Spatial Information Research

Korea Spatial Information Society (대한공간정보학회)
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Method of Monitoring Forest Vegetation Change based on Change of MODIS NDVI Time Series Pattern

MODIS NDVI 시계열 패턴 변화를 이용한 산림식생변화 모니터링 방법론

  • 정명희 (안양대학교 디지털미디어학과) ;
  • 이상훈 (가천대학교 산업경영공학과) ;
  • 장은미 (지인컨설팅, 이화여대) ;
  • 홍성욱 (국가기상위성센터 위성분석과)
  • Received : 2012.04.13
  • Accepted : 2012.08.27
  • Published : 2012.08.31
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Abstract

Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) has been used to measure and monitor plant growth, vegetation cover, and biomass from multispectral satellite data. It is also a valuable index in forest applications, providing forest resource information. In this research, an approach for monitoring forest change using MODIS NDVI time series data is explored. NDVI difference-based approaches for a specific point in time have possible accuracy problems and are lacking in monitoring long-term forest cover change. It means that a multi-time NDVI pattern change needs to be considered. In this study, an efficient methodology to consider long-term NDVI pattern is suggested using a harmonic model. The suggested method reconstructs MODIS NDVI time series data through application of the harmonic model, which corrects missing and erroneous data. Then NDVI pattern is analyzed based on estimated values of the harmonic model. The suggested method was applied to 49 NDVI time series data from Aug. 21, 2009 to Sep. 6, 2011 and its usefulness was shown through an experiment.

정규식생지수(NDVI)는 식생자원을 모니터링할 수 있도록 설계된 식생지수(VI-Vegetation Index) 중 하나로 여러 응용 분야에서 가장 많이 사용되고 있는 지수이다. 산림 분야에서도 NDVI가 많이 활용되고 있는데 본 논문에서는 산림 변화 모니터링을 위해 MODIS NDVI를 활용하는 방법론이 연구되었다. 특정 시점을 기준으로 NDVI 값을 비교 및 분류하여 변화를 탐지하는 방법은 기계나 기상상태의 영향으로 자료의 정확성이 떨어질 수 있고 장기적인 변화를 탐지하는데도 어려움이 있다. 이러한 점을 고려하여 본 논문에서는 하모닉 모형을 이용하여 NDVI 시계열 자료를 통해 NDVI 패턴을 고려하는 방법론을 제시하였다. 먼저 하모닉 모형을 적용하여 미관측 자료나 자료의 오류를 보정한 NDVI 시계열 자료를 재구축하고 추정된 하모닉 요소의 모수를 기준으로 장기적 패턴을 통해 식생의 변화를 모니터링할 수 있다. 제안된 방법은 한반도 지역의 2009년 8월 21일부터 2011년 9월 6일까지 총 49개의 MODIS NDVI 시계열 자료에 적용하여 모형의 유용성을 입증하였다.

Keywords

References

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