NDVI 모니터링을 위한 지상 고정형 센서의 현장 적용 평가 = Evaluation of Applicability to Fixed-field Sensor for NDVI Monitoring

국문 초록 (Abstract)

NDVI(Normalized Difference vegetation index)는 식생의 활동성 및 생육 정도, 생산량 예측, 엽록소함량, 광합성 흡수복사량과 관련된 지표로써 비파괴적인 방법인 농업 원격탐사 분야에서 많이 활용되고 있다. NDVI는 태양광으로부터 식생 잎의 엽록소에서 강하게 흡수되는 가시 파장역(350nm~700nm)과 세포벽과 세포간 공기에서 발생하는 내부산란으로 인해 강하게 반사되는 근적외 파장역(700nm~1200nm)의 반사율을 이용하여 산출한다. 대부분의 현장 NDVI 수집은 분광복사계와 표준백색판을 이용하여 검보정 후 식생의 반사율을측정하고 있어 시공간적인 한계가 있다. 또한, 기상요인에 따른 영향으로 정확한 식생 모니터링을 하기에는 한계성이 존재한다. 따라서 본 연구에서는 적색 및 근적외선 파장대의 복사조도(Irradiance)와 복사휘도(Radiance)를 측정할 수 있는 센서를 이용하여 자체적으로 보정계수를 생산하고 NDVI를 측정하는 SRS sensor(Spectral Reflectance Sensor, Decagon devices, Inc)를 조사지역에 설치하였다. 대상작물은 2014년 고창군 가을배추 1개 필지와 2015년 고랭지 배추 주산지인 안반데기, 매봉산, 귀네미에 각 2개 필지를 대상으로 생육인자(초고, 엽폭, 엽수)를 조사하고 능동형 센서인 Crop Circle ACS-210(Holland, Inc) NDVI를 측정하였다. 지상 고정형 센서(SRS sensor)에 대한 현장 적용 평가로 기상요인(운량, 중하운량, 시정거리, 습도, 강수량)에 따른 보정계수의 변동과 능동형 센서 NDVI와 비교하여 모니터링 적용 가능성을 평가하였으며, 배추 생육인자를 조사하여 고정형 센서 NDVI의 활용성을 평가하였다. 검토 결과, 보정계수는 운량과 습도에서 -0.83, -0.72로 음의 상관관계나 나타났으며, 11:00~15:00 시간대에 측정한 평균 NDVI와 능동형 센서 사이에 RMSE는 0.071로 낮은 오차를 보여주지만, 이 시간대 누적강수량이 많은 경우에는 이상치가 발견되었다. 고정형 센서 NDVI와 배추의 생육인자의 선형회귀식 결과 결정계수는 초장 0.75, 엽폭 0.90, 엽수 0.82로 나타났다. 분광복사계를 이용한 NDVI 측정보다 효율적으로 NDVI 수집과 현장 적용이 가능한 것으로 판단된다.