해색위성 원격탐사에서 광학센서에서 측정된 전자기 시그날을 태양광 복사휘도로 산출하는 것은 해양 환경 모니터링의 시작이 되는 중요 단계이다. 일반적으로 광학센서가 임무 기간 수많은 촬영을 하면서 감쇄가 일반적이며 이로 인해 발생하는 복사 보정의 불확도는 해수원격반사도, 엽록소-a 농도, 유색용존유기물 등 최종 산출물에 영향을 미치기 때문에, 국제적으로 해색위성의 임무기간 중 자료 연속성을 위한 복사보정의 중요성을 강조해 왔다. 본 연구는 Geostationary Ocean Color Imager-II (GOCI-II) 위성의 지속적인 품질과 정확성을 확보하기 위해 GOCI-II의 복사 보정 알고리즘을 개선 방법을 제시한다. GOCI-II는 궤도상 복사 보정 장치인 태양광 확산기(Solar Diffuser, SD)를 사용하여 gain을 지속적으로 측정하였다. 시계열 분석 결과 gain이 방위각에 따라 계절적 변동을 보임과 동시에 센서의 노후화 가능성을 고려해야 함을 확인하였다. 본 연구에서는 방위 각 보정 모델을 도입하여 계절 주기성을 제거하였고, 센서 감쇄 보정 모델을 통해 복사 이득의 비선형적 추세를 산출하였다. 본 연구에서 개선된 복사 보정 알고리즘을 적용하여 대기 최상층(Top of Atmosphere, TOA) 복사휘도의 스펙트럼에 미치는 영향을 확인하였고, 이는 GOCI-II 데이터의 장기적인 안정성 확보를 통해 신뢰성 있는 위성 산출물을 제공함으로써 장기간 트렌드 분석 및 해양 환경 모니터링에 기여할 것으로 기대된다
Radiometric calibration is a fundamental step in ocean color remote sensing since the step to derive solar radiance spectrum in visible to near-infrared wavelengths from the sensor-observed electromagnetic signals. Generally, satellite sensor suffers from degradation over the mission period, which results in biases/uncertainties in radiometric calibration and the final ocean products such as water-leaving radiance, chlorophyll-a concentration, and colored dissolved organic matter. Therefore, the importance of radiometric calibration for the continuity of ocean color satellites has been emphasized internationally. This study introduces an approach to improve the radiometric calibration algorithm for the visible bands of the Geostationary Ocean Color Imager-II (GOCI-II) satellite with a focus on stability. Solar Diffuser (SD) measurements were employed as an on-orbit radiometric calibration reference, to obtain the continuous monitoring of absolute gain values. Time series analysis of GOCI-II absolute gains revealed seasonal variations depending on the azimuth angle, as well as long-term trends by possible sensor degradation effects. To resolve the complexities in gain variability, an azimuth angle correction model was developed to eliminate seasonal periodicity, and a sensor degradation correction model was applied to estimate nonlinear trends in the absolute gain parameters. The results demonstrate the effects of the azimuth angle correction and sensor degradation correction model on the spectrum of Top of Atmosphere (TOA) radiance, confirming the capability for improving the long-term stability of GOCI-II data.
