지난 2017년 2월 6일, 세계 최대 무인항공기 및 촬영 장비 제조 브랜드인 중국의 DJI가 유엔개발계획(UNDP, United Nations Development Program)과 손잡고 기후변화로 인해 지구에서 사라질 위기에 놓인 섬나라 몰디브 주민들을 위해 드론을 띄웠다. 계속되는 몰디브의 해수면 상승과 해일로 인한 피해를 예방하고자 드론을 이용하여 재해담당기관 비행교육 및 활용방법 전수에 적극 나선 것이다.

DJI와 UNDP는 드론 항공촬영을 통해 ▲해수면 변화관찰, ▲방조제 필요위치 파악, ▲해일피해에 대응한 대피경로 설정 등에 적극 활용되며, 항공촬영 소스를 이용한 3D 매핑기술의 구현이 몰디브의 시설 복구 및 수색구조 작업에 중요한 역할을 할 것이라고 밝혔다.
이처럼 드론을 이용할 경우, 과거 헬리콥터나 위성과 비교할 때 빠르고 쉽게 지역사회의 지도제작 및 시간경과에 따른 변화를 주기적으로 파악할 수 있어 기후변화에 보다 효율적인 대응이 가능하다.

레저에서 재해사고 조사·평가까지
드론의 끊임없는 진화
'날아다니는 스마트폰' 혹은 '하늘 위의 컴퓨터'. 모두 드론을 가리키는 별명이다. 드론에는 각종 센서와 무선 통신 장치, 영상 처리 장치, 비행 제어 기술 등 생각보다 많은 과학 기술이 집약되어 있다.
‘드론’의 어원은 ‘벌이 윙윙 거리는 소리’에서 파생된 것으로 이동할 때 발생하는 특유의 소리에 착안해 붙여진 이름이다.

제 1차 세계대전 당시 먼 거리의 적을 공격하기 위하여 군사용으로 개발된 ‘비행 폭탄’이 이제는 ‘하늘 위의 눈’으로서 다양한 분야에서 팔방미인이 되고 있다. ▲레저를 위한 손바닥 크기의 드론부터 ▲물품 배송을 위한 드론, ▲영상 촬영을 위한 드론, ▲인터넷 네트워크 및 통신망 구축을 위한 드론, ▲재해 및 사고 발생시 피해규모 조사와 손해액 평가를 위한 드론 등 우리가 생각하는 것 이상으로 드론은 하늘 위에서 끊임없이 진화하고 있다.

현재 농업분야에서 활용되는 드론은 어느 정도 수준일까?
미국의 드론 전문기업인 틸 그룹(Teal Group)에 의하면 전 세계 드론 시장은 연평균 7조5,000억원으로 성장하여 10년 후에는 100조원에 이를 것으로 전망하고 있다.
특히 현재 드론 판매의 80% 이상이 농업관련 분야에 집중되고 있다고 한다. 우리나라에서도 드론을 활용한 농업 기술의 연구가 폭발적으로 증가하고 있으며, 작황 모니터링을 위한 관측 목적과 파종, 시비, 방제 등 실제 농작업을 취하는 임무 목적 등 농업의 다양한 분야에 활용도를 넓히고 있다.

기후변화로 인한 고랭지 배추의 위기
드론 이용한 농업관측기술 개발로 극복
배추는 우리 식생활에 있어서 가장 중요한 부식인 김치를 만드는 데 필수적인 재료로서 연중 소비되고 있다. 배추는 서늘한 기후를 좋아하는 저온성 채소로서 초겨울 김장철에 거두어들이는 가을 재배가 일반적이었다.
그러나 현재는 비닐하우스와 고랭지에 적합한 품종들이 개발되어 1년 내내 배추를 재배하고 있다. 고랭지는 여름에도 배추의 생육이 가능할 정도로 온도가 낮은 지역으로 우리나라에서는 백두대간에 주로 분포하고 있으며, 특히 강원과 전북에 고랭지 농업이 발달해 있다.

예전에 고랭지는 화전을 일구던 곳이었으나 1970년대 들어 근대화된 농업기술이 전파되면서 한여름에 신선한 채소를 공급하는 농업기지가 되어 현재 생산되는 배추의 약 15%가 이 고랭지에서 재배되고 있다.
그러나 최근 계속되는 기후변화의 영향으로 고랭지 농업이 흔들리고 있다. 한낮의 온도가 25℃ 이상 되는 날이 많아졌으며, 갑자기 소나기가 내리거나 안개가 끼는 등의 불안정한 기후 조건이 계속됨에 따라 고온다습 조건에서의 각종 병과 충에 의한 생육이상이 발생하고 있다. 이와 더불어 고랭지배추의 물량 확보는 이미 한계선을 넘어서고 있다.

특히, 고랭지배추의 재배면적이 최근 10여 년간 절반 가까이 감소함에 따라 가격변동 가능성은 더욱 확대되었고, 기후변화에 따른 고랭지배추의 주기적인 생육이상의 발생은 가격파동으로 이어져 번번이 사회적 이슈가 되고 있다. 이에 따라 농촌진흥청 국립농업과학원에서는 채소의 안정적인 공급을 위해 드론을 이용한 농업관측기술 개발에 많은 연구가 이루어지고 있다.

다양한 센서 탑재
사람의 눈이 닿지 않는 영역을 대신 볼 수 있어
해발고도 400~1,000m의 고산지역에서 이루어지는 고랭지 농업의 특성상 위성이나 항공기를 이용한 농업관측은 많은 어려움이 있다. 또한 고랭지배추의 짧은 생육기간과 기후변화로 인한 불안정한 대기상태는 우주에서 촬영되는 위성의 한계를 명확히 나타낸다.
그러나 이와 같은 한계는 드론의 출현으로 점차 극복되어지고 있다. 드론의 또 다른 장점은 다양한 센서들을 탑재하여 사람의 눈이 닿지 않는 영역을 대신 볼 수 있다는 점이다.

드론에 탑재된 센서를 이용해 배추에서 반사되는 파장 정보를 데이터로 저장하고, 데이터와 현장 생육조사 결과를 분석하면 배추의 생육상황 등 유용한 정보를 생산할 수 있다.
또한, 생산된 정보는 직관적인 형태의 지도 형태로 제공되어 ▲현장관측 및 조사시 참고자료, ▲필지별 생육상황의 상대적인 비교, ▲평년 및 전년대비 생육상황 판단, ▲연차별 재배면적 변동파악, ▲휴경지 모니터링, ▲필지별 배추 수확시기, ▲출하량 및 출하 가능량 추정, ▲생육이상 상습피해지역의 분석 및 대응방안 마련을 위한 의사결정 지원 등에도 활용될 수 있다.
물론 아직 실용화 단계에 이르지 못한 분야도 많지만 결국 시간이 해결해 줄 것이다. 해외의 저명한 과학자들조차 드론이 세상을 크게 변화시킬 물건임을 믿어 의심치 않기 때문이다.  

<국립농업과학원 기후변화생태과 과장 장은숙, 나상일 연구사>