한국잔디의 마모스트레스 진단을 위한 초분광 영상 분석 (Hyperspectral Image Analysis for Wear Stress Diagnosing of Zoysiagrass)

서지정보

· 발행기관 : 한국잔디학회
· 수록지 정보 : Weed & Turfgrass Science / 11권 / 4호 / 421 ~ 430페이지
· 저자명 : 정재경, 윤준혁, 진언주, 전권석, 김영선, 배은지

초록

본 연구에서는 들잔디와 금잔디를 이용하여 마모 스트레스에 따른 엽록소 변화 및 생리활성 추정을 위해 초분광 분석을 수행하였다. 초분광 카메라를 이용하여 광학 데이터 분석 프로그램 (ENVI 5.1)으로 스트레스 전과 후의 반사율과식생지수 변화를 조사하였다. 잔디 잎에서 측정된 반사율을 비교한 결과 들잔디와 금잔디 모두 마모 스트레스 이후 550 nm 반사율이 소폭 증가하였기에 마모 처리 이후 녹색도가 떨어진 것을 확인할 수 있었다. 적색파장 영역인 600~700 nm 의 반사율이 크게 증가한 것으로 볼 때 들잔디와 금잔디 모두 마모 스트레스로 엽색 소실 및 잎의 노화가 발생하는 것을알 수 있었다. 본 연구에서 근적외선 반사율이 전체적으로 감소한 것으로 보아 마모에 의한 스트레스 발생을 초분광을통해 진단 가능한 것을 알 수 있었다. red-edge나 근적외선 영역은 두 종간 큰 차이를 나타내지 않았다. 마모 스트레스 전후 식생지수를 비교하였을 때 NDVI와 RENDVI는 들잔디가 각각 36.5%와 43.0%가 감소한 반면, 금잔디는 각각 35.3% 와 37.9%가 감소하여 들잔디가 금잔디에 비해 마모 스트레스에 의한 식생지수 변화가 컸다. 또한 NDVI를 통한 식생 이미지 평가를 통해 마모 스트레스 전과 후로 잔디 건전성이 크게 감소한 것을 알 수 있었다. EVI는 들잔디에서 33.4%, 금잔디에서 46.1% 감소하여 초관 밀도가 높은 금잔디에서 EVI 식생지수가 효과적임을 알 수 있었다. PSSRa, b, c 는 엽록소와 관련된 식생지수로 들잔디는 각각 63.0%, 56.9%, 45.6% 감소하였고, 금잔디는 각각 65.7%, 58.9%, 39.5% 감소하였다. 이를 통해 PSSRc보다 PSSRa 와 b가 마모 스트레스 검증에 더 유용한 것을 알 수 있었다. 본 연구 결과로 초분광 분석으로 들잔디와 금잔디의 종간 마모 스트레스 처리에 따라 달라지는 반사율 변화를 확인할 수 있었으며, 식생지수를 통한 마모 피해 및 스트레스 정량화가 가능한 것으로 판단되었다.

영어초록

The objective of this study was to diagnose the wear stress of zoysiagrass (Zoysia spp.) based on visible/near-infrared (VIS/NIR) hyperspectral image and vegetation index. As a result of comparing the reflectance measured from the leaves, both zoysiagrasses (Zoysia japonica and Z. matrella ) showed a slight increase in reflectance at 550 nm after the wear stress, that the greenness decreased after wear stress. Considering that the reflectance of 600~700 nm, which is the red wavelength band was greatly increased, it was found that leaf chlorosis and leaf aging occurred in both zoysiagrasses due to wear stress. The NIR reflectance decreased overall, indicating that the occurrence of stress caused by the wear can be diagnosed. When comparing the vegetation index before and after wear stress, the normalized difference vegetation index (NDVI) and RENDVI (Red edge NDVI) of Z. japonica decreased by 36.5% and 43.0%, and NDVI and RENDVI decreased by 35.3% and 37.9% of Z. matrella . Also, through the evaluation of vegetation images through NDVI, it was found that the turfgrass health was significantly reduced before and after wear condition. EVI decreased by 33.4% in Z. japonica and 46.1% in Z. matrella , which was effective in Z. matrella . PSSRa, b, c decreased by 63.0%, 56.9%, and 45.6% in Z. japonica and by 65.7%, 58.9%, and 39.5% in Z. matrella . With this hyperspectral analysis, it was possible to confirm the change in reflectivity that varies depending on the wear conditions between Z. japonica and Z. matrella , and it was confirmed that the damage and stress of the wear could be quantified through the vegetation index.

참고자료

· 없음