• 제목/요약/키워드: effective LAI

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분광반사특성과 엽면적지수 및 SPAD를 이용한 벼의 성장단계별 생육상태의 평가 (Evaluation of Growth Diagnosis in Rice Field using Spectral Characteristics, LAI, and SPAD)

  • 박종화;신형섭;박진기
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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    • pp.805-809
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    • 2008
  • Measurement of leaf area index (LAI) is useful for understanding rice growth, water use, and canopy light interception. The top nitrogen content(TNC) per unit area is an important quantitative index of the condition of nitrogen nutrition in rice production. The rapid and simple method of estimation of TNC, with the use of the existing nondestructive analyzing instruments chlorophyll meter SPAD-502 and plant canopy analyzer (PCA) LAI-2000, was scrutinized. Destructive measurement is time consuming and labor intensive. Our objective was to evaluate sampling procedures using the Li-Cor LI-1800, LAI 2000 plant canopy analyzer (PCA) for nondestructive estimation of rice LAI, and SPAD-502 on the Northern Plains of Cheongju. The LAI estimated by PCA tended to underestimate the LAI determined by actual measurement by about 20%. The estimation of LAI by PCA was judged to have a sufficient accuracy as a practical technique. A high positive correlation was obtained between the values of the SPAD reading and LAI. NDVI and LAI also showed a very high correlation. The values of the SPAD reading and LAI, and NDVI gave a high positive correlation. These results indicated that the method described in this study was effective as a simple and rapid method for the estimation of rice growth.

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Validation of MODIS LAI Product Over Temperate Forest

  • Kim, Sun-Hwa;Lee, Kyu-Sung
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 2002년도 Proceedings of International Symposium on Remote Sensing
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    • pp.679-684
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    • 2002
  • MODIS LAI has been one of key products for analyzing the quantitative aspects ofterrestrial ecology. This study was designed to validate MODIS LAS product by using the reference LAI map that was derived from both ground measurements and ETM+ surface reflectance. The study area, the Kwangneung Experiment Forest in Korea, covers mixed species of deciduous and conifers of temperate forest. Throughout the growing season of 2002, we have measured LAS at the 30 sample plots using an optical device. Ground measured LAS data were then correlated to the ETM+ reflectance to produce a continuous map of LAS over the study area. Preliminary comparison between MODIS LAI and the reference LAI map showed the lower LAI values from the MODIS product.

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Estimation of Forest LAI in Close Canopy Situation Using Optical Remote Sensing Data

  • Lee, Kyu-Sung;Kim, Sun-Hwa;Park, Ji-Hoon;Kim, Tae-Geun;Park, Yun-Il;Woo, Chung-Sik
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제22권5호
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    • pp.305-311
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    • 2006
  • Although there have been several attempts to estimate forest LAI using optical remote sensor data, there are still not enough evidences whether the NDVI is effective to estimate forest LAI, particularly in fully closed canopy situation. In this study, we have conducted a simple correlation analysis between LAI and spectral reflectance at two different settings: 1) laboratory spectral measurements on the multiple-layers of leaf samples and 2) Landsat ETM+ reflectance in the close canopy forest stands with fieldmeasured LAI. In both cases, the correlation coefficients between LAI and spectral reflectance were higher in short-wave infrared (SWIR) and visible wavelength regions. Although the near-IR reflectance showed positive correlations with LAI, the correlations strength is weaker than in SWIR and visible region. The higher correlations were found with the spectral reflectance data measured on the simulated vegetation samples than with the ETM+ reflectance on the actual forests. In addition, there was no significant correlation between the forest.LAI and NDVI, in particular when the LAI values were larger than three. The SWIR reflectance may be important factor to improve the potential of optical remote sensor data to estimate forest LAI in close canopy situation.

광학위성영상을 이용한 기계학습/PROSAIL 모델 기반 엽면적지수 추정 (Estimation of Leaf Area Index Based on Machine Learning/PROSAIL Using Optical Satellite Imagery)

  • 이재세;강유진;손보경;임정호;장근창
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제37권6_1호
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    • pp.1719-1729
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    • 2021
  • 엽면적지수는 효율적인 산림관리를 수행하기 위해 필요한 정보를 제공한다. 현재 국내 지역에 가용한 고해상도 엽면적지수 자료는 유럽우주국의 Sentinel-2 위성 기반 자료가 있으나 알고리즘 개발에 국내 산림특성이 고려되지 않았고, 국내 지역에 대해 평가가 부족한 상태이다. 본 연구에서는 LAI-2200C 장비를 이용하여 엽면적지수 현장관측을 실시한 뒤, 최근 다양한 연구에서 사용되는 기계학습 알고리즘 및 PROSAIL 복사전달 모델을 기반으로 Sentinel-2 위성의 다중분광 센서 자료를 이용해 엽면적지수를 추정하여 기존 Sentinel-2 기반 엽면적지수 자료와 비교·분석을 진행하였다. 그 결과, 본 연구에서 개발한 모델은 기존 Sentinel-2 엽면적지수 자료와 비교하였을 때, 평균 bias 및 평균 RMSE의 차이가 각각 0.97 및 0.81로 과소추정 경향을 개선하며 낮은 오류를 나타내었다. 본 연구에서 개발된 엽면적지수 추정 알고리즘은 추후 국토 산림에 대한 보다 개선된 자료를 제공할 가능성을 제시하였다.

UAV 식생지수 및 수고 자료를 이용한 엽면적지수(LAI) 추정 연구 (Study on the Estimation of leaf area index (LAI) of using UAV vegetation index and Tree Height data)

  • 문호경;최태영;강다인;차재규
    • 한국지리정보학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.158-174
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    • 2018
  • 엽면적지수(LAI: Leaf Area Index)는 식생의 광합성, 증발산, 지표면과 대기사이의 에너지 교환 등을 설명하는 주요 인자로서, 정확하고 활용성 높은 LAI 추정 기법에 대한 연구들이 진행되었다. 본 연구에서는 UAV를 이용한 LAI 추정 방법을 모색하기 위하여 현장 실측된 LAI 자료와 UAV 영상기반의 식생지수, 수고 및 위성영상(Sentinel-2) LAI 간의 관계성을 파악하고 효과적인 UAV LAI 산정방법을 제시하고자 하였다. 그 결과 연구에 활용된 6종의 식생지수 중 Red-edge band를 포함하고 있는 NDRE ($R^2=0.496$), CIRE ($R^2=0.443$)가 LAI 추정에 효과적인 식생지수로 나타났다. 수고(Canopy Height Model) 자료를 식생지수에 적용하였을 때 LAI에 대한 설명력이 향상되었으며, NDVI의 경우에 LAI와의 선형관계에서 발생되는 포화문제(saturation problem)를 보였던 구간(0.85)이 일부 해소됨을 확인하였다.

학교도서관 활용교육의 현상에 대한 분석 연구 - 연구학교보고서를 중심으로 - (A Study on the Current State of Library Assisted Instruction - Through an Analysis of Research Reports of Secondary Schools -)

  • 권은경
    • 한국도서관정보학회지
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    • 제45권4호
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    • pp.139-164
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    • 2014
  • 이 연구는 학교도서관 관련 연구학교 보고서를 분석하여 학교도서관 활용교육의 특징과 문제점을 식별하고 개선방안을 논의하는 것을 목적으로 하였다. 에듀넷의 연구학교 사이트에 탑재된 중 고등학교 보고서 23편을 내용분석하여 각 학교가 수행한 도서관활용교육의 실천내용을 13가지로 분류하였다. 가장 많이 실시한 활동은 장서확충, 독서행사, 도서관활용수업(LAI), DLS 활용이었으며, 학습동기 유발에서부터 자기주도적 학습능력 증진에 이르기까지 교육목표로 추구하는 다양한 효과를 창출하였다. 그러나 도서관활용수업이 DLS를 사용한 독서활동에 지나치게 의존하고 있으며, 시간과 자료의 부족으로 정보탐색활동은 거의 이루어지지 않고 있다는 문제점이 있다. 도서관활용수업이 추구하는 자기주도적 학습능력을 함양하기 위해서는 도서관의 정보활동을 통하여 어떤 교육경험을 어떤 방법으로 제공할 것인가에 대해 교육과정과 연계하여 더 치밀하게 계획할 필요가 있다.

울폐산림의 엽면적지수 추정을 위한 적색경계 밴드의 효과 (Effect of Red-edge Band to Estimate Leaf Area Index in Close Canopy Forest)

  • 이화선;이규성
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제33권5_1호
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    • pp.571-585
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    • 2017
  • 적색경계밴드(red-edge band)가 식물의 생물리적 특성과 밀접한 관계를 가지고 있다고 알려지고 있으며, 이에 따라 최근 적색경계밴드를 포함한 위성영상센서가 증가하고 있다. 본 연구는 향후 농림업중형위성에 적색경계밴드 탑재를 계획하고 있는 점을 감안하여, 적색경계밴드와 관련된 연구 현황과 활용 가치를 분석하고자 한다. 수관울폐도가 높은 우리나라 산림의 엽면적지수(Leaf Area Index, LAI) 추정에 있어서 적색경계밴드의 효과를 분석하였고, 더 나아가 LAI 추정을 위한 최적의 파장폭과 파장영역을 도출하고자 하였다. LAI가 5 이상인 갈참나무와 리기다소나무를 대상으로 4월부터 10월까지 시계열 분광반사 측정자료를 이용하여 LAI와의 상관관계를 분석하였다. 분광반사측정자료에서 5개의 파장폭(10 nm, 20 nm, 30 nm, 40 nm, 50 nm)과 71개의 중심파장(680 nm부터 750 nm까지 1 nm 간격)을 달리하여 모두 355개의 적색경계밴드를 모의 생성했다. 적색경계밴드를 기반으로 하는 두 개의 분광지수 NDRE(normalized difference red-edge index)와 CIRE(chlorophyll index red-edge)를 산출하여 LAI와 상관관계를 분석하였다. 적색경계밴드 기반의 분광지수인 NDRE 및 CIRE는 수관울폐도가 높은 갈참나무와 리기다소나무의 LAI와 높은 상관관계를 얻을 수 있었다. 이는 수관울폐도가 높은 국내 산림에서 일반적으로 사용되는 NDVI가 LAI와의 상관관계가 낮게 나타났던 한계를 해결할 수 있는 가능성을 보여주었다. 10 nm부터 50 nm까지 적색경계밴드의 파장폭 효과는 산림의 LAI와 관계에서 큰 차이를 보이지 않았다. LAI와 최대 상관관계를 보이는 적색경계밴드의 중심파장은 갈참나무에서는 720 nm 부근, 그리고 리기다소나무에서는 710 nm 주변으로 나타났다. 우리나라 농작물 및 산림의 식생정보 획득과 모니터링을 위한 최적의 적색경계밴드의 파장폭과 파장영역을 결정하기 위해서는 다른 생물리적인자(엽록소, 질소, 수분함량, 생체량 등)와의 관계도 충분히 고려하여야 한다.

Study on spectral indices for crop growth monitoring

  • Zhang, Xia;Tong, Qingxi;Chen, Zhengchao;Zheng, Lanfeng
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 2003년도 Proceedings of ACRS 2003 ISRS
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    • pp.1400-1402
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    • 2003
  • The objective of this paper is to determine the suitable spectral bands for monitoring growth status change during a long period. The long-term ground-level reflectance spectra as well as LAI and biomass were obtained in xiaotangshan area, Beijing, 2001. The narrow-band NDVI type spectral indices by all possible two bands were calculated their correlation coefficients R$^2$ with biomass and LAI. The best NDVIs must have higher R$^2$ with both biomass and LAI. The reasonable band centers and band widths were determined by a systematically increasing bandwidth centered over a wavelength. In addition, the first 19 bands of MODIS were simulated and investigated. Each developed spectral indices was then validated by the biomass and LAI time series using the generalized vector angle. It turned out that six new NDVI type indices within 750-1400nm were developed. NDVI(811_10,957_10) and NDVI(962_10,802_10) performed best. No satisfactory conventional NDVI formed by red and NIR bands were found effective. MODIS_NDVI(band19, band17) and MODIS_NDVI(band19, band2) were much better than MODIS_NDVI(band2,band1) for growth monitoring.

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Utilization of UAV Remote Sensing in Small-scale Field Experiment : Case Study in Evaluation of Plat-based LAI for Sweetcorn Production

  • Hyunjin Jung;Rongling Ye;Yang Yi;Naoyuki Hashimoto;Shuhei Yamamoto;Koki Homma
    • 한국작물학회:학술대회논문집
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    • 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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    • pp.75-75
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    • 2022
  • Traditional agriculture mostly focused on activity in the field, but current agriculture faces problems such as reduction of agricultural inputs, labor shortage and so on. Accordingly, traditional agricultural experiments generally considered the simple treatment effects, but current agricultural experiments need to consider the several and complicate treatment effects. To analyze such several and complicate treatment effects, data collection has the first priority. Remote sensing is a quite effective tool to collect information in agriculture, and recent easier availability of UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) enhances the effectiveness. LAI (Leaf Area Index) is one of the most important information for evaluating the condition of crop growth. In this study, we utilized UAV with multispectral camera to evaluate plant-based LAI of sweetcorn in a small-scale field experiment and discussed the feasibility of a new experimental design to analyze the several and complicate treatment effects. The plant-based SR measured by UAV showed the highest correlation coefficient with LAI measured by a canopy analyzer in 2018 and 2019. Application of linear mix model showed that plant-based SR data had higher detection power due to its huge number of data although SR was inferior to evaluate LAI than the canopy analyzer. The distribution of plant-based data also statistically revealed the border effect in treatment plots in the traditional experimental design. These results suggest that remote sensing with UAVs has the advantage even in a small-scale experimental plot and has a possibility to provide a new experimental design if combined with various analytical applications such as plant size, shape, and color.

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제주 천미천 유역의 차단량 추정 (Estimation of Interception in Cheonmi Watershed, Jeju Island)

  • 정일문;이정우;김남원
    • 대한토목학회논문집
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    • 제35권4호
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    • pp.815-820
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    • 2015
  • 제주도의 효율적 수자원 관리 기반을 구축하기 위해서는 지표수의 유출 특성과 증발산량, 지하수 함양량, 지하수 유출량의 상호관계를 정확하게 제시할 필요가 있다. 이 중 식생에 의한 차단(interception)효과는 증발산량에 직결되는 영향 인자임에도 정량적 분석의 어려움 때문에 유역단위로 정량화된 사례는 드물다. Von Hoyningen-Huene (1981)이 엽면적지수와 차단저류량의 관계를 밝혔고, LAI는 차단, 증산의 핵심요소로 다양한 수문모형에 활용되고 있다. 본 연구에서는 Kozak et al. (2007)이 제시한 엽면적 지수(LAI: Leaf Area Index)에 따른 차단저류량의 관계식을 이용하여 한국형 유역수문모형 SWAT-K (Soil and Water Assessment Tool-Korea)내에 식생에 의한 차단량 산정모듈을 개선하였다. 제주도 천미천 유역을 대상으로 적용한 결과 천미천 유역의 차단증발량은 85~104mm로서 전체 증발산량(993~1062mm)의 약 8~11% 만큼 차지하는 것으로 분석되어 전체 물수지 성분에 영향인자로 고려되어야 할 것이다.