Mapping of livestock movement routes in Afambo and Teru districts of Afar National Regional State Ethiopia

Gebrie Tsegaye Mersha,Yetnayet Fantaye Tadesse 대한공간정보학회 2019 Spatial Information Research Vol.27 No.4

The study aimed to produce a map for livestock movement routes in Teru and Afambo district in Afar region, Ethiopia. The specific objectives of the study were identifying the major reasons of livestock movement, investigating challenges faced during the movement and producing livestock movement route maps. The primary data were mainly collected through key informant interviews, focus group discussion and Global Positioning System instrument. Stratified and purposive sampling techniques were used to select the study area and key informants respectively. Narration and ArcGIS software were used to analyze the data. The result showed that finding grazing land, market center and salty water are the three main purposes of livestock movement. The pastoralists face several challenges during their movement that affect their livestock lives and themselves. In order to reduce the effect of these challenges infrastructures should be built on the main routes of the movement based on the produced maps.

Developing the vegetation drought response index for South Korea (VegDRI-SKorea) to assess the vegetation condition during drought events

Nam, Won-Ho,Tadesse, Tsegaye,Wardlow, Brian D.,Hayes, Michael J.,Svoboda, Mark D.,Hong, Eun-Mi,Pachepsky, Yakov A.,Jang, Min-Won TaylorFrancis 2018 International journal of remote sensing Vol.39 No.5

<P>South Korea has experienced severe droughts and water scarcity problems that have influenced agriculture, food prices, and crop production in recent years. Traditionally, climate-based drought indices using point-based meteorological observations have been used to help quantify drought impacts on the vegetation in South Korea. However, these approaches have a limited spatial precision when mapping detailed vegetation stress caused by drought. For these reasons, the development of a drought index that provides detailed spatial-resolution information on drought-affected vegetation conditions is essential to improve the country's drought monitoring capabilities, which are needed to help develop more effective adaptation and mitigation strategies. The objective of this study was to develop a satellite-based hybrid drought index called the vegetation drought response index for South Korea (VegDRI-SKorea) that could improve the spatial resolution of agricultural drought monitoring on a national scale. The VegDRI-SKorea was developed for South Korea, modifying the original VegDRI methodology (developed for the USA) by tailoring it to the available local data resources. The VegDRI-SKorea utilizes a classification and regression tree (CART) modelling approach that collectively analyses remote-sensing data (e.g. normalized difference vegetation index (NDVI)), climate-based drought indices (e.g. self-calibrated Palmer drought severity index (PDSI) and standardized precipitation index (SPI)), and biophysical variables (e.g. elevation and land cover) that influence the drought-related vegetation stress. This study evaluates the performance of the recently developed VegDRI-SKorea for severe and extreme drought events that occurred in South Korea in 2001, 2008, and 2012. The results demonstrated that the hybrid drought index improved the more spatially detailed drought patterns compared to the station-based drought indices and resulted in a better understanding of drought impacts on the vegetation conditions. The VegDRI-SKorea model is expected to contribute to the monitoring of drought conditions nationally. In addition, it will provide the necessary information on the spatial variations of those conditions to evaluate local and regional drought risk assessment across South Korea and assist local decision-makers in drought risk management.</P>

식생가뭄반응지수 (VegDRI)를 활용한 위성영상 기반 가뭄 평가

남원호,장민원,홍석영,Nam, Won-Ho,Tadesse, Tsegaye,Wardlow, Brian D.,Jang, Min-Won,Hong, Suk-Young 한국농공학회 2015 한국농공학회논문집 Vol.57 No.4

The development of drought index that provides detailed-spatial-resolution drought information is essential for improving drought planning and preparedness. The objective of this study was to develop the concept of using satellite-based hybrid drought index called the Vegetation Drought Response Index in South Korea (VegDRI-SKorea) that could improve spatial resolution for monitoring local and regional drought. The VegDRI-SKorea was developed using the Classification And Regression Trees (CART) algorithm based on remote sensing data such as Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) from MODIS satellite images, climate drought indices such as Self Calibrating Palmer Drought Severity Index (SC-PDSI) and Standardized Precipitation Index (SPI), and the biophysical data such as land cover, eco region, and soil available water capacity. A case study has been done for the 2012 drought to evaluate the VegDRI-SKorea model for South Korea. The VegDRI-SKorea represented the drought areas from the end of May and to the severe drought at the end of June. Results show that the integration of satellite imageries and various associated data allows us to get improved both spatially and temporally drought information using a data mining technique and get better understanding of drought condition. In addition, VegDRI-SKorea is expected to contribute to monitor the current drought condition for evaluating local and regional drought risk assessment and assisting drought-related decision making.

Evaporative Stress Index (ESI)를 활용한 북한의 위성영상기반 농업가뭄 평가

이희진 ( Hee-jin Lee ),남원호 ( Won-ho Nam ),윤동현 ( Dong-hyun Yoon ),( Tsegaye Tadesse ),( Brian D. Wardlow ) 한국농공학회 2018 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2018 No.-

기후변화로 인한 전 세계적인 온난화 현상으로 인하여 농업에 직접적인 영향을 주는 기상 및 환경요인의 변화가 급격하게 진행됨에 따라 극심한 가뭄의 발생빈도가 높아지고 있는 추세이다. 기상청에서 발표한 통계에 따르면 2017년 우리나라 봄철 강수량이 평년 대비 50∼60% 수준으로 물 부족 현상을 야기하여 극심한 가뭄을 겪은 것으로 나타면서 농업 가뭄에 대한 다양한 접근과 새로운 가뭄지수 활용의 필요성이 대두되고 있다. 일반적인 가뭄 평가는 기상학적 가뭄지수인 표준강수지수 (Standardized Precipitation Index, SPI)와 시기별 강수량 및 유효토양수분량에 근거하여 가뭄을 판단하는 파머가뭄심도지수 (Palmer Drought Severity Index, PDSI)를 사용하고 있다. 이러한 가뭄지수들은 지점 자료를 기반으로 내삽기법을 통해 재 산정된 지도를 사용하여 공간 해상도 측면에서 한계를 가지고 있다. 위성 영상을 이용할 경우 주기적이고 동일한 정확도로 지상 자료의 획득이 가능하고 장기적인 변화관측이나 환경감시 등에 유용하며 시공간적으로 변화가 심한 요소의 관측과 광역적 접근이 가능하다. 현재 국내 농업분야 연구에 활용되고 있는 위성영상기반의 가뭄지표는 정규식생지수 (Nomalized Difference Vegetation Index, NDVI)와 Enhanced Vegetation Index (EVI), 식생가뭄반응 지수 (Vegetation Drought Response Index, VegDRI) 등이 있다. 잠재 증발산과 실제 증발산의 비를 이용한 위성영상기반 가뭄지수인 Evaporative Stress Index (ESI)는 SPI, PDSI 등과 비교하였을 때, 가뭄에 더 민감하고 빠른 반응을 보인다는 연구 결과로부터 짧은 기간의 급속하게 발생하는 Flash drought의 가뭄판단지표로 활용되고 있다. 데이터는 SERVIRGLOBAL(https://www.servirglobal.net)에서 4, 12주 단위로 전 세계 범위를 제공한다. 본 연구에서는 최근 3년간 북한 지역 가뭄발생을 확인하여 다양한 가뭄지수 (SPI, SPEI, EDDI)들과 ESI의 비교를 통해 북한의 가뭄 판단을 위한 위성 영상기반 가뭄 모니터링의 새로운 지표에 대한 적용성을 검토하고자 한다.

기후변화대응을 위한 국립가뭄경감센터의 가뭄관리 및 정책방안

남원호 ( Nam Won-ho ),( Michael J Hayes ),( Donald A Wilhite ),( Tsegaye Tadesse ),( Mark D Svoboda ),( Cody L Knutson ) 한국농공학회 2014 韓國農工學會誌 : 전원과 자원 Vol.56 No.2

위성기반 Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Station (CHIRPS)를 활용한한반도 지역의 기상학적 가뭄지수 적용

문영식,남원호,전민기,김태곤,홍은미,Michael J. Hayes,Tsegaye Tadesse 한국농공학회 2019 한국농공학회논문집 Vol.61 No.2

Remote sensing products have long been used to monitor and forecast natural disasters. Satellite-derived rainfall products are becoming more accurateas space and time resolution improve, and are widely used in areas where measurement is difficult because of the periodic accumulation of imagesin large areas. In the case of North Korea, there is a limit to the estimation of precipitation for unmeasured areas due to the limited accessibility andquality of statistical data. CHIRPS (Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Stations) is global satellite-derived rainfall data of 0.05 degreegrid resolution. It has been available since 1981 from USAID (U.S. Agency for International Development), NASA (National Aeronautics and SpaceAdministration), NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration). This study evaluates the applicability of CHIRPS rainfall products forSouth Korea and North Korea by comparing CHIRPS data with ground observation data, and analyzing temporal and spatial drought trends using theStandardized Precipitation Index (SPI), a meteorological drought index available through CHIRPS. The results indicate that the data set performed wellin assessing drought years (1994, 2000, 2015 and 2017). Overall, this study concludes that CHIRPS is a valuable tool for using data to estimateprecipitation and drought monitoring in Korea.

공간해상도에 따른 Evaporative Stress Index (ESI)의 지역별 가뭄 특성 분석

윤동현 ( Dong-hyun Yoon ),남원호 ( Won-ho Nam ),이희진 ( Hee-jin Lee ),김대의 ( Dae-eui Kim ),( Tsegaye Tadesse ) 한국농공학회 2019 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2019 No.-

가뭄은 발생 지점이 불명확하고 진행이 느리며, 다른 자연 재해에 비해 피해 지역이 광범위하다는 점에서 사회, 경제적 피해와 농업 생산 시스템 및 수확량 등 농업 전반에 걸쳐 직접적인 영향을 미치고 있다. 가뭄에 대한 정량적인 분석과 예측은 가뭄으로 인한 피해를 예방하기 위해 필요하며, 현재 국내 가뭄 예측 기술은 지상 데이터 기반의 기상학적 가뭄지수를 활용하여 생성되고 있다. 하지만 관측소 지점 데이터를 사용하는 이러한 기상학적 가뭄지수는 데이터의 특성상 미계측 지역에 대한 정확한 데이터 취득이 어려우며, 광역적인 지역의 동일한 정확도의 데이터 취득이 어렵다는 단점이 있다. 반면 인공위성 등을 활용한 원격탐사 기술을 활용하면 광역적인 지역에 대한 장기간의 동일한 수준의 데이터 취득이 가능하다. 다양한 해상도의 데이터를 활용할 수 있는 위성영상 자료는 농업 가뭄 분야에서 필요성과 활용성이 대두되고 있다. 위성영상을 활용한 가뭄 판단지수로는 Leaf Area Index (LAI), Vegetation Health Index (VHI), Enhanced Vegetation Index (EVI) 등이 있다. 하지만 식생을 기반으로 한 지표의 경우 식생의 조밀도 및 포화도, 토양반사, 식생의 종류 등에 따라 적용성에 차이가 발생하며, 가뭄 판단에 있어서 가뭄으로 인한 식생의 활력도 및 상태가 변할 때까지 시간이 소요된다. 잠재 증발산과 실제 증발산의 비를 이용해 산정된 위성영상 기반 가뭄지수인 Evaporative Stress Index (ESI)는 일반적으로 사용되는 가뭄지수 등과 비교하였을 때, 가뭄에 민감하고 빠른 반응을 보인다는 연구 결과로부터 단기간 급속하게 발생하는 Flash drought의 판단지표로 활용되고 있다. 본 연구에서는 기존에 NASA (National Aeronautics and Space Administration)에서 제공되고 있는 5km 해상도의 ESI의 해상도의 한계를 보완하기 위하여 8일 주기, 500m 해상도를 갖는 MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)의 MOD16A2 영상을 활용하였다. 본 연구에서는 500m 해상도의 ESI와 기존 5km 해상도의 ESI를 활용하여, 과거 가뭄 발생 자료를 근거로 시군 단위의 가뭄 판단 능력을 비교하였다.

Evaporative Stress Index (ESI)를 활용한 북한의 위성영상기반 농업가뭄 평가

이희진 ( Lee Hee-jin ),남원호 ( Nam Won-ho ),윤동현 ( Yoon Dong-hyun ),홍은미 ( Hong Eun-mi ),김대의 ( Kim Dae-eui ),( Mark D. Svoboda ),( Tsegaye Tadesse ),( Brian D. Wardlow ) 한국농공학회 2019 한국농공학회논문집 Vol.61 No.3

North Korea has frequently suffered from extreme agricultural crop droughts, which have led to food shortages, according to the Food and Agriculture Organization (FAO). The increasing frequency of extreme droughts, due to global warming and climate change, has increased the importance of enhancing the national capacity for drought management. Historically, a meteorological drought index based on data collected from weather stations has been widely used. But it has limitations in terms of the distribution of weather stations and the spatial pattern of drought impacts. Satellite-based data can be obtained with the same accuracy and at regular intervals, and is useful for long-term change analysis and environmental monitoring and wide area access in time and space. The Evaporative Stress Index (ESI), a satellite-based drought index using the ratio of potential and actual evaporation, is being used to detect drought response as a index of the droughts occurring rapidly over short periods of time. It is more accurate and provides faster analysis of drought conditions compared to the Standardized Precipitation Index (SPI), and the Palmer Drought Severity Index (PDSI). In this study, we analyze drought events during 2015-2017 in North Korea using the ESI satellite-based drought index to determine drought response by comparing with it with the SPI and SPEI drought indices.