GMTI는 항공기에 탑재되어 지상에 움직이는 표적을 탐지하는 레이다 기능으로 군사적으로 널리 활용되고 있다. 본 논문에서는 GMTI 신호처리 방법을 제시하고, 구축된 항공용 GMTI 시스템으로부터 획득한 GMTI용 2채널 합/차 원시데이터를 이용하여 GMTI 신호처리 결과를 검증하였다.

특정 지점에서 대기 에어러솔의 미세물리적 특성과 시공간적 분포는 에어로솔 입자의 광학특성을 파악하기 위한 중요한 변수이다. 이러한 에어러솔의 광학특성값에 대한 정확한 산출은 복사전달 모의 과정에서 정확한 값을 제공함으로 중요한 역할을 가지게 된다. 따라서 본 연구는 사용자가 요구하는 시공간적 조건에서 정확한 에어로솔 모델을 산출하기 위한 방법으로서 재분석 자료와 광학 특성 데이터 베이스를 이용한 시너지 에어로솔 모델을 산출하는 방법을 제시하였다. 제안된 시너지 에어로솔 모델은 에어로솔의 주요 성분별 광학두께 (Aerosol Optical Depth; AOD)값에 의하여 가중치가 적용된 혼합 에어러솔 형태의 광학 모델을 산출하기 위함이며, 40 μm까지의 파장영역에서 광학특성값을 제공한다. 주요 에어로솔 이벤트 사례에 대하여, 시너지적 에어러솔 모델(Synergy Aerosol Model; SAM)은 기존의 복사전달 모델에서 사용되고 있는 표준 에어러솔 모델과는 차별적인 결과를 보여주었으며, 지상관측 Aerosol Robotic Network(AERONET) inversion 산출물과의 비교를 통하여 오차범위 내의 정량적인 결과를 가지고 있는 것을 보였다. 따라서, 복사전달 모의에 있어 시너지 에어로솔 모델의 사용은 실제 대기 중 에어러솔에 의한 영향을 정량적으로 평가하는데 도움을 줄 수 있을 것이며, 개선된 복사 모의 결과를 얻을 수 있을 것이다.

사막면적은 매년 증가하는 추세이며, 이에 따라 막대한 사회적 피해 비용을 발생시키고 있다. 이러한 사막은 광범위하게 분포하고 사람의 접근이 어려워 인공위성을 이용한 모니터링이 많이 이루어지고 있지만 인공위성의 센서에 따라 산출되는 사막 면적 비교 연구는 미비한 편이다. 센서의 선택에 따라 산출되는 사막 면적은 상이할 수 있고 이에 따라 기후 예측이나 사막화 방지대책 등에 영향을 미칠 수 있어 센서별로 산출되는 사막면적 자료의 특성을 인지하는 것은 중요하다. 본 연구에서는Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS)와 Vegetation을 이용해 2001-2013년 동북아시아 지역의 사막 면적을 산출하고 비교 분석하였다. 분석 결과, MODIS에서 산출한 사막 면적은 비교적 과소 탐지하는 경향과 20,911 km2/year로 감소하는 추세를 보였고 Vegetation에서 산출한 사막 면적은 3,020 km2/year로 증가하는 추세를 보였다. 또한 실측자료 확보가 힘든 사막지역에서 인공위성을 이용해 산출된 사막 면적의 간접검증을 위해 사막 면적 변화에 영향을 받는 황사 발생빈도와 상관관계 분석을 실시하였다. 그 결과, MODIS는 R=0.2071로 비교적 낮은 상관관계가 나타났고 Vegetation은 R=0.4837로 비교적 높은 상관관계가 나타났다. 이는 Vegetation이 동북아시아 사막 영역에서 보다 정확한 사막 면적 산출을 수행한 것으로 사료된다.

본 연구에서는 GIS 자료와 CFD 모델을 이용하여, 도시 재개발 및 건물 신축이 부경대학교 주변의 상세 흐름 변화에 미치는 영향을 조사하였다. 건설 전·후에 대한 부경대학교 내부와 주변 지역의 상세 흐름을 분석하기 위해, 건설 전·후의 16방위 유입류에 대하여 수치 모의 실험을 수행하였다. 장애물에 의한 마찰이 반영되지 않은 관측 풍속을 유입 경계 조건으로 사용하기 위해, 광안 등표기상관측장비에서 관측한 풍속 자료를 사용하였다. 건물 신축에 의한 부경대학교 내부의 대기 흐름 변화를 분석하기 위해, 건물 신축 이후에 16방위 유입류에 따라 풍속이 변화한 영역을 분석하였다. 동남동풍과 남풍이 부는 경우에 풍속 변화 영역이 넓게 나타났는데, 이는 수치 영역의 동쪽에 건설된 고층 건물과 부경대학교 남쪽에 건설된 아파트 단지와 공학관에 의한 영향이 크게 나타났기 때문이다. 대연 AWS(AWS 942)에서 최대 관측 빈도로 나타난 동풍이 부는 경우, 건설 후에 풍속이 변화한 영역은 비교적 좁게 나타났다. 수치 모의 결과를 통해 도시 재개발 및 건물 신축이 건설 지역의 풍하측 방향으로 멀리 떨어진 지역에도 영향을 미치는 것을 확인하였다. 또한, GIS 자료와 CFD 모델이 도시 재개발 및 건물 신축 계획 단계에서 건물 신축 이후의 상세 흐름을 분석하는데 유용함을 확인하였다.

고해상도 위성영상 활용의 증가와 함께 자동 정밀 기하보정의 필요성이 증가하고 있다. 정밀기하보정을 위한 지상기준점(ground control point, GCP)을 수집하는 방법 중 하나로 항공정사영상과 같은 영상지도의 일부를 추출한 칩(chip) 영상을 이용하는 것을 들 수 있고, 영상 정합 기법을 이용하여 자동화할 수 있다. 이때 통합기준점과 같이 기존에 측량이 이루어진 지상기준점을 대상으로 칩 영상을 제작하는 경우 개수의 제한으로 영상 정합 성공률의 중요성이 증가한다. 이 연구의 목적은 KOMPSAT-3A 영상과 항공정사영상 기반 지상 기준점 칩 영상 간 정합 성공률을 향상시키기 위한 방법을 제시하는 것이다. 이를 위하여 KOMPSAT-3A 전정색(panchromatic, PAN) 영상, 다중분광(multispectral, MS) 영상, 융합(pansharpening, PS) 영상과 항공정사영상의 각 밴드 조합에 대해 영상 정합을 실시하고 성공률을 비교하였다. 그 결과 주로 사용되고 있는 전정색 영상과 다중분광 영상을 이용할 때 약 10-30%의 영상 정합 성공률이 융합 영상을 이용할 때 약 40-50%로 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 KOMPSAT-3A 위성영상과 항공정사영상의 정합에 있어 융합 영상을 사용하는 것이 정합 성공률을 향상시키는데 도움이 되는 것으로 판단된다.

무인기 영상을 활용한 고해상도의 산출물을 생성하기 위해서 영상 분석을 통해 측정되는 영상자체의 선명도 분석이 필요하다. 무인기의 선명도가 명확하지 않는 영상을 현업에서 사용할 경우 무인기를 이용한 정확한 3차원 정보의 획득이나 매핑 등의 작업에 큰 영향을 미칠 수 있다. 영상 선명도를 설명할 수 있는 지표로 식별해상도(Ground Resolved Distance, GRD)가 사용되어 왔다. GRD는 영상에서 식별 가능한 두 물체간의 최소거리로 정의되며 공간적 샘플간격인 GSD(Ground Sampling Distance)와 대비되는 개념으로 사용된다. 본 연구에서는 GRD를 육안판독에 의하지 않고 영상에 촬영된 에지 타겟을 분석하여 추출하고자 한다. 특히 GRD대 GSD의 비율(GRD/GSD), 또는 픽셀단위로 표현된 GRD를 영상의 상대적 선명성을 평가할 수 있는 지표로 사용하고자 한다. 본 논문에서는 회전익을 사용하여 여러 촬영환경에서 고도별로 촬영된 에지타겟의 분석을 통해서 GRD를 산출하였다. GRD/GSD를 사용하여 선명도가 현저히 떨어지는 영상을 판별할 수 있었고 이를 통해서 영상의 선명도 지표로서의 적정성을 확인할 수 있었다.

지표면 흡수단파복사(Absorbed Shortwave Radiation, ASR)는 대기와 육지 및 해양 사이의 에너지 수지 분석을 위한 필수 요소이다. 이 연구에서는 천리안위성 2A호(GEO-KOMPSAT-2A; GK-2A)에 적용하기 위하여 복사 모델과 지표면 알베도 자료를 이용하여 지표면 흡수단파복사를 산출(GWNU 방법)하였고, 그 결과는 기준 자료로 선정한 CERES (Clouds and the Earth's Radiant Energy System) 위성 센서 및 지상 관측 자료와 비교하였다. 또한 이 연구 결과(GWNU 방법)는 미국 정지궤도위성 GOES-R의 ABI (Advanced Baseline Imager)에 의한 물리적 및 통계적 방법 그리고 Li et al.(1993) 및 Kim and Jeong (2016)의 회귀 방정식 방법들과 비교하였으며, 그 결과 GWNU 방법에 의하여 계산된 지표면 흡수단파복사는 다른 방법들에 의한 값보다 정확 하였다. 그러나 GWNU 방법을 활용하여 지표면 흡수단파복사를 산출할 때 계산 시간과 지표면 알베도 자료의 정확성 문제가 발생될 경우 위에 제시된 경험적 방법들이 GWNU 방법과 함께 사용되어야 할 것이다.

3차원 도시모델의 생성을 위한 무인항공기의 활용 및 수요가 증가하고 있다. 본 연구에서는 3D 도시 모델 생성의 선행 연구로 불완전한 자세에서 취득된 무인항공기의 위치/자세 정보를 보정하여 포인트 클라우드를 추출하는 연구를 수행했다. 포인트 클라우드의 추출을 위해서는 정밀한 센서모델의 수립이 선행되어야 한다. 이에 무인항공기의 위치/자세 보정을 위해 무인항공기 영상에 기록된 위치정보의 연속성을 이용하여 회전각을 산출하고, 이를 초기값으로 하는 사진 측량 기반의 IBA(Incremental Bundle Adjustment)를 적용하여 보정된 위치/자세 정보를 획득했다. 센서모델 정보를 통해 스테레오 페어 구성이 가능한 영상들을 자동으로 선별하고 페어간의 타이포인트 정보를 이용해 원본 영상을 에피폴라 영상으로 변환했으며, 변환된 에피폴라 스테레오 영상은 고속, 고정밀의 영상 정합기법인MDR (Multi-Dimensional Relaxation)의 적용을 통해 포인트 클라우드를 추출했다. 각 페어에서 추출된 개별 포인트 클라우드는 집성 과정을 거쳐 하나의 포인트 클라우드 혹은 DSM의 최종 산출물 형태로 출력된다. 실험은 DJI社무인항공기에서 취득된 연직 및 경사 촬영 영상을 사용했으며, 실험을 통해 건물의 난간, 벽면 등이 선명하게 표현되는 포인트 클라우드 추출이 가능함을 확인하였다. 향후에는 추출된 포인트 클라우드를 이용한 3차원 건물 추출 연구를 통해 3차원 도시모델의 생성을 위한 영상 처리기술을 계속 발전시켜나가야 할 것이다.

본 연구는 동중국해에서 표층수온의 변화를 이해하기 위해 2003년부터 2017년까지 15년 동안의 위성 및 모델 재분석 자료를 사용하여 수온, 기온, 그리고 열속의 관계를 분석하였다. 동중국해의 표층수온은 3월에 최저(평균 13.72°C)를 보이고, 8월에 최고(평균 28.12°C)를 나타내는 계절적 변화를 보였다. 기온은 표층수온의 계절적 변화와 높은 상관관계를 가지고 있으며 유사한 변화를 나타낸다. 표층수온이 가장 높아지는 8월의 경우 표층수온과 기온의 차이가 줄어들고 표층수온이 상대적으로 기온보다 높아지며 이후 동계까지 지속된다. 동중국해의 하계에서 나타나는 표층수온 변화를 분석하기 위해 8월 표층수온의 이상값을 이용하여 양(04′, 06′, 07′, 13′, 16′, 17′)과 음(03′, 05′, 08′, 09′, 10′, 11′, 12′, 14′, 15′)의 이상값을 가지는 해를 분류하였다. 두 시기의 공통점은 공간적으로 표층수온이 연구해역의 남쪽보다는 북쪽에서, 동쪽보다는 서쪽에서 상대적으로 더 큰 변화를 보이고, 기온과 순열속도 이와 유사한 변화를 나타냈다. 그러나 동중국해의 8월 표층수온 변화에서 양의 이상 값을 보이는 시기는 음의 이상값을 보이는 시기보다 표층수온과 기온의 상승률이 상대적으로 높고, 열속의 값도 상대적으로 증가되었다.
전체 연구기간 중에서 하계 표층수온의 변화는 일반적으로 기온과 높은 상관관계를 나타내지만, 표층수온과 기온의 상호관계에서 일반적인 경향과 차이를 나타내는 시기도 있었다(10′, 12′, 15′, 16′). 2010년과 2012년의 8월 표층수온은 기온보다 평균 0.5°C 이상 감소되어 나타나는데, 연구해역을 관통한 태풍에 의한 것으로 여겨진다. 2015년의 경우는 표층수온보다 기온의 감소(< 0.5°C)가 상대적으로 크게 나타났으며 이는 동아시아 하계 몬순의 약화로 인한 것으로 사료된다. 2016년은 연구기간 동안 표층수온과 기온이 가장 높게 나타났고, 표층수온이 기온보다도 상대적으로 더 높은 온도 상승( >1°C)을 보였다. 위성과 열속 자료에서 표층수온의 변화는 중국 기원 장강희석수가 이동하는 해역에서 상대적으로 증가되어 나타났고, 이런 원인의 분석을 위해 더 많은 연구가 필요하지만 기온 상승에 의한 효과 이외에도 중국 기원 장강희석수의 확장과 같은 외적 요인에 의해서 수온이 이상 상승된 것으로 사료된다.

이 연구는 아마존 열대우림 지역에서 획득된 ALOS PALSAR 자료로부터 HH-편파 와 HV-편파 및 VV-편파와 VH-편파 간의 상관계수를 구하였으며, 이로부터 다중편파 SAR의 반사대칭(Reflection Symmetry) 가정에 대한 분석결과를 보고한다. 반사대칭 가정은 다중편파 SAR의 균질한 자연 산란체에서 HH-편파와 HV-편파 및 VV-편파와 VH-편파는 서로 완전 독립적이며 0의 상관계수를 갖는다는 것으로, 이는 다중편파 SAR의 필수적인 cross-talk 보정 계수 획득과정뿐만 아니라 다중편파 SAR 신호의 3-성분 분석법 등의 활용과정에서 흔히 적용되는 가정이다. 특히 아마존 열대우림 지역은 다중편파 SAR의 반사대칭성 보정에 대표적으로 활용되고 있는 국제적 기준분석 지역이다. 분석결과 가정과는 달리 반사대칭 쌍들 간의 상관계수는 0.018에서 0.097의 범위를 나타냈으며, 이는 동종편파와 이종편파 신호 간에 완전 독립적이지 못하며 무시할 수 없을 정도의 상관관계가 존재한다는 것을 지시하였다. 따라서 이와 같은 0이 아닌 상관계수는 향후 국내 다중편파 SAR 검·보정 계수 결정 및 SAR 다중편파 활용과정에서 오차로 작용할 수 있다는 점이 고려되어야 한다.