Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies (한국지리정보학회지)

The Korean Association of Geographic Information Studies (한국지리정보학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

The Possibility of Drought Expression by Late March Dryness in Rice Paddy Areas Using Terra MODIS NDVI

Terra MODIS NDVI를 활용한 3월말 논지역 건조상태에 따른 가뭄표현 가능성 연구

  • LEE, Ji-Wan (Department of Civil, Environmental and Plant Engineering, Konkuk University) ;
  • LEE, Yong-Gwan (Department of Civil, Environmental and Plant Engineering, Konkuk University) ;
  • KIM, Seong-Joon (Department of Civil, Environmental and Plant Engineering, Konkuk University)
  • 이지완 (건국대학교 사회환경플랜트공학과) ;
  • 이용관 (건국대학교 사회환경플랜트공학과) ;
  • 김성준 (건국대학교 사회환경플랜트공학과)
  • Received : 2017.04.03
  • Accepted : 2017.08.04
  • Published : 2017.09.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

The purpose of this study is to diagnose the possibility of future drought expression by late March dryness in rice paddy areas using Terra MODIS NDVI (Normalized Difference Vegetation Index). We tested the degree of dryness by comparing the 2000-2015 average NDVI with yearly NDVI, which we name DCI (Dry Condition Index). The 16-day interval DCIs from March 6 to May 25 were evaluated with spatio-temporal expression of South Korea. In particular, we find that the DCI for April 7 (March 23 to April 7) offered reasonable prediction of paddy dryness during drought years. The April 7 DCI value for dry conditions ranged from 0.04 to 0.08 while the DCI for normal conditions ranged from -0.04 to 0.01. The DCI can be one of the indicators used to evaluate the dryness of rice paddy areas at the beginning of the spring season.

본 논문의 목적은 Terra MODIS NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)를 이용하여 3월 하순 논 지역의 건조상태를 평가함으로써 식생지수의 가뭄표현 가능성을 확인하는데 있다. 2000년부터 2015년까지의 평균 NDVI와 해당연도 NDVI를 활용한 DCI(Dry Condition Index)를 개발하여 논지역의 건조상태를 분석하였다. 전국을 대상으로 3월 16일부터 5월 25일까지의 16일 간격 DCI를 산정하여 시공간적 건조도를 평가하였으며, 특히 4월 7일(3/23-4/7) DCI는 가뭄년에 대하여 논 지역이 건조함을 잘 나타냄을 확인하였다. 4월 7일의 건조상태 DCI 값은 0.04-0.08 으로 나타났고, 정상상태는 -0.04~0.01이었다. 본 연구에서 개발한 DCI는 초봄의 논 건조 상태를 평가에 대한 지표로서의 활용이 가능할 것으로 판단된다.

Keywords

References

  1. Ahn, S.R., J.W. Lee, and S.J. Kim. 2014. Analysis of 2012 spring drought using meteorological and hydrological drought indices and satellite-based vegetation indices. Korean National Committee on Irrigation and Drainage 21(1):78-88 (안소라, 이준우, 김성준. 2014. 기상 및 수문학적 가뭄지수와 위성 식생지수를 활용한 2012년 봄 가뭄 분석. 한국관개배수위원회 21(1):78-88).
  2. Bae, D.H. and K.H. Son. 2013. The status and development direction for domestic drought forecast. Magazine of Korea Water Resources Association 45(5):46-54 (배덕효, 손경환. 2013. 국내가뭄예보 현황 및발전방향. 물과미래 45(5):46-54).
  3. Baek, S.G., H.W. Jang, J.S. Kim, and J.H. Lee. 2016. Agricultural drought monitoring using the satellite-based vegetation index. Journal of Korea Water Resources Association 49(4):305-314 (백슬기, 장호원,김종석, 이주헌. 2016. 위성기반의 식생지수를 활용한 농업적 가뭄감시. 한국수자원학회논문집 49(4):305-314). https://doi.org/10.3741/JKWRA.2016.49.4.305
  4. Chakroun, H., F. Mouillot, Z. Nasr, A. Ennajah, and J.M. Ourcival. 2014. Performance of LAI-MODIS and the influence on drought simulation in a Mediterranean forest. Ecohydrology 7(3):1014-1028. https://doi.org/10.1002/eco.1426
  5. Huete, A.R., C. Justice, and Wim van Leeuwen. 1999. MODIS Vegetation Index (MOD13) Algorithm Theoretical Basis Document Version 3. Available at: https://pdfs.semanticscholar.org/2204/b55a9ad69e8b69d19e88ad1f0e1f81a5d72b.pdf(Accessed: April 1994).
  6. Jung, S.T., K.C. Jang, S.Y. Hong, and S.K. Kang. 2011. Detection of irrigation timing and the mapping of paddy cover in Korea using MODIS images data. Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology 13(2):69-78 (정승택, 장근창, 홍석영, 강신규. 2011. MODIS 영상자료를 이용한 관개시기 탐지와 논 피복지도 제작. 한국농림기상학회지 13(2):69-78). https://doi.org/10.5532/KJAFM.2011.13.2.069
  7. Karnieli, A., N. Agam, R.T. Pinker, M. Anderson, M.L. Imhoff, G.G. Gutman, N. Panov, and A, Goldberg. 2008. Use of NDVI and land surface temperature for drought assessment: merits and limitations. Journal of Climate 23:618-633.
  8. KMA(Korea Meteorological Administration). 2015. 2014년 이상기후에 대한 관계부처 합동보고서 발간. Available at: http://web.kma.go.kr/servlet/NeoboardProcess;jsessionid=XEE1vuj3ewMVjirvmP1HaZ2ttwhCuKpOWmsM9ehPRcDBwQDvqiDskzaKViA12gTG?mode=download&bid=press&num=1192963&fno=2&callback=http%3A%2F%2Fweb.kma.go.kr%2Fnotify%2Fpress%2Fkma_list.jsp&ses=USERSESSION&k=ATC201501191416332_a16995c2-f5b6-4c0a-a2d9-8aa92c0505cc.pdf (Accessed: January 19, 2015).
  9. KRC(Korea Rural Community Corporation) 2012. Drought white paper. pp.63-65 (한국농어촌공사. 2012. 가뭄백서. 63-65쪽).
  10. Lee, J.W., S,S. Jang, S.R. Ahn, K.W. Park, and S.J. Kim. 2016. Evaluation of the relationship between meteorological, agricultural and in-situ big data droughts. Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies 19(1):1-13 (이지완, 장선숙, 안소라, 박기욱, 김성준. 2015. 기상학적 가뭄, 농업 가뭄 및 빅데이터 현장가뭄간의 상관성 평가. 한국지리정보학회지 19(1):1-13). https://doi.org/10.11108/kagis.2016.19.1.001
  11. Lee, Y.G., S.H. Kim, S.R. Ahn, M.H. Choi, K.S. Lim, and S.J. Kim. 2015. Estimation of spatial evapotranspiration using Terra MODIS satellite image and SEBAL Model-for Yongdam Dam watershed-. Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies 18(1):90-104 (이용관, 김상호, 안소라, 최민하, 임광섭, 김성준.2015. Terra MODIS 위성영상과 SEBAL모형을 이용한 공간증발산량 산정 연구-용담댐 유역을 대상으로-. 한국지리정보학회지18(1):90-104). https://doi.org/10.11108/kagis.2015.18.1.090
  12. MCT(Ministry Construction and Transportation). 2001. Drought impact survey report. pp.1-6 (건설교통부. 2001. 가뭄기록조사 보고서. 1-6쪽).
  13. Park, H.S., M.J. Um, J.B. Kim, and Y.J, Kim. 2015, MODIS DSI for evaluation of the local drought events in Korea. Journal of the Korean Society of Civil Engineers 35(6):1209-1218 (박혜선, 엄명진, 김정빈, 김연주. 2015. 우리나라의 지역 가뭄 평가를 위한 MODIS DSI 활용. 대한토목학회논문집 35(6):1209-1218). https://doi.org/10.12652/Ksce.2015.35.6.1209
  14. Park, J.S. and K.T. Kim. 2009. Evaluation of MODIS NDVI for drought monitoring: focused on comparison of drought index. The Journal of GIS Association of Korea 17(1):117-129 (박정술, 김경탁. 2009. 가뭄모니터링을 위한 MODIS NDVI의 활용성평가: 가뭄지수와의 비교를 중심으로. 한국GIS학회지 17(1):117-129).
  15. Park, W.Y., Y.D. Eo, Y.M. Kim, and C.J. Kim. 2013 A study on the priority area selection for updation FDB attributes using MODIS product. Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology 16(1):65-73 (박완용, 어양담,김용민, 김창재. 2013. MODIS Product를활용한 FDB 속성 갱신 대상지역 선정연구.한국군사과학기술학회지 16(1):65-73). https://doi.org/10.9766/KIMST.2013.16.1.065
  16. Rural Research Institute. 2005. A study on water supply methods considering variation of farming conditions in paddy field. Research report pp.17-23 (농어촌연구원. 2005. 영농환경 변화를 고려한 농업용수 적정 공급방안 연구. 연구보고서 17-23쪽).
  17. Shin, H.J., M.J. Park, E.H. Hwang, H.S. Chae, and S.J. Kim. 2015. A study of spirng drought using Terra MODIS satellite image. Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies 18(4):145-157 (신형진, 박민지, 황의호, 채효석, 김성준. 2015. Terra MODIS위성영상을 이용한 봄 가뭄연구-소양강댐유역을 대상으로-. 한국지리정보학회지 18(4):145-157). https://doi.org/10.11108/kagis.2015.18.4.145
  18. Shin, S.C. and M.S. Eoh. 2004. Analysis of drought detection and propagation using satellite data. Journal of Korean Society of Hazard Mitigation 4(2):61-70 (신사철,어민선. 2004. 인공위성 영상정보를 이용한가뭄상황 및 징후분석. 한국방재학회논문집 4(2):61-70).
  19. Shin, S.C., S. Jung, K.T. Kim, J.H. Kim, and J.S. Park. 2006. Drought detection and estimation of water deficit using NDVI. Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies 9(2): 102-114 (신사철, 정수, 김경탁, 김주훈, 박정술. 2006. NDVI를 이용한 가뭄지역 검출및 부족수분량 산정. 한국지리정보학회지 9(2):102-114).
  20. Son, N.T., C.F. Chen, C.R. Chen, L.Y. Change, and V.Q. Minh. 2012. Monitoring agricultural drought in the Lower Mekong Basin using MODIS NDVI and land surface temperature data. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation 18:417-427. https://doi.org/10.1016/j.jag.2012.03.014
  21. Sun, H., X. Zhao, Y. Chen, A. Gong, and J. Yang. 2013. A new agricultural drought monitoring index combining MODIS NDWI and day-night land surface temperatures : a case study in China. International Journal of Remote Sensing 34(24):8986-9001. https://doi.org/10.1080/01431161.2013.860659
  22. Sur, C.Y., K,J. Kim, W.J. Choi, J.H. Shim, and M.H. Cho. 2014. Drought assessments using satellite-based drought index in Korea; southern region case in 2013. Journal of Korean Society of Hazard Mitigation 14(3):127-131 (서찬양, 김경준,최우정, 심재현, 최민하. 2014. 인공위성 가뭄지수를 활용한 한반도 가뭄 평가; 2013년 남부지방 가뭄을 대상으로. 한국방재학회논문집14(3):127-131). https://doi.org/10.9798/KOSHAM.2014.14.3.127
  23. Wan, Z., P. Wang, and Li, X. 2004. Using MODIS land surface temperature and Normalized Difference Vegetation Index products for monitoring drought in the southern Great Plains, USA. International Journal of Reomote Sensing 25(1):61-72. https://doi.org/10.1080/0143116031000115328
  24. Yoo. J.Y., M.H. Choi, and T.W. Kim. 2010. The utilization of MODIS LST imagery for droughts monitoring in the Korean Peninsula. Proceedings of Magazine of the Korean Society of Hazard Mitigation p.104 (유지영, 최민하, 김태웅, 2010. 한반도 가뭄모니터링을 위한 MODIS LST영상자료의 활용, 한국방재학회 학술대회 104쪽).