노지 스마트 팜을 위한 UAV 근적외영상기반 식생지수와 엽록소 실측 데이터 시계열 비교 (Time Series Comparison of Vegetation Indices and Chlorophyll Field-Measurement Data for Outdoors Smart Farm Based on UAV NIR Images)

서지정보

· 발행기관 : 대한공간정보학회
· 수록지 정보 : 대한공간정보학회지 / 30권 / 1호 / 31 ~ 39페이지
· 저자명 : 오성종, 강준오, 이용창

초록

최근, 융복합 센서기반의 스마트 영농 요소기술을 활용하여 국내 농업문제 즉, 노동인구 감소 및 고령화 등 당면한 문제를 극복하기 위한 스마트 팜 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 다양한 응용분야에서 그 효용성이 입증되고 있는 무인항공기(unmanned aerial vehicle, UAV)의 스마트 센서 기술을 노지 식생 모니터링에 적용한 사례가 다수 발표되고 있다. 본 연구는 국가 주 식량인 벼의 농지를 대상으로 UAV를 활용하여 근적외 영상을 획득, 엽록소와 관련된 정보를 추정할 수 있는 식생지수를 저가형 3-band 영상센서에 종속하여 산출한다. 또한, 질소시비 검토를 위한 SPAD(soil plant analysis development) 엽록소 농도 표본측정값과 근적외 영상기반 식생지수 간의 시계열 비교 분석을 통해 노지 스마트 팜을 위한 UAV의 효용성을 검토하는 것이다. 연구 결과, UAV 근적외영상 기반 식생지수 중, CVI 지수가 직접적인 표본조사를 통해 실측한 SPAD에 가장 유사한이 분포경향을 나타내었다. 이를 통해, 식생지수 비교 분석으로 질소시비 검토가 가능하여 벼 농지의 스마트 팜을 위한 식생 모니터링에 UAV의 효용성이 기대된다.

영어초록

Recently, smart farm research has been actively conducted to overcome problems facing domestic agricultural problems, such as a decrease in the working population and aging population, by utilizing smart farming element technology based on convergence sensors. In particular, a number of cases have been announced in which smart sensor technology of UAV(unmanned aerial vehicles), which is currently proven to be effective in various applications, is applied to outdoors vegetation monitoring. This study calculates the vegetation indices, which can estimate chlorophyll-related information by acquiring near-infrared images using UAV for farmland of rice, the national main food, depending on the low-cost 3-band image sensor. In addition, it is to examine the effectiveness of UAV application for field smart farms through time series comparison analysis between SPAD(Soil Plant Analysis Development) chlorophyll concentration sample measurement values and near-infrared image-based vegetation indices to review the nitrogen fertilization. As a result of the study, among the UAV near-infrared imaging-based vegetation indices, the CVI showed the most similar distribution tendency to SPAD measured through direct sample surveys. Through this, it is possible to review whether nitrogen fertilization are necessary through vegetation index analysis, and the effectiveness of UAV is expected for vegetation monitoring for smart farms in rice farmland.

참고자료

· 없음