Analysis of Spectral Reflectance Characteristic Change during Growing Status of Rice Plants using Spectroradiometer

스펙트로레디오메터를 이용한 벼 생장시기의 분광반사 특성 변화 분석

Knowledge for reflectance characteristic of interesting targets will provide us with actual application of remote sensing on agriculture. In this study, we have measured and analyzed reflectivity characteristics based on growing status from transplanting time to harvesting time. Rice paddies transplant into 3 fields at 20, May, 1999. Measurement of reflectivity characteristics were carried out with a portable spectroradiometer for frequencies from 300nm to 1100nm during the time period from 11:00 AM to 01:00 PM of clear sky and calm a day. The measurements for a day repeated 3 times(also, 3 times to each measurement)for reliable values. In result, we found that averaged reflectivity of visible range has about 2.34% - 2.55% in blue region(400nm-498nm), about 5.05% - 6.01% in green region(500nm-598nm) and about 4.21% - 5.24% in red region(600nm-698nm). It must be noted that the more rice canopy grows, the more spectral reflectivity decreases in visible region. Also, we separated infrared region into two cases - One case is increasing region with 700nm-780nm, the other is fixed region with 800nm-1100nm. Averaged reflectivity of these regions has about 22.3% - 23.0% in increasing region, about 29.4% - 33.1% in fixed region. It must be noted that more rice canopy grows, the more spectral reflectivity also increases up to 23, Aug. in infrared region. After 23, Aug, the reflectivity has a tendency toward decrease.

관심있는 농작물의 반사 특성에 대한 지식은 우리에게 농업 분야에서의 원격탐사 활용에 대한 가능성을 제공한다. 본 연구에서는 일품벼의 이앙기에서 수확기까지의 성장 단계에 따른 반사 특성을 측정 및 분석하였다. 벼는 1999년 5월 20일에 경기도 수원시 서둔동 수원기상대($37^{\circ}$16' N, $126^{\circ}$59' E, 39m Alt.) 뒤에 위치한 3개의 실험 포장에 이앙되었다. 반사 특성 측정은 구름과 바람이 없는 맑은 날을 선택하여 300nm에서 1100nm까지 관측할 수 있는 휴대용 스펙트로레디오메터(Portable spectroradiometer, Li-1800, 미국 Li Cor Inc.)를 사용하였고 관측 시간은 태양 고도 변화에 따른 반사율의 변화를 최소화하기 위하여 태양 고도 변화가 가장 적은 오전 11시에서 오후 1시까지 수행하였다. 관측 높이는 벼 군락으로부터 30cm였고 측정 회수는 1일 3개 포장에 대해 수직 방향으로 각각 3회 관측하였다. 결과적으로, 벼의 경우 가시 영역의 평균 반사율이 청색 영역(400nm~498nm)에서 약 2.34%~2.55%, 녹색 영역(500nm~598nm)에서 약 5.05%~6.01% 그리고 적색 영역(600nm~698nm)에서 약 4.21%~5.24%이며, 벼의 성장 단계에 따라 가시 영역의 경우는 반사율이 감소함을 알 수 있었다. 또한 근적외 영역의 경우는 관측 결과에 따라 두 가지 경우로 나누어 분석을 하였는데, 첫 번째는 700nm~800nm까지 파장의 증가에 따라 반사율이 급격히 증가하는 영역과 800nm~1100nm까지 파장에 따라 반사율이 거의 일정한 영역이다. 이 영역들의 평균 반사율은 700nm~800nm에서 약 22.3%~23.0%, 800nm~1100nm에서는 약 29.4%~33.1%이다. 특히 이 영역은 8월 23일까지 벼의 성장에 따라 반사율이 증가하였으며, 그 이후에는 감소하는 경향을 나타내었다.