이미지프로세싱 기법을 이용한 토양의 균열 형태 분석 = Crack Shape Analysis of Soil using Image Processing Method

국문 초록 (Abstract)

토양에서 발생하는 균열은 농업용 토양에서 중요한 현상 중 하나이다. 토양 균열은 농지 배수개선의 효과가 있고 수분, 염분 등의 이동 경로가 된다. 하지만 이러한 균열은 빠른 배수 작용으로 인한 작물의 수분 스트레스 증가 요인이 되기고 하고 영양물질 유출에 따른 결핍현상을 유발하기도 한다. 오염 발생 시에는 오염물의 이동 경로가 되어 수계 오염을 유발할 수도 있다. 따라서 본 연구에서는 디지털 이미지 프로세싱 기법을 이용해 농업용 토양에서의 균열 형태를 쉽고 빠르게 파악하는 방법을 개발하고 균열 특성을 분석하고자 하였다. 각기 다른 지점에서 채취한 2개 토양 시료에 대해 건조 시 발생하는 균열을 파악하기 위해 디지털 이미지를 획득한 후 그레이스케일화 과정을 거쳤다. 이 후 임의의 임계값을 기준으로 흑/백 이진화를 수행하였다. 여러 이진화 이미지에서 노이즈가 최소화되는 임계값을 선정하고 균열 특성 분석에 이용하였다. 그 결과 두 시료에서 균열 파악을 위한 임계값은 유사하게 나타났으며, 균열 형태 파악을 위한 임계값은 주변 빛 환경 등 외부적 요인에 의해 차이가 발생할 가능성이 크며 시료에 따른 차이는 크지 않을 것으로 예상된다. 하지만 두 시료에서의 균열 형태 및 특성은 차이가 발생하였으며, 이에 따른 배수 특성차이가 있을 것으로 예상된다. 이러한 균열 형태 및 특성 차이는 토양 종류에 따라 다르게 나타날 것으로 보이며, 이를 이용해 토양의 분류에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다.