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국가산림자원조사 자료와 공간정보를 활용한 산림탄소저장량 추정 모델 정확도 평가
이정빈(Lee, Jung-Bin),김경민(Kim, Kyoung-Min),김은숙(Kim, Eun-Sook),이승호(Lee, Seung-Ho),정재훈(Jung, Jae-Hoon),박현주(Park, Hyun-Ju) 대한공간정보학회 2011 한국지형공간정보학회 학술대회 Vol.2011 No.5
최근 기후변화협약 등으로 산림의 탄소흡수원 기능에 대한 중요성이 부각되고 있으며, 산림탄소저장량에 대한 세 가지 방법 적용 및 정확도 검증을 통하여 방법 개선을 위한 이슈를 도출하고자 한다. 연구대상지역은 충청북도 단양군 지역으로 2006∼2010년까지 총 150개의 국가산림자원조사(NFI) 표본점조사가 실시되었으며, 1:5,000 정밀임상도가 구축되어 있는 지역이다. 지상부 바이오매스의 산림탄소량 추정에는 NFI 자료(2006∼2009년), 1:5,000 정밀임상도, Landsat 영상이 사용되었고, 2010년 NFI 자료를 통한 탄소지도의 정확도 평가가 이루어졌다. 산림탄소량 추정을 위하여 (1)임상도와 NFI 자료를 이용한 회귀모델, (2)위성영상과 NFI 자료를 이용한 k-NN 방법, (3)임상도, 위성영상, NFI 자료를 이용한 회귀 크리깅 방법 등 세 가지 방법이 적용되었다. 기존의 산림통계방식인 NFI 자료만으로 추정한 산림탄소저장량을 기준으로 세 가지 방법을 통하여 산출된 산림 탄소저장량을 임상별로 비교하였을 때, 침엽수림에서는 세 방법이 모두 과대 추정되었고. 활엽수림에서는 k-NN과 회귀 크리깅 방법, 혼효림에서는 임상도를 활용한 방법에서 과소 추정되는 경향을 나타내었다. 2010년 NFI 자료를 통한 정확도 평가결과로 평균 편의는 k-NN에서 -6.50tonC/㏊로 가장 작게 나타났으며, RMSE값은 회귀크리깅 방법에서 30.41tonC/㏊로 가장 작은 값을 나타내었다.
지상용 초분광 카메라를 이용한 소나무재선충병 감염목 분광 특성 분석
이정빈 ( Jung Bin Lee ),김은숙 ( Eun Sook Kim ),이승호 ( Seung Ho Lee ) 대한원격탐사학회 2014 大韓遠隔探査學會誌 Vol.30 No.5
본 연구에서는 소나무재선충병이 확산되어 있는 거제도를 대상으로 소나무재선충병 감염목 특성 분석을 위하여 지상용 초분광 카메라를 활용하여 2012년과 2013년에 걸쳐 대상 임목을 촬영하였다. 영상 촬영은 소나무재선충병이 확산되는 시기인 6~9월 기간에 개체목 단위와 임분 단위로 구분하여, 개체목은 인위적으로 소나무재선충병을 주입한 공시목을 대상으로 실시하고, 임분은 소나무재선충병이 자연적으로 발생한 임분을 대상으로 실시하였다. 수백개의 파장대역 정보를 담고 있는 지상용 초분광 영상을 이용하여 소나무재선충병 감염단계에서부터 고사단계에 이르기까지 파장대역 변화와 특성분석을 진행하였다. 그 결과, 전체 파장대역 중 적색영역(550~700 nm)의 변화가 두드러지게 나타났으며 특히, 688 nm 전후의 파장대역에서 고사목과 정상목간의 가장 많은 변화폭이 관측되었다. 향후 초분광 항공사진을 활용한 소나무재선충병 감염목 탐지 활용가능성 판단을 위하여 개체목 단위 촬영영상보다 대면적의 임분단위 촬영영상을 활용한 분석이 진행되었다. 가장 큰 변화를 나타낸 688 nm 구간의 식생지수 활용을 위하여 Normalized Difference Vegetation Index(NDVI), Red Edge Normalized Difference Vegetation Index(reNDVI), Photochemical Reflectance Index(PRI), Anthocyanin Reflectance Index 2(ARI2) 식생지수에 대한 비교 분석을 실시하였다. 감염목 탐지에 효율성이 높다고 판단되는 지수는 NDVI와 reNDVI으로 나타났으며 688 nm를 NDVI 와 reNDVI식 적색영역에 적용한 결과 688 nm를 포함하여 적용한 지수값에서 감염진행에 따른 가장 큰 변화폭을 나타내어 감염목 탐지에 가장 효율적인 것으로 판단되었다. In this paper spectral characteristics and spectral patterns of pine wilt disease at different development stage were analyzed in Geoje-do where the disease has already spread. Ground-based hyperspectral imaging containing hundreds of wavelength band is feasible with continuous screening and monitoring of disease symptoms during pathogenesis. The research is based on an hyperspectral imaging of trees from infection phase to witherer phase using a ground based hyperspectral camera within the area of pine wilt disease outbreaks in Geojedo for the analysis of pine wilt disease. Hyperspectral imaging through hundreds of wavelength band is feasible with a ground based hyperspectral camera. In this research, we carried out wavelength band change analysis on trees from infection phase to witherer phase using ground based hyperspectral camera and comparative analysis with major vegetation indices such as Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), Red Edge Normalized Difference Vegetation Index (reNDVI), Photochemical Reflectance Index (PRI) and Anthocyanin Reflectance Index 2 (ARI2). As a result, NDVI and reNDVI were analyzed to be effective for infection tree detection. The 688 nm section, in which withered trees and healthy trees reflected the most distinctions, was applied to reNDVI to judge the applicability of the section. According to the analysis result, the vegetation index applied including 688 nm showed the biggest change range by infection progress.
지상용 초분광 카메라영상을 활용한 소나무재선충병 감염목의 분광패턴 분석
이정빈(Jung-Bin Lee),이승호(Seung-Ho Lee),김은숙(Eun-Sook Kim) 대한공간정보학회 2013 한국지형공간정보학회 학술대회 Vol.2013 No.5
본 연구에서는 소나무재선충병 감염목의 분광특성을 비교하기 위하여 소나무재선충병발병 지역의 소나무를 대상으로 감염목을 조제하고 감염발생 초기에서 고사 단계에 이르기까지 주기적(2주~월 간격)으로 수백 개의 파장대역을 갖고 있는 지상용 초분광 카메라를 이용한 영상을 획득하였다. 진행단계별 분광파장대역 변화분석과 함께 활용 가능한 식생지수 중 Normalized Difference Vegetation Index(NDVI), Anthocyanin Reflectance Index2(ARI2), Photochemical Reflectance Index(PRI), Simple Ratio(SR)의 지수영상을 통해 감염진행 단계별 특성을 변화특성을 분석하였다. 분석결과 소나무재선충병에 의한 시들음이 육안으로 판단되는 시점에서 초분광영상의 600nm~700nm 파장대역 변화가 나타났으며, 식생지수영상 중 특히 PRI 지수의 경우에는 시들음이 육안으로 판단되기 이전시점부터 감염목과 비감염목의 차이가 두드러지게 나타났다.