광학위성영상의 해상도에 따른 논지역의 정규식생지수 비교 (Comparison of NDVI in Rice Paddy according to the Resolution of Optical Satellite Images)

서지정보

· 발행기관 : 대한원격탐사학회
· 수록지 정보 : 대한원격탐사학회지 / 39권 / 6호 / 1321 ~ 1330페이지
· 저자명 : 은정, 김선화, 민지은

초록

정규식생지수는 농업분야에 가장 많이 사용된 원격탐사 자료로, 현재 대부분의 광학위성에서 제공되고있다. 특히 고해상도 광학위성영상이 제공되면서 농업 활용 분야에 따른 최적의 광학위성영상의 선택이 매우중요한 이슈가 되었다. 본 연구에서는 국내 논지역의 정규식생지수 모니터링 시 가장 최적의 광학위성영상을정의하고 이를 위해 필요한 해상도 관련 요구조건을 도출하고자 한다. 이를 위해 전 세계적으로 많이 사용되는MOD13, Landsat-8, Sentinel-2A/B, PlanetScope 위성의 정규식생지수영상을 대상으로 국내 당진 논지역의 공간분포 및 2019년부터 2022년까지 시계열 패턴을 비교, 분석하였다. 각 자료는 3–250 m의 공간해상도와 다양한주기해상도로 제공되며, 정규식생지수를 산출할 때 사용되는 분광밴드의 영역도 약간의 차이가 있다. 분석 결과 Landsat-8은 가장 낮은 정규식생지수 값을 나타내며 공간적으로 변이도 매우 낮았다. 이에 비해 MOD13 정규식생지수 영상은 PlanetScope 자료와 비슷한 공간분포 및 시계열 패턴을 나타났으나 낮은 공간해상도로 인해 논 주변지역의 영향을 받았다. Sentinel-2A/B는 넓은 근적외선밴드 영역으로 인해 상대적으로 약간 낮은 정규식생지수 값을 나타내었으며, 특히 생육 초기시기에 그 특징이 두드러졌다. PlanetScope의 정규식생지수가상세한 공간적 변이 및 안정적인 시계열 패턴을 제공하나 높은 구매가격을 고려하면 공간적으로 균일한 논지역보다는 밭지역에서 그 활용성이 높을 것으로 사료된다. 이에 따라 국내 논지역에 대해서는 250 m급 MOD13정규식생지수나 10 m급 Sentinel-2A/B가 가장 효율적일 것으로 사료되나 작물의 개체에 대한 상세 물리량 추정을 위해서는 고해상도 위성영상이 활용될 수 있다.

영어초록

Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) is the most widely used remote sensingdata in the agricultural field and is currently provided by most optical satellites. In particular, as highresolutionoptical satellite images become available, the selection of optimal optical satellite imagesaccording to agricultural applications has become a very important issue. In this study, we aim to definethe most optimal optical satellite image when monitoring NDVI in rice fields in Korea and derive theresolution-related requirements necessary for this. For this purpose, we compared and analyzed the spatialdistribution and time series patterns of the Dangjin rice paddy in Korea from 2019 to 2022 using NDVIimages from MOD13, Landsat-8, Sentinel-2A/B, and PlanetScope satellites, which are widely usedaround the world. Each data is provided with a spatial resolution of 3 m to 250 m and various periods,and the area of the spectral band used to calculate NDVI also has slight differences. As a result of theanalysis, Landsat-8 showed the lowest NDVI value and had very low spatial variation. In comparison,the MOD13 NDVI image showed similar spatial distribution and time series patterns as the PlanetScopedata but was affected by the area surrounding the rice field due to low spatial resolution. Sentinel-2A/Bshowed relatively low NDVI values due to the wide near-infrared band area, and this feature wasespecially noticeable in the early stages of growth. PlanetScope’s NDVI provides detailed spatial variationand stable time series patterns, but considering its high purchase price, it is considered to be more usefulin small field areas than in spatially uniform rice paddy. Accordingly, for rice field areas, 250 m MOD13NDVI or 10 m Sentinel-2A/B are considered to be the most efficient, but high-resolution satellite imagescan be used to estimate detailed physical quantities of individual crops.

참고자료

· 없음