Monitoring of Rice Growth by RADARSAT and Landsat TM data

RADARSAT과 Landsat TM자료를 이용한 벼 생육모니터링

The objective of this study is to evaluate the use of RADARSAT and Landsat TM data for the monitoring of rice growth. The relationships between backscatter coefficients($\sigma$$^{0}$ ) of RADARSAT data and digital numbers (DN) of Landsat TM and rice growth parameters were investigated. Radar backscatter coefficients were calculated by calibration process and then compared with rice growth parameters; plant height, leaf area index (LAI), and fresh and dry biomass. When radar backscatter coefficient ($\sigma$$^{0}$ ) of rice was expressed as a function of time, it is shown that the increasing trend ranged from -22--20dB to -9--8dB as growth advances. The temporal variation of backscatter coefficient was significant to interpret rice growth. According to the relationship between leaf area index and backscatter coefficient, backscatter coefficient underestimated leaf area index at the beginning of life history and overestimated, at the reproductive stage. The same increasing trend between biomass and backscatter coefficient was shown. From these results, RADARSAT data appear positive to the monitoring of rice growth. Each band of time-series Landsat TM data had a significant trend as a rice crop grows during its life cycle. Spectral indices, NDVI[(TM4-TM3)/(TM4+TM3)] and RVI(TM4/TM2), derived from Landsat TM equivalent bands had the same trend as leaf area index.

날씨ㆍ밤낮에 관계없이 자료를 취득할 수 있는 RADARSAT(C-밴드; 5.3GHz, HH 편광)의 후방산란계수와 태양광에 대한 반사값으로 데이터가 얻어지는 Landsat TM의 자료값(DN; Digital Numbers)을 이용하여 벼 생육과의 관계를 조사하였다. 벼 생육기간 동안 RADARSAT 3시기의 자료를 취득하여 보정 과정을 통하여 지표면의 특성이 잘 나타나는 후방산란계수 (backscatter coefcient)를 산출하였다. 연구지역에서 초장, 엽면적지수, 생체중, 건물중 등 벼의 생육변수를 조사하여 산출된 후방산란계수를 비교하였으며, Landsat TM은 논지역의 6시기 자료값을 산출하여 벼 생육과의 관계를 살펴보았다. 벼의 생육초기 담수상태일 때 논의 후방산란계수 범위는 -22dB--20dB이었고, 벼의 영양생장이 최대에 달했을 때 논의 후방산란계수는 -9dB--8dB 범위로 생육단계별로 뚜렷한 차이를 보였고 생육변수, 초장, 엽면적지수, 생체중, 건물 중 변화와 유사한 경향을 나타내었다 TM 밴드 1, 2, 3의 자료값은 생육후기로 갈수록 낮아졌다가 등숙기에 다시 높아졌고, TM 밴드 4의 자료값은 생육후기로 갈수록 높아졌다가 등숙기에 낮아지는 경향이었다. TM밴드 5와 7의 자료값은 생육기간 동안 계속 증가하여 건물중의 변화추세와 유사하였다. 시계열 RADARSAT과 Landsat TM자료를 이용한 벼 생육모리터링은 전망이 있는 것으로 보인다.