정규식생지수(Normal Distribution Vegetation Index)

1. 식생 원격탐사

 

식물은 육지 표면의 70% 정도를 점유하고 있으며 생태계의 가장 중요한 구성인자이다. 식물과 관련된 정보(식물의 종류, 군집의 분포유형, 생육 주기 등)는 그 지역의 기후, 토양, 지질, 지리적 특성을 밝히는데 중요한 역할을 한다. 원격탐사 자료를 이용하여 식물에 관한 정보를 추출하기 위해  색소의 가시광 특성을 적용한다.

 

1) 잎의 주된 색소인 엽록소 A (Chlorophyll A)는 0.43um(청색)와 0.66um(적색)에서, 엽록소 B (Chlorophyll B)는 0.45um와 0.65um에서 빛을 많이 흡수하며, 상대적으로 녹색에 해당하는 0.53um에서 가장 떨어져, 건강한 잎이 녹색으로 보이게 하는 녹색소이다.

 

2) 식물이 가을 무렵 생장을 멈추거나 스트레스 상태가 되어 엽록소가 감소할 경우 카로틴이나 다른 색소가 우세하게 되어 색상이 변하게 된다.

 

2. 정규 식생 지수

 

1) 정규식생지수의 정의 

정규 식생 지수(NDVI)는 엽면적 지수, 생물량, 엽중 엽록소 농도, 식물 생산성, 부분 식생 피복 등 다양한 식생 등록정보를 추정하는 이미지를 생성할 수 있는 표준화된 지수이다. 정규식생지수는 파장중 적색(Red)파장과 근적외선(Near-Infrared, NIR)파장을 이용하는 지수 이다. 이 지수는 건강하고 활력이 높거나 밀도가 높은 식생에서 근적외선의 반사율이 매우 높게 나타나는 것에 착안하여 만든 지수이다. 즉 적규식생지수가 높은 값을 갖는다는 것은 근적외선의 반사율이 높다는 것이고 결국 식생이 밀집되어 있거나 활력이 매우 높다는 것이다.

 

2) 정규식생지수의 분포

NDVI 값의 수치가 절대값을 의미하지 않지만 다음을 지침으로 사용할 수 있다. NDVI는 상대값으로 –1에서 +1 범위를 가지며, +1에 가까울수록 식생의 분포량과 활성도가 크다는 것을 의미한다.

 

-1 ~ 0	Dead Plantes or Inanimate Object
0 ~ 0.33	Unhealthy Plant
0.33 ~ 0.66	Moderately Healthy Plant
0.66 ~ 1.0	Very Healthy Plant

 

 

 

3) 정규식생지수의 제한

NDVI는 식물의 건강과 성장에 대한 인정된 척도이며 매우 광범위하게 적용되지만 이 기술을 사용할 때 고려해야 할 한계가 있다.

① NDVI 출력은 개별 이미지 내의 원시 값과 직접 관련되며 이러한 값은 원시 이미지 값을 변경하는 대기 조건과 같은 여러 요인의 영향을 받는다. 따라서 NDVI를 계산하기 전에 대기 보정과 같은 조치를 먼저 적용하지 않는 한 서로 다른 시간에 획득한 NDVI 값을 직접 비교할 수 없다.

② NDVI는 또한 "포화"되는 경향이 있다. 즉, 특정 지점에서 비율 값이 최고조에 달하고 더 이상 비율 값의 차이를 기록할 수 없습니다. 이것은 식생 성장이 밀도가 높을 때 발생하므로 NDVI는 이러한 조건에서 덜 유용합니다. 즉, 매우 밀도가 높거나 강하게 성장하는 식생 사이의 성장 패턴의 변화를 감지할 수 없다.