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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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37권4호(2021년 08월) 수록논문
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1Analyzing the Evolution of Summer Thermal Anomalies in Busan Using Remote Sensing and Spatial Statistical Tool

저자 : Nkwain Wilfred Njungwi , Daeun Lee , Minji Kim , Cheonggil Jin , Chuluong Choi

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 37권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 665-685 (21 pages)

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This study focused on the a 20-year evaluation of the dynamism of critical thermal anomalies in Busan metropolitan area prompted by unusual infrastructural development and demographic growth rate. Archived Landsat thermal data derived-LST was the major input for UTFVI and hot spot analysis (Getis-Ord Gi). Results revealed that the surface urban heat island-affected area has gradually expanded overtime from 23.32% to 32.36%; while the critical positive thermal anomalies (level-3 hotspots) have also spatially increased from 19.88% in 2000 to 23.56% in 2020, recording a net LST difference of > 5°C between the maximum level-3 hotspot and minimum level-3 coldspot each year. It is been observed that thermal conditions of Busan have gradually deteriorated with time, which is potentially inherent in the rate of urban expansion. Thus, this work serves as an eye-opener to powers that be, to think and act constructively towards a sustainable thermal conform for city dwellers.

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2Application of High-spatial-resolution Satellite Images to Monitoring Coral Reef Habitat Changes at Weno Island Chuuk, Micronesia

저자 : Jong-kuk Choi , Joo-hyung Ryu , Jee-eun Min

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 37권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 687-698 (12 pages)

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We present quantitative estimations of changes in the areal extent of coral reef habitats at Weno Island, Micronesia, using high-spatial-resolution remote sensing images and field observations. Coral reef habitat maps were generated from Kompsat-2 satellite images for September 2008 and September 2010, yielding classifications with 78.6% and 72.4% accuracy, respectively, which is a relatively high level of agreement. The difference between the number of pixels occupied by each seabed type was calculated, revealing that the areal extent of living corals decreased by 8.2 percentage points between 2008 and 2010. This result is consistent with a comparison of the seabed types determined by field observations. This study can be used as a basis for remediation planning to diminish the impact of changes in coral reefs.

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3Analysis of Spectral Reflectance Characteristics Using Hyperspectral Sensor at Diverse Phenological Stages of Soybeans

저자 : Seung-hwan Go , Jin-ki Park , Jong-hwa Park

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 37권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 699-717 (19 pages)

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South Korea is pushing for the advancement of crop production technology to achieve food self-sufficiency and meet the demand for safe food. A medium-sized satellite for agriculture is being launched in 2023 with the aim of collecting and providing information on agriculture, not only in Korea but also in neighboring countries. The satellite is to be equipped with various sensors, though reference data for ground information are lacking. Hyperspectral remote sensing combined with 1st derivative is an efficient tool for the identification of agricultural crops. In our study, we develop a system for hyperspectral analysis of the ground-based reflectance spectrum, which is monitored seven times during the cultivation period of three soybean crops using a PSR-2500 hyperspectral sensor. In the reflection spectrum of soybean canopy, wavelength variations correspond with stages of soybean growths. The spectral reflection characteristics of soybeans can be divided according to growth into the vegetative (V) stage and the reproductive (R) stage. As a result of the first derivative analysis of the spectral reflection characteristics, it is possible to identify the characteristics of each wavelength band. Using our developed monitoring system, we observed that the near-infrared (NIR) variation was largest during the vegetative (V1-V3) stage, followed by a similar variation pattern in the order of red-edge and visible. In the reproductive stage (R1-R8), the effect of the shape and color of the soybean leaf was reflected, and the pattern is different from that in the vegetative (V) stage. At the R1 to R6 stages, the variation in NIR was the largest, and red-edge and green showed similar variation patterns, but red showed little change. In particular, the reflectance characteristics of the R1 stage provides information that could help us distinguish between the three varieties of soybean that were studied. In the R7-R8 stage, close to the harvest period, the red-edge and NIR variation patterns and the visible variation patterns changed. These results are interpreted as a result of the large effects of pigments such as chlorophyll for each of the three soybean varieties, as well as from the formation and color of the leaf and stem. The results obtained in this study provide useful information that helps us to determine the wavelength width and range of the optimal band for monitoring and acquiring vegetation information on crops using satellites and unmanned aerial vehicles (UAVs)

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4Two-stage Deep Learning Model with LSTM-based Autoencoder and CNN for Crop Classification Using Multi-temporal Remote Sensing Images

저자 : Geun-ho Kwak , No-wook Park

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 37권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 719-731 (13 pages)

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This study proposes a two-stage hybrid classification model for crop classification using multi-temporal remote sensing images; the model combines feature embedding by using an autoencoder (AE) with a convolutional neural network (CNN) classifier to fully utilize features including informative temporal and spatial signatures. Long short-term memory (LSTM)-based AE (LAE) is fine-tuned using class label information to extract latent features that contain less noise and useful temporal signatures. The CNN classifier is then applied to effectively account for the spatial characteristics of the extracted latent features. A crop classification experiment with multi-temporal unmanned aerial vehicle images is conducted to illustrate the potential application of the proposed hybrid model. The classification performance of the proposed model is compared with various combinations of conventional deep learning models (CNN, LSTM, and convolutional LSTM) and different inputs (original multi-temporal images and features from stacked AE). From the crop classification experiment, the best classification accuracy was achieved by the proposed model that utilized the latent features by fine-tuned LAE as input for the CNN classifier. The latent features that contain useful temporal signatures and are less noisy could increase the class separability between crops with similar spectral signatures, thereby leading to superior classification accuracy. The experimental results demonstrate the importance of effective feature extraction and the potential of the proposed classification model for crop classification using multi-temporal remote sensing images.

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5Analysis of Growth Characteristics Using Plant Height and NDVI of Four Waxy Corn Varieties Based on UAV Imagery

저자 : Chan-hee Jeong , Jong-hwa Park

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 37권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 733-745 (13 pages)

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Although waxy corn varieties developed after the 1980s show differences depending on development stages and conditions, studies on the characteristics of waxy corn during the growth stage are rare. The subject of this study was a field survey and unmanned aerial vehicle (UAV) image acquisition of four waxy corn varieties cultivated in Idam-ri, Gammul-myeon, Goesan-gun, Korea. The study was conducted in four stages at intervals of two weeks after planting in 2019. The growth characteristics of each of the four varieties were analyzed using growth curves obtained based on field survey and UAV imagery data. The characteristics of each growth stage of the four varieties of corn, as assessed using normalized difference vegetation index (NDVI) and plant height (P.H.) values, were as follows. The growth model was identified as a model in which three-parameter logistic (3PL) curves reflect the growth characteristics of corn well. In particular, it was found that the variations in growth rate shown by P.H. and NDVI values clearly explain the differences between corn varieties. Among the four cultivars, growth and development first occurred at the early vegetative stage in Daehakchal, followed by Mibaek 2, Miheukchal, and finally Hwanggeummatchal. The variations in P.H. and NDVI were achieved quickly and earlier in Daehakchal, followed by Mibaek 2, Hwanggeummatchal, and Miheukchal. It was confirmed that these results reflected the characteristics of the fast white-type varieties, while the black-type varieties were delayed, as in a previous study. These results reflect the resistance to lodging that affects the cultivation environment and the response characteristics to nutrients and moisture. It was confirmed that UAV accurately provides growth information that is very useful for analyzing the growth characteristics of each corn variety.

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6Aerial Dataset Integration For Vehicle Detection Based on YOLOv4

저자 : Wael Omar , Youngon Oh , Jinwoo Chung , Impyeong Lee

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 37권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 747-761 (15 pages)

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With the increasing application of UAVs in intelligent transportation systems, vehicle detection for aerial images has become an essential engineering technology and has academic research significance. In this paper, a vehicle detection method for aerial images based on the YOLOv4 deep learning algorithm is presented. At present, the most known datasets are VOC (The PASCAL Visual Object Classes Challenge), ImageNet, and COCO (Microsoft Common Objects in Context), which comply with the vehicle detection from UAV. An integrated dataset not only reflects its quantity and photo quality but also its diversity which affects the detection accuracy.
The method integrates three public aerial image datasets VAID, UAVD, DOTA suitable for YOLOv4. The training model presents good test results especially for small objects, rotating objects, as well as compact and dense objects, and meets the real-time detection requirements. For future work, we will integrate one more aerial image dataset acquired by our lab to increase the number and diversity of training samples, at the same time, while meeting the real-time requirements.

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7Establishment of Priority Update Area for Land Coverage Classification Using Orthoimages and Serial Cadastral Maps

저자 : Junyoung Song , Taeyeon Won , Su Min Jo , Yang Dam Eo , Jin Sue Park

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 37권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 763-776 (14 pages)

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This paper introduces a method of selecting priority update areas for subdivided land cover maps by training orthoimages and serial cadastral maps in a deep learning model. For the experiment, orthoimages and serial cadastral maps were obtained from the National Spatial Data Infrastructure Portal. Based on the VGG-16 model, 51,470 images were trained on 33 subdivided classifications within the experimental area and an accuracy evaluation was conducted. The overall accuracy was 61.42%. In addition, using the differences in the classification prediction probability of the misclassified polygon and the cosine similarity that numerically expresses the similarity of the land category features with the original subdivided land cover class, the cases were classified and the areas in which the boundary setting was incorrect and in which the image itself was determined to have a problem were identified as the priority update polygons that should be checked by operators.

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8Spatial Gap-Filling of Hourly AOD Data from Himawari-8 Satellite Using DCT (Discrete Cosine Transform) and FMM (Fast Marching Method)

저자 : Youjeong Youn , Seoyeon Kim , Yemin Jeong , Subin Cho , Jonggu Kang , Geunah Kim , Yangwon Lee

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 37권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 777-788 (12 pages)

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Since aerosol has a relatively short duration and significant spatial variation, satellite observations become more important for the spatially and temporally continuous quantification of aerosol. However, optical remote sensing has the disadvantage that it cannot detect AOD (Aerosol Optical Depth) for the regions covered by clouds or the regions with extremely high concentrations. Such missing values can increase the data uncertainty in the analyses of the Earth's environment. This paper presents a spatial gap-filling framework using a univariate statistical method such as DCT-PLS (Discrete Cosine Transform-based Penalized Least Square Regression) and FMM (Fast Matching Method) inpainting. We conducted a feasibility test for the hourly AOD product from AHI (Advanced Himawari Imager) between January 1 and December 31, 2019, and compared the accuracy statistics of the two spatial gap-filling methods. When the null-pixel area is not very large (null-pixel ratio < 0.6), the validation statistics of DCT-PLS and FMM techniques showed high accuracy of CC=0.988 (MAE=0.020) and CC=0.980 (MAE=0.028), respectively. Together with the AI-based gap-filling method using extra explanatory variables, the DCT-PLS and FMM techniques can be tested for the low-resolution images from the AMI (Advanced Meteorological Imager) of GK2A (Geostationary Korea Multi-purpose Satellite 2A), GEMS (Geostationary Environment Monitoring Spectrometer) and GOCI2 (Geostationary Ocean Color Imager) of GK2B (Geostationary Korea Multi-purpose Satellite 2B) and the high-resolution images from the CAS500 (Compact Advanced Satellite) series soon.

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9The Potential of Sentinel-1 SAR Parameters in Monitoring Rice Paddy Phenological Stages in Gimhae, South Korea

저자 : Nawally Umutoniwase , Seung-kuk Lee

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 37권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 789-802 (14 pages)

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Synthetic Aperture Radar (SAR) at C-band is an ideal remote sensing system for crop monitoring owing to its short wavelength, which interacts with the upper parts of the crop canopy. This study evaluated the potential of dual polarimetric Sentinel-1 at C-band for monitoring rice phenology. Rice phenological variations occur in a short period. Hence, the short revisit time of Sentinel-1 SAR system can facilitate the tracking of short-term temporal morphological variations in rice crop growth. The sensitivity of SAR backscattering coefficients, backscattering ratio, and polarimetric decomposition parameters on rice phenological stages were investigated through a time-series analysis of 33 Sentinel-1 Single Look Complex images collected from 10th April to 25th October 2020 in Gimhae, South Korea. Based on the observed temporal variations in SAR parameters, we could identify and distinguish the phenological stages of the Gimhae rice growth cycle. The backscattering coefficient in VH polarisation and polarimetric decomposition parameters showed high sensitivity to rice growth. However, amongst SAR parameters estimated in this study, the VH backscattering coefficient realistically identifies all phenological stages, and its temporal variation patterns are preserved in both Sentinel-1A (S1A) and Sentinel-1B (S1B). Polarimetric decomposition parameters exhibited some offsets in successive acquisitions from S1A and S1B. Further studies with data collected from various incidence angles are crucial to determine the impact of different incidence angles on polarimetric decomposition parameters in rice paddy fields.

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10Shoreline Changes and Erosion Protection Effects in Cotonou of Benin in the Gulf of Guinea

저자 : Chan-su Yang , Dae-woon Shin , Min-jeong Kim , Won-jun Choi , Ho-kun Jeon

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 37권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 803-813 (11 pages)

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Coastal erosion has been a threat to coastal communities and emerged as an urgent problem. Among the coastal communities that are under perceived threat, Cotonou located in Benin, West Africa, is considered as one of the most dangerous area due to its high vulnerability. To address this problem, in 2013, the Benin authorities established seven groynes at east of Cotonou port, and two additional intermediate groynes have recently been integrated in April 2018. However, there is no quantitative analysis of groynes so far, so it is hard to know how effective they have been. To analyze effectiveness, we used optical satellite images from different time periods, especially 2004 and 2020, and then compared changes in length, width and area of shoreline in Cotonou. The study area is divided into two sectors based on the location of Cotonou port. The difference of two areas is that Sector 2 has groynes installed while Sector 1 hasn't. As result of this study, shoreline in Sector 1 showed accretion by recovering 1.20 ㎢ of area. In contrast, 3.67 ㎢ of Sector 2 disappeared due to coastal erosion, although it has groynes. This may imply that groynes helped to lessen the rate of average erosion, however, still could not perfectly stop the coastal erosion in the area. Therefore, for the next step, we assume it is recommended to study how to maximize effectiveness of groynes.

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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.

KCI등재

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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