다산(茶山) 정약용(丁若鏞) 시(詩)에 담긴 ‘물(水)’의 심상(心象)과 그 인식

탁현숙 ( Tak Hyun-suk ) 전남대학교 호남학연구원 2017 호남학 Vol.0 No.62

다산 정약용은 일생 동안 물과 관련 깊은 삶을 살았다. 그의 고향은 兩水里라고 칭할 정도로 한강 상류의 물이 풍부한 곳이며, 18년 동안 유배생활을 한 곳 역시 전라도 강진 바닷가 마을이었다. 해배 후에도 그런 고향에서 계속 지내다가 생을 마감했으니 물과의 인연은 뗄 수 없는 관계였다. 그래서인지 다산의 詩에는 물에 관한 다양한 시어(詩語)들이 등장한다. 『다산시문집』에 실린 1159제의 시 중 697제(60.14%)나 되는 시에 물의 심상이 담긴 시어들이 삽입되어 있다. 물과 관련된 다산의 시에서 가장 눈에 들어오는 것은 흐르고, 쏟아지고, 일렁이고, 넘쳐나는 動的인 물 표현이 유난히 많이 보이는 점이다. 그렇게 끊임없이 動하려는 속성을 지닌 물은 다산에게 있어 새로운 경험과 변화, 발전으로 향하는 시작점이라고 볼 수 있다. 또한 그는 시원하게 쏟아지고, 흘러내리는 물을 바라보면서 의심이 난무하는 인간관계의 답답함을 무너뜨릴 수 있는 소통의 결집체로 인식하는 모습이 종종 보인다. 평생 본인의 뜻과는 다르게 비방과 모함 속에서 지내야만 했던 갈등의 표출 결과라는 생각이 든다. 그런 다산의 심상은 산수자연 중에서도 산보다는 물에 집중되어 있으며, 산에 대해서는 답답함, 정체, 험난함, 무너뜨려버려야 할 존재 등으로까지 표현되어있는 시어들도 보인다. 18년이나 되는 유배생활에서는 바닷가라는 환경적인 변화도 있었지만, 그의 처지 때문인지 물의 심상을 담은 시어들도 급격히 줄어있고, 흐르는 물보다는 두렵고 난폭함이 인식되는 깊은 물의 심상이 주류를 이루고 있다. 다산에게 있어 바다는 약육강식의 생존경쟁이 치열하게 일어나는 무서운 곳이고 필히 정화해야할 곳이었다. 그래서 그 싸움을 예의주시하고 때로는 날카로운 시선으로 비틀고 일침을 가하기도 한다. 억울하기 그지없는 유배지의 상황에서 바라본 다산의 시각에 무시무시한 ‘깊은 물’에서 쫓고 쫓기며 살아가는 생명체들의 모습이 살벌한 인간세상의 한단면으로 보였던 것은 당연한 일이었다. 다산은 해배 후, 시류의 흐름이 이미 꿈을 접어야함을 감지하고는 회갑을 계기로 생을 정리했다고 볼 수 있다. 그래서인지 이후의 시에서는 動하며 소통을 구가하려 한다거나, 위로 받고 하소연하여 갈등을 해소하는 물보다는 처연하게 물의 순환 이치에 수용하고 순응하는 자세가 주로 드러나 있다. 그러나 해배는 되었지만 끊임없는 감시와 외면 속에 살아야하는 괴리감은 물론 굴곡진 인생에 대한 회한과 탄식의 심상이 물을 통한 그의 시 곳곳에서 인식되어 나타난다. Dasan Jeong Yak-Yong’s life was closely related to water. His hometown was full of water at the upper stream of Han River as much as it was called Ryangsuri, and a village by the sea in Gangjin, Jeollanamdo where he lived in exile for 18 years. As he continued to stay there after he was released from the exile and died there, he was inextricably bound to water. So, a variety of poetic words on water appeared in his poetry. Poetic words with imagery of water appeared in 697 poems (60.14%) of the 1159 poems published in 『Dasan Poetry Collection』. The most remarkable thing in his poetry about water is dynamic expressions of water such as flowing, pouring, bubbling and overflowing. Water with a property of continuous moving was a starting point to him towards new experiences, changes and development. Also, he recognized that water was a collection of communications which could break heavy human relationships in which doubts were rampant when he watched flowing water. It was thought that it was a result of expressing conflicts that he was criticized and accused unlike his intention. Dasan's imagery was concentrated in water rather than mountains and poetic words he used for mountains were heavy, stagnant, choppy and a being to break. During the 18-year exile, he used less poetic words about the imagery of water because of his conditions as well as environmental change of sea and the water imagery which looked fearful and violent frequently in his poetry. The sea was a fearful place to him due to the struggles for existence and the place to be purified. So, he sometimes watched the struggles, distorted and criticized them with sharp eyes. He naturally came to recognize the sea as a phase of human society where creatures were continuously chased in horrible deep water as he was unfairly exiled. After he was released from exile, he realized that he had to quit his dream and wound up his life on the 60^th birthday. Therefore, his later poetry on water showed that he accepted and obeyed the circulation principles of water rather than water for communication, consolation, and conflict resolution. However, although he was released from exile, he was isolated and confined to continuous surveillance, and the imageries of regret and lamentation often appeared in his poetry through water.

Automatic Monitoring of Water Pollution from Sentinal-2 Satellite Imagery: A Case Study of Mediterranean Coast, Egypt

Magda Farhan,Mahmoud Salah,Ali M. Basha,Ahmed Kahlil,Omnia Fathy 대한토목학회 2023 KSCE Journal of Civil Engineering Vol.27 No.8

Water is the most important source among the natural sources on the earth's surface for the health of marine and near-shore ecosystems. Assessing water pollution in coastal areas is an essential process for sustainable development. El Gharbia coast, Egypt is one of the most important coasts of Egypt. The main objective of this work is to predict the future changes of water pollution in this coast using Sentinel-2 satellite imagery of three consequent times. First, three Sentinel-2 satellite imagery of consequent dates were acquired and processed for further classification process. The maximum likelihood classification algorithm was then used to prepare the base maps for: time 1, time 2 and time 3, with ten major classes (pollutants). The classified images of time 1 and time 2 were then used to predict the time 3 water pollution map using a Markov Chain Model. After that, the final predicted water pollution map for time 3 was validated with the classified one of the same time. Finally, and compared with the water pollution map of time 3, the future ratios of all types of pollutants have been predicted. The results showed that the proposed model can simulate water pollution changes with reliable results. Based on the simulated water pollution map and by 2030, the ratios of all pollutants will increase. Accordingly, El Gharbia coast and surrounding activities can be saved from more pollution in the future.

리스트, 라벨, 드뷔시의 ‘물’ 이미지의 형상화와 인상주의적 어법에 관한 연구

김세은 The Pianissimo 음악예술학회 2016 음악예술연구 Vol.6 No.1

본 논문에서는 프란츠 리스트(Frans Liszt, 1811-1886), 모리스 라벨(Maurice Ravel, 1875-1937), 클로드 드뷔시(Claude Debussy, 1862-1918) 이 세 작곡가가 그들의 피아노 음악에서 물의 이미지를 어떻게 음악적으로 형상화하였는지에 대하여 공통점과 차이점 등을 살펴보고자 한다. 특별히 리스트의 <순례의 해 제 3집>(Années de pèlerinage: Troisième année, 1877) 중에서 ‘에스테장의 분수’ (Les Jeux d’eau a la Villa d’Este), 라벨의 <물의 희롱> (Jeux d’eau, 1901), 드뷔시의 <영상 제 1집>(Images I, 1905) 중에서 ‘물의 반영’ (Reflets dans l’eau) 을 선곡하였다. 리스트로부터 시작하여 라벨과 드뷔시에 이르는 흐름을 따라 그들의 물에 관한 음악을 살펴봄으로써, 리스트의 물에 관한 이미지의 구체적인 형상화가 다음 세대인 라벨과 드뷔시의 물에 관한 작품들에서 더욱 세련된 기법과, 다면적인 인상주의적 어법으로 진화, 발전되었음을 관찰할 수 있을 것이다. The purpose of this study is to investigate the common thread and different aspects in evoking water imagery by Franz Liszt (1811-1886), Maurice Ravel (1875-1937) and Claude Debussy (1862-1918). This study addresses impressionistic water music for piano solo composed in the nineteenth and early twentieth century, including Les jeux d’eau à la Villa d’Este (1877) from Années de pèlerinage: Troisième année by Liszt, Jeux d’eau (1901) by Ravel, and Reflets dans l’eau from Image I (1905) by Debussy. By tracing the lineage from Liszt through Ravel and Debussy, one may observe how the depiction of water evolves from simple and recognizable figurations both visually and aurally in Liszt’s water music to the more sophisticated and multifaceted impressionistic style in the works of Ravel and Debussy.

비점오염원 수문유출모형에 적용 가능한 위성영상의 토지피복 분류항목 설정

서동조(Dong-Jo Seo) 한국콘텐츠학회 2009 한국콘텐츠학회논문지 Vol.9 No.11

비점오염원의 유출량을 파악하기 위하여 대상지의 토지피복 현황을 잘 파악할 수 있는 위성영상자료를 사용하려는 시도가 이루어지고 있다. 그러나 수문 유출모형에 사용되는 인자와 부합되는 토지피복 분류항목이 되지 못한 채 단순한 분류항목으로만 사용되거나, 육안 해석용으로만 적용되는 한계가 있다. 이 같은 상황에서 위성영상으로부터 수문유출 모형에 실질적으로 적용할 수 있는 토지피복 분류항목을 설정하여, 위성영상을 통한 효과적인 비점오염원 관리가 이루어질 수 있도록 하였다. 수문유출 모형에서 사용하고 있는 토지피복 항목을 파악하기 위하여 비점오염원 유출모델의 주요 인자, 선행연구에서 사용된 토지피복 항목, 그리고 국내외 각 기관에서 제시하고 있는 토지피복 분류체계에 대한 내용을 조사하였다. 이를 통해 비점오염원에 의한 원단위, 유출곡선지수의 토지피복 계수, 토양유실량 예측공식의 식생인자, Manning의 조도계수 등의 인자들이 위성영상으로부터 추출하여 적용할 수 있는 토지피복 정보임을 파악할 수 있었다. 이러한 과정을 거쳐 위성영상으로부터 수문유출 모형에 적용할 수 있는 토지피복 분류항목을 설정하였다. 또한 이 결과가 우리나라의 환경에 적절한 것인지를 검증하기 위하여 국내 수문유출모형 관련 기관의 전문가로부터 토지피복 분류항목의 적정성에 대한 자문 과정을 거쳐 결정하였다. 연구대상지는 우리나라의 대표적인 습지로 비점오염원 관리체계가 필요한 우포늪의 토평천 유역을 대상지로 하였다. 토지피복 분류항목을 적용할 위성영상으로는 분광 해상도가 높은 Landsat ETM Plus 영상과 공간 해상도가 높은 SPOT-5 영상을 사용하였다. To measure the amount of nonpoint source pollution, some efforts are tried to utilize satellite imagery. But, as the factors for water models do not relate with the landcover categories for satellite imagery, satellite imagery are adapted to roughly classified thematic map or used only for the image interpretation. The purpose of this study is to establish the landcover categories of satellite imagery to relate with the water models. To establish the categories of the landcover for the water models, it was investigated to get main factors of water flow models for the nonpoint source pollution and to review the existing study and the classification system. For this result, it was convinced that the basic unit on the nonpoint source pollution, landcover coefficients of SCS Curve Number, the crop factor of Universal Soil Loss Equation, Manning's roughness coefficients are the useful parameters to extract information from the satellite imagery. After the setup the categories for the landcover classification, it was finally defined from the the consultation of the water model specialist. Woopo wetland watershed was selected to the study area because it is a representative wetland in Korea and needs the management system for nonpoint source pollution. There were used Landsat ETM Plus and SPOT-5 satellite imagery to assess the result of the image classification.

한반도에서 발생하였던 집중호우 시 적외 및 수증기 영상의 특성

성민규 ( Min Gyu Seong ),서명석 ( Myoung Seok Suh ) 대한원격탐사학회 2014 大韓遠隔探査學會誌 Vol.30 No.4

본 연구에서는 최근 발생한 집중호우 사례들 중 예보가 어려워 피해가 컸던 두 사례(2010년 9월 21일, 2011년 8월 9일)에 대해 적외영상과 수증기영상의 시·공간적인 변화 특성을 분석하였다. 두 사례에서 한반도지역에 집중호우를 유발한 대류 세포들은 적외영상에서 하층운이 광범위하게 분포하고 수증기 영상에서는 명역과 암역의 경계(boundary)에서 생성되는 특징을 보였다. 또한 대류 세포들의 이동속도 차에 의한 총 5번의 병합과정 중 4번의 병합과정에서 대류 세포들의 병합 후 대류 세포는 더욱 발달되었으며 강수강도도 급격하게 강화되었다. 대류시스템에서의 강우강도 변화는 휘도온도의 평균보다 최소 휘도온도의 시간적 변화와 밀접하게 관련된 것으로 판단되며 대류 세포들의 병합도 집중호우의 강도 변화에 영향을 주는 주요 인자로 생각된다. 대류 세포들의 병합은 영상동화를 통해 어느 정도 예측이 가능하지만 대류 세포의 탐지는 적외 및 수증기 영상 모두에서 일정 강도 이상 발달한 상태에서만 탐지가 가능하였다. In this study, we analyzed the spatio-temporal variations of satellite imagery for the two heavy rainfall cases (21 September, 2010, 9 August, 2011) occurred in the Korean Peninsula. In general, the possibility of strong convection can be increased when the region with plenty of moisture at the lower layer overlapped with the boundary between dark and bright area in the water vapor imagery. And the merging of convective cells caused by the difference in the moving velocities of two cells resulted in the intensification of convective activity and rainfall intensity. The rainfall intensity is more closely linked with the minimum cloud top temperature than the mean cloud top temperature. Also the spatio-temporal variations of rainfall intensity are impacted by the existence of merging processes. The merging can be predicted by the animation of satellite imagery but earlier detection of convective cells is almost impossible by using the infrared and water vapor imagery.

‘물의 신화’와 상상력에 관한 연구

유제상 글로벌 문화콘텐츠학회 2010 글로벌문화콘텐츠 Vol.0 No.5

There are three Bachelard's theories of the imagination - the theory of the four elements, phenomenology of image and his archetype theories. These three aspects, rather than acting individually, are organically linked together. He thought that the human imagination is 'Material'. So he was classified as four kinds of imagination, water, fire, air and soil. Based on the previous post, L'EAU et les RÊVES has been well documented 'Materialistic Imagination'. Imagery of Water was the materialization of the human unconscious through the water. It makes us come out of the chain, expands our thinking. Theory of the imagination can be found through the myths. The myth has described coupled with the male and female, the birth of life. It is linked to communication, the problem of human nature. Today, the media is responsible for the communication, but it has lost its original meaning. Creativity, based on imagination will offer an alternative to overcome the obstacles. This is true even in the future of human culture. Materialistic Imagination seeks its purpose in an open mind. The open mind will lead us out of the frame. 바슐라르(Gaston Bachelard)의 상상력 이론은 4원소론, 이미지의 현상학, 원형론으로 구분할 수 있다. 이러한 3가지 국면은 개별적으로 작용하는 것이 아니라 유기적으로 연결되어 ‘전체적인 하나’로 얽혀져 있다. 그는 인간의 상상력을 근본적으로 물질적이라고 생각하면서 물, 불, 공기, 흙으로 분류했다. 4원소를 기초로 한 물질의 상상력에 대한 바슐라르의 생각이 가장 뚜렷하고 계시적으로 나타난 것은 『물과 꿈』에서이다. 물의 물질적 상상력은 인간의 무의식의 세계가 근원적으로 물에 의해 물질화된 경우를 말한다. 이러한 물질적 상상력은 결국 우리가 지니고 있던 인식의 틀을 벗어나, 물질과 현상의 근원인 원소의 힘을 빌려 자유로운 사고의 확장을 가능하게 하였다. 프로이트는 신화를 '인간의 마음 깊숙한 곳에 잠재해 있는 무의식적인 욕망이 설화적으로 표현된 것‘이라 한 바 있다. 따라서 바슐라르의 4원소 가운데 물은 어떤 이미지를 갖는지, 그것이 상상력과 어떻게 연계되어’ 복합적인 상징‘으로 나아가는지를 이해하기 위해선 ’물의 신화‘를 분석해야 한다. 물과 흙이 분리되면서 세상이 창조되었으며, 천상의 물은 대지의 풍요를 가져다주는 상징이었다. 하늘에서 지상으로 떨어지는 물은 생명의 씨앗이며, 남성이 여성에게 주는 생명의 선물로 간주되었다. 천지창조와 관련된 신화에 있어서의 이러한 탄생의 순간은 그 내용과 형식에 있어서 동서고금을 막론하고 우리가 익히 알고 있는 위의 특징을 고스란히 지니고 있다. 이렇듯 사람의 고유한 정신세계 속에서 현현한 일련의 역동적인 움직임은 결국 상상력의 주체인 인간의 문제를 회구(懷舊)한다. 물이 지니는 복합적인 이미지와 상상력, 그리고 그 상상력이 내포한 소통의 의미는 결국 인간을 창의성의 세계로 인도하는 것이다. 열린 생각이 불러오는 소통은 물질적 상상력이 추구하고자 했던 본연의 목적과 합치하여 우리를 경직된 사고의 틀 밖으로 인도할 것이다.

수질 매개변수 추정에 있어서 항공 초분광영상의 가용성 고찰

김태우 ( Tae Woo Kim ),신한섭 ( Han Sup Shin ),서용철 ( Yong Cheol Suh ) 대한원격탐사학회 2014 大韓遠隔探査學會誌 Vol.30 No.1

본 연구는 항공 초분광영상을 사용한 수질추정 활용을 검토하고 한강일부분에 대해 가용한 측정자료를 이용하여 초분광영상 기반의 수질추정을 테스트하였다. 원격탐사에 의한 수질추정은 수체에 대한 downwelling과 수체 내에서의 산란과 반사에 대한 관측정보를 이용하는 방법과 원격탐사 센서에 도달하는 upwelling과 수질측정정보와의 선형적 회귀분석을 구하는 방법이 선호된다. 두 방법 모두 유의미한 결과를 도출하지만 수질정보나 산란정보 등 추정에 필요한 보조자료에 의한 영향이 더 클 것으로 판단되었다. 수질추정 테스트는 팔당댐 하류에 위치한 한강의 일부분에 대해서 적용되었다. AISA eagle 초분광센서로 취득된 자료와 수질관측정보를 선형적 회귀분석을 통한 방법을 적용하였다. 기존 문헌에서 제시된 밴드조합에 대해서 회귀분석한 결과 유의미한 밴드조합으로 -24.847 + 0.013L560의 회귀식을 얻었다 (L560은 560 nm 파장에서의 radiance로 R2=0.985). 다중분광영상을 이용했을 경우의 결과와 비교하기 위해서 spectral resampling을 통해 Landsat TM 영상을 생성하여 -55.932 + 33.881(TM, TM3)의 회귀식을 얻을 수 있었다(TM, TM3는 radiance로, R2=0.968). 부유물질 농도는 수질측정지점에서 약 3.75 mg/l 이고, 초분광영상으로 추정된 농도는 약 3.65 mg/l, 시뮬레이션된 TM은 약 5.85 mg/l 로 다중분광영상을 이용했을 경우 과대 추정하는 경향을 보였다. 항공 초분광영상의 활용가치를 높이고 보다 정밀한 값을 추정하기 위해서 영상 전반에 걸친 sun glint 와 같은 영향을 최소화하기 위해 태양고도각을 고려하여 정교한 비행계획을 구성하고 체계적 전처리와 검·보정 체계를 갖출 필요가 있다고 사료된다. 일반적으로 적용된 방법에 따른 테스트로, 대기보정의 정밀성과 부족한 수질측정 샘플자료, 분광밴드의 검색, 적합한 선형회귀모델의 선택, 그리고 정량적 검증방법과 같은 몇 가지 문제점과 제약사항들을 발견할 수 있었다. This study reviewed an application of water quality estimation using an Airborne Hyperspectral Imagery (A-HSI) and tested a part of Han River water quality (especially suspended solid) estimation with available in-situ data. The estimation of water quality was processed two methods. One is using observation data as downwelling radiance to water surface and as scattering and reflectance into water body. Other is linear regression analysis with water quality in-situ measurement and upwelling data as at-sensor radiance (or reflectance). Both methods drive meaningful results of RS estimation. However it has more effects on the auxiliary dataset as water quality in-situ measurement and water body scattering measurement. The test processed a part of Han River located Paldang-dam downstream. We applied linear regression analysis with AISA eagle hyperspectral sensor data and water quality measurement in-situ data. The result of linear regression for a meaningful band combination shows -24.847 + 0.013L560 as 560 nm in radiance (L) with 0.985 R-square. To comparison with Multispectral Imagery (MSI) case, we make simulated Landsat TM by spectral resampling. The regression using MSI shows -55.932 + 33.881 (TM1/TM3) as radiance with 0.968 R-square. Suspended Solid (SS) concentration was about 3.75 mg/l at in-situ data and estimated SS concentration by A-HIS was about 3.65 mg/l, and about 5.85mg/l with MSI with same location. It shows overestimation trends case of estimating using MSI. In order to upgrade value for practical use and to estimate more precisely, it needs that minimizing sun glint effect into whole image, constructing elaborate flight plan considering solar altitude angle, and making good pre-processing and calibration system. We found some limitations and restrictions such as precise atmospheric correction, sample count of water quality measurement, retrieve spectral bands into A-HSI, adequate linear regression model selection, and quantitative calibration/validation method through the literature review and test adopted general methods.

Estimating Moisture Content of Cucumber Seedling Using Hyperspectral Imagery

강정균,류찬석,김성훈,강예성,Tapash Kumar Sarkar,강동현,김동억,구양규 한국농업기계학회 2016 바이오시스템공학 Vol.41 No.3

Purpose: This experiment was conducted to detect water stress in terms of the moisture content of cucumber seedlings under water stress condition using a hyperspectral image acquisition system, linear regression analysis, and partial least square regression (PLSR) to achieve a non-destructive measurement procedure. Methods: Changes in the reflectance spectrum of cucumber seedlings under water stress were measured using hyperspectral imaging techniques. A model for estimating moisture content of cucumber seedlings was constructed through a linear regression analysis that used the moisture content of cucumber seedlings and a normalized difference vegetation index (NDVI). A model using PLSR that used the moisture content of cucumber seedlings and reflectance spectrum was also created. Results: In the early stages of water stress, cucumber seedlings recovered completely when sub-irrigation was applied. However, the seedlings suffering from initial wilting did not recover when more than 42 h passed without irrigation. The reflectance spectrum of seedlings under water stress decreased gradually, but increased when irrigation was provided, except for the seedlings that had permanently wilted. From the results of the linear regression analysis using the NDVI, the model excluding wilted seedlings with less than 20% (n=97) moisture content showed a precision (R² and R²a) of 0.573 and 0.568, respectively, and accuracy (RE) of 4.138% and 4.138%, which was higher than that for models including all seedlings (n=100). For PLS regression analysis using the reflectance spectrum, both models were found to have strong precision (R²) with a rating of 0.822, but accuracy (RMSE and RE) was higher in the model excluding wilted seedlings as 5.544% and 13.65% respectively. Conclusions: The estimation model of the moisture content of cucumber seedlings showed better results in the PLSR analysis using reflectance spectrum than the linear regression analysis using NDVI.

Estimating Moisture Content of Cucumber Seedling Using Hyperspectral Imagery

( Jeong-gyun Kang ),( Chan-seok Ryu ),( Seong-heon Kim ),( Ye-seong Kang ),( Tapash Kumar Sarkar ),( Dong-hyeon Kang ),( Dong Eok Kim ),( Yang-gyu Ku ) 한국농업기계학회 2016 바이오시스템공학 Vol.41 No.4

This experiment was conducted to detect water stress in terms of the moisture content of cucumber seedlings under water stress condition using a hyperspectral image acquisition system, linear regression analysis, and partial least square regression (PLSR) to achieve a non-destructive measurement procedure. Methods: Changes in the reflectance spectrum of cucumber seedlings under water stress were measured using hyperspectral imaging techniques. A model for estimating moisture content of cucumber seedlings was constructed through a linear regression analysis that used the moisture content of cucumber seedlings and a normalized difference vegetation index (NDVI). A model using PLSR that used the moisture content of cucumber seedlings and reflectance spectrum was also created. Results: In the early stages of water stress, cucumber seedlings recovered completely when sub-irrigation was applied. However, the seedlings suffering from initial wilting did not recover when more than 42 h passed without irrigation. The reflectance spectrum of seedlings under water stress decreased gradually, but increased when irrigation was provided, except for the seedlings that had permanently wilted. From the results of the linear regression analysis using the NDVI, the model excluding wilted seedlings with less than 20% (n=97) moisture content showed a precision (R² and R²_a) of 0.573 and 0.568, respectively, and accuracy (RE) of 4.138% and 4.138%, which was higher than that for models including all seedlings (n=100). For PLS regression analysis using the reflectance spectrum, both models were found to have strong precision (R²) with a rating of 0.822, but accuracy (RMSE and RE) was higher in the model excluding wilted seedlings as 5.544% and 13.65% respectively. Conclusions: The estimation model of the moisture content of cucumber seedlings showed better results in the PLSR analysis using reflectance spectrum than the linear regression analysis using NDVI.

Estimating Moisture Content of Cucumber Seedling Using Hyperspectral Imagery

Kang, Jeong-Gyun,Ryu, Chan-Seok,Kim, Seong-Heon,Kang, Ye-Seong,Sarkar, Tapash Kumar,Kang, Dong-Hyeon,Kim, Dong Eok,Ku, Yang-Gyu Korean Society for Agricultural Machinery 2016 바이오시스템공학 Vol.41 No.3

Purpose: This experiment was conducted to detect water stress in terms of the moisture content of cucumber seedlings under water stress condition using a hyperspectral image acquisition system, linear regression analysis, and partial least square regression (PLSR) to achieve a non-destructive measurement procedure. Methods: Changes in the reflectance spectrum of cucumber seedlings under water stress were measured using hyperspectral imaging techniques. A model for estimating moisture content of cucumber seedlings was constructed through a linear regression analysis that used the moisture content of cucumber seedlings and a normalized difference vegetation index (NDVI). A model using PLSR that used the moisture content of cucumber seedlings and reflectance spectrum was also created. Results: In the early stages of water stress, cucumber seedlings recovered completely when sub-irrigation was applied. However, the seedlings suffering from initial wilting did not recover when more than 42 h passed without irrigation. The reflectance spectrum of seedlings under water stress decreased gradually, but increased when irrigation was provided, except for the seedlings that had permanently wilted. From the results of the linear regression analysis using the NDVI, the model excluding wilted seedlings with less than 20% (n=97) moisture content showed a precision ($R^2$ and $R^2_{\alpha}$) of 0.573 and 0.568, respectively, and accuracy (RE) of 4.138% and 4.138%, which was higher than that for models including all seedlings (n=100). For PLS regression analysis using the reflectance spectrum, both models were found to have strong precision ($R^2$) with a rating of 0.822, but accuracy (RMSE and RE) was higher in the model excluding wilted seedlings as 5.544% and 13.65% respectively. Conclusions: The estimation model of the moisture content of cucumber seedlings showed better results in the PLSR analysis using reflectance spectrum than the linear regression analysis using NDVI.