• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.24 no.6
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• pp.535-549
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• 2008

Vicarious calibration for the satellite sensor relies on simulated TOA (Top-of-Atmosphere) radiances over various targets. In this study, TOA visible radiance was calculated over ocean targets which are located in five different regions over the Indian and Pacific ocean, and its possible use for the satellite sensor calibration was examined. TOA radiances are simulated with the 6S radiative transfer model for the comparison with MODIS/Terra and SeaWiFS measurements. Geometric angles and sensor characteristics of the reference satellites were taken into account for the simulation. AOT (Aerosol Optical Thickness) from MODIS/Terra, pigment concentrations from Sea WiFS, and ozone amount from OMI measurements were used as inputs to the model. Other atmospheric input parameters such as surface wind and total column water vapor were taken from NCEP/NCAR reanalysis data. The 5-day averaged radiances over all targets show that the percent differences between simulated and observed radiances are within about ${\pm}5%$ in year 2005, indicating that the calculated radiances are in good agreement with satellite measurements. It has also been shown that the algorithm can produce the SeaWiFS radiances within about ${\pm}5%$ uncertainty range. It has been suggested that the algorithm can be used as a tool for calibrating the VIS bands within about 5% uncertainty range.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.429-429
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• 2019

최근 들어 이상기후 등 다양한 환경적 요인으로 인해 국지적이고 집중적인 호우가 빈발하고 있으며 도로상의 교통체증과 도로재해가 사회적으로 큰 문제가 되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 실시간, 단기간 이동성 강우정보 기술과 도로 기상정보를 활용할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다. 본 연구는 차량의 AW(AutoWiping) 기능을 위해 장착된 강우센서를 이용하여 강우정보를 생산하는 기술을 개발하고자 하였다. 강우센서는 총 4개의 채널로 이루어져있고, 초당 250개의 광신호 데이터를 수집하며, 1시간이면 약 360만 개의 데이터가 생산되게 된다. 5단계의 인공강우를 재현하여 실내 인공강우실험을 실시하고 이를 통해 강우센서 데이터와 강우량과의 상관성을 W-S-R관계식으로 정의하였다. 실내실험데이터와 비교하여 외부환경 및 데이터 생성조건이 다른 실외 데이터의 누적값을 계산하기 위해 Threshold Map 방식을 개발하였다. 강우센서에서 생산되는 대량의 데이터를 이용하여 실시간으로 정확한 강우정보를 생산하기 위해 빅 데이터 처리기법을 사용하여 계산된 실내 데이터의 Threshold를 강우강도 및 채널에 따라 평균값을 계산하고 $4{\times}5$ Threshold Map(4 = 채널, 5 = 강우정보 사상)을 생성하였고 강우센서 기반의 강우정보 생산에 적합한 빅데이터 처리기법을 선정하기 위하여 빅데이터 처리기법 중 Gradient Descent와 Optima Rainfall Intensity을 적용하여 분석하고 결과를 지상 관측강우와 비교검증을 하였다. 이 결과 Optima Rainfall Intensity의 적합도를 검증하였고 실시간으로 관측한 8개 강우사상을 대상으로 강우센서 강우를 생산하였다.

• Journal of the Korea Society of Computer and Information
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• v.25 no.5
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• pp.73-79
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• 2020

As the number of earthquakes gradually increases on the Korean Peninsula, much research has been actively conducted to detect earthquakes quickly and accurately. Because traditional seismic stations are expensive to install and operate, recent research is currently being conducted to detect earthquakes using low-cost MEMS sensors. In this article, we evaluate how a low-cost MEMS acceleration sensor installed in a smartphone can be used to detect earthquakes. To this end, we installed about 280 smartphones at various locations in Korea to collect acceleration data and then assessed the installed sensors' noise floor through PSD calculation. The noise floor computed from PSD determines the magnitude of the earthquake that the installed MEMS acceleration sensors can detect. For the last few months of real operation, we collected acceleration data from 200 smartphones among 280 installed smartphones and then computed their PSDs. Based on our experiments, the MEMS acceleration sensor installed in the smartphone is capable of observing and detecting earthquakes with a magnitude 3.5 or more occurring within 10km from an epic center. During the last several months of operation, the smartphone acceleration sensor recorded an earthquake of magnitude 3.5 in Miryang on December 30, 2019, and it was confirmed as an earthquake using STA/LTA which is a simple earthquake detection algorithm. The earthquake detection system using MEMS acceleration sensors is expected to be able to detect increasing earthquakes more quickly and accurately.

• Journal of the Geological Society of Korea
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• v.54 no.5
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• pp.545-556
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• 2018

This study was conducted to estimate the deep percolation using numerical modeling and field observation data based on rainfall in Haean basin. Soil moisture sensors were installed to monitoring at 30, 60 and 90 cm depths in four sites (YHS1-4) and automatic weather station was installed to around YHS3. Soil moisture and meteorological data was observed from March 25, 2017 to March 25, 2018 and May 06, 2016 to May 06, 2018, respectively. Numerical analysis was performed from June to August, 2017 using the HYDRUS-1D. Average soil moisture contents were high to generally in YHS3 for 0.300 to $0.334m^3/m^3$ and lowest in YHS1 for 0.129 to $0.265m^3/m^3$ during the soil moisture monitoring period. The results of soil moisture flow modeling showed that field observations and modeling values were similar but the peak values were larger in the modeling result. Correlation analysis between observation and modeling data showed that r, $r^2$ and RMSE were 0.88, 0.77, and 0.0096, respectively. This show high correlation and low error rate. The total deep percolation was 744.2 mm during the period of modelling at 500 cm depth. This showed that 61.3% of the precipitation amount (1,214 mm) was recharged in 2017. Deep percolation amount was high in the study area. This study is expected to provide basic data for the estimation of groundwater recharge through unsaturated zone.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.414-414
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• 2017

토양수분은 지면환경에서 일어나는 수문 및 에너지 순환을 이해하는 데 있어 중요한 기상인자이다. 토양수분 현장관측은 땅속에 매설된 센서에 의해 상당히 정확하게 이루어지만, 관측점 수가 충분치 않아 공간적 연속성을 확보하지 못하는 어려움이 존재한다. 이에 광역적 및 연속적 관측이 가능한 마이크로파 위성센서가 토양수분 정보 획득을 위한 보조수단으로서 그 중요성이 부각되고 있다. 마이크로파 위성센서는 구름 등 기상조건의 제약을 받지 않으며, 1978년 이래 현재까지 여러 위성에 의해 25 km 및 10 km 해상도의 전지구 토양수분자료가 생산되어 왔다. 마이크로파 센서를 이용한 토양수분자료는 동일지점에 대하여 하루 2회 정도 산출되므로 적절한 시간분해능을 가지지만, 공간해상도가 최고 10 km로서 지역규모의 수문분석에 적용하기에는 충분치 않다. 이러한 토양수분자료의 공간해상도 문제 해결을 위하여 다양한 지면환경요소를 활용한 통계적 다운스케일링이 대안으로 제시되었다. 최근의 선행연구들은 대부분 방정식을 이용한 결합모형을 통해 통계적 다운스케일링을 수행하였는데, 회귀식과 같은 선형결합뿐 아니라 신경망이나 기계학습 등의 비선형결합에서도, 불가피하게 발생할 수밖에 없는 잔차(residual)로 인하여 다운스케일링 전후의 공간분포 패턴이 달라져버리는 문제를 안고 있었다. 회귀분석에 잔차의 공간내삽을 결합시킨 회귀크리깅(regression kriging)은 잔차보정을 통해 이러한 문제를 해결함으로써 다운스케일링 전후의 공간분포 일관성을 보장하는 기법이다. 이 연구에서는 회귀크리깅을 이용하여 일자별 AMSR2(Advanced Microwave Scanning Radiometer 2) 토양수분 자료를 10 km에서 1 km 해상도로 다운스케일링하고, 다운스케일링 전후의 자료패턴 일관성을 평가한다. 지면온도(LST), 지면온도상승률(RR), 식생온도건조지수(TVDI)는 일자별로 DB를 구축하였고, 식생지수(NDVI), 수분지수(NDWI), 지면알베도(SA)는 8일 간격으로 DB를 구축하였다. 이러한 8일 간격의 자료를 일자별로 변환하기 위하여 큐빅스플라인(cubic spline)을 이용하여 시계열내삽을 수행하였다. 또한 상이한 공간해상도의 자료는 최근린법을 이용하여 다운스케일링 목표해상도인 1 km에 맞도록 변환하였다. 우선 저해상도 스케일에서 추정치를 산출하기 위해서는 저해상도 픽셀별로 이에 해당하는 복수의 고해상도 픽셀을 평균화하여 대응시켜야 하며, 이를 통해 6개의 설명변수(LST, RR, TVDI, NDVI, NDWI, SA)와 AMSR2 토양수분을 반응변수로 하는 다중회귀식을 도출하였다. 이식을 고해상도 스케일의 설명변수들에 적용하면 고해상도 토양수분 추정치가 산출되는데, 이때 추정치와 원자료의 차이에 해당하는 잔차에 대한 보정이 필요하다. 저해상도 스케일로 존재하는 잔차를 크리깅 공간내삽을 통해 고해상도로 변환한 후 이를 고해상도 추정치에 부가해주는 방식으로 잔차보정이 이루어짐으로써, 다운스케일링 전후의 자료패턴 일관성이 유지되는(r>0.95) 공간상세화된 토양수분 자료를 생산할 수 있다.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.13 no.1
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• pp.265-276
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• 2018

Observation and data analysis techniques have been developed for observational blind areas in the lower atmosphere that are difficult to be monitored with fixed equipment on the ground. The vertical data of temperature and relative humidity are remotely collected by the UHF radiosonde installed on UAV and compared with the data measured in the 10 m weather tower. From the validated vertical profile, extrapolated surface temperature and the bulk transfer method were used to estimate the sensible heat flux depending on the atmospheric stability. Compared with the sensible heat flux measured by the 3-dimensional ultrasonic anemometer on the ground, the error of the sensible heat flux estimated was 23% that is less than the range of 30% allowed in the remote sensing. Estimated atmospheric boundary layer height from UAV sensible heat fluxes can provide useful data for air pollution diffusion models in real time and economically.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.13 no.2
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• pp.115-121
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• 2014

GEO-KOMPSAT-2 (GK2) program, which develops two advanced geostationary satellites simultaneously after the successful COMS mission (2010~present), is on going. An improved next generation meteorological payload and space weather sensors will be equipped on the GK2A. The space weather sensor will be the Korea's first geostationary space environment monitoring payload. Main objectives of the project are its applications into space weather forecasting and pre-warning of hazardous space weather by monitoring physical phenomena such as distribution of high energetic particles, Earth's magnetic fields and charging currents on the spacecraft at a geostationary orbit using the three space weather sensors(energetic particle detector, magnetometer and charging monitor). The summary of the GK2A space weather sensor development and its system and interface designs were described in the paper.

• Journal of Korean Society of Forest Science
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• v.89 no.3
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• pp.405-413
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• 2000

This study was conducted to develop an on-line monitoring system for a forest hydrological environment and its meteorological condition, such as temperature, wind direction and speed, rainfall and water level on V-notch, electrical conductivity(EC), potential of hydrogen(PH) by the motor drive sensor unit and measurement with a single-chip microprocessor as controller. These results are summarized as follows ; 1. The monitoring system consists of a signal process unit, motor drive sensor unit, radio modem unit and power supply. 2. The motor drive sensor unit protects the sensor from swift current or freezing and can constantly maintain fixed water level during measurements. 3. This monitoring system can transfer the data by radio modem. Additionally, this system can monitor hydrological conditions in real time. 4. The hardware was made of several modules with an independent CPU. They can be mounted, removed, repaired and added to. Their function can be changed and expanded. 5. These are the result of an accuracy test, the values of temperature, EC and pH measured within an error range of ${\pm}0.2^{\circ}C$, ${\pm}1{\mu}S$ and ${\pm}0.1pH$ respectively. 6. This monitoring system proved to be able to measure various factors for a forest hydrological environment in various experimental stations.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.433-433
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• 2023

토양수분은 물 순환의 필수적인 요소로써 수문순환 및 기상 현상에 큰 영향을 미친다. 현재 우리나라에서는 토양수분 자료구축을 위해 Frequency Domain Reflectometry (FDR), Time Domain Reflectometry (TDR) 센서를 활용하여 지점 단위 토양수분 자료를 생산하고 있다. 그러나 한반도는 도서, 산간 지역이 다수 분포하고 있어, 지점관측 센서만으로 공간 대표성을 갖는 토양수분 자료를 산출하기 어렵다. 이에, 광범위한 지역을 장기간 모니터링 할 수 있는 원격탐사 기법을 활용하여, Advanced SCATterometer (ASCAT), Soil Moisture Active and Passive (SMAP) 등의 공간 단위 토양수분 자료의 적용성이 평가되고 있다. 하지만, 공간 토양수분 자료의 검증을 위해 필수적인 지점 토양수분 자료가 구축되지 않은 미계측지역이 다수 존재하며, 한반도와 같이 지형적 복잡성이 높게 나타나는 지역에서는 계측지역에서의 활용성 평가 결과가 미계측지역에서도 유사하게 나타난다고 가정하기 어렵다. 이에 본 연구에서는, 미계측지역의 공간 토양수분 자료를 산출하고자 계측지역에서 SM2RAIN 알고리즘으로 산출된 강수량 자료와 위성 산출 자료 그리고 지점관측 자료의 관계성을 분석했다. SM2RAIN 알고리즘의 입력자료는 Advanced SCATterometer (ASCAT) 토양수분 자료를 활용했다. ASCAT 토양수분 자료와 SM2RAIN 강수 자료의 검증을 위해 기상청에서 제공하는 Automated Agriculture Observing System (AAOS) 토양수분 자료, Automatic Weather System (AWS) 강수량 자료와 Global Precipitation Measurement (GPM) 강수 자료를 활용하였다. 전반적으로 ASCAT 토양수분을 통해 산출한 SM2RAIN 강수량의 추정과GPM 강수량이 유의미한 상관성이 나타나는 것을 확인할 수 있었으며, 추후 Downscaling 기법과 연계하여 지형적 복잡성이 높게 나타나는 지역의 토양수분 추정이 가능할 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.331-331
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• 2023

일반적으로 가뭄을 해석하기 위하여 가뭄심도, 빈도, 피해면적 및 기간의 영향 등을 고려한 가뭄지수를 이용하며, 이러한 가뭄지수는 주로 지점자료 기반 지상관측자료를 활용하여 산정한다. 하지만 지점자료 특성상 미계측 지역에 대한 정확한 데이터 취득이 어렵기 때문에 미계측 지역에 대한 가뭄 분석의 한계가 발생한다. 다양한 계측기반의 지상센서들이 확충되면서 통계학적 기법기반 공간분포 개선방안을 제시하고 있지만, 정확한 가뭄평가 자료가 추가 및 개선되는 것이 중요하다. 본 연구에서는 원격탐사기술을 활용하여 지점자료의 한계를 극복한 격자기반의 공간정보를 표출함으로써 새로운 가뭄모니터링 방안을 제시하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 지상관측자료로 가뭄을 판단하기 어려운 미계측 지역에 대한 가뭄 판단 및 예측 정확도 향상을 위하여 원격탐사기술을 활용한 공간정보 빅데이터를 구축하고자 한다. 미국 국립가뭄경감센터에서 제시한 식생가뭄반응지수 (VegDRI, Vegetation Drought Response Index)는 식생지수, 기상학적 가뭄지수, 지역적 특성을 반영한 생물물리학적 정보를 통합한 하이브리드 가뭄지수로 가뭄과 관련된 공간정보를 활용하여 가뭄을 판단하는 지표이다. VegDRI 산정을 위하여 ERA5의 격자기반 강수자료, MODIS 센서 기반 식생지수 등 격자기반의 공간정보를 수집하였으며, 전처리 모듈을 구축하였다. 또한, 기존 기상학적 가뭄지수인 표준강수지수 (SPI, Standardized Precipitation Index)와 비교를 통해 VegDRI의 국내 적용성을 평가하였으며, 국내 가뭄사례에 적용하여 적절한 가뭄 판단지표로써 활용할 수 있을 것으로 판단된다.