식생 지수 하나로, 두 빛의 반사값까지 알아낼 수 있을까요?

두 반사값의 차를 합으로 나눈 지수가 같아도 원래 두 값이 하나로 정해지는지 살펴봐요. 두 값의 합까지 알려진 경우에는 각각을 구해, 비율 정보와 실제 크기를 정하는 정보를 구별해요.

두 렌즈와 색 필터가 있는 가상 광학센서 생성 이미지

이미지: AI 생성 · 수학 이야기

D=(N−R)/(N+R)=1/2이고 N,R≥0이에요. N과 R을 각각 정할 수 있나요? 두 값의 합 S=0.8도 알려지면 두 반사값을 구해 볼까요?

N−R=DS,N+R=S>0.N-R=DS,\qquad N+R=S>0.

두 식을 더하고 빼면 N=S(1+D)/2, R=S(1−D)/2예요. 합 0.8을 주면 N=0.6, R=0.2로 유일해요.

N=3S4,R=S4;S=0.8⇒(N,R)=(0.6,0.2).N=\frac{3S}{4},\quad R=\frac S4;\qquad S=0.8\Rightarrow(N,R)=(0.6,0.2).

D만 주면 어떤 S>0에도 같은 1/2가 나와요. 합이 0.4이면 (0.3,0.1)이므로 단일 지수에서 원래 두 측정값을 하나로 복원할 수 없어요.

높은 지수 하나를 곧바로 한 파장의 반사량으로 읽으면 정규화가 버린 정보를 새로 가정하게 돼요. 이 예의 0.8은 실제 나무의 관측값이 아니라 역산 조건을 확인할 수업값이에요. 원자료 두 개를 하나의 지수로 요약했다면 어떤 추가 관측이 필요한지도 함께 검토할 수 있어요.

비율 3:1까지 얻은 답과 실제 두 수 0.6,0.2를 얻은 답을 구별해 봐요. 비율은 여러 쌍을 묶고 합은 그중 한 쌍을 선택해요. 방정식 개수만 세는 대신 역산식과 양의 합 조건으로 존재와 유일성을 직접 확인해 봐요.

착안: Measuring Vegetation (NDVI & EVI), August 30, 2000. 식의 정의를 제외한 작은 수치·기록은 자체 교육용 모형이에요.

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