과수지역 토양수분 시공간 분포 예측 및 적정 관개량 산정기술개발

신승훈 ( Seunghun Shin ),박근형 ( Geunhyung Park ),김희태 ( Hee-tae Kim ),최용훈 ( Younghun Choi ),김종건 ( Jonggun Kim ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-

식물 생장에 있어 토양에서의 수분스트레스는 매우 중요한 요소 중 하나이다. 토양수분 스트레스는 토양에서 흡수하는 수분의 양보다 더 많은 양을 증산작용으로 잃어버리는 등 수분 과부족에 의해 겪게되는 생리적 반응을 말한다. 과도한 토양수분 또한 공기부족으로 인해 상당한 스트레스를 준다. 이러한 토양에서의 수분스트레스를 막기 위해서는 토양수분의 공간적 분포예측을 통한 적정 관개량의 산정이 중요하다. 현재 노지작물 재배를 위한 관개기술은 토양수분 및 기상정보(작물 증발산량)를 바탕으로 개발되고 있으나, 다양한 토양의 특성을 구현하거나 토양수분의 공간적 분포를 대표하기에는 다소 어려우며, 과다 산정되는 문제가 제기되고 있다. 따라서 본 연구에서는 토양수분 모델링 기법을 활용하여 시공간 분포 예측 기술을 개발하고 근역층 토양수분 모의를 통해 노지작물 수분스트레스 및 관개량을 산정 기술을 개발하고자 한다. 본 연구의 대상지는 강원도 춘천시 사암리 일대에 위치하고 있는 과수원을 선정하여 토양수분의 공간분포와 토양깊이에 따른 토양수분 모니터링을 수행하였다. 이는 과수지역 근역층에서의 토양수분 공간분포 예측을 위한 APEX 모형의 수분 모의 매개변수 추정 및 검증자료로 활용되었다. 본 연구 결과 과수 대상지역에서 토양수분 기반 수분스트레스를 받고 있는 지점을 예측하였으며, 이에 따른 적정 관개량을 추정하였다. 본 연구를 통해 토양수분 모의 모델을 활용하여 수분의 공간분포를 예측할 수 있으며, 이에 따라 정밀농업에서 요구하는 적정 관개량 산정이 가능할 것으로 판단된다.

토양수분 산정을 위한 DNN 모형 평가

천범석 ( Beomseok Chun ),이태화 ( Taehwa Lee ),김상우 ( Sangwoo Kim ),김종건 ( Junggun Kim ),신용철 ( Yongchul Shin ) 한국농공학회 2020 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2020 No.-

본 연구에서는 DNN 기법을 이용하여 국내의 시계열 토양수분을 산정하였다. DNN 회귀모형의 민감도 분석을 시행하기 위하여 평창군 및 거창군 지점의 TDR 기반 실측토양수분(10cm 및 30cm)과 DNN 입력자료(기상 및 지표 특성)을 수집하였다. 민감도 분석 결과 산정된 토양수분이 기상 변수(5일 강우평균, 5일 선행강우 및 누적강우)와 DEM에 민감한 것으로 나타났다. 이러한 분석 결과는 DEM과 기상 변수가 토양수분 유출 과정에서 중요하다는 것을 나타낸다. 민감도분석 결과를 바탕으로 DNN 회귀모형을 사용하여 연구 지점에서 10cm 및 30cm 깊이에서의 모의토양수분을 산정하였다. 평창군 지점에서는 10cm 깊이에서의 모의토양수분(R: 0.890, RMSE: 0.041)은 실측값과 비교하여 비슷한 것으로 나타났으며, 30cm 깊이에서의 모의토양수분(R: 0.843, RMSE: 0.048)은 10cm 깊이에서의 모의토양수분과 비교하여 상대적으로 불확실성이 높게 나타났다. 거창군 지점의 경우 10cm 및 30cm 깊이에서의 DNN 기반 모의토양수분(R: 0.997/0.995, RMSE: 0.014/0.006)이 모두 실측값과 유사한 것으로 나타났다. 비록 산정된 모의토양수분에서 불확실성이 발생하였으나, DNN 회귀모형으로 산정한 모의토양수분이 TDR 기반 실측토양수분을 잘 반영하는 것으로 나타났다. 본 연구는 농업, 산림 및 수문 등의 다양한 분야에서 활용될 것으로 사료된다.

토양수분 측정자료의 품질관리를 위한 ISMN Web 시스템 개발 및 적용

신형진 ( Hyungjin Shin ),이재남 ( Jaenam Lee ),하창용 ( Changyoung Ha ),이철성 ( Chulsung Lee ),황선아 ( Sunah Hwang ),김종건 ( Jonggun Kim ),임경재 ( Kyungjae Lim ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-

밭 용수관리 및 가뭄 대응을 위한 토양수분 실측자료의 품질관리가 필수적으로 수행되어야 한다. 토양수분 자료의 체계적인 유지관리를 위해 국제 토양수분 네트워크(International Soil Moisture Network; ISMN)가 설립되었고, 전세계 1,400여개 지점의 토양수분량 자료의 품질관리하고 있다. ISMN 품질관리 방식은 토양특성, 강우에 대한 반응, 토양온도, 시계열특성을 이용한다. 본 연구에서는 FDR(Frequency Domain Reflectometry) 기기를 이용한 토양수분 측정자료의 품질관리를 위해, ISMN에서 제시한 총 13 단계별 품질관리 체계 중 실측 토양수분 자료만을 이용하여 평가가 가능한 C01, C02, C03, D06, D07, D08, D09, D10 품질관리 체계를 반영하여 시스템을 개발하였다. 주요 품질관리 기준은 1) 토양수분이 0 m3m-3보다 작은지, 2) 또는 0.6 m3m-3보다 큰지, 3) 토양수분값이 공극률보다 큰지, 4) 토양수분 시계열 자료에 spike 가 있는지 5) 응과 양의 break가 있는지, 6) 음의 breark 이후 지속적인 음의 토양수분 자료가 지속되는지, 7) 토양수분 자료에 지속적인 plateau가 있는지를 검사하여 Quality Flag를 설정하였다. 본 연구에서는 이러한 Web 기반이 토양수분 품질관리 프로그램을 활용하여 국내 주요 지점의 토양수분 품질관리를 수행하였고, 이렇게 품질관리된 주요지점의 토양수분 자료를 활용하여 국내 토양수분의 시공간적 특성을 분석하였다. 본 연구에서 개발된 Web 기반의 토양수분 품질관리 시스템은 토양수분 관리를 통한 스마트 용수관리, 유역 지하수-지표수 연계평가 등에 널리 활용될 수 있을 것이라 판단된다.

WRF-Hydro을 이용한 한반도 토양수분 정보의 역학적 상세화

김민우,장은철 한국기상학회 2021 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10

토양수분은 대기-육지 상호작용 관계에서 물 순환과 에너지 교환의 크기를 조절하는 변수이며 계절내-계절(Subseasonal-to-seasonal) 시간 규모의 기후변화와 가뭄, 홍수와 같은 이상기후 현상을 예측하기 위한 중요한 변수로 사용된다. 따라서 양질의 토양수분 정보를 생산하는 것은 물 순환을 이해하고 기후 및 날씨 예측을 위해 중요하다. 시 공간 연속성의 한계를 극복하기 위해 모델을 이용한 토양수분 정보를 생산하는 방법이 진행되어 오고 있다. 본 연구에서는 현실적인 토양수분의 공간적 분포를 모의하기 위해 역학적인 물의 흐름이 고려된 Weather Research and Forecasting (WRF) Hydro model system (WRF-Hydro)를 사용한다. WRF-Hydro는 하천을 통한 유출을 계산할 수 있으며 하천이 아닌 지면상의 유출량과 지하수의 수평, 수직전달을 계산할 수 있다. 수문 모델의 입력 자료인 강수량, 열 플럭스, 복사량 등은 Global/Regional Integrated Model system (GRIMs)의 지역 모델인 Regional Model Program (RMP)를 이용하여 생산하였다. 이를 통해 1980-2010년 기간 동안 한반도에 대해 수평 해상도 300m의 토양수분 정보를 생산하였다. 본 연구에서 생산한 토양수분은 특징적으로 하천 흐름과 토양수분의 수평 전달이 고려되었기 때문에 모든 영역에 대해 토양수분의 지속성이 증가했다. 또한, 지형적 특징이 고려되었기 때문에 토양수분의 양은 토양수분의 수직전달만을 계산한 모의결과(Vertical Transport, VT)보다 수평 이동까지 고려한 모의결과(Vertical and Horizontal Transport, VHT)가 상류(하류) 지역에서 감소(증가)했다. 장기간 한반도에 대한 토양수분의 검증을 위해 ECMWF Reanalysis v5(ERA5)와 The Modern-Era Retrospective analysis for Research and Applications, Version 2 (MERRA-2)를 사용했다. 언급한 재분석 자료들은 토양수분의 수평 이동이 고려되지 않았지만, 관측 강수를 강제력 자료로 사용하여 토양수분을 생산했기 때문에 토양수분의 변동성을 비교하기에 적합하다. 본 연구에서 생산한 VT와 VHT의 경년 변동성을 제시된 재분석 자료들과 비교하여 상관계수를 구하여 분석했다. 계절적으로 강한 강수가 있는 여름철에는 재분석에 대 한 VT의 상관도가(0.851) VHT의 상관도보다(0.838) 높았으나, 나머지 계절에서는 VHT가 더 높은 상관도를 보였다. 본 연구에서 생산된 결과 분석을 통해 역학적 수문 모델을 사용하여 구체적이고 현실적인 토양수분 정보를 생산할 수 있음을 보였으며 향후 장기 고해상도 수문 정보 생산에 대한 가능성을 제시하였다.

산사태 조기경보 시스템 구축을 위한 Noah LSM 기반 토양수분 추정과 관련 모수의 변경 실험

이원영,이예본,이승연,임수정,박선기 한국기상학회 2021 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10

토양수분은 산사태 발생의 예측을 위해 중요한 요인이다. 토양 층위별 토양수분에 대한 정보는 관측 지점이 희소하기 때문에 Noah LSM과 같은 지면모형을 활용한 토양수분의 추정이 반드시 필요하다. 산사태 조기경보시스템의 구축 시에 토양수분 자료를 강우자료와 함께 활용한다면 산사태의 경계와 심각 수준의 경보 기준 마련에 도움을 줄 수 있다. 본 연구는 농업기상관측망(춘천)의 토양수분 자료를 관측 자료로 활용하였고, Noah LSM의 토양수분 관련 모수를 연구지역의 주요 토양 토성인 사양토와 양토에 대해서 실험을 수행하였다. 규준 실험에서는 Noah LSM의 토양수분 추정 결과 여름철(5월-10월) 토양수분이 겨울철(11월-4월) 토양수분에 비해 피어슨 상관계수가 높고, 평균제곱근오차가 낮게 나타났다. 본 연구에서는 Kishné et al.(2017)에서 개선한 토양수분 모수가 기존의 Noah LSM에 비하여 어떠한 개선이 나타났는지에 관하여 살펴보았다. 뿐만 아니라 적설깊이와 연관된 적설밀도의 최적화를 통한 모수값의 개선이 겨울철 토양수분의 변화에 관측 자료와 비교하여 개선 여부를 확인하였다. 최종적으로 Kishné et al.(2017)의 토양수분 모수 개선 내용과 적설 밀도와 관련하여 개선된 모수를 모두 활용한 토양수분 모의 결과와 연구지역의 연도별 토양수분의 변화 특성을 확인하기 위하여 농업기상관측망의 토양수분 자료를 비교분석하였다. 본 연구에서 개선한 토양수분 모의 자료는 누적강우량과 토양수분을 동시에 고려한 2차원 베이지안 방법을 활용하여 산사태 조기경보시스템의 경계 기준과 심각 기준의 설정에 활용될 수 있다.

미래 토양수분 감소 발생 시기 예측 연구

주재원,정수종 한국기상학회 2021 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10

기후변화로 인한 심각한 수준의 토양수분 감소는 극한기상 사상뿐만 아니라 사회, 경제, 환경, 수문순환 과정에도 큰 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 향후 관련 정책 결정을 위해 심각한 수준의 토양수분 감소 시기를 예측하는 것이 필수적이다. 그러나 토양수분 감소의 공간적 변화보다 시간적 변화에 대한 우리의 이해는 여전히 부족한 실정이다. 본 연구에서는 대표농도경로 시나리오(RCP2.6, RCP8.5)에 따른 Intergovenmental Panel for Climate Change (ISI-MIP) 체계 방법을 적용한 30개의 기후모형 자료를 이용하여 심각한 수준의 미래 토양수분 감소가 발생하는 시기를 예측하였다. 두 RCP 시나리오 모두 2060년 이내에 서유럽, 미국 동부, 남미, 사하라 이남 아프리카, 호주 중국 남부에서 심각한 수준의 토양수분 감소가 발생하는 것을 보였다. 특히 미국 동부, 호주, 중국 남부지역은 이미 심각한 수준의 토양수분 감소가 시작되고 있음을 보였으며, 이와 같은 결과는 2010년대 중후반에 급격한 토양수분 감소에 관한 기존 관측 연구들의 분석결과와 일치한다. 본 연구 결과는 21세기 말까지 전 세계 지표 면적의 약 15% (RCP2.6)과 29% (RCP 8.5)가 심각한 수준의 토양수분 감소로 인한 피해가 발생할 것으로 나타났다. 현재 온실가스 배출 추세인 RCP 8.5 시나리오에서 지구 기온이 1.5도 상승하기 이전에 이미 전 지구 지표 면적의 10%가 심각한 토양수분 감소가 나타나며, 지구 기온이 2도 (2046년) 증가하기 이전에 이미 약 23%의 면적이 심각한 수준의 토양수분 감소로 인한 피해를 받게 된다. 이처럼 얼마 남지 않은 심각한 수준의 토양수분 감소로부터 피해를 대비하기 위한 적절한 정책 및 계획 수립을 위해서는 가까운 미래에 초점을 둔 심각한 수준의 토양수분 감소 시기 예측이 필요하다는 것을 시사한다.

관개 및 비닐 멀칭에 따른 노지 오이재배지의 토양수분 변화 분석

최용훈 ( Yonghun Choi ),김민영 ( Minyoung Kim ),김영진 ( Youngjin Kim ),전종길 ( Jonggil Jeon ) 한국농공학회 2017 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2017 No.-

본 연구에서는 점적관개를 사용하는 노지오이 재배지에서 관개 및 비닐 멀칭 여부에 따른 토양수분의 변화를 분석 하였다. 노지오이의 원활한 활착을 위하여 정식 후 14일 동안 동일한 관개조건에서 재배하였고, 활착이 된 후 시험처리조건에 따라 관개-멀칭 시험구(Irrigation-Mulching, IM), 관개-나지 시험구(Irrigation-Bare soil, IB), 무관개-멀칭 시험구(No irrigation-Mulching, NM), 무관개-나지 시험구(No irrigation-Bare soil, NB), 총 4개의 시험구를 조성하였다. 노지오이 재배기간(7월 12일~9월 30일)동안 약 20cm 토양깊이에 토양수분함량센서를 설치하고 30분 간격으로 토양수분의 시계열 변화를 측정하였다. 결과, IM 시험포의 토양수분 범위는 29.4~33.3%(평균 31.0%)로 강우발생에 따른 변동은 확인이 어려운 반면, 관개에 따른 토양수분 상승과 하강은 매우 활발한 경향이 나타났다. IB 시험구의 토양수분 범위는 33.4~41.9%(평균 36.3%)로 강우에 의한 토양수분 상승과 하강은 뚜렷하게 나타난 반면, 관개에 의한 영향을 구분하기는 어려웠다. NM 시험구의 토양수분 범위는 22.7~25.6%(평균 24.1%)로 비닐멀칭으로 인해 강우에 의한 토양수분변동은 확인되지 않았으며, 주기적인 토양수분의 상승은 모세관 현상에 의한 토양수의 이동으로 판단된다. NB 시험구의 토양수분 범위는 27.5~39.0%(평균 31.4%)로 강우에 의한 토양수분변화가 크게 나타났다. IB와 NB 시험구는 토양수분 변화가 유사한 경향이 나타났으며, 관개를 실시한 IB 시험구의 경우 토양수분이 전체적으로 약 5% 높게 나타났다. 4개의 시험구의 토양수분변화를 분석한 결과, 비닐멀칭과 관개여부에 따른 영향은 다양한 것으로 관측되었다. 이는 노지 작물 재배시 적절한 관개시기 및 관개량을 예측하기 위해서는 멀칭 여부에 따른 영향도 고려되어야 할 것으로 판단된다. 금후 토양수분예측 및 작물 적정관개모형을 개발하기 위해서는 추가적인 토양수분 모니터링 자료와 함께 좀 더 다양한 영농방식(두둑형태, 관개시설 종류 등)을 고려한 연구가 필요한 것으로 사료된다.

침엽수 산림에서의 토양수분 소비패턴 분석

홍은미 ( Eunmi Hongk ),최진용 ( Jinyong Choi ),유승환 ( Seunghwan Yoo ),남원호 ( Wonho Nam ) 한국농공학회 2009 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2009 No.-

우리나라 면적의 67%에 이르는 660만ha의 산림 중 침엽수림은 273만ha (42.4%), 침엽수와 활엽수가 섞여 자라는 혼효림은 185만ha (28.8%)를 차지해 활엽수림의 168만ha (26.0%)보다 훨씬 넓게 분포하고 있다. 이와 같이 넓은 산림은 가뭄과 홍수와 같은 수문현상에 밀접하게 관련되어 있으며 강우에 따른 유출 특성에 기여하는 바가 클 뿐 아니라, 산림에서는 강우와 증발산 그리고 침투와 유출에 이르는 다양한 수문현상이 복합적으로 나타나고 있으며, 유출량을 산정할 때 일반적으로 농업의 유역면적에 70%를 차지하며, 산림은 수자원을 함양하여 가뭄방지와 홍수방지 그리고 토양유실을 방지하는 효과가 있어 우리나라에서는 1960년 이후 조림에 힘써왔으며 정부의 강력한 산림녹화사업과 산림훼손 방지를 위해서 다각적으로 노력한 결과 우리나라의 임목밀도가 크게 증가하였으나 최근 이에 따른 부작용도 나타나고 있다. 잘 관리된 수목과 조림은 산림에 긍정적인 효과가 있으나 과도한 임목밀도는 오히려 증발산량의 증가, 옆면에 의한 강우 차단량의 증가, 낙엽 및 부식토의 증가 등으로 인하여 가뭄과 홍수 또는 산사태의 원인이 될 수 있으며 수자원함양을 저해하는 요소로 작용할 수 있어 산림에서의 토양수분 변화 특성과 토양수분 환경에 대한 연구는 중요한 요소(Component) 연구가 될 수 있다. 또한 봄에서 여름으로 진행되는 시기에 수목의 활발한 증발산에 따른 토양수분의 변화와 가을에서 겨울로 진행되는 수목의 증식의 둔화와 기온 하강에 따른 토양수분 변화양상이 계절마다 다르게 나타남에 따라 실제 산림에서의 토양수분 모니터링과 이를 통한 시간별, 깊이별 토양수분 변화 및 소비패턴을 파악하는 것은 중요하다. 본 연구에서는 침엽수 산림에서의 토층별 월별 소비패턴을 정립하기 위하여 서울대학교 태화산 학술림에 토양수분 장기 모니터링 시스템을 구축하여 시간별, 토층별 토양수분 측정을 하였다. 또한, 침엽수림에서의 토양수분 환경을 분석하기 위하여 측정을 통한 토양수분 데이터 및 기상자료를 활용하여 월별, 일별 토양수분 변화를 분석하고 이를 바탕으로 토양수분 소비량을 산정하여 침엽수림에서의 토층별, 월별 토양수분 소비패턴을 비교 분석하였다.

토양 내 저장 강수율을 활용한 국내 표층 토양수분 메모리 특성에 관한 연구

김기영,이슬찬,이용준,연민호,이기하,최민하 한국수자원학회 2022 한국수자원학회논문집 Vol.55 No.2

The concept of soil moisture memory was used as a method for quantifying the function of soil to control water flow, which evaluates the average residence time of precipitation. In order to characterize the soil moisture memory, a new measurement index called stored precipitation fraction () was used by tracking the increments in soil moisture by the precipitation event. In this study, the temporal and spatial distribution of soil moisture memory was evaluated along with the slope and soil characteristics of the surface (0~5 cm) soil by using satellite- and model-based precipitation and soil moisture in the Korean peninsula, from 2019 to 2020. The spatial deviation of the soil moisture memory was large as the stored precipitation fraction in the soil decreased preferentially along the mountain range at the beginning (after 3 hours), and the deviation decreased overall after 24 hours. The stored precipitation fraction in the soil clearly decreased as the slope increased, and the effect of drainage of water in the soil according to the composition ratio of the soil particle size was also shown. In addition, average soil moisture contributed to the increase and decrease of hydraulic conductivity, and the rate of rainfall transfer to the depths affected the stored precipitation fraction. It is expected that the results of this study will greatly contribute in clarifying the relationship between soil moisture memory and surface characteristics (slope, soil characteristics) and understanding spatio-temporal variation of soil moisture. 물의 흐름을 제어하는 토양의 기능을 정량적으로 계산하기 위한 방법인 토양수분 메모리(soil moisture memory)는 토양에 도달한 강수가 저장되고 배출되기까지 평균적으로 체류하는 시간을 평가한다. 본 연구에서는 2019, 2020년 한반도 지역에서 강수와 토양수분 위성 기반 모델 산출물을 활용하여 표층(0~5 cm)토양에서의 토양수분 메모리를 산출하고 이를 활용하여 연구지역 내 토양수분 메모리의 시공간적인 분포를 지표면의 경사 및 토양의 특성과 함께 평가하였다. 토양수분 메모리를 특성분석을 위해 강수 사건에 따라 토양수분의 증가를 추적하여 저장 강수율()이라는 새로운 측정 지표를 활용하였다. 강수 발생 초기(3시간 후)에는 산맥을 기준으로 토양 내 저장 강수율이 우선적으로 감소하여 토양수분 메모리의 공간적인 편차가 컸으며 24시간 이후 전반적으로 편차가 감소하였다. 토양 내 저장 강수율은 경사가 증가할수록 감소하는 형태가 뚜렷하게 나타났으며 토양 입자 크기의 구성 비율에 따른 토양 내 수분의 배수 활동에 의한 영향을 확인할 수 있었다. 또한 수리전도도 증감에 기여하는 평균토양수분이 저장 강수율에 미치는 영향을 확인하였다. 본 연구 결과는 강수가 지면에 체류하는 시간에 대한 척도인 토양수분 메모리가 지표의 경사와 토양 특성과 갖는 관계를 규명하고 토양수분의 시공간적 변동성을 이해하는 데 기여할 것으로 기대된다.

LANDSAT 이미지를 이용한 원격탐사된 토양수분 상세화 기법 개발

이태화 ( Taehwa Lee ),김상우 ( Sangwoo Kim ),최종훈 ( Jonghun Choi ),신용철 ( Yongchul Shin ) 한국농공학회 2017 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2017 No.-

최근 기후변화로 인한 가뭄의 발생 빈도 및 피해가 증가하며 농업활동에 영향을 주는 토양수분에 관한 관심이 증가하고 있다. 일반적으로 토양수분은 TDR(Time Domain Reflectrometry) 센서를 이용하여 관측하고 있으나, TDR 기반 토양수분의 관측은 많은 시간과 비용이 소모되고 시공간적으로 변화하는 토양수분의 변화를 나타내지 못하는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 최근 인공위성을 이용한 토양수분관측(AMSR-E(Advanced Microwave Scanning Radiometer for EOS), AMSR-2(Advanced Microwave Scanning Radiometer 2), SMOS(Soil Moisture Ocean Salinity), SMAP(Soil Moisture Active & Passive) 등)이 수행되고 있다. 그러나 인공위성 기반 토양수분 이미지자료의 경우 낮은 공간 해상도로 인하여 좁은 농지 면적과 지형이 복잡한 우리나라에 적용할 경우 불확실성이 발생하게 된다. 따라서 본 연구에서는 고해상도 LANDSAT(30m×30m) 이미지를 이용하여 중해상도 MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer, 500m×500m) 기반의 토양수분 이미지를 고해상도로 변환하기 위한 상세화 기법을 개발 하였다. 본 연구에서 개발된 상세화기법의 검증을 위하여 미국 오클라호마주의 Little Washita(LW 13/21) 지역을 선정하였다. LW 지역에서 측정된 항공기 기반의 ESTAR(Electronically Scanning Thinned-Array Radiometer, 800m×800m) 토양수분 이미지에 상세화기법을 적용하여 TDR 기반의 토양수분 자료와 검증하였다. 경사지를 포함하고 있는 LW13지역의 경우 Pearson 상관계수(R) 및 불확실성(RMSE)이 0.144 및 0.005로 불확실성이 다소 높게 나타났다. 평탄한 지형이 우세한 LW21의 경우 상관계수와 불확실성이 0.518, 0.054로 LW13 지역과 비교하여 상대적으로 높은 것으로 나타났다. LW13 지역의 경우 지형적 특성과 토양수분 관측오차로 인하여 상세화된 토양수분 공간 분포의 불확실성이 높게 나타났으나, LW21의 경우 상세화된 토양수분이 지표피복에 따른 토양수분의 공간적 분포 특성을 잘 반영하는 것으로 나타났다. 비록 지형적 특성 반영시 불확실성이 나타났지만, 본 연구에서 개발된 토양수분 상세화 기법은 평탄한 지역에서의 농업가뭄, 수자원 관리 등을 위해 효율적으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.