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ALOS PALSAR 자료를 이용한 연안지역의 DEM 생성 -긴밀도와 고도 민감도 분석을 중심으로-

DEM Generation over Coastal Area using ALOS PALSAR Data -Focus on Coherence and Height Ambiguity-

최정현 ( Jung Hyun Choi ) , 이창욱 ( Chang Wook Lee ) , 원중선 ( Joong Sun Won )
  • : 대한원격탐사학회
  • : 대한원격탐사학회지 23권6호
  • : 연속간행물
  • : 2007년 12월
  • : 559-566(8pages)
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레이더 위성간섭기법은 지형의 고도 및 변위를 정밀하게 측정하는데 널리 사용되고 있는 기술이다. 이 중 L 밴드의 경우, C또는 X 밴드의 영상보다 시간간격의 영향이 적기 때문에 긴 기선거리를 가진 간섭쌍도 DEM생성을 위한 충분한 긴밀도를 유지하게 된다. 따라서 L 밴드를 사용할 경우, DEM 정밀도에 영향을 주는 고도 민감도가 높아지게 되므로 연안 지역과 같은 평탄한 지형의 DEM 제작에 매우 효과적이다. 국내 서해안의 경우, 얕은 수심과 큰 조차로 인해 넓은 갯벌이 존재하며 국토 확장의 목적으로 시작된 대규모의 간척 사업에 행해졌다. 따라서 연안지역의 지속적인 관리와 보전을 위하여 정밀한 DEM이 필요하다. 본 연구의 목적은 L밴드 ALOS PALSAR 자료의 위상간섭기법을 통한 서해안 연안지역의 지형고도 정보 획득 및 연안지역 DEM 생성의 가능성을 살펴보는 것이다. 한반도 서해안 시화, 회옹간척지 및 강화 납부 갯벌에서 46일의 기간간격을 지닌 2007/05/22 과 2007/08/22의 간섭쌍과 2007/08/22 과 2007/10/22의 간섭쌍을 이용하여 DEM 을 제작하였다. 각 각의 고도민감도는 2007/05/22 과 2007/08/22 간섭쌍의 경우 73m 이며, 2007/08/22 과 2007/10/22 간섭쌍은 185m의 값을 갖는다. 그러나, 2007/05/22 과 2007/08/22 간섭쌍의 경우 두 자료간의 긴밀도 값이 낮으며(강화도 남쪽 갯벌:0.5-0.6 화옹 시화 간척지:0.6-0.7), 연구지역의 조위차로 인하여 전체적인 강화도 남쪽 갯벌의 고도가 측정되지 않았다. 반면, 2007/08/22 과 2007/10/22 간섭쌍의 경우 2007/05/22 과 2007/08/22 간섭쌍에 비하여 높은 긴밀도값 (강화도 남쪽 갯벌 및 화옹, 시화간척:0.9-1)을 가지며, 전체적인 강화도 남쪽 갯벌의 고도 또한 측정 할 수 있었다. 그러나 간섭쌍간의 짧은 기선거리로 인한 낮은 고도민감도로 인하여 정밀한 DEM을 획득 하지 못하였다. 따라서, 향후 획득한 ALOS PALSAR 자료간의 시간간격 및 기선거리가 충분히 유지된다면 획득 간섭쌍간의 높은 긴밀도와 고도 민감도를 가진 자료를 통하여 한반도 서해안지역의 정밀한 DEM 제작이 가능할 것으로 보인다.
The generation of precise digital elevation model (DEM) is very important in coastal area where time series are especially required. Although a LIDAR system is useful in coastal regions, it is not yet popular in Korea mainly because of its high surveying cost and national security reasons. Recently, precise DEM has been made using radar interferometry and waterline methods. One of these methods, spaceborne imaging radar interferometry has been widely used to measure the topography and deformation of the Earth. We acquired ALOS PALSAR FBD mode (Fine Beam Dual) data for evaluating the quality of interferograms and their coherency. We attempted to construct DEM using ALOS PALSAR pairs-One pair is 2007/05/22 and 2007/08/22, another pair is 2007/08/22 and 2007/10/22 with respective perpendicular baseline of 820 m, 312m and respective height sensitivity of 75 m and 185m at southern of Ganghwa tidal fiat, Siwha- and Hwaong-lake over west coastal of Korea peninsula. Ganghwa tidal flat has low coherence between 0.3 and 0.5 of 2007/05/22 and 2007/08/22 pair. However, Siwha-lake and Hwaong-lake areas have a higher coherence value (From 0.7 and 0.9) than Ganghwa tidal area. The reason of difference coherence value is tidal condition between tidal flat area (Ganghwa) and reclaimed zone (Siwha-lake and Hwaong-lake). Therefore, DEM was constructed by ALOS PALSAR pair over Siwha-lake and Hwaong-lake. If the temporal baseline is enough short to maintain the coherent phases and height sensitivity is enough small, we will be able to successfully construct a precise DEM over coastal area. From now on, more ALOS PALSAR data will be needed to construct precise DEM of West Coast of Korea peninsular.

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I410-ECN-0102-2012-600-000360202

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1암석분광반사율 특성을 이용한 납석 광화대 추출

저자 : 지광훈 ( Kwang Hoon Chi ) , 이홍진 ( Hong Jin Lee )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 23권 6호 발행 연도 : 2007 페이지 : pp. 493-500 (8 pages)

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일반적으로 분광측정을 수행함에 있어서 측정 대상물, 측정 방법, 측정 조건 등에 따라서 측정 결과가 상이하게 나타난다. 본 연구에서는 광물 및 암석 샘플의 전처리, 센서와 대상물과의 거리에 대한 표준화 방법을 제시하고, 납석의 분광특성 연구를 수행하였다. 광물, 암석 샘플의 크기는 노두의 규모와 상태에 따라서 다양하기 때문에 샘플과 센서간의 거리를 일정하게 유지하는 것이 중요하다. 표준화를 수행하기 전에 동일한 암석(석영반암)에 대해서 자연석, 자갈, 분말 그리고 절단암 등 다양한 샘플을 준비하였다. 샘플의 표면 상태와 그림자의 영향을 최소화하고 정량적인 분석을 위하여 센서와 샘플간의 거리를 30cm로 유지하고 1~2cm 두께의 절단암을 3회 반복 측정 하였다. 제안된 방법을 검증하기 위해서 납석에 대한 사례 연구를 수행하였다. 본 연구결과에 따르면 납석은 1.406nm, 1,868nm, 2.180nm 그리고 2.180nm 파장대역에서 강한 흡수 양상을 보이며, 특히 1.406nm와 2.180nm 파장대역에서 강한 흡수가 일어난다. 이러한 흡수 특징은 Landsat TM 영상의 밴드 7과 ASTER 영상의 밴드 8과 일치한다. 따라서, 이러한 결과를 이용하여 육안으로 구분되지 않은 다른 대상물(나지, 주차장, 채석장 등)과 납석 광산을 구분할 수 있다.

2합성개구레이더용 전방향 반사기의 설계

저자 : 장지성 ( Ge Ba Chang ) , 양찬수 ( Chan Su Yang ) , 오이석 ( Yi Sok Oh )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 23권 6호 발행 연도 : 2007 페이지 : pp. 501-506 (6 pages)

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본 연구에서는 합성개구레이더(synthetic aperture radar, SAR) 영상의 보정에 사용되고 있는 반사기(corner reflector, CR)를 이용하여 목표물의 식별과 인식을 위한 기초적인 연구를 실시하였다. 사각형 삼면 전파반사기를 기반으로 전방향(omni-directional) 반사기를 제작하였다. 여기서는 한 변의 길이가 15cm인 4-배열 사각형 삼면 전파반사기를 사용하여 C-밴드(주파수: 5.3 GHz) 의 편파별(VV, HH, VH, HV) RCS(radar cross section)특성을 해석하였다. 전파반사기는 대칭형이므로 방위각 180도 범위에 대해서 레이더 산란단면적 패턴을 측정하였다. VV편파의 경우 방위각에 따른 RCS값의 차이가 8dB정도로 다른 편파보다 전방향 특성이 더 좋은 것으로 확인되었고 방위각이 0˚(단면과 동일 방향)와 45˚(이웃하는 단면들의 중앙) 일 때, 가장 높은 RCS값을 보였다. 또한, 실험에서 얻어진 RCS값을 수치 해석 시뮬레이션과 이론적 계산과 비교를 실시한 결과, 서로 잘 일치하는 것으로 나왔다.

3북극의 KOMPSAT-1 EOC 영상과 SSM/I NASA Team 해빙 면적비의 비교 연구

저자 : 한향선 ( Hyang Sun Han ) , 이훈열 ( Hoon Yol Lee )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 23권 6호 발행 연도 : 2007 페이지 : pp. 507-520 (14 pages)

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인공위성 수동 마이크로파(passive microwave, PM) 센서는 1970년대부터 극지 해빙의 면적비 (sea ice concentration, SIC)와 표면 온도(ice temperature), 적설 두께(snow depth) 등을 관찰하고 있다. 특히 SIC는 기후 및 환경 변화 관찰을 위한 1차 요소로 고려되는 등 다양한 연구 분야에서 중요한 역할을 하기 때문에 PM SIC의 지속적인 검증과 보정이 필요하다. 본 연구에서는 2005년 7-8월 북극해의 가장 자리를 촬영한 KOMPSAT-1 EOC 영상으로부터 SIC를 계산하였고, 이를 NASA Team(NT) 알고리즘으로 계산된 SSM/I SIC와 비교하였다. EOC와 SSM/I NT SIC는 서로 다른 해상도와 관측 시각을 가지며 북극의 여름철 해빙 분포지역의 가장자리에서 해빙의 시공간적인 변화가 크기 때문에, 해빙의 유형을 고려하지 않았을 경우 0.574의 낮은 상관성을 보였다. 해빙의 유형에 따른 SSM/I NT SIC를 검증하기 위하여 EOC 영상으로부터 정착빙, 부빙, 유빙으로 해빙 형태를 분류하였고, 각 유형 별로 EOC와 SSM/I NT SIC를 비교하였다. 정착빙의 면적비는 EOC와 SSM/I NT SIC 사이에서 평균 오차가 0.38%로 매우 유사한 값을 나타냈다. 이는 정착빙의 시공간적인 변화가 작기 때문이며, 표면에 쌓인 눈은 건조한 상태일 것으로 추정되었다. 부빙의 경우 NT 알고리즘에서 면적비가 과소평가되는 빙맥(ice ridge)과 new ice가 많이 관찰되었으며, 이로 인해 SSM/I NT SIC는 EOC보다 평균 19.63% 작은 값을 나타냈다. 유빙 지역에서 SSM/I NT SIC는 EOC보다 평균 20.17% 큰 값을 가진다. 유빙은 부빙의 가장자리와 가까운 지역에 위치하기 때문에 SSM/I의 넓은 IFOV 내에 비교적 높은 SIC를 가지는 부빙이 포함되어 오차를 일으킬 수 있다. 또한 유빙 표면에 쌓인 수분 함량이 높은 눈의 영향으로 SSM/I NT SIC가 과대 측정되었을 것으로 사료된다.

4객체 기반 영상 분류에서 최적 가중치 선정과 정확도 분석 연구

저자 : 이정빈 ( Jung Bin Lee ) , 허준 ( Joon Heo ) , 어양담 ( Yang Dam Eo )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 23권 6호 발행 연도 : 2007 페이지 : pp. 521-528 (8 pages)

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본 논문에서는 대상지역에 대한 영상을 다양한 가중치의 조합의 경우를 고려하여 객체 단위로 분할하게 되며 분할된 객체에 대하여 상호관계를 분석하여 수치적으로 표현하였다. 또한 최종적인 객체 기반 영상분류에서 높은 정확도를 확보할 수 있는 가중치의 조합을 산정하였다. 연구에 사용된 영상은 Landsat-7/ETM 영상으로 대상 지역의 면적은 11×14 ㎞이며 밴드 2,3,4의 조합을 사용하였다. 객체 간 계산은 Moran`s I와 객체 내부 분산(Intrasegment Variance)을 이용하였다. 대상지역에 대하여 총 75개의 가중치 조합을 사용하여 75개의 객체 분할 영상을 생성하였다. 객체 분할 영상 중에 최종적인 영상 분류 시 높은 정확도가 예상되는 가중치 조합, 중간 정도 정확도가 예상되는 가중치 조합 그리고 낮은 정도 정확도가 예상되는 가중치 조합을 7개 선택하여 최종적인 객체기반 영상분류를 시행하고 그 정확도를 비교하였다. 정확도의 비교 결과, 가장 높은 정확도가 예상되는 가중치 조합의 객체 분할 영상의 경우 객체 기반 영상 분류 시 85% 이상의 정확도를 나타내었으며 반대로 낮은 경우는 분류 시 50% 정도의 분류 정확도를 나타내었다.

5Landsat-7 ETM+영상을 이용한 안성지역의 불투수도 추정

저자 : 김성훈 ( Sung Hoon Kim ) , 허준 ( Joon Heo ) , 윤공현 ( Kong Hyun Yun ) , 손홍규 ( Hong Gyoo Sohn )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 23권 6호 발행 연도 : 2007 페이지 : pp. 529-536 (8 pages)

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불투수도는 도시화, 환경변화를 추정하기 위한 중요한 지수로서 도시 기후 변화, 홍수기철 도시 범람의 증가, 홍수 모델링에 영향 등 도시의 홍수 기상학과 수문학적인 변화와 매우 밀접한 관계가 있다. 본 연구에서는 안성지역 일대를 대상으로 하여 Landsat ETM+ 영상을 이용한 불투수도 작성을 시도하였다. 학습 및 검수자료는 고해상도 영상인 IKONOS 영상을 이용하였으며, Landsat ETM+ 영상에 대한 위성반사율을 이용하여 tasseled cap과 NDVI로 전환하고 다양한 변수들이 불투수도에 미치는 영향을 분석하였다. 그리고 Regression Tree 알고리즘에 따라 불투수도 추정식을 개발하여 지도화하였다.

6실내 분광 측정자료를 이용한 선형혼합모델의 오차 분석

저자 : 김선화 ( Sun Hwa Kim ) , 신정일 ( Jung Il Shin ) , 신상민 ( Sang Min Shin ) , 이규성 ( Kyu Sung Lee )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 23권 6호 발행 연도 : 2007 페이지 : pp. 537-546 (10 pages)

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초분광영상의 분석 기법 중 하나인 선형혼합분석기법은 각 화소를 구성하는 구성물질과 구성 비율을 추정하는데 매우 유용하게 사용되고 있다. 선형혼합모델은 지질 및 광물분포와 관련된 분야에서는 비교적 성공적으로 시도되고 있으나, 산림이나 여러 인공물들로 구성된 도시와 같은 상대적으로 복잡한 구조를 가진 혼합체에서는 그 정확도가 떨어진다. 본 연구에서는 식물과 토양의 혼합체를 대상으로 선형혼합모델을 적용하여 계산된 혼합체의 반사값과 실제 이 혼합체들을 분광측정기로 측정한 반사값과의 비교를 통해, 선형혼합모델의 오차를 계산하였다. 이를 통해 선형혼합모델의 오차 원인인 구성 물질간의 분광적 상호 작용이 어느 경우 발생 혹은 증가하는지를 분석하고, 또한 파장대별 상호작용의 정도 차이가 있는지를 분석 하였다. 연구 결과, 선형혼합모델은 혼합체를 구성하는 구성물질의 구성비율이 비슷한 경우, 각 구성 물질간의 상호작용이 증가하여 선형혼합모델의 오차가 가장 커지는 것을 알 수 있었다. 결과적으로 선형혼합모델의 오차 원인인 구성 물질간 상호작용의 발생 정도는 혼합체를 구성하는 성분의 종류, 반사 특성, 구성비율, 파장대와 구성 성분의 배열 상태에 따라 다르게 나타나는 것을 알 수 있었다. 향후 선형혼합모델의 정확도를 높이기 위해서는 이러한 혼합체의 특징들이 구성 물질간의 상호작용에 끼치는 영향을 정량적으로 분석하여야 할 것이다.

7저해상도 Multispectral 영상의 고해상도 재구축

저자 : 이상훈 ( Sang Hoon Lee )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 23권 6호 발행 연도 : 2007 페이지 : pp. 547-552 (6 pages)

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본 연구에서는 고해상도의 panchromatic 영상을 이용하여 저해상도의 multispectral 영상을 고해상도로 재구축하는 방법을 제시하고 있다. 제안된 방법은 저해상도와 고해상도 간의 선형 모형 사용하여 실제의 spectral 값에 부합하는 고해상도 영상을 재구축하며 두 단계로 이루어 진다. 첫 단계는 고해상도 feature와 연관된 저해상도의 선형 모형을 이용하여 최소 자승 오류 법에 의한 global 추정 과정이고 두 번째 단계는 재구축된 영상을 지역적으로 원래의 spectral 값과 일관되게 만드는 local 수정 과정이다. 본 연구에서 제안 방법을 이용하여 6m KOMPSAT-1 EOC 자료와 30m LANDSAT ETM+에 적용하였고 또한 IKONOS 1m RGB 영상 생성하였다. 실험 결과는 새로이 제시된 방법이 저해상도 Multispectral 영상의 고해상도 재구축에 탁월한 성능을 가지고 있음을 보여주었다.

8벡터내적 기반 카메라 외부 파라메터 응용: 카메라와 레이져스캐너간의 캘리브레이션

저자 : 전재춘 ( Jae Choon Chon ) , Shankar Sastry

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 23권 6호 발행 연도 : 2007 페이지 : pp. 553-558 (6 pages)

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영상의 두점과 카메라 초점을 지나는 벡터들간의 사잇각을 기반한 방정식은 카메라 위치와 제세가 독립적으로 분리시킬 수 있다. 본 논문은 이 방정식의 두번째 응용으로써, 벡터내적 기반 방정식에 의해 생성된 곡면 분석을 통한 카메라와 레이져 라인 스캐너간의 상대적인 외부표정 계산을 소개한다.

9ALOS PALSAR 자료를 이용한 연안지역의 DEM 생성 -긴밀도와 고도 민감도 분석을 중심으로-

저자 : 최정현 ( Jung Hyun Choi ) , 이창욱 ( Chang Wook Lee ) , 원중선 ( Joong Sun Won )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 23권 6호 발행 연도 : 2007 페이지 : pp. 559-566 (8 pages)

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레이더 위성간섭기법은 지형의 고도 및 변위를 정밀하게 측정하는데 널리 사용되고 있는 기술이다. 이 중 L 밴드의 경우, C또는 X 밴드의 영상보다 시간간격의 영향이 적기 때문에 긴 기선거리를 가진 간섭쌍도 DEM생성을 위한 충분한 긴밀도를 유지하게 된다. 따라서 L 밴드를 사용할 경우, DEM 정밀도에 영향을 주는 고도 민감도가 높아지게 되므로 연안 지역과 같은 평탄한 지형의 DEM 제작에 매우 효과적이다. 국내 서해안의 경우, 얕은 수심과 큰 조차로 인해 넓은 갯벌이 존재하며 국토 확장의 목적으로 시작된 대규모의 간척 사업에 행해졌다. 따라서 연안지역의 지속적인 관리와 보전을 위하여 정밀한 DEM이 필요하다. 본 연구의 목적은 L밴드 ALOS PALSAR 자료의 위상간섭기법을 통한 서해안 연안지역의 지형고도 정보 획득 및 연안지역 DEM 생성의 가능성을 살펴보는 것이다. 한반도 서해안 시화, 회옹간척지 및 강화 납부 갯벌에서 46일의 기간간격을 지닌 2007/05/22 과 2007/08/22의 간섭쌍과 2007/08/22 과 2007/10/22의 간섭쌍을 이용하여 DEM 을 제작하였다. 각 각의 고도민감도는 2007/05/22 과 2007/08/22 간섭쌍의 경우 73m 이며, 2007/08/22 과 2007/10/22 간섭쌍은 185m의 값을 갖는다. 그러나, 2007/05/22 과 2007/08/22 간섭쌍의 경우 두 자료간의 긴밀도 값이 낮으며(강화도 남쪽 갯벌:0.5-0.6 화옹 시화 간척지:0.6-0.7), 연구지역의 조위차로 인하여 전체적인 강화도 남쪽 갯벌의 고도가 측정되지 않았다. 반면, 2007/08/22 과 2007/10/22 간섭쌍의 경우 2007/05/22 과 2007/08/22 간섭쌍에 비하여 높은 긴밀도값 (강화도 남쪽 갯벌 및 화옹, 시화간척:0.9-1)을 가지며, 전체적인 강화도 남쪽 갯벌의 고도 또한 측정 할 수 있었다. 그러나 간섭쌍간의 짧은 기선거리로 인한 낮은 고도민감도로 인하여 정밀한 DEM을 획득 하지 못하였다. 따라서, 향후 획득한 ALOS PALSAR 자료간의 시간간격 및 기선거리가 충분히 유지된다면 획득 간섭쌍간의 높은 긴밀도와 고도 민감도를 가진 자료를 통하여 한반도 서해안지역의 정밀한 DEM 제작이 가능할 것으로 보인다.

10고해상도 위성 영상을 이용한 조류로의 프랙털 분석

저자 : 엄진아 ( Jin Ah Eom ) , 이윤경 ( Yoon Kyung Lee ) , 유주형 ( Joo Hyung Ryu ) , 원중선 ( Joong Sun Won )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 23권 6호 발행 연도 : 2007 페이지 : pp. 567-573 (7 pages)

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조간대의 조류로 발달은 조간대 퇴적물 종류, 입도, 조성 및 조류의 세기 등에 많은 영향을 받는다. 조류로의 발달 특성, 밀도, 형태 등은 조간대의 특징을 분석하는데 활용될 수 있다. 그러나 조류로에 대한 정량적 분석은 시도되지 못하고 있다. 따라서 이번 연구의 목적은 고해상도 위성 영상 자료를 이용하여 조류로에 대한 프랙털 차원 결과와 조류로 발달에 영향을 주는 지형(DEM: Digital Elevation Model)을 비교·분석 하는 것이다. 이번 연구에서는 프랙털 분석 중에서 하천, 해안 등 선형의 특징에 많은 적용을 하는 box counting 방법을 이용하였다. 연구 지역은 조차가 심한 강화도 남단의 조간대이다. 연구 방법은 IKONOS 영상으로부터 조류로를 추출한 뒤 프랙털 차원을 구하였다. 그 결과 프랙털 차원은 약 1.0~1.35 정도의 결과 값을 얻었다. 지형이 낮으며 채널의 발달이 미비한 지역(강화도 남단 여차리 부근)에서는 프랙털 차원이 약 1.0~1.2 정도의 낮은 값을 가지는 반면에 지형이 높고 채널 발달이 수지상으로 잘 발달된 지역 (영종도 북단)의 프랙털 차원은 약 1.20~1.35 정도의 높은 값을 가진다. 이 분석으로부터 프랙털 분석으로 인하여 조류로의 정량적 분류가 가능하며 지역의 지형에 따라서 조류로의 발달 형태가 달라 프랙털 차원 값이 다르다는 결론을 얻었다.

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51권 1호 ~ 51권 1호

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35권 1호 ~ 35권 1호

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한국환경과학회지
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16권 1호 ~ 16권 1호

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한국환경과학회지
28권 1호 ~ 28권 1호

충남과학연구지
35권 1호 ~ 35권 1호

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한국과학사학회지
40권 3호 ~ 40권 3호

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한국환경과학회지
27권 12호 ~ 27권 12호

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대한임상검사과학회지 (Korean Journal of Clinical Laboratory Science)
50권 4호 ~ 50권 4호

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대한원격탐사학회지
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한국환경과학회 학술발표논문집
27권 1호 ~ 27권 1호

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한국환경과학회지
27권 11호 ~ 27권 11호

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한국환경과학회지
27권 10호 ~ 27권 10호

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대한원격탐사학회지
34권 5호 ~ 34권 5호

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대한임상검사과학회지 (Korean Journal of Clinical Laboratory Science)
50권 3호 ~ 50권 3호
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