무인기기반 초분광영상을 활용한 결주율 산정 = Calculate Miss-Planted Rate Using Hyperspectral Image Based on Unmanned Aerial Vehicle (UAV)
저자
발행기관
학술지명
한국농공학회 학술대회초록집(Proceedings of the Korean Society of Agricultural Engineers Conference)
권호사항
발행연도
2020
작성언어
-주제어
자료형태
학술저널
수록면
154-154(1쪽)
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최근 농업분야에서 원격탐사를 이용한 작황 모니터링에 식생지수가 유용하게 사용되고 있다. 이러한 식생지수를 활용하면 작물의 생장정보나 스트레스 등 다양한 정보를 정량적으로 확인할 수 있다. 그러나 일반적으로 원격탐사에 사용되는 RGB영상으로는 가시광선에 해당하는 파장만을 수집하기 때문에 어려 파장밴드를 사용하는 식생지수를 산정하기 어렵다. 따라서 현재 작황 모니터링에는 가시광선 파장영역 뿐 아니라 적외선 파장영역의 영상을 수집할 수 있는 다중분광 센서를 사용하고 있다. 하지만 하나의 다중분광 센서로는 일반적으로 5∼10개의 파장영역의 데이터를 수집할 수 있기 때문에 다양한 식생지수를 적용하기 위해서는 여러 유형의 센서를 사용할 필요가 있다. 이에 최근에는 하나의 센서로 수많은 파장밴드를 수집할 수 있는 초분광 센서를 이용하여 작황모니터링을 수행하려는 연구들이 많이 이루어졌다. 초분광 센서는 다중분광 센서에 비해 공간 해상도가 떨어지지만 촬영된 영상의 모든 픽셀에서 수백개 이상의 파장영역의 데이터를 취득하기 때문에 분광해상도가 뛰어나 세밀한 분석에 장점이 있다. 따라서 상대적으로 공간해상도가 떨어지는 초분광 센서를 이용해 모니터링을 수행하려면 보다 가까운 거리에서 작물을 촬영해야할 필요가 있으며, 이를 위해 소형 무인항공기에 초분광 센서를 장착하여 모니터링을 수행하는 연구들이 수행되었다.
결주율은 작황 모니터링에서 있어 수확량을 산출하는데 중요한 정보 중 하나이다. 따라서 원격탐사를 이용하여 결주율을 산정하려는 연구들이 많이 수행 되었다. 영상을 통해 결주율을 산정하기 위해서는 영상내 파종구멍의 개수와 작물이 자라면서 결주되는 개수를 파악할 필요가 있다. 하지만 일반적으로 사용하는 RGB영상을 통해서는 파종구멍이나 작물의 객체를 추출하고 개수를 파악하는데 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 무인 항공기와 RGB 센서 그리고 초분광 센서를 이용하여 작물의 생장 시기별로 경작지의 파종구멍 개수와 작물 개수를 파악하고 이를 이용하여 결주율을 산정하고자 한다.
본 연구를 위한 촬영 대상 구간은 전라남도 무안군에 위치한 테스트 베드에서 촬영을 수행하였으며, 대상작물로는 마늘을 사용하였다. 촬영은 파종 이전인 10월, 그리고 이듬해 2월부터 작물의 생장시기를 고려하여 약 3주 간격으로 4회촬영하여 총 5회 촬영분을 사용하였다. 촬영결과를 이용하여 객체추출을 수행한 결과 촬영대상구간에서 파종구멍의 개수는 13634개로 추출되었으며, 파종 직후인 2월 영상에서 작물의 객체추출을 수행한 결과 12659개의 작물을 추출할 수 있었다. 이후 3회 촬영분에서 결주된 작물의 개수는 각 309개, 795개, 795개로 결주율은 각 2.44%, 6.28%, 6.28%로 산정되었다. 향후 무인항공기 기반 초분광 영상을 이용하여 결주율을 산정하는 연구들이 적절히 이루어 진다면 작황 모니터링을 통한 수확량 산출에 도움이 될 것으로 판단된다.
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