흠..인터레스팅 2021.05.13과 2022.05.08의 마리우폴. NDVI비교.

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전에 한번 2021.05.05일의 마리우폴 인근과 2022.03.21의 마리우폴 인근의 NDVI를 비교해본 적이 있습니다.

그런데 2개월의 차이가 나서 유의미한 비교가 될 수 없었습니다. 특히 우크라이나의 3월에는 녹지않은 눈까지 보였습니다. 그래서 5월이 될때까지 기다렸다가 오늘 작업 좀 했습니다.

https://cafe.daum.net/shogun/OCbn/408

2022.03.21과 2021.05.05의 마리우폴. NDVI 비교.

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일단 식생지수(NDVI)에 대해서는 다시 설명드릴 필요가 있을거 같습니다.

건강한 식물일수록 근적외선(NIR)을 잘 반사하는 반면 가시광선의 적색파장(RGB에서 R)은 잘 흡수합니다.

식물의 이러한 광학적 특성을 이용하면 식생들의 분포와 그 생장정도를 지도상에 시각화 할 수 있습니다.

위 삽화처럼 흙, 시가지 등은 -1의 값을 부여하고 근적외선을 잘 반사하는 생생한 식물들에 1의 값을 부여해주는 방식입니다.

이걸 활용하면 농림부와 농부들은 올해의 작황을 미리 추측해볼 수 있고, 세계식량기구라면 전세계 어느 지역에서 기근이 발생할지를 예측할 수 있을 것이고, 선물투자를 하려는 사람이라면 이걸 이용해서 곡식에 대한 투자 포트폴리오를 세울 수 있을 겁니다.

그리고 저는 이 소식의 영향이 어느 정도일지 직접 보고 싶었기에 NDVI를 작업해봤고, 한번 더 다른 지역의 NDVI도 작업해볼 겁니다.

https://www.hani.co.kr/arti/economy/economy_general/1042032.html

밀·옥수수 사재기·수출통제…우크라발 ‘식량전쟁’ 이제 시작일 뿐

//  “우크라이나에 떨어진 포탄과 총탄은 인류가 그동안 경험한 것 이상의 굶주림을 겪게 할지 모른다.” //

//  러시아의 우크라이나 침공 직후인 지난 3월 초 폴란드 접경지역에 설치된 난민집결소를 방문한 데이비드 비즐리 세계식량계획(WFP) 사무총장이 한 말이다.  //

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일단 저는 Sentinel-2의 2021.05.13일자와 2022.05.08일자 위성사진으로 작업을 하여 전쟁 이전과 이후의 마리우폴 인근지역 NDVI를 비교해보았습니다.

특기할만한 점이라면 ArcGIS로 작업을 했으나 한번은 Raster Calculator를 이용해 반자동으로 NDVI를 처리했고, 다른 한번은 완전자동인 NDVI Colorized로 NDVI를 처리했습니다. 그 결과 전자가 좀 더 비교에 용이한 결과물이 나왔습니다.

작업한 지역인 이 지역입니다.

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일단 가시광선 RGB 그대로 처리한 모습.

2021년 5월 13일자. Natural Color.

2022년 5월 8일자. Natural Color.

5월 8일자는 분홍빛이 많이 돌아서 Sentinel-2 위성에 처리를 잘못한거 같아 보였습니다. 그런데 같은날짜 Landsat 8 사진도 비슷하게 나오는거보면 이게 원소스 그대로 나온거 같네요. 아마 작년사진과 찍힌 시각과 기상상황이 달라서 그런거 같기도.

비교군으로 풀샷뿐만 아니라 농경지대 한곳을 줌인한 사진과 아직도 교전중이라는 아조프스탈 제철소를 줌인한 사진도 준비해두었습니다.

2021년 5월 13일. 농경지대. Natural Color.

2022년 5월 8일. 농경지대. Natural Color.

2021년 5월 13일. 아조프스탈. Natural Color.

2022년 5월 8일. 아조프스탈. Natural Color.

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본론으로 들어가기 전에 마지막으로 할일은 NDVI 처리가 제대로 되었는지 확인하는 절차입니다. 저는 바로 위에서 보신 아조프스탈 제철소의 줌인사진으로 테스트 해봤습니다.

위에서 설명드린대로 NDVI 처리한 사진에서 식생이 적거나 불량한 지대는 옅거나 주황색으로 나와야하고 반대는 짙은 녹색으로 나와야합니다. 제철소는 당연히 옅거나 주황색으로 떠야합니다. 특히 물은 옅거나 주황색으로 떠야합니다.

2021년 5월 13일. 아조프스탈. 자동 NDVI.

2021년 5월 13일. 아조프스탈. 반자동 NDVI.

2022년 5월 8일. 아조프스탈. 자동 NDVI.

2022년 5월 8일. 아조프스탈. 반자동 NDVI.

결과적으로 제가 작업한 NDVI 작업물은 신뢰할만하다는 결론을 얻었습니다. 특히 제철소 남쪽에 연한 바닷물의 색깔이 의도대로 나오고 있으며 2021년과 2022년 사진에도 똑같은 색깔로 출력되고 있습니다.

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이제부터가 본론입니다. ArcGIS 자체 NDVI Colored 기능을 이용해 자동으로 처리한 작업물입니다.

2021년 5월 13일. 마리우폴 풀샷. 자동 NDVI.

2022년 5월 8일. 마리우폴 풀샷. 자동 NDVI.

일단 겉보기에 작년 풀샷사진이 올해 풀샷사진보다 약간 더 녹색을 띄고 있습니다.

그렇지만 유의미한 차이가 보인다고 하기에는 무리가 있어 보입니다.

그러므로 저는 NDVI공식을 Raster Calculator 기능에 때려넣어 반자동으로 NDVI를 처리해봤습니다.

2021년 5월 13일. 마리우폴 풀샷. 반자동 NDVI.

2022년 5월 8일. 마리우폴 풀샷. 반자동 NDVI.

NDVI를 반자동으로 먹여봤더니 차이가 보입니다. 특히 좌상단쪽에서 차이가 커보입니다.

아마 초록색의 비율차이를 숫자로 구해볼 수 있을거 같은데 애석하게도 그 방법은 아직까지 찾아내지 못했습니다.

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비교군으로 농경지대 한곳을 줌인한 모습도 비교해보았습니다.

자동 NDVI 사진에서 흰색으로 보이는 영역이 반자동 NDVI에서는 주황색으로 출력되는 것에 주목. 

2021년 5월 13일. 농경지대 줌인. 자동과 반자동 NDVI.

2022년 5월 8일. 농경지대 줌인. 자동과 반자동 NDVI.

줌인 해보니 해당 농경지대에서는 작년에 비해 올해 NDVI 수치가 떨어지는 것을 확인해볼 수 있었습니다.

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총정리를 해보자면 작년과 올해 마리우폴 인근의 NDVI를 비교해보니 작년에 비해 올해 NDVI가 떨어지는 편으로 보였습니다.

그러므로 우크라이나의 올해 곡물 작황이 작년에 비해서 떨어질 것이라고 전망해볼 수 있습니다.

다만, 아직까지 마리우폴 인근만 비교해 보았으므로 비교군이 매우 적습니다. 그러므로 우크라이나 서쪽, 동쪽, 남쪽(오데사 주변)의 NDVI를 더 비교해볼 필요가 있어보입니다.

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[_Arondite_]

조흔 비교자료 감사합니다