회전익 무인기에 탑재된 다중분광 센서를 이용한 가을 배추 생육 정보 추정 회귀모델 및 품종 분류모델 개발

Abstract

한국 농업은 벼 재배를 통해 식량 자급률을 높여왔으나, 식습관 변화와 재배 면적 감소로 인해 자급률은 24%로 하락하였다. 이에 따라 자급률이 낮은 밭작물을 휴경지에 재배하도록 하는 정책이 도입되었다. 그 중 배추는 안정적인 생산과 공급이 중요한 작물이나, 매 수확기마다 수확량의 변화로 인해 가격 변동이 크게 나타난다. 이러한 이유로, 본 연구는 배추 생산량과 밀접하게 관련된 정보를 보다 정확하게 추정하고자 수행되었다. 무인 항공기(UAV)로 획득한 다중분광 영상을 사용하여 생육 정보(엽장, 엽폭, 엽수)를 추정하고, 두 배추 품종(불암3호와 청명가을)을 분류하였다. 분석 결과, 각각의 품종별 생육 정보를 추정하는 데 있어 normalized difference red edge (NDRE), ratio vegetation index (RVI), transformed chlorophyll absorption in reflectance index (TCARI), and difference vegetation index (DVI)가 중요한 변수로 도출된 가장 좋은 성능의 다중선형회귀 모델이 확인되었다. 품종 분류 분석에서는 support vector machine (SVM) 분류 모델이 RVI와 TCARI를 사용하여 두 품 종을 효과적으로 구분하였다. 향후 연구에서는 시계열 데이터를 기반으로 한 모델 개발에 중점을 두고, 생육 정보뿐만 아니라 생산량 데이터도 함께 수집할 예정이다.