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대한원격탐사학회> 대한원격탐사학회지> 연구 논문 : DInSAR 멀티 트랙 시계열 기법을 이용한 알라스카 시구암 화산의 2차원 지표변위 관측

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연구 논문 : DInSAR 멀티 트랙 시계열 기법을 이용한 알라스카 시구암 화산의 2차원 지표변위 관측

Articles : Measurement of 2D surface deformation on the Seguam volcano of Alaska using DInSAR Multi-track time-series techniques

이슬기 ( Seul Ki Lee ) , 이창욱 ( Chang Wook Lee )
  • : 대한원격탐사학회
  • : 대한원격탐사학회지 30권6호
  • : 연속간행물
  • : 2014년 12월
  • : 719-730(12pages)
대한원격탐사학회지

DOI


목차

1. 서 론
2. 연구 지역
3. 자료처리
4. 결 과
5. 결론 및 토의
사 사
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Small BAseline Subset (SBAS) 기법은 기선 거리가 짧은 다중시기의 간섭도를 이용하므로 화산 과 같은 산악지역을 관측하는데 효과적이다. 본 연구에서는 SBAS기법을 이용하여 알라스카 알류산 열도에 위치한 시구암 화산의 지표 변위에 대해 2차원으로 분석을 수행하였다. 본 연구를 위해 1992년부터 2008년 까지 201트랙과 473 트랙의 ERS-1/2 위성자료를 수집하였으며, 각각의 자료에 대하여 차분 간섭기법 (Differential Interferometry Synthetic Aperture Radar, DInSAR)과 SBAS 알고리즘을 적용하였고, 지 표 변위에 대한 시계열 분석을 수행하였다. 또한, LOS 방향의 지표 변위도를 이용하여 수평 방향과 수직 방 향의 지표 변위를 계산하였다. 그 결과, Pyre peak 주변에서 LOS 방향으로는 연간 -1~2 cm의 침하가 나 타났으나, 수직 방향으로 계산한 결과는 연간 -2~3 cm의 침하가 나타났고, 수평 방향으로는 수축과 팽창이 반복되었다. 수직 방향과 수평 방향에서의 관측은 화산 활동에 대한 영향을 잘 설명할 수 있기 때문에, 마그마원의 움직임을 감시 할 수 있는 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 예상된다.
Small BAseline Subset (SBAS) technique using multi master interferograms can be effective to detect surface deformation in forest area. In this paper, The analysis reveals area of 2-dimension surface deformation at Seguam Island in Aleutian Arc., Alaska. We acquired ERS-1/2 data from track 201 and 473 datasets on Seguam Island from 1992 to 2008. This study analyze surface deformation applying Differential Interferometry Synthetic Aperture Radar (DInSAR) and SBAS time series method using two adjacent tracks. As a results, it was calculated that subsidence -1~2 cm in LOS direction and -  2~3 cm in vertical direction. The horizontal direction was repeated contraction and expansion. Theobservation of 2-dimension displacements explained the volcanic activity on Seguam island. Also, it is believed to be used for basic data to estimate movements of magma source.

UCI(KEPA)

I410-ECN-0102-2015-400-002190628

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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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1연구 논문 : 지상 MAX-DOAS를 이용한 중국 베이징에서의 이산화질소 연직분포 산출 및 지상자료와 비교를 통한 검증연구

저자 : 류재용 ( Jae Yong Ryu )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 30권 6호 발행 연도 : 2014 페이지 : pp. 703-708 (6 pages)

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본 연구에서는 2006년 여름철에 MAX-DOAS를 이용하여 동북아 지역의 주요 메가시티 중 하나인 북경에서 이산화질소의 고도별 분포를 산출하였다.또한 MAX-DOAS로 산출된 이산화질소 혼합비를 검증 하기 위해 MAX-DOAS로 산출된 지표에서가장 가까운 0-1 km 공기층 내에서의 이산화질소 혼합비와 지 점관측장비로 지표에서 측정된 이산화질소 혼합비를 상호 비교하였다. 관측기간 동안 몇 일을 제외하고는 대체적으로 지상에서의 이산화질소 혼합비가 매우 크며, 지상으로부터 3 km 정도에서는 그 혼합비가 매우 작아 지는 것을 확인 할 수 있었다. 또한, MAX-DOAS로 산출된 0-1 km 공기층 내에서의 이산화질소 혼합비와 지점관측장비로 측정된 이산화질소 혼합비를 상호 비교했을 때 두 값들 사이의 상관관계(R)는 0.7로 계산되었으며, 두 값들 사이에 있어 차이가 발생하는 주요한 이유로서는 MAX-DOAS와 지점관측장비의 관 측영역에서의 차이와 여름철 북경에서는 이산화질소의 혼합비가 고도에 따라 급격하게 감소하기 때문인 것으로 판단된다.

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2연구 논문 : 건물벽면 영상내 코너점의 대응관계 구성을 위한 사영변환행렬의 적용성

저자 : 서수영 ( Su Young Seo )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 30권 6호 발행 연도 : 2014 페이지 : pp. 709-717 (9 pages)

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본 연구는 사영변환행렬을 적용한 경우 건물벽면 영상 간 코너점의 대응정도를 분석하는 것을 목표로 한다. 부가적으로 코너점을 찾기 위한 적절한 연산자를 실험을 통하여 결정하였다. 건물형상에 대한 모델링은 항공사진, 항공라이다영상, 지상사진, 지상라이다영상 등 다양한 자료를 이용하여 많은 기법들이 연구 되어 왔다. 본 연구에서는 영상 간 정합을 위하여 필요한 코너점 검출방법으로 Harris 연산자와 FAST 연산 자의 성능을 비교하였다. 비교결과 Harris 연산자가 건물벽면에서 코너점 추출에 우수하다는 결론을 내렸 다. Harris 연산자로 코너점 검출 후, 사영변환행렬을 통하여 코너점 들의 대응정도를 비교한 결과, 대부분 의 경우 최소거리에 실제 대응점들이 위치해 있음을 알 수 있었다. 사영변환행렬의 성능을 기준점 수와 분포 를 고려하여 대응정도에 미치는 영향을 분석한 결과 기준점이 많고 골고루 분포한 경우에 더욱 정확한 대응 관계를 제공하는 것으로 나타났다.

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3연구 논문 : DInSAR 멀티 트랙 시계열 기법을 이용한 알라스카 시구암 화산의 2차원 지표변위 관측

저자 : 이슬기 ( Seul Ki Lee ) , 이창욱 ( Chang Wook Lee )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 30권 6호 발행 연도 : 2014 페이지 : pp. 719-730 (12 pages)

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Small BAseline Subset (SBAS) 기법은 기선 거리가 짧은 다중시기의 간섭도를 이용하므로 화산 과 같은 산악지역을 관측하는데 효과적이다. 본 연구에서는 SBAS기법을 이용하여 알라스카 알류산 열도에 위치한 시구암 화산의 지표 변위에 대해 2차원으로 분석을 수행하였다. 본 연구를 위해 1992년부터 2008년 까지 201트랙과 473 트랙의 ERS-1/2 위성자료를 수집하였으며, 각각의 자료에 대하여 차분 간섭기법 (Differential Interferometry Synthetic Aperture Radar, DInSAR)과 SBAS 알고리즘을 적용하였고, 지 표 변위에 대한 시계열 분석을 수행하였다. 또한, LOS 방향의 지표 변위도를 이용하여 수평 방향과 수직 방 향의 지표 변위를 계산하였다. 그 결과, Pyre peak 주변에서 LOS 방향으로는 연간 -1~2 cm의 침하가 나 타났으나, 수직 방향으로 계산한 결과는 연간 -2~3 cm의 침하가 나타났고, 수평 방향으로는 수축과 팽창이 반복되었다. 수직 방향과 수평 방향에서의 관측은 화산 활동에 대한 영향을 잘 설명할 수 있기 때문에, 마그마원의 움직임을 감시 할 수 있는 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 예상된다.

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4연구 논문 : GIS 자료사용을 위한 건물 구축 알고리즘 개선 및 건물 주변 흐름과 확산 분석

저자 : 권아름 ( A Rum Kwon ) , 김재진 ( Jae Jin Kim )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 30권 6호 발행 연도 : 2014 페이지 : pp. 731-742 (12 pages)

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본 연구에서는 건물 꼭지점의 위·경도 좌표를 제공하는 GIS로부터 수치 모델의 건물 정보를 구축 할수 있는 알고리즘을 개선하였다. 이 알고리즘은 인접한 건물 꼭지점 위·경도 좌표를 지나는 선분을 순차 적으로 연결하여 건물 외곽선을 구성하고, 외곽선 내부의 지점을 건물로 인식하기 때문에, Lee et al. (2009) 에서 개발한 알고리즘의 한계를 개선하였고, 복잡한 형태의 건물을 실제에 가깝게 재현할 수 있었다. 본 연구에서는 GIS로부터 수치 건물을 구축할 때, 알고리즘 한계에 의해 발생한 건물 형태의 변화가 건물 주변의 흐름과 오염물질 확산에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위해, 알고리즘에 의한 건물 변형이 나타날 수 있 는 세 가지 형태의 건물을 대상으로 전산유체역학 모델을 이용한 수치 실험을 수행하였다. 알고리즘 한계에 의해 발생한 건물 변형은 풍하영역의 흐름 패턴에는 상대적으로 작은 영향을 미쳤으나, 건물 사이의 공간에 나타나는 소용돌이와 같은 건물 규모 대기 현상의 수치 모의에는 매우 중요한 영향을 미쳤다. 건물 변형에 따른 건물 사이 공간의 축소는 건물 주위에 나타날 수 있는 소용돌이를 전혀 모의하지 못하거나 소용돌이 규 모를 과소 모의 하는 등의 결과를 초래하였다. 건물 변형에 따른 평균 바람장 변화는 건물 주변 지역에서 배 출된 스칼라 오염물질의 확산 패턴에도 큰 영향을 미침을 확인할 수 있었다.

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5연구 논문 : OMI 이산화황자료와 HYSPLIT 역궤적 계산을 이용한 동북아지역의 장거리 수송되는 이산화황 유입량 산출

저자 : 박준성 ( Jun Sung Park ) , 홍현기 ( Hyun Kee Hong ) , 최원이 ( Wo Nei Choi ) , 이한림 ( Han Lim Lee )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 30권 6호 발행 연도 : 2014 페이지 : pp. 743-754 (12 pages)

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본 연구에서는 2005년부터 2008년 사이 한반도에서 고농도 SO2가 관측된 날에 대하여 Ozone Monitoring Instrument (OMI) 이산화황자료 및 역궤적 계산을 통해서 중국으로부터 한반도로 장거리 수 송되는 이산화황 flux의 계산 방법을 처음으로 소개하였다. 지표공기에서 측정된 이산화황 농도값과 OMI 센서에서 측정된 이산화황 층적분농도값을 이용하여 장거리 수송된 지표공기에서의 이산화황 flux와 지표 부터 특정고도 사이 공기층 내에서의 평균 이산화황 flux를 각각 계산하였다. 위성관측을 이용하여 산출된 평균 flux값은 0.81 이고 최대 2.11 g·m-2·h-1 까지 산출되었고, 지점관측을 통한 지표공기로 유입되는 이  산화황의 flux값은 평균 0.50 이고 최대 1.18 g·m-2·h-1 까지 산출 되었다. OMI센서와 지점관측 자료를바탕으로 산출된 각각의 flux를 상호 비교하였으며 대부분의 경우 수용지역의 지표공기로 유입되는 이산화황 flux 값들이 지표부터 최대 1.5 km 사이의 장거리 수송되어 유입된 공기층 내의 평균 이산화황 flux 값들보다 높은 것으로 계산되었다. 발생원 지역에서 강한 저기압이 발견되는 경우를 포함하여 중국 발생원 지 역으로부터 장거기 수송된 공기덩어리가 수용지역의 1.0에서 1.5 km 고도로 빠르게 유입되는 경우 지표부 터 최대 1.5 km 사이 공기층 내의 평균 이산화황 flux 는 지표공기에서 산출된 flux 보다 높게 산출되는 경 향을 보였다. 추가적으로 산출된 SO2 flux값의 오차를 계산하고 오차값에 영향을 주는 인자들에 대해서 논 의 하였다.

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6연구 논문 : 벡터 형식의 GIS 자료와 CFD 모델을 이용한 도시 지역 상세 대기 흐름 연구

저자 : 권아름 ( A Rum Kwon ) , 김재진 ( Jae Jin Kim )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 30권 6호 발행 연도 : 2014 페이지 : pp. 755-767 (13 pages)

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본 연구에서는 LARIAC2 GIS 자료와 전산 유체 역학(CFD) 모델을 이용하여 미국 캘리포니아 주 Los Angeles의 두 지역(Wilshire blvd. & Carondelet and Broadway & 7th St.)을 대상으로 수치 실험을수행하였다. 두 지역의 상세 도시 대기 흐름의 특성을 조사하기 위해 건물 자료 구축 알고리즘을 통해 벡터 형식으로 제공되는 LARIAC2 GIS 자료로부터 건물 도메인 자료를 추출하였다. 추출한 자료를 CFD 모델 입 력 자료로 사용하여, 각 지역의 오전과 오후의 주 풍향과 풍속에 대해 수치 실험을 수행하였다. 도시 지역 내 에서는 건물에 의해 국소적인 2차 흐름이 발생하면서 유입류와 비교하였을 때, 풍향과 풍속의 차이가 두드 러졌다. 유입류와 평행한 방향으로 형성된 도시 협곡에서는 채널링 효과가 나타나면서 풍속이 국지적으로 증가하였고, 수직인 방향으로 형성된 도시 협곡에서는 연직 방향으로 잘 발달한 소용돌이가 형성되었다. 도 시 협곡을 이루지 않은 건물의 풍상측에서는 말편자 소용돌이가 지면 근처에서 형성되었고, 풍하측에서는 재순환 영역이 형성되었다. 이와 같은 2차 순환(도시 협곡 소용돌이, 말편자 소용돌이, 재순환 영역)이 형성 된 구역에서는 지면 근처의 풍속이 크게 증가하였다. 평균 풍속과 풍향 변화율을 조사한 결과, 대체적으로 풍속 증가율이 높은 곳에서 풍향 변화율이 비교적 낮았고 풍속 감소율이 높은 곳에서는 풍향 변화율이 높게 나타났다.

KCI등재

7연구 논문 : 그레디언트 행렬 고유치의 기하 평균을 이용한 특징점 검출

저자 : 예철수 ( Chul Soo Ye )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 30권 6호 발행 연도 : 2014 페이지 : pp. 769-776 (8 pages)

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동일 대상에 대한 두 영상의 등록을 위해서는 두 영상에 공통적으로 존재하는 특징점을 검출하고검출된 특징점 간의 대응관계를 찾는 과정이 필수적이다. 본 논문에서는 화소의 밝기 변화를 측정할 수 있는 그레디언트 행렬의 고유치 기하평균에 기반한 새로운 특징점 검출기를 제안한다. 제안하는 특징점 검출기는 그레디언트 행렬의 두 고유치의 기하평균 크기에 비례하고 기하 평균 크기가 동일한 경유 두 고유치의 상대 적인 차이에 비례하여 가변적으로 변하는 특성을 가진다. 제안한 특징점 검출기의 성능 평가를 위해 다양한 종류의 코너가 존재하는 합성 영상과 항공 영상을 기준 영상으로 사용하여 코너 검출의 위치 오차를 분석하 였다. 제안한 검출기의 위치 오차는 Gaussian smoothing scale 조건하에서 대표적인 코너 검출기인 Harris detector의 위치 오차보다 작은 결과가 얻어졌다.

KCI등재

8연구 논문 : 일본 온타케 화산분화에 따른 화산재 확산 피해범위 예측

저자 : 이슬기 ( Seul Ki Lee ) , 이창욱 ( Chang Wook Lee )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 30권 6호 발행 연도 : 2014 페이지 : pp. 777-786 (10 pages)

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일본의 온타케 산은 일본에서 두 번째로 큰 규모의 화산으로, 2014년 9월 27일 02:52 UTC 에 예 고 없는 대규모 분화가 발생했다. 이번 분화로 인해 최소 55명이 사망하였고, 70여 명의 부상자가 발생했다. 따라서 본 연구에서는 온타케 화산 분화에 따른 화산재 피해영향을 분석하기 위하여 화산재 확산 수치실험 을 수행하였다. HYSLPLIT 확산모델과 UM 기상자료를 이용하여 화산재 확산 경로를 예측하였고, 화산재 확산 영역에 대한 정량적인 평가를 위해서 천리안 위성영상을 이용하여 화산재 확산 범위를 탐지하였다. 본 연구의 모의실험 결과와 GOCI 탐지 결과와의 비교를 통해 검증을 수행하였다. 그 결과, HYSPLIT 기반의화산재 확산 예측결과와 GOCI 위성영상 간의 유사도가 높음을 알 수 있었다. 본 연구에서 수행한 화산재 확산 결과와 GOCI 간에는 38.72% 및 13.57%가 일치도가 계산되었고, JMA 결과와 GOCI는 9.05%와 11.81% 가 일치하였다. 본 연구에서 수행한 바와 같이 화산재 확산 경로를 예측하는 연구는 그 피해를 감소할 수 있 는 중요한 방법의 하나라고 판단할 수 있다. 따라서 화산 분화 시 기상 모델을 이용한 화산재 확산 수치실험 은 시간에 따른 화산재 확산 분포를 이해하는데 유용한 기법으로 자리매김 할 것이며, 화산재 확산에 따른 피해 면적을 정량적으로 산출할 수 있는 중요한 기술이 될 것이다.

KCI등재

9연구 논문 : 이상치 제거와 삼각망 기반의 지역 변환을 이용한 영상 등록

저자 : 예철수 ( Chul Soo Ye )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 30권 6호 발행 연도 : 2014 페이지 : pp. 787-795 (9 pages)

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본 논문에서는 정합된 특징점 가운데 과대 오차를 포함한 정합점을 제거한 후에 삼각망 기반 지역 변환(Triangulation-based Local Transformation, TLT)을 이용한 영상 등록 방법을 제안한다. 기하 평균 기반의 코너 검출기를 통해 검출된 코너점에 대해 Pearson's correlation coefficient를 이용한 코너 정합을 수행하고 임계값 이상의 유사도를 가지는 코너 가운데 좌우 일관성 검사(Left-Right Consistency, LRC) 를 통과한 코너를 1차 정합쌍으로 선정한다. 1차 정합쌍 가운데 RANSAC 기반 글로벌 변환(RANSACbased Global Transformation, RGT) 오차가 이상치 임계값보다 작은 정합쌍을 최종 정합쌍으로 결정한 다. 최종 정합쌍 코너를 이용해서 기준 영상과 관측 영상에서 Delaunay Triangulated Irregular Networks (TINs)을 각각 구성한 후에 서로 대응되는 각 삼각형마다 어파인 변환을 수행하고 각 삼각형 내부의 모든 화소들을 기준 영상 좌표로 변환한다. 제안한 알고리즘을 KOMPSAT-2 영상에 적용하여 RANSAC 기반 글 로벌 변환보다 우수한 영상 등록 성능을 보임을 확인하였다.

KCI등재

10연구 논문 : 지상용 열적외선 센서의 항공기 탑재를 통한 연안 해수표층온도 추출

저자 : 강기묵 ( Ki Mook Kang ) , 김덕진 ( Duk Jin Kim ) , 김승희 ( Seung Hee Kim ) , 조양기 ( Yang Ki Cho ) , 이상호 ( Sang Ho Lee )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 30권 6호 발행 연도 : 2014 페이지 : pp. 797-807 (11 pages)

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해수표층온도(sea surface temperature; SST)는 해양환경 변화와 해양생물의 생태활동의 특성을 파악하는데 매우 중요한 환경요소 중 하나이다. 인공위성 열적외선 영상으로는 전 세계의 해수표층온도 변화를 파악하는 데는 유용하지만, 섬들이 많고, 해안선이 복잡한 한반도 연안 해역에서는 고해상도의 해수표 층온도 자료를 획득하기에는 어려운 실정이다. 하지만 인간생활에 밀접한 영향을 주고받으며 대부분의 양 식장이 분포하고 있는 곳이 연안 해역이므로 상세한 해수표층온도의 변화를 파악하는 것이 매우 중요하다. 이를 위하여 본 연구는 저비용의 지상용 열적외선카메라(FLIR)를 항공기용으로 구축하여 연안 표층수온 추출 가능성을 확인하고자 하였다. 2012년 5월 23일부터 2013년 12월 7일까지 최소 8회 이상 서해 연안에 대하여 항공기 관측실험을 실시하였으며, 이때 구축된 열적외선 센서를 탑재하여 해수표층온도 추출 연구 를 수행하였다. 항공기에 탑재된 열적외선 센서로부터 획득된 자료는 대기모델 및 온/습도계 센서를 이용 하여 방사보정(radiometric correction)을 수행하였고, Global Positioning System (GPS) 및 Inertial Measurement Unit (IMU) 센서를 이용하여 기하보정(geometric correction)을 자동으로 수행한 후 해수 표층온도 자료를 추출하였다. 그 중 2013년 6월 25일에 관측된 항공기 해수표층온도에 대해 인공위성 및 선 박 열적외선 센서를 통해 획득된 해수표층온도 자료와 비교하였으며, 선박 현장 관측 자료와는 1℃ 이내 오 차 범위의 해수표층온도를 획득하였다.

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자료제공: 네이버학술정보
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