• Title/Summary/Keyword: 다분광영상

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Comparison of drone-based hyperspectral and multispectral imagery for bathymetry mapping (드론기반 초분광영상과 다분광영상을 활용한 수심산정 비교)

  • Yeonghwa Gwon;Dongsu Kim;Siyoon Kwon;Hojun You
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.54-54
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    • 2023
  • 하천유역조사는 관련 법률의 규정에 의해 물관리정책의 수립에 필요한 기초정보를 제공하는 것을 목적으로 기본현황, 이수, 치수 환경생태 등 유역관리에 필요한 주요 조사항목을 대상으로 수행되고 있다. 조사방법 중 원격탐사자료 활용한 조사는 드론 모니터링 영상 및 위성영상자료를 이용해 댐·제방과 같은 치수 시설물의 안전관리, 수질 모니터링, 하천지형조사, 하상변동조사 등에 활용되고 있다. 최근에는 일반 RGB 영상뿐만 아니라 수백개의 분광밴드를 포함한 초분광영상을 이용한 하천조사 연구가 이루어지고 있다. 초분광영상은 분광해상도가 높아 다항목 조사에 활용할 수 있다는 장점이 있지만, 많은 양의 분광정보를 포함하고 있기 때문에 초기 수집 자료의 용량이 너무 크고, 분석을 위한 전처리 과정이 까다롭다는 단점이 있다. 반면, 10개 이하 밴드의 분광정보를 수집하는 다분광영상은 2개 밴드를 이용해 정규식생지수(NDVI)를 즉각적으로 모니터링할 수 있고, 작물의 생육현황 등을 분석할 수 있어 농업 및 산림분야에서 널리 활용되고 있다. 초분광영상을 이용한 수심산정 연구는 최적 밴드비 탐색 기법(OBRA)을 활용해 측정수심과 상관관계가 높은 밴드비를 이용해 수심맵을 구축하는 방식이 활용되어왔다. 본 연구에서는 기존의 초분광영상을 활용한 수심산정기법을 다분광영상에 적용하여 분광밴드수가 축소된(경량화된) 자료를 활용한 수심산정 가능성을 확인하기 위해 동일한 현장에서 초분광과 다분광 두가지 영상을 촬영하였으며, 각각 수심맵을 구축해 하천분야에서 다분광영상의 활용도를 평가하였다. 또한, 기존의 OBRA의 한계를 개선하기 위해 가우시안 혼합 모델(GMM; Gaussian Mixture Model)을 활용해 영상을 군집화하여 수심산정 정확도를 개선하였다.

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Improving Precision of the Exterior Orientation and the Pixel Position of a Multispectral Camera onboard a Drone through the Simultaneous Utilization of a High Resolution Camera (고해상도 카메라와의 동시 운영을 통한 드론 다분광카메라의 외부표정 및 영상 위치 정밀도 개선 연구)

  • Baek, Seungil;Byun, Minsu;Kim, Wonkook
    • Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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    • v.39 no.6
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    • pp.541-548
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    • 2021
  • Recently, multispectral cameras are being actively utilized in various application fields such as agriculture, forest management, coastal environment monitoring, and so on, particularly onboard UAV's. Resultant multispectral images are typically georeferenced primarily based on the onboard GPS (Global Positioning System) and IMU (Inertial Measurement Unit)or accurate positional information of the pixels, or could be integrated with ground control points that are directly measured on the ground. However, due to the high cost of establishing GCP's prior to the georeferencing or for inaccessible areas, it is often required to derive the positions without such reference information. This study aims to provide a means to improve the georeferencing performance of a multispectral camera images without involving such ground reference points, but instead with the simultaneously onboard high resolution RGB camera. The exterior orientation parameters of the drone camera are first estimated through the bundle adjustment, and compared with the reference values derived with the GCP's. The results showed that the incorporation of the images from a high resolution RGB camera greatly improved both the exterior orientation estimation and the georeferencing of the multispectral camera. Additionally, an evaluation performed on the direction estimation from a ground point to the sensor showed that inclusion of RGB images can reduce the angle errors more by one order.

Merging of Remote Sensing image using the Neural Networks (신경회로망을 이용한 원격 탐사 영상의 정합)

  • 이주원;박헌종;박성록;조원래;김영일;이건기
    • Proceedings of the IEEK Conference
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    • 2001.06d
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    • pp.215-218
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    • 2001
  • 본 연구에서는 저해상도 다분광 영상으로부터 고해상도 다분광 영상을 효과적인 추출하기 위해 인공지능의 한 기법인 신경회로망을 이용하여 중합을 위한 구조를 제안하였고, IKONOS 위성 영상에 적용하여 실험 및 결과를 제시하였다. 실험 결과에서 얻어진 화상은 비교적 좋은 분광특성을 나타내었으며, 향후, 본 연구의 중합방법은 토지 이용분류, 환경감시, 자원조사 등의 많은 분야와 지형공간정보 시스템의 데이터 활용 등 여러분야 응용될 경우 우수한 성능을 제공할 것으로 사료된다.

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Accuracy of Image Transformation Methods and Supervised Classifications on Multi-Spectral TM: A Comparative Study on Lower Tumen River Area (다분광 TM 영상 변환기법과 감독분류 정확도 비교연구 -두만강 하류 지역을 중심으로-)

  • Lee, Ki-Suk;Nan, Ying
    • Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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    • v.17 no.3
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    • pp.311-320
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    • 1999
  • This study conducts to analyze comparative accuracy when both Image Transformation Methods and Supervised Classifications on multi-spectral TM using a case of Lower Tumen River Area. In terms of overall classification accuracy, maximum likelihood method turns out higher than other one, but in a case of vegetation only, MNF and TC image transformation methods produce a better quality of the result. Especially, seven dimensional images including MNF, TC, and NDVI create better image than three dimensional one. Among these transformation methods, maximum likelihood method results out the best one. Multi-spectral image could be useful as an important basic material for site selection of industrial allocation as well as Tumen River Area Economic Development Plan.

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Pansharpening Method for KOMPSAT-2/3 High-Spatial Resolution Satellite Image (아리랑 2/3호 고해상도 위성영상에 적합한 융합기법)

  • Oh, Kwan-Young;Jung, Hyung-Sup;Jeong, Nam-Ki
    • Korean Journal of Remote Sensing
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    • v.31 no.2
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    • pp.161-170
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    • 2015
  • This paper presents an efficient image fusion method to be appropriate for the KOMPSAT-2 and 3 satellites. The proposed method is based on the well-established component substitution (CS) approach. The proposed method is divided into two parts: 1) The first step is to create a intensity image by the weighted-averaging operation of a multi-spectral (MS) image and 2) the second step is to produce an optimal high-frequency image using the statistical properties of the original MS and panchromatic (PAN) images. The performance of the proposed method is evaluated in both quantitative and visual analysis. Quantitative assessments are performed by using the relative global dimensional synthesis error (Spatial and Spectral ERGAS), the image quality index (Q4), and the spectral angle mapper index (SAM). The qualitative and quantitative assessment results show that the fusion performance of the proposed method is improved in both the spectral and spatial qualities when it is compared with previous CS-based fusion methods.

퇴적물의 분류를 위한 Landsat TM자료와 Hyperspectral reflectance 자료 적용

  • 유영철;송무영;안충현
    • Proceedings of the KSRS Conference
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    • 2000.04a
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    • pp.178-182
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    • 2000
  • 본 연구의 목적은 실험실에서 퇴적물의 다분광반사 특성과 물성을 측정하고 이를 위성 영상에 적용하여 영상에서 나타나는 퇴적물의 분광차이의 원인을 해석하고, 위성영상에서의 퇴적물의 분류 가능성을 연구하는데 있다. 연구에서는 Landsat TM위성 영상과 350~2500nm 파장대역에 대한 퇴적물 시료의 분광측정 자료를 사용하였으며, 기존의 조사 자료를 토대로 TM 영상에서 퇴적물을 분류한 후, 현장에서 시료를 채취하여 입도 분류를 실시하였다. 퇴적물의 입도와 함수비에 따른 분광특성변화를 검증하였으며, 입도와 함수비에 대한 회귀식을 구하여 이를 영상에 적용 분류하였다. 분석 결과 다분광자료 측정시 퇴적물입도에 따른 분광차이는 미약하였으며 이를 TM 자료로 재구성하였을 때는 분광특성을 구분할 수 없었다. 퇴적물의 분류는 TM Band 4, 5, 7을 이용한 회귀식을 적용할 때 비교적 정확하게 나타났으나, 영상에서 퇴적물의 분광 차이는 입도 크기가 직접적인 요인이 아니라 입도에 의한 함수비 및 유기물 함량의 차이에 기인한 것으로 해석된다.

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Comparative Study on Hyperspectral and Satellite Image for the Estimation of Chlorophyll a Concentration on Coastal Areas (연안 해역의 클로로필 농도 추정을 위한 초분광 및 위성 클로로필 영상 비교 연구)

  • Shin, Jisun;Kim, Keunyong;Ryu, Joo-Hyung
    • Korean Journal of Remote Sensing
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    • v.36 no.2_2
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    • pp.309-323
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    • 2020
  • Estimation of chlorophyll a concentration (CHL) on coastal areas using remote sensing has been mostly performed through multi-spectral satellite image analysis. Recently, various studies using hyperspectral imagery have been attempted. In particular, airborne hyperspectral imagery is composed of hundreds of bands with a narrow band width and high spatial resolution, and thus may be more effective in coastal areas than estimation of CHL through conventional satellite image. In this study, comparative analysis of hyperspectral and satellite-based CHL images was performed to estimate CHL in coastal areas. As a result of analyzing CHL and seawater spectrum data obtained by field survey conducted on the south coast of Korea, the seawater spectrum with high CHL peaked near the wavelength bands of 570 and 680 nm. Using this spectral feature, a new band ratio of 570 / 490 nm for estimating CHL was proposed. Through regression analysis between band ratio and the measured CHL were generated new CHL empirical formula. Validation of new empirical formula using the measured CHL showed valid results, with R2 of 0.70, RMSE of 2.43 mg m-3, and mean bias of 3.46 mg m-3. As a result of applying the new empirical formula to hyperspectral and satellite images, the average RMSE between hyperspectral imagery and the measured CHL was 0.12 mg m-3, making it possible to estimate CHL with higher accuracy than multi-spectral satellite images. Through these results, it is expected that it is possible to provide more accurate and precise spatial distribution information of CHL in coastal areas by utilizing hyperspectral imagery.

Optical Design of the STSAT-3 Secondary Payload: COMIS (Compact Hyperspectral Imager) (과학기술위성3호 부탑재체 영상분광기COMIS 광학 설계)

  • Lee, Jun-Ho;Kim, Yong-Min;Jang, Tae-Seong;Yang, Ho-Sun;Lee, Seung-U
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2008.02a
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    • pp.71-72
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    • 2008
  • 과학기술위성3호 부탑재체로 영상분광기(COMIS, Compact Hyperspectral Imager)가 선정되어 2007년 5월부터 개발이 진행되고 있다. COMIS는 2010년 과학기술위성3호에 탑재 발사되어, 위성 궤도 700km 상공에서 해상도 30m을 가지고, 30km 폭의 지표면 또는 대기를 관측할 수 있다. 현재까지 국내에서 개발된 위성탑재 지구관측카메라가 흑백이거나 다분광(3파장)으로 지구관측을 하는 것에 반하여 COMIS는 가시광 및 근적외선 영역에서 16${\sim}$62대역(4${\sim}$15nm 파장 분해능)의 초분광 관측을 수행하게 된다. 초분광 영상은 관측 대상 물성의 상세 구분이 가능한 관계로 군사적 활용을 포함한 원격 탐사의 주요 활용 분야로 대두되고 있다. 본 논문은 과학기술위성3호 부탑재체로 개발되는 영상분광기인 COMIS(Compact Hyperspectral Imager)의 전반적인 개념, 활용 과학을 먼저 소개하고 상세 광학 설계를 발표한다.

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Development of a Method for Tracking Sandbar Formation by Weir-Gate Opening Using Multispectral Satellite Imagery in the Geumgang River, South Korea (금강에서 다분광 위성영상을 이용한 보 운영에 따른 모래톱 형성 추적 방법의 개발)

  • Cheolho Lee;Kang-Hyun Cho
    • Ecology and Resilient Infrastructure
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    • v.10 no.4
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    • pp.135-142
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    • 2023
  • A various technology of remote sensing and image analysis are applied to study landscape changes and their influencing factors in stream corridors. We developed a method to detect landscape changes over time by calculating the optical index using multispectral images taken from satellites at various time points, calculating the threshold to delineate the boundaries of water bodies, and creating binarized maps into land and water areas. This method was applied to the upstream reach of the weirs in the Geumgang River to track changes in the sandbar formed by the opening of the weir gate. First, we collected multispectral images with a resolution of 10 m × 10 m taken from the Sentinel-2 satellite at various times before and after the opening of the dam in the Geumgang River. The normalized difference water index (NDWI) was calculated using the green light and near-infrared bands from the collected images. The Otsu's threshold of NDWI calculated to delineate the boundary of the water body ranged from -0.0573 to 0.1367. The boundary of the water area determined by remote sensing matched the boundary in the actual image. A map binarized into water and land areas was created using NDWI and the Otsu's threshold. According to these results of the developed method, it was estimated that a total of 379.7 ha of new sandbar was formed by opening the three weir floodgates from 2017 to 2021 in the longitudinal range from Baekje Weir to Daecheong Dam on the Geumgang River. The landscape detection method developed in this study is evaluated as a useful method that can obtain objective results with few resources over a wide spatial and temporal range.

The flight Test Procedures For Agricultural Drones Based on 5G Communication (5G 통신기반 농업용 드론 비행시험 절차)

  • Byeong Gyu Gang
    • Journal of Aerospace System Engineering
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    • v.17 no.2
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    • pp.38-44
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    • 2023
  • This study aims to determine how agricultural drones are operated for flight tests using a 5G communication in order to carry out a mission such as sensing agricultural crop healthy status with special cameras. Drones were installed with a multi-spectral and IR camera to capture images of crop status in separate altitudes with different speeds. A multi-spectral camera can capture crop image data using five different particular wavelengths with a built-in GPS so that captured images with synchronized time could provide better accuracy of position and altitude during the flight time. Captured thermal videos are then sent to a ground server to be analyzed via 5G communication. Thus, combining two cameras can result in better visualization of vegetation areas. The flight test verified how agricultural drones equipped with special cameras could collect image data in vegetation areas.