열화상 및 RGB 이미지 분석을 통한 낙엽송 묘목의 건조스트레스 조기 진단

국문 초록 (Abstract)

낙엽송은 구조재, 집성재 등 건축재로 이용되는 목재를 생산하는 중요한 조림수종이다. 초기에 생장이 매우 빠르고 척박한 토양에서도 잘 자라며 병충해에도 강해 대규모로 조림하고 있다. 그러나 낙엽송은 종자 결실주기가 불규칙하고 종자 생산량이 불안정하며, 영양번식이 어려워 조림을 위한 묘목생산에 어려움이 있다. 또한 양묘장에서 우량묘의 지속적인 생산을 위해서는 묘목생장 환경 관리가 필요하며, 그중에서도 수분 스트레스의 관리가 중요하다. 묘목이 수분 스트레스를 받지 않도록 체계적으로 관리하기 위해서는 묘목의 스트레스 반응을 신속하고 정확하게 감지할 수 있는 기술이 필요하다. 본 연구에서는 비파괴적 방법인 열화상 이미지와 RGB 이미지를 이용하고자 생리적 지표를 함께 고려하여 낙엽송 묘목의 건조 스트레스를 진단하고자 하였다. 실험 결과, RGB 기반 엽각도 분석이 가장 빠르게(D2) 건조 스트레스를 탐지하였으며, 열화상 파라미터는 그 이후(D4 전후) 더 명확한 변화로 스트레스 정도를 구분하는 데 효과적이었다. 단계적 다중회귀분석을 통해 확인한 열화상(LTD: P < 0.01, CWSI(Tl): P < 0.01) 데이터는 건조 스트레스 감지에서 높은 설명력을 보였다(R2 > 0.5). 이는 건조 스트레스에 따른 묘목의 온도 변화 패턴이 조기에 반영되기 때문으로 판단된다. 또한 RGB 이미지 분석을 통해 육안으로 식별하기 어려운 형태적 변화를 조기(실험 2일차)에 정량적으로 측정할 수 있음을 확인하였다. 향후 보다 정교한 모델링을 위해 다양한 환경 요인과의 상관관계를 추가로 분석하고, 이미지 보정 기법을 개선하며, 더 많은 표본과 데이터를 통해 통계적 검정력을 강화한다면 본 연구에서 제안한 방법의 실제 적용 가능성을 더욱 높일 수 있을 것으로 판단된다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구배경 1
• Ⅱ. 재료 및 방법 4
• 1. 식물재료 4
• 2. 실험조건 4
• 3. 수목의 생리 특성 측정 5
• 4. 이미지 기반 측정 5
• 1) 엽 각도 측정 5
• 2) RGB 이미지 기반 묘목 개체별 측정 6
• 5. 열화상 기반 파라미터 측정 9
• 6. 측정치 통계분석 10
• Ⅲ. 실험 결과 11
• 1. 실험환경 11
• 2. 수목생리특성 및 열화상 파라미터 분석 결과 12
• 3. 엽 각도 파라미터 분석 결과 14
• 4. 묘목 개체별 RGB 이미지의 파라미터 분석 결과 18
• 5. 주요 측정 파라미터 간 관계 분석 22
• 1) 엽각도와 생리·열환경 변수 간 관계 22
• 2) 묘목 개체별 형태 파라미터와 생리·열환경 변수 간 관계 26
• Ⅳ. 고찰 27
• 1. 건조스트레스에 대한 묘목의 생리 및 열화상 특성 27
• 2. 엽 각도 기반 표현형 비교 분석 28
• 3. 개체별 이미지 분석 적용성 검토 29
• 4. 연구의 한계점과 향후 연구 방향 30
• Ⅴ. 결론 31
• 참고문헌 32
• Abstract 40