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Korean Journal of Remote Sensing

  • : 대한원격탐사학회
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  • : KCI등재
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  • : 격월
  • : 1225-6161
  • : 2287-9307
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수록정보
수록범위 : 1권1호(1985)~36권2호(2020) |수록논문 수 : 1,474
대한원격탐사학회지
36권2호(2020년 04월) 수록논문
최근 권호 논문
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1AERONET 선포토미터 자료를 이용한 국내 에어로졸 유형별 특성과 광학적 두께 변화 연구

저자 : 주소희 ( Sohee Joo ) , Naghmeh Dehkhoda , 노영민 ( Youngmin Noh )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 36권 2호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 93-101 (9 pages)

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본 연구는 국내 최초로 안면도, 고산, 광주, 서울에서 측정된 AERONET 선포토미터 자료를 편광소멸도(δ)와 단산란 알베도(SSA)를 이용하여 에어로졸의 유형을 PD, DDM, PDM, NA, WA, MA, SA의 7가지 유형으로 구분하고 계절별, 연도별 발생빈도와 유형별 AOD변화를 살펴보았다. 오염입자(NA, WA, MA, SA를 합한 비율)의 비율은 각각 58.9, 46.2, 59.5, 67.1%로 서울이 가장 높고 고산이 가장 낮았다. 연간 비율 변화는 NA는 증가하고 PD, DDM은 감소하는 경향을 보였다. 유형별 AOD는 NA가 모든 사이트에서 가장 높은 값을 보였다. 또한, NA의 비율과 AOD는 지속적으로 증가하는 추세를 보였다.


For the first time in Korea, aerosol type was separated as PD (Pure dust), DDM (Dust Dominant Mixed), PDM (Pollution Dominant Mixed), NA (Non-Absorbing), WA (Weakly Absorbing), MA (Moderately Absorbing), and SA (Strongly Absorbing) using depolarization ratio and singlescattering albedo based on AERONET sunphotometer data. Then, seasonal and annual occurrence frequency and AOD variation are analyzed. The proportion of pollution aerosols (NA, WA, MA, SA combined) was 58.9, 46.2, 59.5, and 67.1% at Anmyeon, Gosan, Gwangju, Seoul, respectively, with Seoul being the highest and the lowest at Gosan. Annual rate changes tended to increase NA and decrease PD and DDM. The AOD by type showed the highest NA at all sites. In addition, the ratio of NA and AOD continued to increase.

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2초분광 스펙트로미터를 활용한 분광특성 기반의 수심 측정 기법 적용성 검토

저자 : 유호준 ( Hojun You ) , 김동수 ( Dongsu Kim ) , 신형섭 ( Hyoungsub Shin )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 36권 2호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 103-119 (17 pages)

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최근 기후변화와 4대강 살리기 사업으로 인위적으로 조성된 하천의 급속한 재퇴적 및 침식이 의심스러운 상황이다. 이에 따라 최근 하천법을 개정하여 하상변동조사를 정기적으로 실시해야 한다고 규정하였다. 하지만 하상 조사의 공간적 범위 및 밀도가 대폭 증가하고 조사 간격은 줄어드는 추세에 반해 기술적인 한계가 존재하여, 국가기관 등에서 하상 조사 효율화를 위해 혁신적인 하상조사 기술 개발에 관심을 보이고 있다. 하상 조사의 핵심은 다양한 하천 조건에서 하천의 수심을 측정하는 것에 있으며, 일반적인 지상의 지형측량에 비해 수중에서의 직접 조사는 상대적으로 많은 위험과 시간, 비용을 수반한다. 이에 전통적인 기술의 한계를 극복하고자, 해양 수심측량에 주로 활용되어 온 음향측심기(Echo-sounder)를 하천에 적용하였지만, 여러 기술적 한계로 여전히 광범위한 영역에 대한 주기적인 조사에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 이에 원격탐사를 활용한 기법이 그 대안으로 각광받고 있으며, 특히 분광특성을 활용한 수심 측정의 가능성을 보이고 있다. 본 연구에서는 분광특성 중 반사도를 활용하여 수심을 측정할 수 있는 기술을 개발하고 이를 검토하고자 한다. 본 연구에서 제시한 기법을 적용한 결과, 약 0.95 m이내에 해당하는 수심 범위에서 실제 측정된 수심과 0.986, 0.053 m에 해당하는 상관성과 오차를 나타냄을 확인하였다. 향후 본 연구를 드론에 탑재된 초분광 센서에 접목할 경우, 공간적인 수심 측정에 가능할 것으로 사료되며, 광범위한 영역의 주기적인 하상변동조사에 큰 기여를 할 것으로 판단된다.


Recently, the rapid redeposition and erosion of rivers artificially created by climate change and the Four Rivers Restoration Project is questionable. According to the revised law in Korea, the river management agency will periodically carry out bed changes surveys. However, there are technical limitations in contrast to the trend of increasing spatial coverage, density and narrowing of intervals. National organizations are interest in developing innovative bed changes survey techniques for efficiency. Core of bathymetry survey is to measure the depth of rivers under a variety of river conditions, but that is relatively more risky, time-consuming and expensive compared to conventional ground surveys. To overcome the limitations of traditional technology, echo sounder, which has been mainly used for ocean depth surveying, has been applied to rivers. However, due to various technical limitations, it is still difficult to periodically investigate a wide range of areas. Therefore, technique using the remote sensing has been spotlighted as an alternative, especially showing the possibility of depth measurement using spectral characteristics. In this study, we develop and examine a technique that can measure depth of water using reflectance from spectral characteristics. As a result of applying the technique proposed in this study, it was confirmed that the measured depth and the correlation and error corresponding to 0.986 and 0.053 m were measured in the depth range within 0.95 m. In the future, this study could be applied to the measurement of spatial depth if it is applied to the hyperspectral sensor mounted on the drone.

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3OMI 위성 자료와 국가 배출량 자료를 활용한 동아시아의 NOx, SOx 변화 장기 분석(2005-2015)

저자 : 서정현 ( Jeonghyeon Seo ) , 윤종민 ( Jongmin Yoon ) , 추교황 ( Gyo-hwang Choo ) , 김덕래 ( Deok-rae Kim ) , 이동원 ( Dong-won Lee )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 36권 2호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 121-137 (17 pages)

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동아시아 지역은 최근 인구급증과 경제성장으로 인해 화석연료의 사용이 증가함에 따라 이로 인한 대기오염물질 배출이 증가하여 대기질이 점차 악화되고 있다. 본 연구에서는 OMI (Ozone Monitoring Instrument)위성 자료와 국가 대기오염물질 배출량 자료(National Emission Inventory)를 활용하여 동아시아의 대기현황 및 우리나라의 대기질에 국내외 배출량이 미치는 영향을 분석하고 이를 기반으로 미래 배출량을 추정하였다. 2005년부터 2015년까지 동아시아의 NO2, SO2 농도를 분석한 결과, 두 물질 모두 NEC (North East China), SEC(South East China), SMA (Seoul Metropolitan Area) 순으로 높았다. SO2는 우리나라와 중국의 편차가 크게 나타나NEC 지역은 SMA보다 1.63배 높았다. 농도비와 배출비 분석을 통해 국외 배출원이 우리나라 대기환경에 미치는 영향을 간접적으로 파악할 수 있었는데, NO2/SO2 농도비는 우리나라와 중국 모두 2013년에 가장 높았고, SMA의 NOx/SOx 배출비는 2013년 이후 22% 이상 증가했다. 국내 배출량은 지속적으로 감소했으나 농도-배출량 비율(NO2/NOx, SO2/SOx)은 점차 증가하는 것으로 분석되었으며, 이는 곧 국내 배출량 외에 다른 요인(국외 배출원, 체류시간 변화 등)이 우리나라 수도권의 대기질에 영향을 주고 있다는 것으로 해석된다. SMA의 미래배출량은 2025년에 NOx, SOx가 각각 296.2, 39.0 kton, 2035년에는 284.4, 33.8 kton 만큼 배출될 것으로 예측되었다. 본 연구에서는 공간적 제약을 받지 않는 위성자료의 장점을 이용하여 농도와 배출량 사이의 유의미한 결과를 도출하였으며, 이 연구에서 사용된 위성관측 농도와 배출량 간의 상호비교 분석방법론과 GEMS(Geostationary Environment Monitoring Spectrometer) 위성 산출물을 활용하여, 향후 국내 대기질 영향요인을 파악하기 위한 국외 발 대기오염물질 기여도 분석과 배출 인벤토리 보완을 위한 기초 자료를 제시할 수 있을 것으로 기대한다.


Data from the Ozone Monitoring Instrument (OMI) satellite and national emission inventories were used in this study to analyze air quality in East Asia and estimate the impact of domestic and foreign emissions on South Korea's air quality, based on which future emissions were predicted. The concentration trends of nitrogen dioxide (NO2) and sulfur dioxide (SO2) in East Asia from 2005 to 2015 showed that both substances were highest in North East China (NEC), followed by South East China (SEC) and Seoul Metropolitan Area (SMA). The average SO2 concentration was 1.63 times higher in NEC than in SMA. Analysis on the ratios of NO2/SO2 and NOx/SOx provides an indirect picture of the effect of transboundary air pollutants on atmospheric composition in Korea. The concentration ratio of NO2/SO2 in all study areas peaked in 2013 and SMA's emission ratio of NOx/SOx increased in 2015 by over 22% from 2013. Despite the reduction in domestic emissions, the concentration-to-emission ratios (NO2/NOx, SO2/SOx) rose gradually, which implies that other factors besides domestic emissions (e.g., foreign sources, lifetime, etc.) influence air quality in SMA. We estimated future emissions of NOx and SOx in SMA to be 296.2 and 39.0 ktons in 2025 and 284.4 and 33.8 ktons in 2035, respectively. Application of the inter-comparison techniques of this study to the data from the Geostationary Environment Monitoring Instrument (GEMS) is expected to provide concrete information which can be used to improve national emission inventories and figure out factors and sources that affect domestic air quality.

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4건물 밀집 지역에서 대기오염물질 분포에 미치는 건물과 지형의 영향에 관한 수치 연구

저자 : 강건 ( Geon Kang ) , 김재진 ( Jae-jin Kim ) , 이재범 ( Jae-bum Lee )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 36권 2호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 139-153 (15 pages)

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본 연구는 전산유체역학(computational fluid dynamics, CFD) 모델을 이용하여 도시 지역에 위치한 도시대기측정소의 대기질 대표성을 평가하고, 측정 목적에 따른 측정소 위치 선정에 대한 방법론을 제시하였다. 이를 위하여 대상 지역을 은평구 도시대기측정소(air quality monitoring system, AQMS)로 선정하였고 두 가지 배출 시나리오(대기오염물질이 배경에서 수송되는 경우, 도로에서 배출되는 경우에 대한 수치 실험을 수행하였다. 대기 흐름은 대상 지역의 북동쪽과 남동쪽에 위치한 산악 지형의 영향을 크게 받고, 건물이 밀집한 지역에서는 2차 순환에 의한 복잡한 흐름이 나타났다. 대기오염물질이 배경에서 수송되는 경우에, 대기오염물질 분포는 지형(산)의 영향을 크게 받았다. 선오염(도로)에서 배출되는 경우에는 도로 위치와 건물 분포/높이 영향을 크게 받았다. 은평구 AQMS 위치에서 수치 모의된 농도는 지형보다 건물의 영향이 크게 나타났다. 배출 시나리오 결과를 이용하여 은평구 AQMS가 대상 지역의 대기질을 대표할 수 있는지에 대하여 평가하였다. 은평구 AQMS 위치에서 모의되는 농도는 두 시나리오의 층 평균 농도와 유사한 크기를 가지고 있어 측정 높이에서의 대기질을 대표할 수 있다고 판단된다. 대기오염물질은 시·공간적으로 비균질적이기 때문에 측정 목적에 따른 고도 별 측정망 위치 선정에 대한 가이드라인을 제시하였다. 측정망을 고농도가 나타나는 지역(hot spot)과 청정 지역(clean zone), 각 층의 평균 농도가 나타나는 지역(average zone), 건물/지형에 가로막혀 흐름의 유입과 유출이 활발하지 않는 안락처 지역(shelter zone), 외부에서 수송되는 배경 농도를 대표할 수 있는 지역(equibackground zone) 등 총 5가지로 분류하여 조사하였다.


Using a computational fluid dynamics (CFD) model, this study evaluated the representativeness of an air quality monitoring system (AQMS) in an urban area and presented a methodology to determine the suitable AQMS locations for specific purposes. For this, we selected a 1.6 km × 1.6 km area around the Eunpyeong-gu AQMS (AQMS 111181) as a target area. We conducted simulations for two emission scenarios (scenario one: air pollutants transported from inflow boundaries, scenario two: air pollutants emitted from roads). Urban airflows were markedly influenced by mountainous terrain located in the northeast and southeast of the target area, and complicated airflow patterns occurred around the buildings. The distributions of air pollutants were dependent on the terrain (mountain) in scenario one, but the road location and building height in scenario 2. We evaluated whether the AQMS could represent the air quality in the target area based on the simulations for two scenarios. The concentrations simulated at the AQMS were similar in magnitude to the layer mean concentrations, which indicated good representativeness for the air quality in the target area. We also suggested which locations were suitable for different measurement purposes (hot spots, clean zones, average zones, shelter zones, equi-background zones).

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5UV-VIS 초분광 위성센서 모의복사휘도를 활용한 다양한 관측환경에서의 에어로솔 유효고도에 대한 O4 대기질량인자 민감도 조사

저자 : 최원이 ( Wonei Choi ) , 이한림 ( Hanlim Lee ) , 최철웅 ( Chuluong Choi ) , 이양원 ( Yangwon Lee ) , 노영민 ( Youngmin Noh )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 36권 2호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 155-165 (11 pages)

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본 연구에서는 복사전달모델을 사용하여 다양한 변수환경(파장 (340 nm, 477 nm), 에어로솔 종류(스모크, 황사, 황산염), AOD (aerosol optical depth), 지표면 반사도, 관측기하)에 따라 에어로솔 유효 고도(aerosol peak height; APH)에 대한 O4 대기질량인자(air mass factor; AMF)의 민감도를 조사하였다. 전반적으로, 477 nm의 O4 AMF 가 340 nm 보다 APH에 대한 민감도가 크고 안정적으로 산출 가능한 것으로 확인하였다. AOD가 높을 때 APH에 대한 O4 AMF의 민감도가 커지는 것을 확인하였다. 477 nm에서는 340 nm 보다 지표면 반사도의 영향이 큰 것으로 나타났다. 태양천정각 증가에 따라 340 nm에서의 O4 AMF가 감소하는 추세를 발견하였으며, 이러한 경향은 태양천정각 40°인 환경에서 높은 Rayleigh 및 Mie 산란에 의한 장벽효과로 인해 O4 흡수가 발생하는 광경로 길이가 줄어들기 때문인 것으로 사료된다. 477 nm에서는 태양천정각이 증가함에 따라 Rayleigh 및 Mie 산란에 의한 다중산란이 일부 발생하여 O4 AMF가 비선형함수 형태로 증가하는 경향을 보였다. 마지막으로, AOD의 불확실성이 APH 산출오차에 미치는 영향을 조사하였다. 황산염 타입에 대한 APH 산출 시, AOD의 불확실성으로 인한APH 산출오차가 다른 에어로솔 타입보다 크게 나타났으며, 황사의 경우 AOD 불확실성에 대한 APH 산출오차에 대한 영향이 미미하게 나타났다. 이러한 결과는 각 에어로솔 타입의 흡수 산란 특성이 다양하기 때문에, 에어로솔 타입이 APH 산출 오차에 영향을 미칠 수 있음을 의미한다.


In this present study, the sensitivity of O4 Air Mass Factor (AMF) to Aerosol Peak Height (APH) has been investigated using radiative transfer model according to various parameters (wavelength (340 nm and 477 nm), aerosol type (smoke, dust, sulfate), aerosol optical depth (AOD), surface reflectance, solar zenith angle, and viewing zenith angle). In general, it was found that O4 AMF at 477 nm is more sensitive to APH than that at 340 nm and is stably retrieved with low spectral fitting error in Differential Optical Absorption Spectroscopy (DOAS) analysis. In high AOD condition, sensitivity of O4 AMF on APH tends to increase. O4 AMF at 340 nm decreased with increasing solar zenith angle. This dependency is thought to be induced by the decrease in length of the light path where O4 absorption occurs due to the shielding effect caused by Rayleigh and Mie scattering at high solar zenith angles above 40°. At 477 nm, as the solar zenith angle increased, multiple scattering caused by Rayleigh and Mie scattering partly leads to the increase of O4 AMF in nonlinear function. Based on synthetic radiance, APHs have been retrieved using O4 AMF. Additionally, the effect of AOD uncertainty on APH retrieval error has been investigated. Among three aerosol types, APH retrieval for sulfate type is found to have the largest APH retrieval error due to uncertainty of AOD. In the case of dust aerosol, it was found that the influence of AOD uncertainty is negligible. It indicates that aerosol types affect APH retrieval error since absorption scattering characteristics of each aerosol type are various.

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6RadCalNet 자료를 이용한 다목적실용위성 3A 영상 자료의 지표 반사도 성과 검증

저자 : 이기원 ( Kiwon Lee ) , 김광섭 ( Kwangseob Kim )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 36권 2호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 167-178 (12 pages)

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2015년 발사된 이후 KOMPSAT-3A 영상정보가 여러 분야에서 활용되고 있다. 그러나 실제 육상 환경의 분석에 필요한 지표 반사도를 얻을 수 있는 도구 개발이 이루어지지 않아서 식생 지수 산정 등과 같이 이러한 자료를 적용하는 과학적 분석과 응용 분야의 확산에는 한계가 있었다. 지표 반사도는 절대 대기 보정 처리 과정을 수행하여 얻어지는 성과물이다. 이 연구에서는 OTB 오픈 소스 확장 프로그램으로부터 KOMPSAT-3A 영상정보의 대기 반사도와 지표 반사도를 구하고, 국제 검보정 포털 RadCalNet에서 제공하는 대기 반사도와 지표 반사도 현장 측정 자료를 이용하여 정확도를 비교 검증하고자 한다. 또한 같은 지역의 Landsat-8 OLI 영상으로부터 지표 반사도를 구하고 비교 검증 실험에 같이 적용하였다. 검증 실험 결과로 KOMPSAT-3A 영상의 대기 반사도는 같은 분광대역에 해당하는 RadCalNet 자료의 평균값과 비교했을 때 0.00에서 1.00까지의 범위에서 최대 ± 0.02 차이가 보이는 것을 확인할 수 있었다. KOMPSAT-3A 영상의 지표 반사도 산출 결과는 RadCalNet 자료와 0.02에서 0.04까지의 차이 값을 갖는 높은 일치도를 보이는 것으로 나타났다. 이 결과들은 KOMPSAT-3A 영상의 분석대기자료(Analysis Ready Data)로서의 활용 가능성을 증가시키는 기본 자료로 사용할 수 있다. 또한 이 연구에서 개발된 도구와 연구 방법은 향후 국토, 농업, 산림 활용을 위한 차세대 중형 위성영상자료의 각 센서 모델에 맞는 확장 프로그램 개발과 검증에도 적용이 가능할 것으로 생각한다.


KOMPSAT-3A images have been used in various kinds of applications, since its launch in 2015. However, there were limits to scientific analysis and application extensions of these data, such as vegetation index estimation, because no tool was developed to obtain the surface reflectance required for analysis of the actual land environment. The surface reflectance is a product of performing an absolute atmospheric correction or calibration. The objective of this study is to quantitatively verify the accuracy of top-of-atmosphere reflectance and surface reflectance of KOMPSAT-3A images produced from the OTB open-source extension program, performing the cross-validation with those provided by a site measurement data of RadCalNet, an international Calibration/Validation (Cal/Val) portal. Besides, surface reflectance was obtained from Landsat-8 OLI images in the same site and applied together to the cross-validation process. According to the experiment, it is proven that the top-of-atmosphere reflectance of KOMPSAT-3A images differs by up to ± 0.02 in the range of 0.00 to 1.00 compared to the mean value of the RadCalNet data corresponding to the same spectral band. Surface reflectance in KOMPSAT-3A images also showed a high degree of consistency with RadCalNet data representing the difference of 0.02 to 0.04. These results are expected to be applicable to generate the value-added products of KOMPSAT-3A images as analysis ready data (ARD). The tools applied in this study and the research scheme can be extended as the new implementation of each sensor model to new types of multispectral images of compact advanced satellites (CAS) for land, agriculture, and forestry and the verification method, respectively.

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72019 강릉-동해 산불 피해 지역에 대한 PlanetScope 영상을 이용한 지형 정규화 기법 분석

저자 : 정민경 ( Minkyung Chung ) , 김용일 ( Yongil Kim )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 36권 2호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 179-197 (19 pages)

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지형 정규화 기법은 영상 촬영 시의 광원, 센서 및 지표면 특성에 따라 발생하는 밝기값 상의 지형적인 영향을 제거하는 방법으로, 지형 조건으로 인해 동일 피복의 픽셀들이 서로 다른 밝기값을 지닐 때 그 차이를 감소시킴으로써 평면 상의 밝기값과 같아 보이도록 보정한다. 이러한 지형적인 영향은 일반적으로 산악 지형에서 크게 나타나며, 이에 따라 산불 피해 지역 추정과 같은 산악 지형에 대한 영상 활용에서는 지형 정규화 기법이 필수적으로 고려되어야 한다. 그러나 대부분의 선행연구에서는 중저해상도의 위성영상에 대한 지형 보정 성능 및 분류 정확도 영향 분석을 수행함으로써, 고해상도 다시기 영상을 이용한 지형 정규화 기법 분석은 충분히 다루어지지 않았다.
이에 본 연구에서는 PlanetScope 영상을 이용하여 신속하고 정확한 국내 산불 피해 지역 탐지를 위한 각 밴드별 최적의 지형 정규화 기법 평가 및 선별을 수행하였다. PlanetScope 영상은 3 m 공간 해상도의 전세계 일일 위성영상을 제공한다는 점에서 신속한 영상 수급 및 영상 처리가 요구되는 재난 피해 평가 분야에 높은 활용 가능성을 지닌다. 지형 정규화 기법 비교를 위해 보편적으로 이용되고 있는 7가지 기법을 구현하였으며, 토지 피복 구성이 상이한 산불 전후 영상에 모두 적용, 분석함으로써 종합적인 피해 평가에 활용될 수 있는 밴드 별 최적 기법 조합을 제안하였다. 제안된 방법을 통해 계산된 식생 지수를 이용하여 화재 피해 지역 변화 탐지를 수행하였으며, 객체 기반 및 픽셀 기반 방법 모두에서 향상된 탐지 정확도를 나타내었다. 또한, 화재 피해 심각도(burn severity) 매핑을 통해 지형 정규화 기법이 연속적인 밝기값 분포에 미치는 효과를 확인하였다.


Topographic normalization reduces the terrain effects on reflectance by adjusting the brightness values of the image pixels to be equal if the pixels cover the same land-cover. Topographic effects are induced by the imaging conditions and tend to be large in high mountainous regions. Therefore, image analysis on mountainous terrain such as estimation of wildfire damage assessment requires appropriate topographic normalization techniques to yield accurate image processing results. However, most of the previous studies focused on the evaluation of topographic normalization on satellite images with moderate-low spatial resolution. Thus, the alleviation of topographic effects on multi-temporal highresolution images was not dealt enough.
In this study, the evaluation of terrain normalization was performed for each band to select the optimal technical combinations for rapid and accurate wildfire damage assessment using PlanetScope images. PlanetScope has considerable potential in the disaster management field as it satisfies the rapid image acquisition by providing the 3 m resolution daily image with global coverage. For comparison of topographic normalization techniques, seven widely used methods were employed on both pre-fire and post-fire images. The analysis on bi-temporal images suggests the optimal combination of techniques which can be applied on images with different land-cover composition. Then, the vegetation index was calculated from the images after the topographic normalization with the proposed method. The wildfire damage detection results were obtained by thresholding the index and showed improvements in detection accuracy for both object-based and pixel-based image analysis. In addition, the burn severity map was constructed to verify the effects of topographic correction on a continuous distribution of brightness values.

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8잘피 서식지 모니터링을 위한 딥러닝 기반의 드론 영상 의미론적 분할

저자 : 전의익 ( Eui-ik Jeon ) , 김성학 ( Seong-hak Kim ) , 김병섭 ( Byoung-sub Kim ) , 박경현 ( Kyung-hyun Park ) , 최옥인 ( Ock-in Choi )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 36권 2호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 199-215 (17 pages)

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잘피는 연안해역에 서식하는 해양수생관속식물로 해양생태계의 중요한 역할을 하고 있어, 주기적인 잘피 서식지의 모니터링이 이루어지고 있다. 최근 효율적인 잘피 서식지의 모니터링을 위해 고해상도의 영상획득이 가능한 드론의 활용도가 높아지고 있다. 그리고 의미론적 분할에 있어 합성곱 신경망 기반의 딥러닝이 뛰어난 성능을 보임에 따라, 원격탐사 분야에 이를 적용한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 그러나 다양한 딥러닝 모델, 영상, 그리고 하이퍼파라미터에 의해 의미론적 분할의 정확도가 다르게 나타나고, 영상의 정규화와 타일과 배치 크기에서도 정형화되어 있지 않은 상태이다. 이에 따라 본 연구에서는 우수한 성능을 보여주는 딥러닝 모델을 이용하여 드론의 광학 영상에서 잘피 서식지를 분할하였다. 그리고 학습 자료의 정규화 및 타일의 크기를 중점으로 결과를 비교 및 분석하였다. 먼저 정규화와 타일, 배치 크기에 따른 결과 비교를 위해 흑백영상을 만들고 흑백 영상을 Z-score 정규화 및 Min-Max 정규화 방법으로 변환한 영상을 사용하였다. 그리고 타일 크기를 특정 간격으로 증가시키면서 배치 크기는 메모리 크기를 최대한 사용할 수 있도록 하였다. 그 결과, Z-score 정규화가 적용된 영상이 다른 영상보다 IoU가 0.26 ~ 0.4 정도 높게 나타났다. 또한, 타일과 배치 크기에 따라 최대 0.09까지 차이가 나타나는 것을 확인하였다. 딥러닝을 이용한 의미론적 분할에 있어 정규화, 타일의 배치 크기의 변화에 따른 결과가 다르게 나타났다. 그러므로 실험을 통해 이들 요소에 대한 적합한 결정 과정이 있어야 함을 알 수 있었다.


A seagrass that is marine vascular plants plays an important role in the marine ecosystem, so periodic monitoring of seagrass habitats is being performed. Recently, the use of drones that can easily acquire very high-resolution imagery is increasing to efficiently monitor seagrass habitats. And deep learning based on a convolutional neural network has shown excellent performance in semantic segmentation. So, studies applied to deep learning models have been actively conducted in remote sensing. However, the segmentation accuracy was different due to the hyperparameter, various deep learning models and imagery. And the normalization of the image and the tile and batch size are also not standardized. So, seagrass habitats were segmented from drone-borne imagery using a deep learning that shows excellent performance in this study. And it compared and analyzed the results focused on normalization and tile size. For comparison of the results according to the normalization, tile and batch size, a grayscale image and grayscale imagery converted to Z-score and Min-Max normalization methods were used. And the tile size is increased at a specific interval while the batch size is allowed the memory size to be used as much as possible. As a result, IoU was 0.26 ~ 0.4 higher than that of Z-score normalized imagery than other imagery. Also, it was found that the difference to 0.09 depending on the tile and batch size. The results were different according to the normalization, tile and batch. Therefore, this experiment found that these factors should have a suitable decision process.

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9취약인자의 엔트로피 기반 중첩 분석을 이용한 부산광역시의 적설재해 취약지역 등급 평가

저자 : 안찬중 ( Chanjung An ) , 박용미 ( Yongmi Park ) , 최원식 ( Wonsik Choi )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 36권 2호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 217-229 (13 pages)

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최근 한반도는 지구온난화로 기상이변 현상이 심화되고 있으며, 그 중 우리나라에서 주로 발생하는 5대 자연재해는 호우, 태풍, 풍랑, 대설, 지진 등이 있다. 부산광역시는 광역시 이상의 도시 자연재해 피해액 중 50% 이상을 차지하고 도심 속 구릉성 산지가 다수 분포하여 적설재해에 매우 취약한 구조를 가지고 있다. 따라서 본 연구는 부산지역을 중심으로 지리정보시스템(GIS)을 이용하여 지형적 특성과 인위적 특성을 함께 고려한 적설재해 위험지역을 선정하였다. 재해취약 지역의 평가요소(표고, 경사도, 토지피복, 도로, 인구통계)에 가중치를 부과하기 위해 엔트로피 방법을 이용하였으며, 가중치가 부과된 평가요소 지도를 중첩하여 위험1-5등급으로 위험도를 산정하였다. 중첩된 격자별 위험등급을 정책결정이나 정보제공의 편의성을 위해 읍·면·동 단위로 평균하여 단순화된 적설재해 취약지도를 추가 분석하였다. 재해 취약지역은 산지를 중심으로 도로가 분포하는 지역 주변에 분포한다는 특징이 있으며, 도로 통제 빈도가 높았던 금정구의 산성로, 북구의 만덕터널, 수영구의 황령산로에 위험지역이 포함되어 본 분석의 신뢰성을 확인하였다. 이와 같은 방법론은 직관적이고 사용하기 쉬우며 취약인자의 추가나 개선에 대한 업데이트가 용이하기 때문에 다른 재해나 환경위험도 분석에도 쉽게 적용이 가능하다는 장점이 있다.


Recently, weather changes in Korea have intensified due to global warming, and the five major natural disasters that occur mostly include heavy rains, typhoons, storms, heavy snow, and earthquakes. Busan is vulnerable to snow disaster, given that the amount of natural disaster damage in Busan accounts for more than 50% of the total amount in the entire metropolitan cities in Korea, and that the Busan area includes many hilly mountains. In this study, we attempted to identify vulnerable areas for snowfall disasters in Busan areas using the geographic information system (GIS) with the data for both geographical and anthropogenic characteristics. We produced the maps of vulnerable areas for evaluating factors that include altitude, slope, land cover, road networks, and demographics, and overlapped those maps to rank the vulnerability to snowfall disasters as the 5th levels finally. To weight each evaluating factor, we used an entropy method. The riskiest areas are characterized by being located in mountainous areas with roads, including Sansung-ro in Geumjeong-gu, Mandeok tunnel in Buk-gu, Hwangnyeongsan-ro in Suyeong-gu, and others, where road restrictions were actually enforced due to snowfall events in the past. This method is simple and easy to be updated, and thus we think this methodology can be adapted to identify vulnerable areas for other environmental disasters.

KCI등재

10한국의 연안원격탐사 활용

저자 : 유주형 ( Joo-hyung Ryu ) , 홍상훈 ( Sang-hoon Hong ) , 조영헌 ( Young-heon Jo ) , 김덕진 ( Duk-jin Kim )

발행기관 : 대한원격탐사학회 간행물 : 대한원격탐사학회지 36권 2호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 231-236 (6 pages)

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최근 지구온난화로 인한 지구 규모 단위의 기후변화로 인한 연안의 환경변화에 대한 관심이 매우 높다. 또한 인간의 도시 개발로 인해 중요한 자연 및 사회적으로 유용한 연안지역 환경이 많이 훼손되고 있다. 이를 보호하기 위한 다양한 플랫폼과 탑재체를 이용한 현장 조사 및 원격탐사 연구가 연안 및 근해 지역에서 수행되고 있다. 본 특별호는 한국해양과학기술원 해양위성센터와 그 외 여러 대학에서 진행되고 있는 다양한 주제의 흥미로운 연안원격탐사 연구 결과를 소개한다. 본 특별호를 통해 한국해양과학기술원 해양위성센터에서 수행되고 있는 다양한 국내 연안원격탐사의 역할과 가치를 공유하고 연안 환경을 보호하기 위한 연안원격탐사 과제 발굴을 위한 계기가 되기를 기대한다.


Recently, great attention for environment changes of coastal regions due to climate change by the global warming has been raised. In addition, coastal environments which are very useful resources has been impacted by anthropogenic activities such as urbanization or fishery, etc. In situmeasurements and remote sensing application using various platforms equipped by payloads with very diverse spectral resolution has been conducted to protect and reconstruct invaluable coastal region. In this special issue, several studies showing very interesting results of the coastal remote sensing in Korea. This special issue contains the research activities over the coastal regions in Korea has been performed by the KIOST Korea Ocean Satellite Center and academic organizations. We hope to share useful information on the various domestic coastal remote exploration activities and to contribute to develop scientific research to protect our invaluable coastal environment.

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1연안해역에서 석유오염물질의 세균학적 분해에 관한 연구

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