MODIS NDVI와 기상자료를 이용한 미국 일리노이, 아이오와주 옥수수, 콩 수량 추정

이경도,나상일,홍석영,박찬원,소규호,박재문,Lee, Kyung-Do,Na, Sang-Il,Hong, Suk-Young,Park, Chan-Won,So, Kyu-Ho,Park, Jae-Moon 대한원격탐사학회 2017 大韓遠隔探査學會誌 Vol.33 No.5

본 연구는 대표적인 곡물 생산, 수출국인 미국의 일리노이주와 아이오와주에 대하여 카운티별 MODIS 위성영상 식생지수 및 기상자료를 활용하여 수량을 추정할 수 있는 다중회귀 모형을 구축하고 그 결과를 평가하였다. 2002년부터 2012년까지의 MODIS 위성영상 식생지수 및 기상자료로 옥수수와 콩 수량 추정 모형을 구축하고 2013년 수량을 추정한 결과, 일리노이, 아이오와 2개주에 대하여 약 1~16% 내외의 오차 결과를 얻었다. 모형의 수량 추정 정확도 향상을 위해 추후에는 지대 구분 및 다양한 지표면 생물리 모수를 함께 활용하여 수량 추정 모형의 성과를 높여나가야 할 것으로 판단된다. The objective of this study was to estimate corn and soybean yield in Illinois and Iowa in USA using satellite and meteorological data. MODIS products for NDVI were downloaded from a NASA website. Each layer was processed to convert projection and extract layers for NDVI. Relations of NDVI from 2002 to 2012 with corn and soybean yield were investigated to find informative days for rice yield estimation. Weather data for the county of study state duration from 2002 to 2012 to correlate crop yield. Multiple regression models based on MODIS NDVI and rainfall were made to estimate corn and soybean yields in study site. Corn yields estimated for 2013 were $10.17ton\;ha^{-1}$ in Illinois, $10.21ton\;ha^{-1}$ in Iowa and soybean yields estimated were $3.11ton\;ha^{-1}$ in Illinois, $2.58ton\;ha^{-1}$ in Iowa, respectively. Corn and Soybean yield distributions in 2013 were mapped to show spatial variability of crop yields of the Illinois and Iowa state.

댐 유역 가뭄 관리를 위한 강수량 임계수준 결정에 관한 연구

이경도,손경환,이병주,Lee, Kyoung Do,Son, Kyung Hwan,Lee, Byong Ju 한국수자원학회 2020 한국수자원학회논문집 Vol.53 No.4

This study determined appropriate threshold level (cumulative period and percentage) of precipitation for drought management in dam basin. The 5 dam basins were selected, the daily dam storage level and daily precipitation data were collected. MAP (Mean Areal Precipitation was calculated by using Thiessen polygon method, and MAP were converted to accumulated values for 6 cumulative periods (30-, 60-, 90-, 180-, 270-, and 360-day). The correlation coefficient and ratio of variation coefficient between storage level and MAP for 6 cumulative periods were used to determine the appropriate cumulative period. Correlation of cumulative precipitation below 90-day was low, and that of 270-day was high. Correlation was high when the past precipitation during the flood period was included within the cumulative period. The ratio of variation coefficient was higher for the shorter cumulative period and lower for the longer in all dam, and that of 270-day precipitation was closed to 1.0 in every month. ROC (Receiver Operating Characteristics) analysis with TLWSA (Threshold Line of Water Supply Adjustment) was used to determine the percentage of precipitation shortages. It is showed that the percentage of 270-day cumulative precipitation on Boryung dam and other 4-dam were less than 90% and 80% as threshold level respectively, when the storage was below the attention level. The relationship between storage and percentage of dam outflow and precipitation were analyzed to evaluate the impact of artificial dam operations on drought analysis, and the magnitude of dam outflow caused uncertainty in the analysis between precipitation and storage data. It is concluded that threshold level should be considered for dam drought analysis using based on precipitation.

무인비행체 영상을 활용한 고랭지배추 정식시기 추정

이경도,박찬원,소규호,김기덕,나상일,Lee, Kyung Do,Park, Chan Won,So, Kyu Ho,Kim, Ki Deog,Na, Sang Il 한국농공학회 2017 한국농공학회논문집 Vol.59 No.6

Growth monitoring of highland Kimchi cabbage is very important to respond the fluctuations in supply and demand from middle of August to early September in Korea. For evaluating Kimchi cabbage growth, it needs to classify the transplanting period of Kimchi cabbage, preferentially. This study was conducted to estimate the transplanting period of highland Kimchi cabbage from 2015 to 2016 in the main production area of highland Kimchi cabbage, Anbandegi, Maebongsan, and Gwinemi. Correlation between NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) from UAV images and days after transplanting of Kimchi cabbage was high in early transplanting period. But because the growth curve of Kimchi cabbage showed S-type, joint use of multi-temporal linear regression equation for estimation of transplanting period was more suitable. Using application of these equations at Anbandegi, Maebongsan, and Gwinemi, we made the map of transplanting periods of highland Kimchi cabbage. Generally, highland Kimchi cabbage is harvested in sixty days later since transplanting. As a result, we could estimate the harvest time and area of highland Kimchi cabbage.

원격탐사와 모델을 이용한 작황 모니터링

이경도,박찬원,나상일,정명표,김준환,Lee, Kyung-do,Park, Chan-won,Na, Sang-il,Jung, Myung-Pyo,Kim, Junhwan 대한원격탐사학회 2017 大韓遠隔探査學會誌 Vol.33 No.5

농작물 작황 추정은 생산량 예측을 통한 수급 조절, 가격 예측, 농가 소득 보전을 위한 정책 수립 등에 중요한 판단자료로 활용된다. 급변하는 국내외 여건에서 작물의 안정생산과 식량안보, 생태계 지속성 평가를 위해 원격탐사 등 국가차원의 미래기술 개발 노력이 요구되고 있다. 농촌진흥청은 2010년부터 국내외 주요 곡물생산지대 작황 평가를 위한 원격탐사, 작물모형, 농업기상 분야 원천기술 개발을 위해 노력해왔다. 본 특별호는 농촌진흥청에서 지난 8년간 국내외 작황 평가를 위해 수행해 온 원격탐사, 작물모형, 농업기상 분야의 연구개발 성과 및 연계된 이들 분야 간 융복합 연구 수행 현황을 정리하고 향후 연구 방향을 제시하고자 발간하게 되었다. The periodic monitoring of crop conditions and timely estimation of crop yield are of great importance for supporting agricultural decision-makings, as well as for effectively coping with food security issues. Remote sensing has been regarded as one of effective tools for crop condition monitoring and crop type classification. Since 2010, RDA (Rural Development Administration) has been developing technology for monitoring on crop condition using remote sensing and model. These special papers address recent state-of-the-art of remote sensing and geospatial technologies for providing operational agricultural information, such as, crop yield estimation methods using remote sensing data and process-oriented model, crop classification algorithm, monitoring and prediction of weather and climate based on remote sensing data,system design and architecture of crop monitoring system, history on rice yield forecasting method.

지상 고정형 센서를 이용한 배추 식생지수 모니터링

이경도(Kyung-Do Lee),정병준(Byung-Joon Jung),홍석영(Suk-Young Hong),나상일(Sang-il Na),장근창(Keun-Chang Jang) 한국토양비료학회 2015 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2015 No.5

RapidEye 위성영상을 활용한 간척지 토양 염농도 분포 추정

이경도 ( Kyung-do Lee ),백신철 ( Shin-cheol Baek ),홍석영 ( Suk-young Hong ),김이현 ( Yi-hyun Kim ),나상일 ( Sang-il Na ) 한국농공학회 2013 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2013 No.-

우리나라의 대규모 간척지인 새만금 간척지는 주로 농업적 이용을 위해 조성 되었으며 8,570ha의 농업용지 계발계획을 발표하였다. 간척지를 농업용지로 활용하기 위해서는 토양의 제염과 함께 염농도의 분포를 파악하는 것과 토양의 제염상태를 모니터링 하는 것은 중요하다. 그러나 간척지 전체 면적의 토양 염농도 분포를 파악하기 위해서는 오랜 시간과 인력, 많은 비용이 소요된다. 따라서, 간척지 토양의 염농도 분포를 광범위한 지역에 대해 신속하게 파악할 수 있는 방법과 기술이 필요한 실정이다. 간척지에서 토양 염은 식물 생육에 제한 요소이지만 토양의 제염상태에 따라 간척지에 적응한 식생을 통해서 토양의 염농도를 간접적으로 추정할 수 있다. 토양 염농도에 따라서 우점하는 식생의 분포가 다양하지만 육상식물, 염생식물, 나대지로 분류하여 그룹별 토양 염농도를 분석함으로써 식생을 활용한 토양 염농도 정량적 추정이 가능하다. 토양 염농도별 우점 식생이 다르다는 것에 착안하여 2013년 새만금 계화지구에서 식생의 활발한 성장이 시작되는 6월 육상식물, 염생식물, 나대지 세 가지 토지피복별로 35지점을 선정하여 토양 시료를 채취 후 염농도를 분석하고 6월에 촬영한 RapidEye 위성영상으로 산출한 식생지수(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI)와 상호 비교하였다. 토양시료 분석결과 육상식물 군락지의 토양 염농도는 0.01% 이하로 측정되었고, 염생식물 군락지와 나대지의 경우 0.2% 이상 측정되었다. 위성영상의 NDVI 평균값을 비교한 결과 육상식물은 0.55, 염생식물은 0.32, 나대지는 0.25로 군락별로 뚜렷한 차이를 보였다. 이러한 결과를 바탕으로 새만금 계화지구에서 육상식물 분포를 통해 토양 염농도 0.01% 이하의 면적을 추정할 수 있었다.

Arc-SWAT 모델을 이용한 만경강 유역 농경지 침수가능성지표 산정

이경도(Kyung-Do Lee),정병준(Byung-Joon Jung),홍석영(Suk-Young Hong),나상일(Sang-il Na),장근창(Keun-Chang Jang) 한국토양비료학회 2015 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2015 No.5

드론 영상 식생지수와 질소 비료 처리 수준별 밀 종실 단백질, 수량과의 관계

이경도 ( Kyung-do Lee ),정한용 ( Han-yong Jeong ),나상일 ( Sang-il Na ),안호용 ( Ho-yong Ahn ),류재현 ( Jae-hyun Ryu ),이병모 ( Byung-mo Lee ),손지영 ( Ji-young Shon ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-

2020년 기준 국민 1인당 밀 소비량은 약 31kg으로 58kg인 쌀 소비량 다음으로 큰 비중을 차지하고 있다. 그러나 소비량에 비해 자급률은 0.8% 수준으로 매우 낮고, 최근 우크라이나 전쟁 등 국제 밀 가격의 변동이 심화되고 있어 자급률 향상을 위한 노력이 필요하다. 국내 밀 재배 확대를 위해서는 생산적인 측면에서 재배면적 확대와 함께 국산밀 품질 향상을 위한 재배 관리기술의 개발이 요구된다. 밀은 용도에 따라 제빵용인 경질밀, 제과용인 연질밀로 나눌 수 있는데 경질밀의 경우 밀 품질이 종실 내 함유된 단백질 함량에 큰 영향을 받는다. 본 연구는 제빵용 밀 품종을 대상으로 질소비료 처리구별 수량 및 단백질 함량과 드론영상 식생지수의 상관관계를 분석하여 드론 영상정보 기반의 밀 수량 및 단백질 추정 가능성을 평가하기 위해 수행하였다. 2021년 10월 27일 해남군 해남읍 복평리에 휴폭과 파폭을 각각 180cm, 150cm로 포장을 조성하고, 제빵용 품종인 조경, 백강, 황금알 등 3개 품종을 파종량 16kg/10a로 파종하였다. 질소비료는 1) 기비로 9.1kg/10a, 2) 기비 3.6, 생육재생기 5.5kg/10a, 3) 기비 3.6, 생육재생기 2.75, 출수 후 1주 2.75kg/10a, 4) 기비 3.6, 생육재생기 5.5, 출수 후 1주 3kg/10a, 5) 기비 3.6, 생육재생기 5.5, 출수 후 1주 6kg/10a, 6) 기비 3.6, 생육재생기 5.5, 출수 후 1주 9kg/10a 시용 등 6처리로 처리하였다. 인산과 칼리는 각각 7.4kg/10a, 3.9kg/10a로 전량 기비로 시용하였다. 드론 항공영상은 회전익 드론(M200, DJI, China)에 R-G-B-RE-NIR밴드(REDEDGE-MX, MICASENSE, USA) 카메라를 부착하여 출수후 1주 경과된 2022년 4월 20일과 등숙기인 5월 17일 촬영하고 NDVI, GNDVI, NDRE 식생지수를 산정하고 상관계수가 가장 높은 시기와 식생지수를 선정하였다. 조졍밀의 경우 밀 수량은 4월 20일 NDRE 식생지수와 0.62, 단백질 함량의 경우 5월 17일 NDRE 식생지수와 0.86의 상관계수 값을 보였다. 백강밀의 경우 밀 수량은 4월 20일 NDRE 식생지수와 0.74, 단백질 함량의 경우 5월 17일 NDRE 식생지수와 0.71의 상관계수 값을 보였다. 황금알의 경우 수량은 5월 17일 NDRE 식생지수와 0.83, 단백질 함량의 경우 5월 17일 NDRE 식생지수와 0.79의 상관계수 값을 보였다. 대체로 밀 종실 단백질 함량은 등숙기인 5월 17일의 NDRE 식생지수와 0.71~0.86의 높은 상관계수 값을 보여 비슷한 경향이었다. 그러나 수량의 경우 NDRE 식생지수가 가장 높은 상관성을 보인 것은 동일한 경향이었으나 품종별로 최고의 상관계수를 보이는 시기는 차이를 보였다. 밀 출수기 및 등숙기 드론 영상 식생지수와 수량, 단백질은 0.71~0.86의 높은 상관성을 보여 드론 영상 식생지수 기반의 밀 수량 및 단백질 추정 가능성을 확인할 수 있었으나, 향후 연차간 반복 시험을 통해 밀 수량 및 단백질 추정을 위한 최적 시기 및 식생지수를 선정하고 추정 모형을 구축할 계획이다.

고정익 무인기 ebee의 항공영상 식생지수(NDVI) 산정 및 비교

이경도(Kyung-do Lee),나상일(Sang-il Na),이예은(Ye-eun Lee),박찬원(Chan-won Park),홍석영(Suk-young Hong) 한국토양비료학회 2016 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2016 No.10

고정익 무인기 ebee의 항공영상 반사율 산정 및 비교

이경도(Kyung-do Lee),나상일(Sang-il Na),이예은(Ye-eun Lee),박찬원(Chan-won Park),홍석영(Suk-young Hong) 한국토양비료학회 2016 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2016 No.10