$\require{mediawiki-texvc}$

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.

다중분광위성자료의 대기보정에 따른 반사도 및 식생지수 분석
Atmospheric Correction Effectiveness Analysis of Reflectance and NDVI Using Multispectral Satellite Image 원문보기

대한원격탐사학회지 = Korean journal of remote sensing, v.34 no.6 pt.1, 2018년, pp.981 - 996  

안호용 (농촌진흥청 국립농업과학원) ,  나상일 (농촌진흥청 국립농업과학원) ,  박찬원 (농촌진흥청 국립농업과학원) ,  소규호 (농촌진흥청 국립농업과학원) ,  이경도 (농촌진흥청 국립농업과학원)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

농업분야에서 지구관측위성을 활용한 원격탐사 자료는 시간적, 공간적, 그리고 효율성 측면에서 다른 방법에 비해 많은 이점을 가진다. 본 연구는 위성영상의 농업활용에 앞서 영상의 대기보정에 따른 반사도와 식생지수의 변화 분석을 위해 다중분광위성자료의 대기상층 반사도(Top of Atmosphere Reflectance; TOA Reflectance)와 대기보정을 통한 표면 반사도(Surface Reflectance)를 산출하여 각 밴드별 반사도, 식생지수를 비교하였다. 그 결과 지상계측센서와 위성에서 관측된 식생지수는 영상의 대기보정을 통해 산출된 표면반사도가 TOA Reflectance 보다 높은 일치율과 상관성을 나타났다. 다중시기 영상에 대하여 대기보정 전/후 NDVI를 비교한 결과 모든 시기에서 대기보정 수행 후 NDVI 상승하였다. 특히 식생 활력도가 높은 수확직전의 시기의 경우 NDVI 상승폭이 크게 나타났다. 서로 다른 반사 특성을 가지는 토지피복의 경우에도 식생 활력도가 높은 마늘, 양파 재배지역과 산림의 경우 0.1 이상의 NDVI 변화를 보였다. 이 같은 결과는 NIR 밴드대역이 수증기 흡수대역에 있어 대기보정으로 인해 영향을 받기 때문이다. 따라서 위성영상을 농업분야에 활용함에 있어 대기보정은 NDVI 분석에 있어 매우 중요한 과정으로 볼 수 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In agriculture, remote sensing data using earth observation satellites have many advantages over other methods in terms of time, space, and efficiency. This study analyzed the changes of reflectance and vegetation index according to atmospheric correction of images before using satellite images in a...

주제어

표/그림 (20)

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

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

문제 정의

  • 본 연구는 다중분광위성자료의 대기보정에 따른 반사도 및 식생지수의 영향을 평가 하였다. Landsat-8(L8)과 Sentinel-2(S2)위성의대기상층반사도(TopOfAtmosphere Reflectance; TOA-R)와 대기보정을 통해 산출된 표면반사도(Surface Reflectance; S-R)를 지상 계측센서로 측정된 NDVI와 비교를 통해 정확도를 산정하였다.
  • 위성영상의 S-R 변환에 따른 식생지수를 평가하기 위해 본 연구에서는 실제 작물의 적용을 위해 합천 지역의 생육주기를 고려한 영상을 분석하였다.
  • 취득된 모든 영상은 cloud cover가 10% 이하인 영상을 기준으로 완주 농업과학원의 경우 L8 위성 15장, S2 위성 13장이며, 합천지역은 L8 위성 5장, S2 위성 6장을 취득하였다(Table 2). 취득한 위성영상의 동일한 위치의 식생지수 및 반사도 추출을 위해 본 연구에서는 고해상도인 S2 영상을 기준영상으로 L8 영상에 대해 기하보정(Co-Registration)을 수행하였다. 각 영상별로 동일한 5개 내외의 기준점을 이용하여 Referencing을 하였으며 그 결과 RMSE는 1pixel 이하로 나타났다.

가설 설정

  • 합천지역의 위성영상 분석에 대한 지상계측자료가 없어 본 연구에서는 동일한 날짜(2018월 4월 25일)에 촬영된 S2 영상과 L8 영상에 대해 상호 비교를 하였다. 두 위성의 촬영시간은 약 15분 차이가 나기 때문에 대기에 영향이 거의 동일하다고 가정하였다. 서로 다른 반사 특성을 가지는 아홉 지역을 선정하여 대기보정 전/후 각 영상별 NDVI를 선정하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
대기보정이란 무엇인가? 대기보정은 위성영상에서 정량적 분석을 수행할 때 필수적으로 적용해야 하는 영상 후처리 과정이다. 대기보정을 통해 영상의 화소값, 복사량으로부터 지표면의 고유한 분광반사특성을 나타내는 표면반사율 산출이 가능하다.
위성영상의 특징은 무엇인가? 위성영상은 비접근 지역에 대해서 관측이 가능할 뿐 아니라 넓은 지역에 대하여 신뢰도가 높은 지표면의 분광정보를 제공한다. 이로써 얻을 수 있는 지표의 공간적 특성 분포는 원격탐사 기법이 가지는 가장 큰 장점이며 환경, 수문, 식생 등 다양한 분야에 활발하게 적용되어 왔다.
위성영상은 어떻게 활용되었는가? 위성영상은 비접근 지역에 대해서 관측이 가능할 뿐 아니라 넓은 지역에 대하여 신뢰도가 높은 지표면의 분광정보를 제공한다. 이로써 얻을 수 있는 지표의 공간적 특성 분포는 원격탐사 기법이 가지는 가장 큰 장점이며 환경, 수문, 식생 등 다양한 분야에 활발하게 적용되어 왔다. 농업분야에서 지구관측위성을 활용한 원격 탐사 자료는 시간적, 공간적, 그리고 효율성 측면에서 다른 방법에 비해 많은 이점을 가지며, 지상의 지표 활용 현황, 수목 탐지, 수계 영역 탐지, 환경 분야 등 다양한 지상의 관측 영역에 적용 다양한 종류의 위성영상을 이용한 원격탐사 기술의 응용이 지속적으로 활용되고 있다(DSITA and DNRM, 2014).
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (21)

  1. Atzberger, C., 2013. Advances in remote sensing of agriculture: Context Description, Existing Operational Monitoring Systems and Major Information Needs, Remote Sensing, 5(2): 949-981. 

  2. Bannari, A.D., D. Morin, F. Bonn, and A.R. Huete, 1995. A review of vegetation indices, Remote Sensing Reviews, 13(1-2): 95-120. 

  3. Berk, A., G.P. Anderson, L.S. Bernstein, P.K. Acharya, H. Dothe, M.W. Matthew, S.M. Adler-Golden, J.H. Chetwynd, S.C. Richtsmeier, B. Pukall, C.L. Allred, L.S. Jeong, and M.L. Hoke, 1999. MODTRAN4 radiative transfer modeling for atmospheric correction, In: Allen M.L. (Eds.), Optical spectroscopic techniques and instrumentation for atmospheric and space research III, SPIE Press, Denver, CO, USA, pp. 348-354. 

  4. Chavez, P. S., 1996. Image-based atmospheric corrections-revisited and improved, Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 62(9): 1025-1035. 

  5. Decagon Devices, 2014. SRS - Spectral Reflectance Sensor Operator's Manual, http://ictinternational.com/products/srs-ndvi/decagon-srs-ndvi, Accessed on Oct. 15, 2018. 

  6. EROS, 2015. Sentinel-2, https://eros.usgs.gov/remotesensing/sentinel-2, Accessed on Oct. 15, 2018. 

  7. Haboudane, D., J.R. Miller, N. Tremblay, P.J. Zarco-Tejada, and L. Dextraze, 2002. Integrated narrowband vegetation indices for prediction of crop chlorophyll content for application to precision agriculture, Remote Sensing of Environment, 81(2-3): 416-426. 

  8. Hong, S.Y., B.K. Min, J.M. Lee, Y.H. Kim, and K.D. Lee, 2012a. Estimation of paddy field area in North Korea Using RapidEye Images, Korean Journal of Soil Science and Fertilizer, 45(6): 1194-1202 (in Korean with English abstract). 

  9. Hong, S.Y., J.N. Hur, J.B. Ahn, J.M. Lee, B.K. Min, C.K. Lee, Y.H. Kim, K.D. Lee, S.H. Kim, G.Y. Kim, and K.M. Shim, 2012b. Estimating rice yield using MODIS NDVI and meteorological data in Korea, Korean Journal of Remote Sensing, 28(5): 509-520 (in Korean with English abstract). 

  10. Kim, H.Y., J.M. Yeom, and Y.S. Kim, 2011. The multitemporal characteristics of spectral vegetation indices for agricultural land use on RapidEye satellite imagery, Aerospace Engineering and Technology, 10(1): 149-155 (in Korean with English abstract). 

  11. Na, S.I., J.H. Park, and J.K. Park, 2012. Development of Korean paddy Rice yield Prediction Model (KRPM) using meteorological element and MODIS NDVI, Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers, 54(3): 141-148 (in Korean with English abstract). 

  12. Queensland Department of Science, Information Technology and the Arts (DSITA) and Department of Natural Resources and Mines (DNRM), Review of Remote Sensing Applications for Natural Resource Management, Eco Logical Australia, Australia. 

  13. Richter, R. and D. Schlapfer, 2005. Atmospheric/topographic correction for satellite imagery, DLR report DLR-IB, 565-01. 

  14. Ren, J.Q., Z.X. Chen, Q.B. Zhou, and H.J. Tang, 2008. Regional yield estimation for winter wheat with MODIS NDVI data in Shandong, China, International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 10: 403-413. 

  15. Rojas, O., 2007. Operational maize yield model development and validation based on remote sensing and agro-meteorological data in Kenya, International Journal of Remote Sensing, 28(17): 3775-3793. 

  16. Rouse, J.W., R.H. Haas, J.A. Schell, and D.W. Deering, 1973. Monitoring vegetation systems in the Great Plains with ERTS, Proc. of 3rd Earth Resources Technology Satellite Symposium, Washington, D.C., Dec. 10-14, vol. 1, pp. 309-317. 

  17. Thiemann, S. and H. Kaufmann, 2000. Determination of chlorophyll content and trophic state of lakes using field spectrometer and IRS-1C satellite data in the Mecklenburg Lake District, Germany, Remote sensing of environment, 73(2): 227-235. 

  18. Ustunera, M., F.B. Sanli, S. Abdikan, M.T. Esetlili, and Y. Kurucu, 2014. Crop Type Classification Using Vegetation Indices of Rapideye Imagery, The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, XL-7: 195-198. 

  19. Vermote, E. F., D. Tanre, J. L. Deuze, M. Herman, and J. J. Morcette, 1997. Second simulation of the satellite signal in the solar spectrum, 6S: An overview, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 35(3): 675-686. 

  20. Yeom, J. M., 2014. The comparative analysis of KOMPSAT-3 based surface normalized difference vegetation index: Application of GeoEye data, Aerospace Engineering and Technology, 13(2): 80-86 (in Korean with English abstract). 

  21. Zhang, H. K., D. P. Roy, L. Yan, Z. Li, H. Huang, E. Vermote, S. Skakun, and J. C. Roger, 2018. Characterization of Sentinel-2A and Landsat-8 top of atmosphere, surface, and nadir BRDF adjusted reflectance and NDVI differences, Remote Sensing of Environment, 215(15): 482-494. 

저자의 다른 논문 :

LOADING...

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

저작권 관리 안내
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