선형회귀 알고리즘 기반 변량 시비 제어를 위한 입상 비료 특성 모델링 연구 = A Study on Granular Fertilizer Characteristic Modeling for Variable Fertilization Control Based on Linear Regression Algorithm

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 벼 포장 환경에서 이앙기 작업과 동시에 수행되는 시비 작업 과정에서, 생산성 향상을 위해 재배 기간 중 추비 등의 작업으로 인한 노동력 부담 경감 효과를 위한 완효성 특성을 갖는 복합 성분이 함량된 입제 비료를 사용한다. 그러나 기존 일괄 비료 살포법으로 시비 작업시, 평균 약 1ha의 면적 내에 토질의 상태가 균일하지 못한 문제로 인하여 기대 소득을 위한 총 생산 목표량을 맞추기 위해 필요 이상의 비료가 투입되는 등의 토양 환경오염을 유발하는 문제가 발생되었다. 이와같은 문제를 해결하기 위해 균일한 토질의 상태 조성과 적정 비료량 투입이 필요하며, 사전 조사 및 분석된 토양 특성 정보를 기반으로 생성된 맵 데이터를 활용하여 위치별 적정량 비료 살포가 가능한 기술도입이 필요하다. 이를 위해, 벼의 생육에 가장 큰 영향을 미치는 요소인 질소, 인, 칼륨 성분과 같은 토양 내 무기질 비료 성분별 분석 결과를 기반으로 작성된 특성 맵을 이용하여 입상 비료의 물리적 특성에 따라 변량 시비 제어 알고리즘 개발을 위한 모델링을 제시한다. 이를 위해 선형회귀 알고리즘을 이용하여 입상비료의 물리적 특성에 따른 상관관계를 분석하고, 모델링을 수행하였다. 실험에 사용된 입제 비료는 국내에서 생산 판매중인 16종 제품을 대상으로 수행하였으며, 입제 비료의 물리적 특성을 기반으로 한 시비량 제어 모델 개발을 위해 정밀 무게측정이 가능한 전자저울을 이용하고, 임베디드 제어기가 장착된 변량시비제어기를 이용하여 단위 거리에 따른 비료 토출량을 조사하였으며, 본 논문에서 제안한 모델의 현장 적용 가능성을 확인하였다.