원격탐사에 활용되는 비행체로는 인공위성, 유인항공기, 드론 등이 있으며 각 각 장단점이 상이하다. 농업생산조사에는 작물 식별에 요구되는 해상도를 만족해 야 하므로 드론을 활용하는 것이 적합하다. 위성영상은 가시광선 외에도 적외선, 자외선 등의 분광 특성 정보를 제공한다는 점, 넓은 영역에 대해 주기적으로 정보 를 취득할 수 있다는 점 등이 장점으로 꼽힌다(이희연, 2005, p.144). 항공기를 활 용한 항공영상은 넓은 지역의 정보를 취득하면서도 축척 변경이 용이하다는 점이 위성영상 대비 장점(이희연, 2005, p.135)이며, 조사 대상과 시기를 조사자가 임의 로 정할 수 있다는 점도 장점이다. 드론 등 무인항공기는 위성이나 항공기에 비해 상대적으로 좁은 범위의 조사에 적합하며, 낮은 고도에서 촬영할 수 있어 상대적 으로 고해상도의 정보를 취득할 수 있다. 비행체의 특성에 따라 조사 공간규모와 공간해상도(空間解像度, spatial resolution)17) 등이 상이하다. 유인항공기나 위성
17) 국토지리정보원의 공간정보 용어사전에서 규정하는 공간해상도(空間解像度, spatial resolution)는 항공사진이나 위성영상 등의 이미지에 대해서 물리적으로 더 이상 구별할 수 없는 최소의 영상소 (pixel)에 대응되는 지상면적(가로×세로)을 의미한다. 이 연구에서는 특별한 언급이 없다면 공간해상 도와 지상표본거리(GSD)는 동일한 의미를 갖는다.
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은 상대적으로 넓은 지역의 조사에 적합하고, 필지 단위의 농작물 조사에는 회전 익 또는 고정익드론을 활용하는 것이 적합하다.
<표 3-1> 영상정보 취득을 위한 공간규모별 항공체, 해상도, 분석 방법 비교
공간규모 공간해상도 항공체(플랫폼) 분석 방법
필지 0.05m 이하 회전익드론 현장조사 & GIS
들녘 0.1m 이하 고정익드론 육안판독 & 시계열 분석
읍면동 0.25m 이하 유인항공기 시계열 분석
시군구 5.0m 이하 위성영상 시계열 영상 분류
자료: 나상일 외(2019) 자료를 참고하여 저자 작성.
농업생산조사 측면에서 항공영상은 크게 농경지 현황 파악과 작물별 재배면적 파악 등의 용도로 활용된다. 팜맵이 항공영상을 농경지 현황 파악을 위해 활용하 는 대표적인 사례이다. 팜맵에서는 항공영상을 활용하여 논, 밭, 과수원, 시설 등 의 재배면적을 파악하여 각 구획별 공간정보를 작성한다. 작물 재배면적을 구획 별로 파악하기 위해서는 상대적으로 고해상도 영상을 필요로 하며, 주로 드론을 활용하여 영상을 취득한다. 드론에서 촬영한 영상을 어떤 방식으로 활용할 것이 냐에 따라 드론 활용 등 조사 방법이 상이하다.
현재 각 기관들이 항공영상을 농업조사에 활용하는 방식을 <그림 3-1>과 같이 정리할 수 있다. 농경지 현황을 파악하는 팜맵은 표준화된 방법을 적용하고 있으 나, 작물별 재배면적을 파악하는 드론 조사는 현재 정사영상 기반 조사와 팜맵 기 반 조사 등 두 가지 조사 방법이 현장에서 활용되고 있다.
드론을 활용하여 농업생산조사를 시작한 초기에는 작물 재배구획을 확인하기 위한 용도로 드론 영상을 활용하였다. 고정익드론을 활용하여 300m 내외의 높은 고도에서 조사 대상 지역을 촬영하여, 조사 대상 지역 전체의 최근 농경지의 구획 별 재배현황을 정사영상으로 제작하였다. GSD 5~10cm 수준의 해상도로 정사영 상이 제작되며, 배추·양배추 등 비교적 크기가 크고 형태를 구분하기 용이한 농작 물은 영상으로 식별이 가능하나, 영상으로 식별 가능한 농작물의 수는 제한적이 다. 따라서 고해상도 정사영상의 구획별 작물을 식별하기 위해서는 방문 조사를 통해 각각의 구획에 재배 중인 작물을 파악해야 한다. 정사영상은 이미 구축된 다
양한 GIS와 연계하여 면적 계산 등을 할 수 있으므로, 정사영상 위에 작물별 재배 구획을 표시하고, GIS 소프트웨어를 활용하여 작물별 재배면적 정보를 산출할 수 있다. 정사영상 위에 팜맵이나 연속지적도를 연계하여 농경지에 대한 추가적인 공간정보를 제공할 수도 있다.
<그림 3-1> 항공영상을 활용한 농업생산조사 방식
영상용도
농경지 현황파악 작물별 재배면적
저해상도 고해상도
정사영상 드론영상
작물 재배 구획 용도
작물 식별
고해상도 초고해상도
정사영상 제작 팜맵 활용
방문 조사 영상 식별
재배면적작물별 논, 밭 등
재배 면적
자료: 저자 작성.
정사영상을 새롭게 제작하지 않고 팜맵을 기본 지도로 활용하는 농업생산조사 방식은 최근 시도되고 있다. 팜맵을 활용하여 촬영해야 할 구획을 파악하고, 회전 익드론을 활용하여 팜맵 구획별로 초고해상도 작물 영상을 확보할 수 있다. 일반 적으로 GSD 1cm 내외의 영상을 취득한다. 고해상도 작물 영상을 활용하면 현장 조사를 하지 않고서 영상을 통해 작물을 식별할 수 있다. 팜맵상의 구획에 식재된 작물의 초고해상도를 취득하여 작물을 식별하고, 식별된 작물과 팜맵상 구획의 면적을 연계 분석하여 작물별 재배면적을 산출할 수 있다. 영상의 품질이 낮거나, 마늘·양파·대파 등과 같이 형상이 유사한 경우 영상만으로 작물을 식별하기 곤란 할 수 있으며, 이때에는 현장 조사를 통해 작물을 식별해야 한다.
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