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대한원격탐사학회> 대한원격탐사학회지> GPS를 이용한 미국 알래스카 어거스틴 화산의 지표변위 감시 -2006년 분화를 중심으로-

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GPS를 이용한 미국 알래스카 어거스틴 화산의 지표변위 감시 -2006년 분화를 중심으로-

Surface deformation monitoring of Augustine volcano, Alaska using GPS measurement -A case study of the 2006 eruption-

김수경 ( Su Kyung Kim ) , 황의홍 ( Eui Hong Hwang ) , 김영화 ( Young Hwa Kim ) , 이창욱 ( Chang Wook Lee )
  • : 대한원격탐사학회
  • : 대한원격탐사학회지 29권5호
  • : 연속간행물
  • : 2013년 10월
  • : 545-554(10pages)
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미국 알래스카의 알류산열도에 위치하는 어거스틴 화산은 인근 지역에 위치하는 많은 화산들 중 가장 움직임이 활발한 화산중 하나로, 가장 최근에 발생한 2006년 분화 당시 1월 11일부터 28일까지 총 14번의 분출을 하였으며, 최종적으로 화산폭발지수 3으로 기록되었다. 본 연구에서는 어거스틴에 설치되어 상시운영 중인 12개 GPS 관측소의 2005년부터 2011년까지 관측데이터를 이용하여 2006년 분화 전·후 지표변위 양상을 확인하고 다각도의 분석을 시도하였다. 모든 자료처리는 Bernese GPS Software V5.0를 이용하여 진행하였으며, 어거스틴 화산 인근(약 24.5 km)에 위치한 AC59 관측소를 기지점으로 하는 정밀 기선해석이 수행되었다. 그 결과 분화가 발생하기 약 4개월 전부터 분화구 주변에서 평균 9.7 cm/yr 속도로 지표가 부풀어 오르는 양상이 뚜렷하게 나타났으며, 분화 발생 이후 -9.2 cm/yr의 급격한 침하현상이 확인되었다. 화산활동이 안정기에 접어든 이후에는 화산의 북쪽 사면에 설치된 일부 관측소에서 분화 당시 흘러내린 화산쇄설물의 다짐작용에 의한 침하 현상이 확인되었다. 이러한 결과는 GPS를 이용하여 관측한 지표의 변화가 화산활동을 감시하고 예측하는데 유용한 자료로 사용될 수 있음을 시사한다.
Augustine is an active stratovolcano located in southwest of Cook Inlet, about 290 kilometers southwest of Anchorage, Alaska. Between January 11 and 28, 2006, the volcano erupted explosively 14 times. We collected twelve permanent GPS stations operating by Plate Boundary Observatory (PBO) from 2005 to 2011. All data processing was carried out using Bernese GPS Software V5.0 with IGS precise orbit. Static baseline processing by fixing AC59 station was applied for the volcano activity monitoring. AC59 is the nearest (about 24.5 km) station to Augustine volcano, and located on North America Plate including Augustine Island. The test results show inflation (9.7 cm/yr) and deflation (-9.2 cm/yr) of volcano before and after eruption around crater clearly. After volcano activity has reached a plateau, some of the GPS stations installed north of the volcano show ground subsidence phenomenon caused by compaction of pyroclastic flows. These results indicate the possibility of using surface deformation observed by GPS for monitoring and prediction of volcano activity.

UCI(KEPA)

I410-ECN-0102-2014-500-001869921

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38권4호(2022년 08월) 수록논문
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1Cloud Removal Using Gaussian Process Regression for Optical Image Reconstruction

저자 : Soyeon Park , No-wook Park

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 38권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 327-341 (15 pages)

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Cloud removal is often required to construct time-series sets of optical images for environmental monitoring. In regression-based cloud removal, the selection of an appropriate regression model and the impact analysis of the input images significantly affect the prediction performance. This study evaluates the potential of Gaussian process (GP) regression for cloud removal and also analyzes the effects of cloud-free optical images and spectral bands on prediction performance. Unlike other machine learning-based regression models, GP regression provides uncertainty information and automatically optimizes hyperparameters. An experiment using Sentinel-2 multi-spectral images was conducted for cloud removal in the two agricultural regions. The prediction performance of GP regression was compared with that of random forest (RF) regression. Various combinations of input images and multi-spectral bands were considered for quantitative evaluations. The experimental results showed that using multi-temporal images with multi-spectral bands as inputs achieved the best prediction accuracy. Highly correlated adjacent multi-spectral bands and temporally correlated multi-temporal images resulted in an improved prediction accuracy. The prediction performance of GP regression was significantly improved in predicting the near-infrared band compared to that of RF regression. Estimating the distribution function of input data in GP regression could reflect the variations in the considered spectral band with a broader range. In particular, GP regression was superior to RF regression for reproducing structural patterns at both sites in terms of structural similarity. In addition, uncertainty information provided by GP regression showed a reasonable similarity to prediction errors for some sub-areas, indicating that uncertainty estimates may be used to measure the prediction result quality. These findings suggest that GP regression could be beneficial for cloud removal and optical image reconstruction. In addition, the impact analysis results of the input images provide guidelines for selecting optimal images for regression-based cloud removal.

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2Derivation of Surface Temperature from KOMPSAT-3A Mid-wave Infrared Data Using a Radiative Transfer Model

저자 : Yongseung Kim

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 38권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 343-353 (11 pages)

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An attempt to derive the surface temperature from the Korea Multi-purpose Satellite (KOMPSAT)-3A mid-wave infrared (MWIR) data acquired over the southern California on Nov. 14, 2015 has been made using the MODerate resolution atmospheric TRANsmission (MODTRAN) radiative transfer model. Since after the successful launch on March 25, 2015, the KOMPSAT-3A spacecraft and its two payload instruments ― the high-resolution multispectral optical sensor and the scanner infrared imaging system (SIIS) ― continue to operate properly. SIIS uses the MWIR spectral band of 3.3-5.2 μm for data acquisition. As input data for the realistic simulation of the KOMPSAT-3A SIIS imaging conditions in the MODTRAN model, we used the National Centers for Environmental Prediction (NCEP) atmospheric profiles, the KOMPSAT-3A sensor response function, the solar and line-of-sight geometry, and the University of Wisconsin emissivity database. The land cover type of the study area includes water, sand, and agricultural (vegetated) land located in the southern California. Results of surface temperature showed the reasonable geographical pattern over water, sand, and agricultural land. It is however worthwhile to note that the surface temperature pattern does not resemble the top-of-atmosphere (TOA) radiance counterpart. This is because MWIR TOA radiances consist of both shortwave (0.2-5 μm) and longwave (5-50 μm) components and the surface temperature depends solely upon the surface emitted radiance of longwave components. We found in our case that the shortwave surface reflection primarily causes the difference of geographical pattern between surface temperature and TOA radiance. Validation of the surface temperature for this study is practically difficult to perform due to the lack of ground truth data. We therefore made simple comparisons with two datasets over Salton Sea: National Aeronautics and Space Administration (NASA) Jet Propulsion Laboratory (JPL) field data and Salton Sea data. The current estimate differs with these datasets by 2.2 K and 1.4 K, respectively, though it seems not possible to quantify factors causing such differences.

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3Recent Trends of Abnormal Sea Surface Temperature Occurrence Analyzed from Buoy and Satellite Data in Waters around Korean Peninsula

저자 : Won-jun Choi , Chan-su Yang

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 38권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 355-364 (10 pages)

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In this study a tendency of abnormal sea surface temperature (SST) occurrence in the seas around South Korea is analyzed from daily SST data from satellite and 14 buoys from August 2020 to July 2021. As thresholds 28℃ and 4℃ are used to determine marine heatwaves (MHWs) and abnormal low water temperature (ALWT), respectively, because those values are adopted by the National Institute of Fisheries Science for the breaking news of abnormal temperature. In order to calculate frequency of abnormal SST occurrence spatially by using satellite SST, research area was divided into six areas of coast and three open seas. ALWT dominantly appeared over a wide area (7,745 km2) in Gyeonggi Bay for total 94 days and it was also confirmed from buoy temperature showing an occurrence number of 47 days. MHWs tended to be high in frequency in the coastal areas of Chungcheongdo and Jeollabukdo and the south coastal areas while in case of buoy temperature Jupo was the place of high frequency (32 days). This difference was supposed to be due to the low accuracy of satellite SST at the coasts. MHWs are also dominant in offshore waters around Korean Peninsula. Although detecting abnormal SST by using satellite SST has advantage of understanding occurrence from a spatial point of view, we also need to perform detection using buoys to increase detection accuracy along the coast.

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4Activity of the Fushun West Open-pit Mine in China Observed by Sentinel-1 InSAR Coherence Images

저자 : Da-woon Jung , Hoonyol Lee

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 38권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 365-374 (10 pages)

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Mining activity causes environmental pollution and geological hazards such as ground subsidence or landslide of which continuous monitoring is necessary. In this study, the activity on the Fushun West Open- Pit Mine (FWOPM), one of the largest open-pit coal mines in Asia located in Fushun, Liaoning Province, China, was analyzed by using a time-series Sentinel-1 InSAR coherence dataset. By using the difference between the two Digital Elevation Models (DEM) of the area, it was possible to confirm that there was a stockpiling activity in the western area of the FWOPM while excavation activity in the eastern area. By using RGB composite images using the yearly-averaged InSAR coherence images, the activity of the mine was confirmed by period, which was confirmed by Google Earth optical images. As a result, it was possible to confirm three landslides and the related activities on the northwest slope and the dumping activity on the west slope of FWOPM.

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5Performance of Random Forest Classifier for Flood Mapping Using Sentinel-1 SAR Images

저자 : Yongjae Chu , Hoonyol Lee

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 38권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 375-386 (12 pages)

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The city of Khartoum, the capital of Sudan, was heavily damaged by the flood of the Nile in 2020. Classification using satellite images can define the damaged area and help emergency response. As Synthetic Aperture Radar (SAR) uses microwave that can penetrate cloud, it is suitable to use in the flood study. In this study, Random Forest classifier, one of the supervised classification algorithms, was applied to the flood event in Khartoum with various sizes of the training dataset and number of images using Sentinel-1 SAR. To create a training dataset, we used unsupervised classification and visual inspection. Firstly, Random Forest was performed by reducing the size of each class of the training dataset, but no notable difference was found. Next, we performed Random Forest with various number of images. Accuracy became better as the number of images increased, but converged to a maximum value when the dataset covers the duration from flood to the completion of drainage.

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6Upwelling Proxy Improvement and Validation Using Satellite Remote Sensing along Southwest of the East Sea: Case Study in 2019

저자 : Deoksu Kim , Dukwon Bae , Jang-geun Choi , Young-heon Jo

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 38권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 387-394 (8 pages)

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Coastal upwelling is a significantly imperative process for understanding the interactions between physical and ecological processes and has been investigated incessantly. In this study, we explored the upwelling index, specifically upwelling age (UA). UA enabled us to observe the initiating, sustaining, and decaying upwelling processes. Although the sensitivity of many other geophysical parameters to estimate UA has been investigated, the wind direction has not been evaluated. Thus, we assessed the appropriate wind direction for the UA and obtained efficient upwelling signals from the four coastal stations. Furthermore, we applied the UA and compared it with the satellite sea level anomaly, sea surface temperature, and chlorophyll-a changes to validate how UA depicts their spatial extents. Thus, UA can predict the timing of coastal upwelling events using predicted geophysical parameters.

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7A Study on the Land Cover Classification and Cross Validation of AI-based Aerial Photograph

저자 : Seong-hyeok Lee , Soojeong Myeong , Donghyeon Yoon , Moung-jin Lee

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 38권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 395-409 (15 pages)

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The purpose of this study is to evaluate the classification performance and applicability when land cover datasets constructed for AI training are cross validation to other areas. For study areas, Gyeongsang-do and Jeolla-do in South Korea were selected as cross validation areas, and training datasets were obtained from AI-Hub. The obtained datasets were applied to the U-Net algorithm, a semantic segmentation algorithm, for each region, and the accuracy was evaluated by applying them to the same and other test areas. There was a difference of about 13-15% in overall classification accuracy between the same and other areas. For rice field, fields and buildings, higher accuracy was shown in the Jeolla-do test areas. For roads, higher accuracy was shown in the Gyeongsang-do test areas. In terms of the difference in accuracy by weight, the result of applying the weights of Gyeongsang-do showed high accuracy for forests, while that of applying the weights of Jeolla-do showed high accuracy for dry fields. The result of land cover classification, it was found that there is a difference in classification performance of existing datasets depending on area. When constructing land cover map for AI training, it is expected that higher quality datasets can be constructed by reflecting the characteristics of various areas. This study is highly scalable from two perspectives. First, it is to apply satellite images to AI study and to the field of land cover. Second, it is expanded based on satellite images and it is possible to use a large scale area and difficult to access.

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8An Analysis of Land Use Changes in DPR Korea Using Land Cover Maps from the Late 1980s to the Late 2010s

저자 : Soojeong Myeong

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 38권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 411-419 (9 pages)

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DPR Korea has been creating cropland across the country due to its chronic food shortage. Cropland was about 17.4% at the end of the 1980s, but it increased steadily to 19.6% at the end of the 1990s, 24.8% at the end of the first decade of 2000s, and 25.4% at the end of the 2010s. On the other hand, the forest land declined from about 74.8% in the late 1980s to 69.5% in the late 2010s. Urbanization is also progressing, increasing from about 1.15% at the end of the 1980s to 1.68% at the end of the 2010s. Most of the deforestation that occurred in DPR Korea was caused by conversion to cropland. These characteristics of land cover changes in DPR Korea provide useful information and implications for international and inter-Korean cooperation for DPR Korea.

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9Satellite-based Assessment of Ecosystem Services Considering Social Demand for Reduction of Fine Particulate Matter in Seoul

저자 : Chul-hee Lim

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 38권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 421-434 (14 pages)

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Fine particulate matter (PM2.5) has been the biggest environmental problem in Korea since the 2010s. The present study considers the value of urban forests and green infrastructure as an ecosystem service (ES) concept for PM2.5 reduction based on satellite and spatial data, with a focus on Seoul, Korea. A method for the spatial ES assessment that considers social demand variables such as population and land price is suggested. First, an ES assessment based on natural environment information confirms that, while the vitality of vegetation is relatively low, the ES is high in the city center and residential areas, where the concentration of PM2.5 is high. Then, the ES assessment considering social demand (i.e., the ESS) confirms the existence of higher PM2.5 values in residential areas with high population density, and in main downtown areas. This is because the ESS of urban green infrastructure is high in areas with high land prices, high population density, and above-average PM2.5 concentrations. Further, when a future green infrastructure improvement scenario that considers the urban forest management plan is applied, the area of very high ESS is increased by 74% when the vegetation greenness of the green infrastructure in the residential area is increased by only 20%. This result suggests that green infrastructure and urban forests in the residential area should be continuously expanded and managed in order to maximize the PM2.5 reduction ES.

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10Random Forest Classifier-based Ship Type Prediction with Limited Ship Information of AIS and V-Pass

저자 : Ho-kun Jeon , Jae Rim Han

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 38권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 435-446 (12 pages)

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Identifying ship types is an important process to prevent illegal activities on territorial waters and assess marine traffic of Vessel Traffic Services Officer (VTSO). However, the Terrestrial Automatic Identification System (T-AIS) collected at the ground station has over 50% of vessels that do not contain the ship type information. Therefore, this study proposes a method of identifying ship types through the Random Forest Classifier (RFC) from dynamic and static data of AIS and V-Pass for one year and the Ulsan waters. With the hypothesis that six features, the speed, course, length, breadth, time, and location, enable to estimate of the ship type, four classification models were generated depending on length or breadth information since 81.9% of ships fully contain the two information. The accuracy were average 96.4% and 77.4% in the presence and absence of size information. The result shows that the proposed method is adaptable to identifying ship types.

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1Landsat TM과 ETM+를 이용한 인도네시아 메라피 화산의 화산쇄설물 분포와 지표 온도 시계열 분석

저자 : 조민지 ( Min Ji Cho ) , 종루 ( Zhong Lu ) , 이창욱 ( Chang Wook Lee )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 29권 5호 발행 연도 : 2013 페이지 : pp. 443-459 (17 pages)

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자바 섭입대 위에 존재하는 인도네시아 메라피 화산은 1~5년의 주기를 가지는 화산활동이 활발한 성층화산이다. 대체적으로 화산폭발지수가 1-3정도의 규모로 나타나는데 비해 최근 2010년 분화는 화산폭발지수가 4까지 올라가 386명을 사망자를 유발했다. 본 연구에서는 40년간 지구를 관측해온 Landsat 영상을 이용하여 18년 동안 메라피 화산의 지표변화를 관측하였다. 연구를 위해 1994년 7월 6일부터 2012년 9월 1일까지 총 55장의 Landsat-5,7 영상을 수집하였으며, 밴드조합영상을 통해 화산쇄설류의 흐름이 시간에 따라 이동함을 확인하였다. 화산쇄설류가 덮고 있는 지역을 추출하기 위해서, COST model을 이용한 대기보정 후 감독분류를 수행하였으며, 그 결과 CVP 보고서에 기재된 화산쇄설류의 분화 방향과 추출된 화산쇄설류 영역의 변화가 거의 일치했다. NASA에서 제공하는 Landsat-5,7 위성의 열적외선 밴드를 이용한 온도 추출 기법을 적용하여 분화구 지역의 평균 지표온도를 산출한 결과, 분화 전 지표 온도가 급격히 상승하고, 분화 후 온도가 하강하는 양상을 반복적으로 나타냈다. 비록 기상조건에 따른 영상획득에 제약이 있지만, 장기간 발생된 메라피 화산의 지표변화를 확인하는데 있어서 Landsat 위성 영상이 매우 유용한 도구임을 확인했다.

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2논벼 NPP 지수를 이용한 우리나라 벼 수량 추정 -MODIS 영상과 CASA 모형의 적용-

저자 : 나상일 ( Sang Il Na ) , 홍석영 ( Suk Young Hong ) , 김이현 ( Yi Hyun Kim ) , 이경도 ( Kyoung Do Lee ) , 장소영 ( So Young Jang )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 29권 5호 발행 연도 : 2013 페이지 : pp. 461-476 (16 pages)

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CASA 모델은 작물의 순 일차생산량(NPP)을 추정하는 가장 빠르고 정확한 모델 중 하나이다. 본 연구의 목적은 (1) 2002년 ~ 2012년 동안 한국의 논지역을 대상으로 작물 NPP의 시공간적 변화 패턴을 분석하고, (2) 연간 NPP와 쌀 생산성 간의 관계를 파악하여, (3) MODIS Product와 태양 복사량을 CASA 모형에 적용하여 2012년 한국의 쌀 수량을 추정하는 것이다. 또한, (4) 통계청이 발표한 최종 수량과 비교를 통해적용을 검토하였다. 이를 위해, 월별 또는 누적 NPP와 수량과의 상관분석을 실시하였다. 그 결과, 총 누적 NPP와 9월의 NPP가 쌀 수량과 높은 상관성을 나타내었으며, 이를 이용하여 추정한 2012년 예측 수량은 누적 NPP 적용시 526.93 kg/10a, 9월의 NPP 적용시 520.32 kg/10a로 추정되었다. 통계청의 최종 수량과의 RMSE는 각각 9.46 kg/10a, 12.93 kg/10a를 나타내었으나, 전반적으로 두 모형 모두 1:1선에 근접한 결과를 보이고 있어 NPP를 이용한 벼 수량 추정 모형이 논벼 수량의 변화특성을 잘 반영하고 있는 것으로 판단된다.

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3항공사진을 이용한 방포항 인근 해빈의 장기간 해안선 변화 분석

저자 : 김백운 ( Baeck Oon Kim ) , 윤공현 ( Kong Hyun Yun ) , 이창경 ( Chang Kyung Lee )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 29권 5호 발행 연도 : 2013 페이지 : pp. 477-486 (10 pages)

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장기간 해안선 변화 자료의 구축을 통해 해안선의 시·공간적인 변화 양상을 분석하고, 이에 근거하여 해안침식의 향후 경향을 파악하는 일은 연안관리에 매우 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 수치항공사진을 이용하여 방포항 인근 해안지역의 장기간(1985년 ~ 2009년) 해안선 변화 탐지를 위해 항공삼각측량, 지상기준점측량, 수치도화, 그리고 해안선 변화율을 산정하였다. 그 결과 방포해빈과 꽃지해빈의 해안선은 각각 0.2 m/yr와 최대 0.8 m/yr로 침식된 것으로 파악되었다. 또한 등고선 변화 통하여 꽃지 해빈의 북부지역에서 침식현상이 가장 뚜렷하게 나타났으며 표고 1 m 간격의 등고선은 최대 45 m 후퇴하였음을 알수 있었다. 이러한 변화는 다양하고 복합적인 요인에 의해 발생할 수 있으며 주된 요인은 1990년대 말에 설치된 해변 옹벽이 해안침식을 일으키는 주요 원인으로서 추정되고 있다.

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4스테레오 영상분석에 기반한 DSM 과대오차영역의 자동검출기법연구

저자 : 정재훈 ( Jae Hoon Jeong ) , 김태정 ( Tae Jung Kim )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 29권 5호 발행 연도 : 2013 페이지 : pp. 487-497 (11 pages)

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본 연구에서는 고해상도 스테레오 영상분석에 기반하여 DSM에 존재하는 오차들을 효율적으로 검출하는 기법을 제시한다. 스테레오 영상정합을 통한 DSM 자동생성은 여러 가지 측면에서 DSM 확보를 위한 유용한 방법이 될 수 있는데, 자동생성 과정에서 발생하는 과대오차들을 포함하고 있어 이를 개선하기 위한 효율적 검출 방법이 필요하다. 본 연구에서는 고해상도 스테레오 영상을 활용한 상관계수 분석 기법을 적용하여 DSM의 모든 격자의 신뢰도를 나타낸다. 제안 기법을 적용하면, DSM 정확도에 치명적인 영향을 주어 우선적으로 보정이 요구되는 과대오차 지역을 자동으로 검출할 수 있다. 해당 지역의 참값 DSM을 활용하여 제안기법의 신뢰성을 확인하였으며 실험결과로부터 제안기법이 효율적인 DSM 보정을 위한 유용한 DSM 오차분석 기법이 될 수 있음을 확인하였다. 제안된 기법은 다양한 DSM 및 DEM 자료의 오차분석에 활용이 가능하며 따라서, 신뢰성 있는 DSM 및 DEM 확보에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

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5고해상도 전정색 영상과 다중분광 영상을 활용한 그림자 분석기반의 3차원 건물 정보 추출

저자 : 이태윤 ( Tae Yoon Lee ) , 김윤수 ( Youn Soo Kim ) , 김태정 ( Tae Jung Kim )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 29권 5호 발행 연도 : 2013 페이지 : pp. 499-508 (10 pages)

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각종 센서 정보에 기반한 3차원 건물 정보 추출 방법은 건물 형태를 보다 상세하게 묘사할 수 있지만 많은 비용 및 복잡한 처리가 요구된다. 단일 고해상도 영상에 기반한 방법은 추출할 수 있는 3차원 건물정보가 비교적 제한적이지만 낮은 비용과 단순한 처리 과정으로 건물 정보를 추출할 수 있다는 장점을 갖는다. 단일 고해상도 위성영상만을 이용한 건물 정보 추출 방법 중에서도 Volumetric Shadow Analysis(VSA)는 그림자나 건물 밑 바닥이 일부분 가려져도 해당 건물의 높이와 바닥 위치 정보를 추출할 수 있다. 최근에는 반자동 VSA가 제안되었으나 이 방법은 주변 객체 형태와 그림자 영역 추출 정확도, 영상 노이즈 등에 큰 영향을 받는다. 반자동 VSA를 개선하기 위해서 본 논문은 단일 고해상도 전정색 영상과 다중분광 영상을 이용한 3차원 건물 정보 추출 방법을 제안한다. 제안된 방법은 각 밴드 영상에 반자동 VSA를 각각 적용하고 이를 통해서 계산된 파라미터로 비용함수를 구성한다. 비용함수로 계산된 값이 최대인 건물 높이를 실제 건물 높이로 결정한다. 제안된 방법의 성능평가를 위해서 Kompsat-2 영상이 사용되었으며 반자동 VSA와 제안된 방법으로 추출된 건물 정보를 비교 분석하였다. 그 결과는 제안된 방법이 보다 높은 성공률로 비교적정확한 건물 정보를 추출할 수 있음을 보여준다.

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6최대 부피 Simplex 기반의 Isomap을 위한 랜드마크 추출

저자 : 지준화 ( Jun Hwa Chi )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 29권 5호 발행 연도 : 2013 페이지 : pp. 509-516 (8 pages)

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초분광 영상에 내재된 비선형 현상을 다루기 위해서는 과거에 주로 사용되었던 선형 피처 추출 방법은 적합하지 않았다. 따라서 최근 Manifold learning이라 불리우는 비선형 피처 추출 방법이 초분광 원격탐사 분야를 비롯 여러 분야에서 관심이 증가되고 있다. Manifold learning 방법 중 널리 이용되는 Isomap 은 분류와 분광 혼합 분석 등의 분야에서 좋은 결과를 보여주지만, 지나치게 복잡하고 높은 계산량은, 특히원격탐사 자료와 같이 자료의 크기가 큰 경우 문제가 된다. 따라서 자료의 일부분을 이용하는 랜드마크 기법이 해결책으로 제안 되었다. 본 연구에서는 좀 더 통제가 가능한 랜드마크 추출을 위해 자료를 구성하는 최대 부피를 지닌 Simplex를 이용하여 랜드마크를 선택하는 방법을 제안한다. 초분광 영상을 이용하여 랜드마크의 개수, 선택 방법에 따른 분류 정확도와 편차, 그리고 처리 시간을 비교하였고, 그 결과 제안된 랜드마크 선택 기법은 분류 정확도, 처리시간 모두에서 효율적인 결과를 보여주었다.

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7시계열 MODIS 영상자료를 이용한 산림의 연간 탄소 흡수량 지도 작성

저자 : 차수영 ( Su Young Cha ) , 피웅환 ( Ung Hwan Pi ) , 박종화 ( Chong Hwa Park )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 29권 5호 발행 연도 : 2013 페이지 : pp. 517-525 (9 pages)

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매일 단위로 수신되는 MODIS 인공위성자료를 이용하여 계산한 시계열 식생지수 자료는 1년 주기의 생물계절 특성을 나타내는 복잡한 파형으로 표현될 수 있다. 이러한 복잡한 파형도 단순한 파형의 합성으로 이루어지는데 이산 퓨리에 변환 분석 기법은 이들을 각각의 하모닉들로 추출해 내어 다양한 주기별로 생육을 달리하는 식생의 특성을 설명할 수 있다. 특히 이산 퓨리에 분석을 통해 도출된 시계열 식생지수 자료의 1차 하모닉 값은 1년 동안 변화하는 총 잎의 생장량을 나타내는 것으로써 나무의 상대성장회귀식 추정에 의해 식생이 1년 동안 탄소를 흡수한 양을 나타내는 지상부 바이오매스양을 설명한다. 따라서 1차 하모닉 값의 변화량은 1년 동안 식생이 탄소를 흡수하는 양을 나타낸다고 할 수 있는데, 시계열 MODIS 자료에서 추출된 6220여개의 표본들의 1차 하모닉 10년 평균값과 산림청의 입목 축적량 데이터를 통해 추정된 연간 단위면적당 이산화탄소 흡수량을 이용하여 수종별 비례상수를 도출할 수 있었다. 남한 산림지역에 한하여 총이산화탄소 흡수량은 2000년 이후 10년 평균 약 5천6백만톤으로 계산되었고 이것은 발표된 남한 산림의 연간 이산화탄소 흡수량에 근접하였다. 본 연구에서 제시한 방법은 보편적 비례상수를 이용하여 식생의 연간탄소 흡수량을 추정함으로써 시계열 위성영상 자료를 이용하여 매년 변화하는 산림의 이산화탄소 흡수량 지도를 반복하여 정량적으로 제작할 수 있는 환경공간정보를 제공한다.

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8AISA 초분광 영상에 대한 Endmember 추출 알고리즘의 적용성 분석

저자 : 송아람 ( Ah Ram Song ) , 장안진 ( An Jin Chang ) , 김용일 ( Yong Il Kim ) , 최재완 ( Jae Wan Choi )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 29권 5호 발행 연도 : 2013 페이지 : pp. 527-535 (9 pages)

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분광혼합분석을 효과적으로 수행하기 위한 정확한 endmember의 추출은 반드시 선행되어야할 조건이며, 이를 위한 다양한 endmember 추출 알고리즘들이 개발되었다. 이러한 endmember 추출 알고리즘의 개발 및 적용성을 평가하기 위한 기존의 연구는 대부분 모의 초분광 영상 또는 AVIRIS 영상을 대상으로 진행되었다. 그러나 이러한 영상 자료는 실제 국내에서 획득되고 활용할 수 있는 초분광 영상과 차이를 보일수 있다. 따라서 본 연구에서는 국내에서 취득된 AISA 초분광 영상에 대하여 대표적인 endmember추출 알고리즘을 사용하고, 그 적용성을 평가하였다. 물질의 종류 및 크기에 따른 차이를 분석하기 위하여 인공적으로 설계한 테스트베드를 구축하고, AISA 초분광 영상을 취득하여 실험 자료로 이용하였다. 실험결과, 테스트베드 내 물질과 초기 입력값에 따라 알고리즘별로endmember 추출결과가 다르게 나타났다. 따라서 효과적인 endmember 추출 알고리즘을 적용하기 위해서는 영상을 구성하는 테스트베드 내 물질의 특성 및 최적의 endmember의 개수를 고려해야 할 것이다.

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9KOMPSAT-2 위성 영상을 이용한 남극 세종기지 주변 바톤반도의 토지피복분류

저자 : 김상일 ( Sang Il Kim ) , 김현철 ( Hyun Cheol Kim ) , 신정일 ( Jung Il Shin ) , 홍순규 ( Soon Gu Hong )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 29권 5호 발행 연도 : 2013 페이지 : pp. 537-544 (8 pages)

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남극 세종 과학 기지가 위치하고 있는 바톤반도는 눈과 식생이 주를 이루고 있고, 기후변화와 같은 환경변화에 민감하게 반응한다. 극지역의 지표 모니터링은 기후변화 이해를 위해 중요하다. 그러나 극 지역은 접근성 및 공간규모로 인해 지속적으로 모니터링 하기에 어려움이 있다. 위성영상은 지속적으로 동일지역을 모니터링 할 수 있다는 장점과 함께 다중분광영역을 이용하여 지표의 상태를 파악하는데 효율적이다. 따라서 본 연구에서는 바톤반도의 지표의 상태를 지속적으로 모니터링하기 위한 기초자료로 KOMPSAT-2다중 분광 위성영상을 이용하여 토지피복분류를 수행하였고, 나아가 분류된 토지피복 중 식생 종의 분포를 파악하였다. 다중분광영상인 KOMPSAT-2 위성영상과 현장관측자료를 이용하여 계층적 분류를 수행하였고 정확도를 평가하였다. 전반적으로 식생지역과 비식생 지역이 명확하게 분류되었으나 식생 종 분류에는 낮은 정확도를 보였다.

KCI등재

10GPS를 이용한 미국 알래스카 어거스틴 화산의 지표변위 감시 -2006년 분화를 중심으로-

저자 : 김수경 ( Su Kyung Kim ) , 황의홍 ( Eui Hong Hwang ) , 김영화 ( Young Hwa Kim ) , 이창욱 ( Chang Wook Lee )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 29권 5호 발행 연도 : 2013 페이지 : pp. 545-554 (10 pages)

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미국 알래스카의 알류산열도에 위치하는 어거스틴 화산은 인근 지역에 위치하는 많은 화산들 중 가장 움직임이 활발한 화산중 하나로, 가장 최근에 발생한 2006년 분화 당시 1월 11일부터 28일까지 총 14번의 분출을 하였으며, 최종적으로 화산폭발지수 3으로 기록되었다. 본 연구에서는 어거스틴에 설치되어 상시운영 중인 12개 GPS 관측소의 2005년부터 2011년까지 관측데이터를 이용하여 2006년 분화 전·후 지표변위 양상을 확인하고 다각도의 분석을 시도하였다. 모든 자료처리는 Bernese GPS Software V5.0를 이용하여 진행하였으며, 어거스틴 화산 인근(약 24.5 km)에 위치한 AC59 관측소를 기지점으로 하는 정밀 기선해석이 수행되었다. 그 결과 분화가 발생하기 약 4개월 전부터 분화구 주변에서 평균 9.7 cm/yr 속도로 지표가 부풀어 오르는 양상이 뚜렷하게 나타났으며, 분화 발생 이후 -9.2 cm/yr의 급격한 침하현상이 확인되었다. 화산활동이 안정기에 접어든 이후에는 화산의 북쪽 사면에 설치된 일부 관측소에서 분화 당시 흘러내린 화산쇄설물의 다짐작용에 의한 침하 현상이 확인되었다. 이러한 결과는 GPS를 이용하여 관측한 지표의 변화가 화산활동을 감시하고 예측하는데 유용한 자료로 사용될 수 있음을 시사한다.

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자료제공: 네이버학술정보
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