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드론 영상을 이용한 Sentinel-2, Landsat-8 위성 NDVI 평가: 벼 병해 발생 지역을 대상으로
Evaluation of NDVI Retrieved from Sentinel-2 and Landsat-8 Satellites Using Drone Imagery Under Rice Disease 원문보기

대한원격탐사학회지 = Korean journal of remote sensing, v.38 no.6 pt.1, 2022년, pp.1231 - 1244  

류재현 (국립농업과학원 기후변화평가과) ,  안호용 (국립농업과학원 기후변화평가과) ,  나상일 (국립농업과학원 기후변화평가과) ,  이병모 (국립농업과학원 기후변화평가과) ,  이경도 (국립농업과학원 기후변화평가과)

초록
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이상기상으로 인해 노지 작물이 스트레스 상황에 노출되는 빈도가 증가하고 있다. 우리나라에서도 대표적인 벼 재배지역에서 대규모의 병해가 발생하는 사례가 나타났으며, 특정 시기에 대규모 필지에서 발생하는 피해를 현장방문으로 조사하는 것은 한계가 있다. 위성 기반의 원격탐사 기법은 시군 영역을 대상으로 작물을 모니터링하기에 유용하나 작물의 생육이상에 따른 민감도 평가가 선행되어야 한다. 본 연구에서는 벼 병해 발생 지역에서 서로 다른 공간해상도를 가지는 위성 기반의 정규화식생지수(normalized difference vegetation index, NDVI)를 드론 영상을 이용하여 평가하였다. 10 m와 30 m의 공간해상도를 가지는 Sentinel-2, Landsat-8 위성 영상을 평가하였으며, 드론 영상은 약 8-10 cm의 공간해상도를 가졌다. 위성 영상에 맞춰 리샘플링(resampling)된 드론 NDVI는 Sentinel-2 NDVI 와 0.867-0.940의 상관관계를 가졌으며, Landsat-8 NDVI와는 0.813-0.934의 상관관계를 가졌다. 센서의 차이, 관측 시점의 차이 등으로 인한 편향(bias) 영향을 최소화하였을 때, Sentinel-2 NDVI는 Landsat-8 NDVI에 비해 드론 NDVI와 0.2-2.8% 더 적은 정규화된 평균 제곱근 오차를 가졌다. 또한, Sentinel-2 NDVI는 드론 NDVI와 병해 피해 정도와 관계없이 일정한 오차를 가졌으나 Landsat-8 NDVI는 병해 피해 정도에 따라 드론 NDVI와 오차 특성이 다르게 나타났다. 농경지 경계에서 오차가 크다는 것을 고려했을 때 공간해상도가 높은 영상을 활용하는 것이 작물 모니터링에 효과적이라고 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The frequency of exposure of field crops to stress situations is increasing due to abnormal weather conditions. In South Korea, large-scale diseases in representative paddy rice cultivation area were happened. There are limits to field investigation on the crop damage due to large-scale. Satellite-b...

주제어

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구의 목적은 대규모 병 피해가 발생한 논을 대상으로 서로 다른 공간해상도를 가지는 위성들의 식생 지수 품질을 드론 영상을 이용하여 평가하는 것이다. 상이한 공간해상도를 가지는 Sentinel-2와 Landsat-8 위성에서 측정된 분광반사도를 이용하여 식생지수를 계산하였으며, 병 피해에 따른 위성 식생지수의 오차 특성을 분석하였다.
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참고문헌 (13)

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  2. Eun, J., S.H. Kim, and T. Kim, 2021. Analysis of the Cloud Removal Effect of Sentinel-2A/B NDVI Monthly Composite Images for Rice Paddy and High-altitude Cabbage Fields, Korean Journal of Remote Sensing, 37(6-1): 1545-1557 (in Korean with English abstract). https://doi.org/10.7780/kjrs.2021.37.6.1.5 

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  13. Sung, J.H., H.K. Jeong, and H.J. Lee, 2019. The Effects of Extreme Events on Korean Agricultural Sector, Korea Rural Economic Institute, Naju, Korea, p. 272. 

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