초분광 영상을 이용한 다양한 모종의 수분함량 추정

본 연구는 초분광 영상을 이용하여 오이, 토마토, 고추, 수박 모종의 수분함량을 비파괴적으로 추정하기 위해 수행되었다. 단계적으로 수분 스트레스를 받은 오이(n=45), 토마토(n=45), 고추(n=45), 수박(n=45) 모종을 초분광 영상시스템으로 촬영하여 모종 영역의 반사율을 추출하였고, 매 촬영 후 모종의 생체중과 건물중을 측정하여 수분함량을 계산하였다. 모종의 반사율과 계측된 수분함량을 변수로 하여 PLSR분석을 이용하여 수분 추정모델을 구축하였다. 각 모종의 수분 추정모델을 작성한 결과 토마토의 경우 정확도(R²)가 0.74, 정밀도(RMSE 및 RE)가 각각 2.77%, 3.09%로 나타났고, 고추의 경우 수분추정모델의 정확도가 0.68, 정밀도가 각각 1.43%, 1.61%으로 나타났으며, 오이의 경우 정확도가 0.73, 정밀도가 각각 1.45%, 1.58%, 수박의 수분 추정모델의 정확도가 0.66, 정밀도가 각각 1.06%, 1.14%로 나타났다. 위 모종을 박과(오이, 수박) 및 가지과(고추, 토마토)로 구분하여 추정모델을 작성할 경우, 박과 수분 추정모델의 정확도가 0.64, 정밀도가 각각 1.49%, 1.16%로 나타났으며, 가지과의 경우 정확도가 0.67, 정밀도가 각각 2.53%, 2.84%로 나타났다. 생물 분류체계에 관계없이 모든 모종을 이용하여 수분 추정모델을 작성할 경우 모델의 정확도가 0.56, 정밀도가 각각 2.54%, 2.81%로 나타났다. 각 모종의 수분함량을 분석한 결과, 고추, 수박, 오이 모종의 트레이(50공) 셀보다 토마토 모종의 트레이(60공) 셀크기가 작아 수분 스트레스를 더 받은 것으로 판단된다(Jang et al., 2014). 각 모종의 수분함량 추정모델의 결과, 각 모종별로 작성한 수분 추정모델들보다 가지과, 박과, 모든 모종으로 작성한 수분 추정모델들이 정확도는 감소하였지만 정밀도는 차이가 미미한 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 초분광 영상을 이용하여 모종별, 과별, 모든 모종의 수분함량 추정가능성을 시사하였고, 모델의 정확도를 개선하기 위해 샘플 수 및 개채별 수분함량의 변이를 증가시키는 것이 필요하다고 판단된다.