분광반사특성 (Spectral Signature)
쉽게 풀면
같은 빛을 받아도 물질마다 반사하는 색(파장)의 패턴이 다르다는 특징을 말한다. 예를 들어 식물은 근적외선을 강하게 반사하고 물은 대부분 흡수하는 등, 물질마다 고유한 반사 패턴을 가지는데 이를 이용해 위성영상에서 지표물질을 구분할 수 있다. 사람마다 지문이 다르듯, 지표의 물질마다 빛을 반사하는 고유한 패턴(분광 지문)이 있다는 뜻이다.
왜 중요한가
식생, 물, 토양, 인공구조물 등 지표물질마다 고유한 분광반사패턴을 가지므로, 이를 기준으로 위성영상에서 자동으로 지표피복을 분류하는 감독분류·무감독분류 기법의 이론적 토대가 됩니다. 농작물의 품종이나 생육 이상을 조기에 식별하는 정밀농업 기술의 기초 원리이기도 하다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
분광반사특성은 영상분류와 식생지수 산출 등 대부분의 원격탐사 분석의 이론적 기초가 된다.
분광반응특성은 같은 종류의 물질이라도 수분함량이나 생육상태에 따라 달라질 수 있어 분류 정확도를 높이려면 촬영시기를 신중히 선택해야 한다.
조금 더 깊게 보면
동일한 물질이라도 습도, 생육상태, 촬영시기 등에 따라 분광반사특성이 달라질 수 있어(동종이색 현상), 분광특성만으로 지표물질을 완벽하게 구분하기는 어렵고 추가적인 보조정보가 필요한 경우가 많습니다. 식생은 근적외선 파장대에서 반사율이 급격히 높아지는 이른바 '적색 경계' 현상을 보이는데, 이는 잎의 세포 구조 때문에 생기는 것으로 식생 여부를 판별하는 핵심 근거가 된다. 분광반사특성은 파장에 따른 반사율 값을 그래프로 그린 분광곡선의 형태로 표현되며, 이 곡선의 모양 차이로 물질을 구분한다. 실내 분광계로 미리 측정해 둔 다양한 물질의 표준 분광 라이브러리는 위성영상 분류 시 참조자료로 활용된다. 초분광 센서는 수백 개의 좁은 파장대를 동시에 기록해, 일반 다중분광 센서보다 훨씬 세밀한 분광 지문을 얻을 수 있다.
주의할 점
동일한 지표물질이라도 계절, 습도, 조도에 따라 분광반사특성이 달라질 수 있어 촬영조건을 고려해야 한다. 도시의 콘크리트와 마른 흙처럼 서로 다른 물질이라도 특정 파장대에서는 분광 반사값이 비슷해 혼동되기 쉬운 경우가 있다. 센서의 분광 밴드 폭이 넓을수록 미세한 반사율 차이를 놓쳐 물질 구분력이 떨어질 수 있다.