$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

Terra MODIS NDVI를 활용한 3월말 논지역 건조상태에 따른 가뭄표현 가능성 연구
The Possibility of Drought Expression by Late March Dryness in Rice Paddy Areas Using Terra MODIS NDVI 원문보기

한국지리정보학회지 = Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies, v.20 no.3, 2017년, pp.27 - 41  

이지완 (건국대학교 사회환경플랜트공학과) ,  이용관 (건국대학교 사회환경플랜트공학과) ,  김성준 (건국대학교 사회환경플랜트공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 논문의 목적은 Terra MODIS NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)를 이용하여 3월 하순 논 지역의 건조상태를 평가함으로써 식생지수의 가뭄표현 가능성을 확인하는데 있다. 2000년부터 2015년까지의 평균 NDVI와 해당연도 NDVI를 활용한 DCI(Dry Condition Index)를 개발하여 논지역의 건조상태를 분석하였다. 전국을 대상으로 3월 16일부터 5월 25일까지의 16일 간격 DCI를 산정하여 시공간적 건조도를 평가하였으며, 특히 4월 7일(3/23-4/7) DCI는 가뭄년에 대하여 논 지역이 건조함을 잘 나타냄을 확인하였다. 4월 7일의 건조상태 DCI 값은 0.04-0.08 으로 나타났고, 정상상태는 -0.04~0.01이었다. 본 연구에서 개발한 DCI는 초봄의 논 건조 상태를 평가에 대한 지표로서의 활용이 가능할 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The purpose of this study is to diagnose the possibility of future drought expression by late March dryness in rice paddy areas using Terra MODIS NDVI (Normalized Difference Vegetation Index). We tested the degree of dryness by comparing the 2000-2015 average NDVI with yearly NDVI, which we name DCI...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 이에 본 연구는 한반도 전체의 환경 및 식생모니터링이 용이하며 관측주기가 짧고 관측 폭이 넓어 식생의 변화 관측에 적합한 위성영상인 Terra MODIS NDVI를 활용하여 관측 시작연도(2000년)부터 2015년까지의 봄철 NDVI의 패턴을 분석하고 이를 토대로 토양 건조지수(DCI)를 산정하였다. DCI의 적용성을 평가하기 위해 누적강수량 및 수문학적 가뭄지수인 SPI(Standardized Precipitation Index)와의 상관성 분석을 수행하였으며, 이를 통해 봄철 논 지역의 가뭄 표현을 위한 MODIS NDVI의 활용성과 효과적인 활용방안을 제시하고자 하였다.
  • 농업에서의 가뭄은 평년을 기준으로 한 상대적 차이가 중요함에 따라 본 연구에서는 평년 대비 현재의 상대적 건조지역을 탐지하기 위해 평년 대비 건조지수를 개발하고자 하였다. 또한 본 연구의 대상지역을 논 지역으로 설정하여 토지 용도가 지정된 구역의 식생 상태를 비교하게 되므로 상대적 차이에 대한 정량적인 평가가 가능하다.
  • 본 연구는 Terra MODIS 위성영상을 이용하여 봄철 전국의 논 지역의 건조상태를 공간적으 로 분석하고자 DCI를 산정하였다. 산정된 건조지수를 이용하여 가뭄이었던 2014, 2015년과 평년인 2011년에 대해 적용하여 강수량과의 상관 관계를 분석하였으며, 과거 16년(2000∼2015) 동안의 위성영상을 수집하여 DCI를 적용하여 과거 가뭄기록과의 비교를 통해 3월 말 논 가뭄에 대한 위성영상의 활용 가능성을 판단하였다.
  • 본 연구에서 3월 23일부터 4월 7일까지의 식생자료인 4월 7일 영상을 이용하여 논 지역에 대한 3월 말 가뭄 표현 가능성을 검토하였다. 산정한 DCI의 활용성을 평가하기 위해 가뭄 기록 및 기상학적 가뭄지수인 SPI-12와 관측 자료 기반의 평년대비 누적강수 부족율과의 공간 변동성을 분석하였다.
  • 본 연구에서는 MODIS 위성영상 자료를 이용한 DCI 산정에 앞서, 우리나라의 주요 가뭄 년도에 대한 봄철 16일 간격의 NDVI에 대한 패턴 분석 및 픽셀 분포 분석을 실시하고 가뭄 년도를 제외한 NDVI 평년 자료를 생성하였다. 이를 통해 시군구별 논 지역을 대상으로 DCI를 산정하였으며, 강수량 자료 및 SPI-12 자료와의 상관성 분석을 통해 DCI의 가뭄 표현에 대한 가능성을 검토하였다(그림 1).
  • 본 연구에서는 논물잡이 시기인 3월 하순∼4월 초에 대해 토양의 건조상태에 따른 NDVI의 공간적 변화분포를 살펴보기 위해 가뭄시기와 평년의 이미지 연산을 통해 식생지수 변화지역을 분석하였으며, 본 연구에서는 이미지 연산을 식 (2)와 같이 DCI로 정의하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
가뭄은 어떻게 분류되는가? 가뭄은 강수량의 부족으로 인한 기상학적 가뭄, 지표수 및 지하수의 부족으로 인한 수문학적 가뭄, 토양의 건조 상태로 인한 농업적 가뭄, 용수 및 전력공급의 제한으로 인한 사회·경제적 가뭄으로 분류될 수 있으며, 일반적으로는 어느 지역의 인간생활 및 사회 경제 활동이나 동식물 생육에 피해를 가져올 정도로 강수량 부족이 장기화되는 비정상적인 현상으로 정의할 수 있다.
가뭄의 정의는 무엇인가? 가뭄은 강수량의 부족으로 인한 기상학적 가뭄, 지표수 및 지하수의 부족으로 인한 수문학적 가뭄, 토양의 건조 상태로 인한 농업적 가뭄, 용수 및 전력공급의 제한으로 인한 사회·경제적 가뭄으로 분류될 수 있으며, 일반적으로는 어느 지역의 인간생활 및 사회 경제 활동이나 동식물 생육에 피해를 가져올 정도로 강수량 부족이 장기화되는 비정상적인 현상으로 정의할 수 있다.
MODIS NDVI는 NOAA AVHRR NDVI에 비해 어떤 특징을 가지는가? MODIS NDVI Product는 250m, 500m, 1㎞ 해상도로 구성되어 있으며 16일과 월 단위로 합성된 자료를 제공한다. 또한, 기존의 NOAA AVHRR NDVI에 비해 좁은 파장영역대의 분광 자료를 활용하여 대기의 영향을 최소화 하였으며 지표면의 반사특성을 기록하는 방사해상도가 2배로 확대되어 물 부족에 의한 식생의 반응을 보다 효과적으로 반영하는 특징을 갖고 있다(Huete et al., 1999).
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (24)

  1. Ahn, S.R., J.W. Lee, and S.J. Kim. 2014. Analysis of 2012 spring drought using meteorological and hydrological drought indices and satellite-based vegetation indices. Korean National Committee on Irrigation and Drainage 21(1):78-88 (안소라, 이준우, 김성준. 2014. 기상 및 수문학적 가뭄지수와 위성 식생지수를 활용한 2012년 봄 가뭄 분석. 한국관개배수위원회 21(1):78-88). 

  2. Bae, D.H. and K.H. Son. 2013. The status and development direction for domestic drought forecast. Magazine of Korea Water Resources Association 45(5):46-54 (배덕효, 손경환. 2013. 국내가뭄예보 현황 및발전방향. 물과미래 45(5):46-54). 

  3. Baek, S.G., H.W. Jang, J.S. Kim, and J.H. Lee. 2016. Agricultural drought monitoring using the satellite-based vegetation index. Journal of Korea Water Resources Association 49(4):305-314 (백슬기, 장호원,김종석, 이주헌. 2016. 위성기반의 식생지수를 활용한 농업적 가뭄감시. 한국수자원학회논문집 49(4):305-314). 

  4. Chakroun, H., F. Mouillot, Z. Nasr, A. Ennajah, and J.M. Ourcival. 2014. Performance of LAI-MODIS and the influence on drought simulation in a Mediterranean forest. Ecohydrology 7(3):1014-1028. 

  5. Huete, A.R., C. Justice, and Wim van Leeuwen. 1999. MODIS Vegetation Index (MOD13) Algorithm Theoretical Basis Document Version 3. Available at: https://pdfs.semanticscholar.org/2204/b55a9ad69e8b69d19e88ad1f0e1f81a5d72b.pdf(Accessed: April 1994). 

  6. Jung, S.T., K.C. Jang, S.Y. Hong, and S.K. Kang. 2011. Detection of irrigation timing and the mapping of paddy cover in Korea using MODIS images data. Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology 13(2):69-78 (정승택, 장근창, 홍석영, 강신규. 2011. MODIS 영상자료를 이용한 관개시기 탐지와 논 피복지도 제작. 한국농림기상학회지 13(2):69-78). 

  7. Karnieli, A., N. Agam, R.T. Pinker, M. Anderson, M.L. Imhoff, G.G. Gutman, N. Panov, and A, Goldberg. 2008. Use of NDVI and land surface temperature for drought assessment: merits and limitations. Journal of Climate 23:618-633. 

  8. KMA(Korea Meteorological Administration). 2015. 2014년 이상기후에 대한 관계부처 합동보고서 발간. Available at: http://web.kma.go.kr/servlet/NeoboardProcess;jsessionidXEE1vuj3ewMVjirvmP1HaZ2ttwhCuKpOWmsM9ehPRcDBwQDvqiDskzaKViA12gTG?modedownload&bidpress&num1192963&fno2&callbackhttp%3A%2F%2Fweb.kma.go.kr%2Fnotify%2Fpress%2Fkma_list.jsp&sesUSERSESSION&kATC201501191416332_a16995c2-f5b6-4c0a-a2d9-8aa92c0505cc.pdf (Accessed: January 19, 2015). 

  9. KRC(Korea Rural Community Corporation) 2012. Drought white paper. pp.63-65 (한국농어촌공사. 2012. 가뭄백서. 63-65쪽). 

  10. Lee, J.W., S,S. Jang, S.R. Ahn, K.W. Park, and S.J. Kim. 2016. Evaluation of the relationship between meteorological, agricultural and in-situ big data droughts. Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies 19(1):1-13 (이지완, 장선숙, 안소라, 박기욱, 김성준. 2015. 기상학적 가뭄, 농업 가뭄 및 빅데이터 현장가뭄간의 상관성 평가. 한국지리정보학회지 19(1):1-13). 

  11. Lee, Y.G., S.H. Kim, S.R. Ahn, M.H. Choi, K.S. Lim, and S.J. Kim. 2015. Estimation of spatial evapotranspiration using Terra MODIS satellite image and SEBAL Model-for Yongdam Dam watershed-. Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies 18(1):90-104 (이용관, 김상호, 안소라, 최민하, 임광섭, 김성준.2015. Terra MODIS 위성영상과 SEBAL모형을 이용한 공간증발산량 산정 연구-용담댐 유역을 대상으로-. 한국지리정보학회지18(1):90-104). 

  12. MCT(Ministry Construction and Transportation). 2001. Drought impact survey report. pp.1-6 (건설교통부. 2001. 가뭄기록조사 보고서. 1-6쪽). 

  13. Park, H.S., M.J. Um, J.B. Kim, and Y.J, Kim. 2015, MODIS DSI for evaluation of the local drought events in Korea. Journal of the Korean Society of Civil Engineers 35(6):1209-1218 (박혜선, 엄명진, 김정빈, 김연주. 2015. 우리나라의 지역 가뭄 평가를 위한 MODIS DSI 활용. 대한토목학회논문집 35(6):1209-1218). 

  14. Park, J.S. and K.T. Kim. 2009. Evaluation of MODIS NDVI for drought monitoring: focused on comparison of drought index. The Journal of GIS Association of Korea 17(1):117-129 (박정술, 김경탁. 2009. 가뭄모니터링을 위한 MODIS NDVI의 활용성평가: 가뭄지수와의 비교를 중심으로. 한국GIS학회지 17(1):117-129). 

  15. Park, W.Y., Y.D. Eo, Y.M. Kim, and C.J. Kim. 2013 A study on the priority area selection for updation FDB attributes using MODIS product. Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology 16(1):65-73 (박완용, 어양담,김용민, 김창재. 2013. MODIS Product를활용한 FDB 속성 갱신 대상지역 선정연구.한국군사과학기술학회지 16(1):65-73). 

  16. Rural Research Institute. 2005. A study on water supply methods considering variation of farming conditions in paddy field. Research report pp.17-23 (농어촌연구원. 2005. 영농환경 변화를 고려한 농업용수 적정 공급방안 연구. 연구보고서 17-23쪽). 

  17. Shin, H.J., M.J. Park, E.H. Hwang, H.S. Chae, and S.J. Kim. 2015. A study of spirng drought using Terra MODIS satellite image. Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies 18(4):145-157 (신형진, 박민지, 황의호, 채효석, 김성준. 2015. Terra MODIS위성영상을 이용한 봄 가뭄연구-소양강댐유역을 대상으로-. 한국지리정보학회지 18(4):145-157). 

  18. Shin, S.C. and M.S. Eoh. 2004. Analysis of drought detection and propagation using satellite data. Journal of Korean Society of Hazard Mitigation 4(2):61-70 (신사철,어민선. 2004. 인공위성 영상정보를 이용한가뭄상황 및 징후분석. 한국방재학회논문집 4(2):61-70). 

  19. Shin, S.C., S. Jung, K.T. Kim, J.H. Kim, and J.S. Park. 2006. Drought detection and estimation of water deficit using NDVI. Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies 9(2): 102-114 (신사철, 정수, 김경탁, 김주훈, 박정술. 2006. NDVI를 이용한 가뭄지역 검출및 부족수분량 산정. 한국지리정보학회지 9(2):102-114). 

  20. Son, N.T., C.F. Chen, C.R. Chen, L.Y. Change, and V.Q. Minh. 2012. Monitoring agricultural drought in the Lower Mekong Basin using MODIS NDVI and land surface temperature data. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation 18:417-427. 

  21. Sun, H., X. Zhao, Y. Chen, A. Gong, and J. Yang. 2013. A new agricultural drought monitoring index combining MODIS NDWI and day-night land surface temperatures : a case study in China. International Journal of Remote Sensing 34(24):8986-9001. 

  22. Sur, C.Y., K,J. Kim, W.J. Choi, J.H. Shim, and M.H. Cho. 2014. Drought assessments using satellite-based drought index in Korea; southern region case in 2013. Journal of Korean Society of Hazard Mitigation 14(3):127-131 (서찬양, 김경준,최우정, 심재현, 최민하. 2014. 인공위성 가뭄지수를 활용한 한반도 가뭄 평가; 2013년 남부지방 가뭄을 대상으로. 한국방재학회논문집14(3):127-131). 

  23. Wan, Z., P. Wang, and Li, X. 2004. Using MODIS land surface temperature and Normalized Difference Vegetation Index products for monitoring drought in the southern Great Plains, USA. International Journal of Reomote Sensing 25(1):61-72. 

  24. Yoo. J.Y., M.H. Choi, and T.W. Kim. 2010. The utilization of MODIS LST imagery for droughts monitoring in the Korean Peninsula. Proceedings of Magazine of the Korean Society of Hazard Mitigation p.104 (유지영, 최민하, 김태웅, 2010. 한반도 가뭄모니터링을 위한 MODIS LST영상자료의 활용, 한국방재학회 학술대회 104쪽). 

저자의 다른 논문 :

LOADING...
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로