기후 시스템에서 지구온난화는 세계적으로 매우 중요한 문제이고 이는 기후변화, 이상기온, 폭우, 가뭄 등의 문제를 초래한다. 특히 가뭄은 기후변화에 의해 여러 해 동안 진행되어온 사막화를 가속화시킨다. 본 연구의 목적은 중국과 몽골 사막주변의 식생수분상태를 탐지하는 것이다. 본 연구에서는 중국과 몽골 사막 주변의 식생수분지수를 산출하기 위해 1999년부터 2006년까지의 SPOT/VEGETATION 위성 이미지를 이용하여 정규수분지수(NDWI: Normalized Difference Water Index)를 산출하였다. 건조한 상태의 식생은 사막화되기 쉽기 때문에 식생 수분은 사막화의 중요한 지표이다. SPOT/VEGETATION 위성영상의 근적외밴드(NIR)와 단파적외밴드(SWIR)의 밴드간 연산을 통하여 NDWI를 구하여 식생의 수분입자를 측정하였다. 그 결과 1999년부터 2006년까지의 NDWI는 사막주변영역에서 감소하는 경향을 보였고, 그 영역은 몽골 고비사막 북동지역과 중국 타클라마칸 사막의 남동지역에 위치해 있었다.
기후 시스템에서 지구온난화는 세계적으로 매우 중요한 문제이고 이는 기후변화, 이상기온, 폭우, 가뭄 등의 문제를 초래한다. 특히 가뭄은 기후변화에 의해 여러 해 동안 진행되어온 사막화를 가속화시킨다. 본 연구의 목적은 중국과 몽골 사막주변의 식생수분상태를 탐지하는 것이다. 본 연구에서는 중국과 몽골 사막 주변의 식생수분지수를 산출하기 위해 1999년부터 2006년까지의 SPOT/VEGETATION 위성 이미지를 이용하여 정규수분지수(NDWI: Normalized Difference Water Index)를 산출하였다. 건조한 상태의 식생은 사막화되기 쉽기 때문에 식생 수분은 사막화의 중요한 지표이다. SPOT/VEGETATION 위성영상의 근적외밴드(NIR)와 단파적외밴드(SWIR)의 밴드간 연산을 통하여 NDWI를 구하여 식생의 수분입자를 측정하였다. 그 결과 1999년부터 2006년까지의 NDWI는 사막주변영역에서 감소하는 경향을 보였고, 그 영역은 몽골 고비사막 북동지역과 중국 타클라마칸 사막의 남동지역에 위치해 있었다.
Recently, global warming for climate system is a crucial issue over the world and it brings about severe climate change, abnormal temperature, a downpour, a drought, and so on. Especially, a drought over the earth surface accelerates desertification which has been advanced over the several years mai...
Recently, global warming for climate system is a crucial issue over the world and it brings about severe climate change, abnormal temperature, a downpour, a drought, and so on. Especially, a drought over the earth surface accelerates desertification which has been advanced over the several years mainly originated from a climatic change. The objective of this study is to detect variation of vegetation water condition around China and Mongolia desert by using satellite data having advantage in observing surface biological system. In this study, we use SPOT/VEGETATION satellite image to calculate NDWI (Normalized Difference Water Index) around study area desert for monitoring of status of vegetation characteristics. The vegetation water status index from remotely sensing data is related to desertification since dry vegetation is apt to desertify. We can infer vegetation water status using NDWI acquired by NIR (Near infrared) and SWIR (Short wave infrared) bands from SPOT/VGT. The consequence is that NDWI decreased around desert from 1999 to 2006. The areas that NDWI was decreased are located in the northeast of Mongolian Gobi desert and the southeast of China Taklamakan desert.
Recently, global warming for climate system is a crucial issue over the world and it brings about severe climate change, abnormal temperature, a downpour, a drought, and so on. Especially, a drought over the earth surface accelerates desertification which has been advanced over the several years mainly originated from a climatic change. The objective of this study is to detect variation of vegetation water condition around China and Mongolia desert by using satellite data having advantage in observing surface biological system. In this study, we use SPOT/VEGETATION satellite image to calculate NDWI (Normalized Difference Water Index) around study area desert for monitoring of status of vegetation characteristics. The vegetation water status index from remotely sensing data is related to desertification since dry vegetation is apt to desertify. We can infer vegetation water status using NDWI acquired by NIR (Near infrared) and SWIR (Short wave infrared) bands from SPOT/VGT. The consequence is that NDWI decreased around desert from 1999 to 2006. The areas that NDWI was decreased are located in the northeast of Mongolian Gobi desert and the southeast of China Taklamakan desert.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
본 연구에서는 단순한 토지피복분류가 아니라 정규수분지수(NDWI: Normalized Difference Water Index)를 이용, 피복의 수분지수를 분석하여 식물의 건강상태 등 실제 지표의 상태변화를 관찰하여 사막주변의 식생수분상태를 탐지하는 것이다. 또한 실제 토지피복분류지도에서 수분지수의 변화가 나타나는 영역을 관찰하여 앞으로의 사막화에 대한 경고를 주고자 한다. 나아가 식생의 건강상태 파악을 통해 사막화가 진행될 수 있는 지역을 파악하는데 도움을 줄 수 있을 것이라고 사료된다.
본 연구에서는 단순한 토지피복분류가 아니라 정규수분지수(NDWI: Normalized Difference Water Index)를 이용, 피복의 수분지수를 분석하여 식물의 건강상태 등 실제 지표의 상태변화를 관찰하여 사막주변의 식생수분상태를 탐지하는 것이다. 또한 실제 토지피복분류지도에서 수분지수의 변화가 나타나는 영역을 관찰하여 앞으로의 사막화에 대한 경고를 주고자 한다.
본 연구에서는 중국 몽골 사막 주변의 NDWI를 산출함으로써 식생 수분 상태에 대한 분석을 실시하였다. 그 결과 수분의 감소는 그림11에 나타난 것처럼 주로 사막 주변에 위치함을 알 수 있었다.
제안 방법
NDWI와 강수량의 분포패턴을 알아보기 위하여 그림 6에서 분리해낸 area-1과 area-2의 연간 NDWI 평균과 각 영역의 연간 총 강수량(Precipitation)을 비교하였다. 연구기간 중 1999년, 2003년, 2006년의 자료를 이용하였다.
015이상 감소한 영역만을 선택하여 각각 area-1, area-2로 나누었다. area-1과 area-2는 각각 강수량 산출 자료와 비교하여 강수량과 NDWI의 관계를 관찰하였다. 그 결과를 바탕으로 그림 2의 UMd를 기준으로 NDWI 감소지역을 관찰하였고 사막 주변의 식생수분상태를 관찰하였다.
각 영역에 대한 NDWI가 NDVI와 어떤 연관성을 가지고 있는지 알아보기 위하여 연구 시작 연도인 1999년과 마지막 연도인 2006년의 NDWI와 NDVI를 비교해 보았다. 그 결과 그림9와 같이 area-1 에서는 NDWI와 NDVI의 분포가 비슷한 패턴을 보이고 있었고, 그림 10의 area-2는 area-1에 비해 비슷하지 않은 패턴을 보이고 있었다.
area-1과 area-2는 각각 강수량 산출 자료와 비교하여 강수량과 NDWI의 관계를 관찰하였다. 그 결과를 바탕으로 그림 2의 UMd를 기준으로 NDWI 감소지역을 관찰하였고 사막 주변의 식생수분상태를 관찰하였다. 또한 이를 토대로 사막의 확장 방향과 향후 사막이 될 가능성이 높은 지역을 추정하였다.
그 결과를 바탕으로 그림 2의 UMd를 기준으로 NDWI 감소지역을 관찰하였고 사막 주변의 식생수분상태를 관찰하였다. 또한 이를 토대로 사막의 확장 방향과 향후 사막이 될 가능성이 높은 지역을 추정하였다.
본 연구의 진행 순서는 먼저, 연간 NDWI 평균을 산출하여 총 변화량을 관찰하고, 2006년 평균 NDWI와 1999년 평균NDWI의 차를 구하였다. 그리고 0.
그림 6은 2006년 평균 NDWI에서 1999년 평균 NDWI의 차를 구한 것이다. 이를 통해 연구 기간 동안의 NDWI 감소량을 파악하고 정규수분지수가 0.015이상 감소한 영역을 두군데 선택하여 area-1과 area-2로 나누어 연구를 수행하였다. area-1은 몽골 고비사막 북동지역이고 area-2는 중국 타클라마칸 사막의 남동지역이다.
대상 데이터
본 연구에서는 연구 자료로서 1999년에서 2006년까지 총 8년 동안의 SPOT위성VEGETATION 센서의 S10 Data를 사용하였다.
본 연구의 범위는 그림 1에서와 같이 위도(30.81˚N - 52.13˚N), 경도 (73.36˚E - 120.41˚E)의 중국 북서부 지역과 몽골을 포함하고 있다. 중국의 건조한 영역은 서쪽과 북쪽 지역에 위치해 있다(Ji, 1996).
php)를 통해서 제공하고 있다. 식생은 하루 단위의 변화폭이 작기 때문에 본 연구에서는 S10자료를 사용하였다.
NDWI와 강수량의 분포패턴을 알아보기 위하여 그림 6에서 분리해낸 area-1과 area-2의 연간 NDWI 평균과 각 영역의 연간 총 강수량(Precipitation)을 비교하였다. 연구기간 중 1999년, 2003년, 2006년의 자료를 이용하였다. 그 결과 그림 7에 나타나는 area-1은 NDWI가 낮은 영역의 강수량이 적게 나타나고 높은 영역에는 강수량이 많은 것으로 나타나 비슷한 분포패턴을 보였으나 그림 8의 area-2는 비슷하지 않은 분포를 보였다.
이론/모형
식생 수분상태를 파악하기 위해서 정규수분지수(NDWI: Normalized Difference Water Index)를 사용하였다. NDWI는 식생 상층부에 입사되는 태양복사에너지와 상호작용하여 수분 미립자를 측정한다(Gao, 1996).
성능/효과
그림 (a)～(h)를 순차적으로 살펴보면 1999년에서 2000년 NDWI가 낮은 영역의 면적이 감소하였다가 2001년에 다시 증가하였고, 이후에는 2006년까지 증감을 반복하고 있다. NDWI가 낮은 영역은 UMd에 서 사막 영역인 것으로 확인되었고, 사막영역에서 멀어질수록 값이 증가하였다. 또한 각 연별 NDWI평균값의 변화를 그림 4에서 확인할 수 있다.
연구기간 중 1999년, 2003년, 2006년의 자료를 이용하였다. 그 결과 그림 7에 나타나는 area-1은 NDWI가 낮은 영역의 강수량이 적게 나타나고 높은 영역에는 강수량이 많은 것으로 나타나 비슷한 분포패턴을 보였으나 그림 8의 area-2는 비슷하지 않은 분포를 보였다.
후속연구
NDWI의 연간 변화 패턴과 계절별 변화 특성의 요인을 파악하기 위해 향후 기상데이터를 분석할 필요가 있다. 또한 본 연구에서 이용한 강수량 이외에도 사막화의 진행에 영향을 미칠 것이라 예상되는 여러 가지 기후인자, 즉, 기온, 바람, 적설 등을 분석한다면 더욱 명확한 사막화의 진행 양상을 파악할 수 있을 것이다.
또한 실제 토지피복분류지도에서 수분지수의 변화가 나타나는 영역을 관찰하여 앞으로의 사막화에 대한 경고를 주고자 한다. 나아가 식생의 건강상태 파악을 통해 사막화가 진행될 수 있는 지역을 파악하는데 도움을 줄 수 있을 것이라고 사료된다.
NDWI의 연간 변화 패턴과 계절별 변화 특성의 요인을 파악하기 위해 향후 기상데이터를 분석할 필요가 있다. 또한 본 연구에서 이용한 강수량 이외에도 사막화의 진행에 영향을 미칠 것이라 예상되는 여러 가지 기후인자, 즉, 기온, 바람, 적설 등을 분석한다면 더욱 명확한 사막화의 진행 양상을 파악할 수 있을 것이다.
5˚로 매우 커서 1km픽셀의 SPOT/VEGETATION 자료와 비교하기가 쉽지 않았다. 이후에 조금 더 높은 해상도의 자료를 이용한다면 강수량과 수분 상태 변화를 정확히 관찰할 수 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
NDWI 산출에 이용되는 파장 두 가지는 무엇인가?
NDWI는 식생 상층부에 입사되는 태양복사에너지와 상호작용하여 수분 미립자를 측정한다(Gao, 1996). NDWI는 NIR(Near infrared)파장과 SWIR(Short wave infrared)파장을 이용하여 산출하는데 그 식은 다음과 같다.
SPOT /VEGETATION 이미지의 장점은 무엇인가?
SPOT /VEGETATION 이미지는 넓은 관측 폭을 가지고 식생특성을 파악할 수 있는 채널을 가지고 있기 때문에 대규모의 시공간적 식생 변동성이 큰 사막영역을 탐지하는 데에 유용하다(Huang과 Siegert, 2006).
원격탐사기술은 단시간 광범위한 영역에 대한 주기적 조사가 가능하며, 시․공간적 변동성이 큰 지역 관찰에 적합하다는 장점 외로 어떤 장점을 가지고 있는가?
원격탐사기술은 단시간 광범위한 영역에 대한 주기적 조사가 가능하며, 시․공간적 변동성이 큰 지역 관찰에 적합하다(염종민 등, 2008). 또한 필요한 자료에 대한 정량적․정성적 분석이 가능하고, 필요정보의 공간적 분포를 알 수 있다는 장점을 가지고 있다. 이러한 원격탐사 기법의 장점은 넓은 범위 때문에 현장조사에 시간과 비용이 많이 소요되는 사막지역에 대한 관측에 적합하다고 할 수 있다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.