLCV), 카사바갈색줄무늬병 (Cassava Brown Streak Disease; CBSD)를 매개하는 해충이다. 담배가루이 방제를 위해 화학적 방제가 주로 시행되지만 저항성으로 인한 한계로 인해 종합적해충방제를 위한 고정정확도를 이용한 표본조사법(Fixed precision sampling plan)을 개발하였다. 표본추출은 토마토 식물이 50 cm 높이의 레일 위에 위치한 배지를 이용해 재배되고 있어 배지로부터 130 cm 이상(지상에서 180 cm 이상)을 상단, 70 cm~100 cm (지상에서 120 cm~150 cm)를 중단, 50 cm 이하(지상에서 100 cm 이하)를 하단으로 나누어 각 위치별 토마토 7엽의 잎 뒷면에서 관찰된 담배가루이 노숙 유충 마리 수를 조사 하였다. 담배가루이 노숙유충은 이동성이 거의 없어 알에서 우화한 뒤 고착화하여 용과 성충 단계를 거치기 때문에 중단, 하단에 밀도가 높았다. 공간분 포분석은 Taylor’s power law (TPL)를 이용하여 도출된 TPL의 회귀계수를 통해 분석하였고, TPL 계수의 차이는 공분산분석(ANCOVA)하여 차이가 없어 자료를 통합(pooling)하여 계산된 새로운 TPL 계수를 이용하여 표본추출정지선과 방제의사결정법을 개발하였다. 개발된 표본추출법의 적합 성을 판단하기 위해 분석에 사용하지 않은 독립된 자료를 이용하여 Resampling Validation for Sampling Plan (RVSP) 프로그램으로 평가하였다. Bemisia tabaci is one of polyphagous insect pests that transmits Tomato Yellow Leaf Curl Virus (TYLCV) and Cassava Brown Streak Disease (CBSD). Insecticides are primarily applied to control B. tabaci, but it has limits due to the development of resistance. As a result, a fixed precision sampling plan was developed for its integrated pest management (IPM). The tomato plants were divided into top (more than 130cm from the ground), middle (70 cm to 100 cm above the ground), and bottom (50 cm or less above the ground) strata, before visual sampling of the larvae of B. tabaci. The spatial distribution analysis was conducted using Taylor's power law coefficients with pooled data of top, middle, bottom strata. Fixed precision sampling plan and control decision-making were developed with precision levels and action threshold recommended from published scientific papers. To assess the validation of the developed sampling plans, independent data not used in the analysis were evaluated using the Resampling Validation for Sampling Plan (RVSP) program

Rapid estimation of the density of whiteflies (Hemiptera: Aleyrodidae) on sticky traps in paprika greenhouses using the presence–absence model

이현승,최원석,엄소은,박정준 국립중앙과학관 2022 Journal of Asia-Pacific Biodiversity Vol.15 No.2

Rapid density estimation of Bemisia tabaci (Grannadius) on sticky traps was implemented using the presence–absence model (PAM) for two commercial paprika greenhouses. The one-sided yellow sticky trap was divided into a 6 × 8 grid with 48 identical square cells (each cell being 2.5 cm × 2.5 cm). Morisita’s index was applied to analyze the distribution of caught B. tabaci within each trap. The PAM described well the relationship between whiteflies (independent variables) caught in cells and those on the trap with a natural logarithmic scale (dependent variables). Estimated caught whiteflies on the traps were well fitted within 95 % confidence limits using PAM. The within-trap distribution of whiteflies was confirmed to be mostly nonrandom (95.7 % of total traps) by Morisita’s index; however, the between-trap distribution of whiteflies was random by PAM. PAM method showed better efficiency by comparing the time cost of the whole trap and the occupied cell count of traps that have the same whitefly densities. The PAM method was successfully applied and implemented to estimate the mean density of the B. tabaci on traps in greenhouse paprika system.

MaxEnt를 활용한 기후변화와 토지 피복 변화에 따른 멸강나방 및 혹명나방의 한국 내 분포 변화 분석과 예측

박태철,장호중,엄소은,손기문,박정준 한국환경생물학회 2022 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.40 No.2

Among migratory insect pests, Mythimna seperata and Cnaphalocrocis medinalis are invasive pests introduced into South Korea through westerlies from southern China. M. seperata and C. medinalis are insect pests that use rice as a host. They injure rice leaves and inhibit rice growth. To understand the distribution of M. seperata and C. medinalis, it is important to understand environmental factors such as temperature and humidity of their habitat. This study predicted current and future habitat suitability models for understanding the distribution of M. seperata and C. medinalis. Occurrence data, SSPs (Shared Socio-economic Pathways) scenario, and RCP (Representative Concentration Pathway) were applied to MaxEnt (Maximum Entropy), a machine learning model among SDM (Species Distribution Model). As a result, M. seperata and C. medinalis are aggregated on the west and south coasts where they have a host after migration from China. As a result of MaxEnt analysis, the contribution was high in the order of Land-cover data and DEM (Digital Elevation Model). In bioclimatic variables, BIO_4 (Temperature seasonality) was high in M. seperata and BIO_2 (Mean Diurnal Range) was found in C. medinalis. The habitat suitability model predicted that M. seperata and C. medinalis could inhabit most rice paddies. 멸강나방 (Mythimna seperata)과 혹명나방 (Cnaphalocrocis medinalis)은 중국 남부 양쯔강 유역에서 봄철 편서풍을 타고 국내로 유입되는 비래 해충 (Migratory insect pests)으로 벼를 기주로 삼아 벼 잎을 가해하여 생육을 저해시킨다. 두 나방의 분포를 파악하기 위해서는 서식처의 온습도 뿐만 아니라 주변 환경 요소를 파악하는 것이 중요하다. 본 연구는 두 나방의 분포를 파악하기 위해서 SDM (Species Distribution Model) 중 Machine learning model인 MaxEnt (Maximum Entropy)에 출현 자료, SSPs (Shared Socio-economic Pathways) 시나리오, RCP (Representative Concentration Pathway) 시나리오를 적용하여 현재와 미래의 서식지 적합성 모형을 예측했다. 결과로 시기에 따른 서식처 면적이 큰 차이가 없었으며, SSPs 시나리오가 나빠짐에 따라 분포 면적이 넓어졌다. 두 나방은 중국으로부터 비래 후 생존하기 위한 최적의 장소가 기주가 있는 서해안과 남해안에 집중되어 있다. MaxEnt 결과 토지피복 자료, DEM (Degital Elevation Model) 순으로 기여도가 높게 나타났다. 이는 논에서의 출현 확률 높고 고도가 높아지면서 출현 확률이 낮아졌기 때문이다. 기후 변수에서 멸강나방은 BIO_4 (Temperature seasonality), 혹명나방은 BIO_2 (Mean Diurnal Range)가 높게 나타났다. 멸강나방은 계절에 의한 기온 차가 31.9°C 이상일 때 서식처가 줄어들고, 혹명나방은 일교차 클수록 서식처가 넓어질 것으로 나타났다. 서식지 적합성 모형에서 두 나방은 대부분의 논에서 서식이 가능할 것이라 예측되었다. 하지만, 두 나방의 출현 위치를 정확하게 예측하는데 한계가 있으므로, 서식지 적합성 지도를 기초로 조기에 대응하는 것이 중요하다고 판단된다.

전처리 방식에 따른 AI 이미지와 실사 이미지의 분류 성능 비교

권소희,최현성,김웅기,엄소은,손명균,이충권 한국경영정보학회 2023 한국경영정보학회 학술대회논문집 Vol.2023 No.11

본 연구는 생성이미지와 실사이미지의 분류를 위한 최적의 이미지 전처리 기법을 탐색한다. Stable diffusion과 크롤링을 통해 구축한 데이터셋에 sharpening, grayscale, canny, diffusion, ELA(Error Level Analysis) 총 5가지 전처리 기법을 적용하여 모델별 성능을 비교하고자 한다.