④ 농촌진흥청 국립농업과학원 토양비료과

작물 생육·토양상태 예측…최종 생산량 추정 가능

최근 지구온난화에 따른 이상기후로 국제곡물가가 급등한 바 있고, 우리나라도 이상기상에 따른 식량공급 문제가 상시 발생될 것으로 예측되는 가운데, 이에 대처하기 위한 신속하고 정확한 농업생산 환경정보의 생산과 이용체계 구축이 시급한 상황이다. 또한 기상·관측 위성의 개발로 위성영상의 활용도가 증대될 전망이어서 원격탐사를 기반으로 한 농업환경 평가기술의 필요성이 그 어느 때보다 높아지고 있다. 이미 EU와 미국, 중국 등은 위성영상을 통해 세계 작황감시체계를 구축해 운용하고 있다. 우리나라도 2010년부터 원격탐사를 이용해 작물 생육과 토양의 분광학적 특성 구명, 작황 진단 연구를 수행하고 있는데, 그 중심에 농촌진흥청 국립농업과학원 토양비료과가 있다.

레이더파로 벼·콩 작황 자동관측
국립농업과학원 토양비료과 김이현(38) 연구사는 지난 2010년 레이더파를 이용해 벼 생육상황을 실시간 관측하고 예측할 수 있는 자동관측시스템을 개발했다. 이 시스템은 벼에 레이더파를 쏴 반사돼 돌아오는 전파를 측정하는 것으로, 벼 생육시기에 따라 레이더파에서 얻어진 지수값과 실제 측정값을 비교·분석해 생육 추정모형식을 만들게 된다. 그리고 이 추정모형식을 적용해 잎과 이삭 무게 등 벼의 생육을 예측하는 방식이다.
이 기술 개발로 벼 생육상황을 실시간으로 관측할 수 있고, 벼의 이삭 무게를 추정할 수 있어 벼 수량예측과 농업정책자료 산출에 이용할 수 있게 됐다. 현재 이 기술은 벼 외에 콩, 밀 등에도 적용돼 작물생육추정모형이 개발된 상태며, 토양수분을 측정하는데도 이용되고 있다.

인공위성으로도 농경지 상황 파악
인공위성의 레이더 영상을 이용해 기상상황에 구애 없이 벼 생육 추정할 수 있는 기술도 개발됐는데, 레이더파를 쏴 반사된 전파값을 영상화해 벼의 생체중과 엽면적지수 등을 추정하는 방식이다.
인공위성을 이용한 또 하나의 방법으로 초정밀 광학영상을 이용해 논 면적과 벼 작황을 평가하는 기술도 농진청이 수행하고 있다. 이미 독일 위성의 영상을 이용해 북한의 논 면적을 계산한 결과 FAO(국제식량농업기구)가 추정한 면적과 99% 일치하는 것으로 조사됐다.
김이현 연구사는 “광학영상을 이용한 북한 농경지 모니터링은 향후 남북농업협력을 위한 기초자료로 활용될 것”이라면서 “앞으로는 우리 위성인 아리랑3호를 통해서도 이 같은 연구가 진행될 것”이라고 말했다.
농촌진흥청이 지난해 미국의 모디스 위성 영상과 강수량·일사량 등 기상자료를 이용해 한반도 벼 수량을 추정한 결과, 통계청 발표자료와 4%의 편차를 보여 앞으로 벼 수량 파악을 위한 알고리즘 개발 등을 통해 정확도를 높여나갈 계획이다.
김 연구사는 “위성영상 이용 증대로 전국단위 농경지 이용 현황과 변화를 파악할 수 있게 됐고, 시계열 위성영상 활보로 농작물 작황도 예측해져 식량수급 정책 결정을 위한 뒷받침이 가능해졌다”며 “향후 위성에 기반한 농업생산환경 관측망도 구축할 계획”이라고 말했다.