• Aerospace Engineering and Technology
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• v.12 no.2
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• pp.147-155
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• 2013

The nominal radiometric calibration equation and additional five algorithms are applied in the infrared channel radiometric calibration for the COMS (Communication, Ocean, Meteorological Satellite) MI (Meteorological Imager). The processing end time of the radiometric calibration is directly related with the start time of geometric calibration processing since the geometric calibration processing is followed by that of the radiometric calibration. This paper describes comparison and analysis results for geometric calibration processing using two types of the radiometric calibration results, outputs from only the nominal radiometric calibration equation and outputs from the complete one (the nominal radiometric calibration equation with additional five algorithms), to propose a method with the earlier start time of the geometric calibration processing. Experimental results show that both of radiometric calibration results, from the nominal radiometric calibration equation with a fast processing speed and from the complete one with accurate radiometric values, can be used in the geometric calibration as the appropriate inputs because those processing results satisfied the requirements of geometric calibration processing accuracy. Thus the radiometric calibration results from the nominal radiometric calibration equation can be used to improve geometric calibration processing time.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.231.1-231.1
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• 2012

한국해양과학기술원 해양위성센터에서 주관운영을 수행하고 있는 천리안 위성의 해양탑재체인 천리안 해양관측위성(이하 GOCI)은 정지궤도위성용 해색센서로서, 태양을 광원으로 지구상의 해수 표면 부근에서 반사되어 대기를 통과한 가시광 및 근적외 대역을 8개 밴드로 분광하여 관측하는 센서이다. 해색센서의 경우, 일반적으로 센서에 입사되는 광신호의 약 90%가 대기에 의한 신호이며, 약 10%에 해당되는 신호만 원래 관측목적인 해수에 의한 신호이기 때문에, 5% 이내의 높은 복사보정 정확도가 요구된다. 이러한 높은 복사보정 정확도를 만족시키기 위해서는, 지상에서의 현장관측을 통한 위성자료 검보정 뿐만 아니라, 발사 후 위성 궤도상에서 센서의 복사보정을 수행하는 궤도상 복사보정이 체계적으로 수행되어야 한다. GOCI는 태양을 기준광원으로 하는 태양광 복사보정을 채택하여, 센서의 셔터부에 태양광 복사보정을 위한 2개의 태양광확산기(Solar Diffuser)를 장비하고 있다. 본 발표에서는 궤도상 시험 후 약 16개월에 걸친 궤도상 복사보정 운영결과와 관련하여, 발사 후 일별, 월별, 계절별 등 각 기간별 센서의 이득변화를 관찰하였으며, 그 결과 1년을 기준으로 약 3% 범위로 주기적인 이득 변화가 있음을 확인하였다. 지상시험결과와의 비교에 의해, 태양광확산기에 대한 태양입사각이 이러한 주기적인 이득 변화의 주 원인임을 궤도상 복사보정 운영결과를 통해 밝히고자 한다.

• Proceedings of the KSRS Conference
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• 2009.03a
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• pp.167-171
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• 2009

정지궤도에서는 세계 최초의 해양관측위성으로 개발된 정지궤도 해양위성(GOCI, Geostationary Ocean Color Imager)은 통신해양기상위성(COMS, Communication, Ocean and Meterological Satellite)의 탑재체로서 2009년말 발사 예정이다. 정지궤도 해양위성의 복사보정은 센서의 전기적 특성에 의한 잡음을 제거하기 위한 암흑전류 교정(Dark Current Correction)을 먼저 수행한 다음, 주운영지상국인 해양위성센터(KOSC, Korea Ocean Satellite Center)에서 수신된 위성의 원시자료의 Digital Number(DN)를 실제 해양원격탐사에서 이용하는 물리량인 복사휘도(Radiance, $W/m^2/{\mu}m/sr$)로 변환하는 복사보정을 수행한다. 정확도 높은 복사보정을 수행하기 위해서는 기준광원의 복사휘도와 센서의 물리적 특성을 정확하게 알아야 한다. 정지궤도 해양위성 궤도상 복사보정(on-orbit radiometric calibration)에서는 태양이 기준광원이기 때문에, 기준 태양복사모델(Thuillier 2004 Solar Irradiance Model)에서 지구-태양간 거리 변화(1년 주기)를 보정한 태양의 방사도 (Irradiance)를 이용하고, 태양입사각에 대한 태양광 확산기의 감쇄 특성 변화를 고려하여 센서에 입력되는 복사휘도를 계산한다. 센서의 물리적 특성으로 인한 복사보정의 오차를 줄이기 위해 우주방사선 및 우주먼지(space debris)로 인해 위성 운용기간 중 그 특성이 저하되는 태양광 확산기(solar Diffuser)의 특성변화를 모니터링하기 위한 DAMD(Diffuser Aging Monitoring Device)를 이용한다. 정지궤도 해양위성 주관운영기관인 한국해양연구원의 해양위성센터에서는 정지궤도 해양위성 복사보정을 수행하기 위한 S/W를 통신해양기상위성 자료처리시스템 개발사업의 일환으로 개발하였으며, 관련 성능 시험을 수행하고 있다.

• Proceedings of the KSRS Conference
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• 2007.03a
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• pp.311-314
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• 2007

다목적실용위성2호 영상자료의 절대복사 보정계수 산출을 위하여 위성 통과시각에 맞추어 2007년 2월 3일 현장실험을 수행하였다. 측정기기로는 Spectroradiometer GER-3700을 사용하였으며, 관측 Target은 아스팔트, 흙, 콘크리트, 잔디, Tarp 53%로 각 Target의 복사량을 측정한 후 지표면 반사도로 변환하였다. 현장에서 관측된 지표면 반사도를 복사전달모델 MODTRAN의 압력 자료로 사용하여 대기권 밖에서 관측될 복사량을 모의할 수 있었다. 마지막으로, 모의된 각 Target의 복사량과 실제 위성 센서가 관측한 DN(Digital Number) 값의 관계식을 이용하여 절대복사 보정계수를 산출하였다. 본 연구 결과는 센서의 반옹도가 반영되지 않은 임시 결과이며, 추후 보다 많은 현장실험 결과를 추가하여 정확한 절대복사 보정계수를 산출할 계획이다.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.39 no.6_2
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• pp.1541-1551
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• 2023

Radiometric calibration is a fundamental step in ocean color remote sensing since the step to derive solar radiance spectrum in visible to near-infrared wavelengths from the sensor-observed electromagnetic signals. Generally, satellite sensor suffers from degradation over the mission period, which results in biases/uncertainties in radiometric calibration and the final ocean products such as water-leaving radiance, chlorophyll-a concentration, and colored dissolved organic matter. Therefore, the importance of radiometric calibration for the continuity of ocean color satellites has been emphasized internationally. This study introduces an approach to improve the radiometric calibration algorithm for the visible bands of the Geostationary Ocean Color Imager-II (GOCI-II) satellite with a focus on stability. Solar Diffuser (SD) measurements were employed as an on-orbit radiometric calibration reference, to obtain the continuous monitoring of absolute gain values. Time series analysis of GOCI-II absolute gains revealed seasonal variations depending on the azimuth angle, as well as long-term trends by possible sensor degradation effects. To resolve the complexities in gain variability, an azimuth angle correction model was developed to eliminate seasonal periodicity, and a sensor degradation correction model was applied to estimate nonlinear trends in the absolute gain parameters. The results demonstrate the effects of the azimuth angle correction and sensor degradation correction model on the spectrum of Top of Atmosphere (TOA) radiance, confirming the capability for improving the long-term stability of GOCI-II data.

• Proceedings of the KSRS Conference
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• 2007.03a
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• pp.20-24
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• 2007

센서의 광학 해상력에 따라 센서에 도달하는 에너지의 앙은 영상의 화소값으로 변환되므로，이 관계는 위성 영상의 정량적인 광학적 특성을 이해하기 위한 바탕이 되며，영상의 질을 유지하기 위한 척도가 되기도 한다. 위성영상의 광학적 특성은 ON 값 을 실제 지표물의 반사에너지 값인 Radiance와 Reflectance로 의 변환을 통하여 추정할 수 있으며，이러한 과정을 절대복사보정(Absolute Radiometric Calibration) 이라고 한다. 절대복사보정 과정에서 센서에 도달하는 태양 에너지의 양을 추정하기 위하여 복사전달모델이 사용된다. 태양 에너지가 대기를 통과함에 따라 여러 가지 상호 작용이 일어나게 되므로 복사 전달모델을 사용하기 위해서는 다양한 입력 변수가 필요하게 된다. 이러한 입력 변수로는 지표물의 반사율， 대기자료，그리고 센서의 특성 등이 포함되며， 이 연구에서는 KOMPSAT-2 위성의 MSC 영상의 절대복사보정 과정에서 복사전달모델의 결과에 영향을 미치는 입력 변수의 특성을 살펴보고자 한다.

• Proceedings of the KSRS Conference
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• 2008.03a
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• pp.69-73
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• 2008

초분광영상을 이용한 정량적인 분석이나 분광라이브러리를 이용한 목표물의 탐지를 위해서는 복사보정이 필수적이지만 사전 검보정 자료가 없는 센서의 경우 절대 복사 보정을 실시할 수 없다. 본 연구의 목표는 사전 검보정 자료가 없는 지상 초분광 카메라 (SOC700) 영상의 화소값을 spectroradiometer의 radiance로 변환하기 위한 상대 변환계수(gain, offset coefficient)를 산출하고 그 적합성을 판단하는 것이다. 초분광영상의 DN과 동시에 측정된 radiance의 밴드별 선형 회귀분석을 통하여 상대 radiance 변환계수를 산출하였다. 산출된 선형 회귀식의 적합도($R^2$)는 대부분이 0.9 이상으로 매우 양호하였으며 상대 radiance를 이용할 경우 상대 분광반사율 획득이 가능하며 이를 통해 보다 초분광영상에 적합한 정량적인 분석을 할 수 있다.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.24 no.2
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• pp.213-222
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• 2008

Although hyperspectral sensing data have shown great potential to derive various surface information that is not usually available from conventional multispectral image, the acquisition of proper hyperspectral image data are often limited. To use ground-based hyperspectral camera image for remote sensing studies, radiometric calibration should be prerequisite. The objective of this study is to develop radiometric calibration procedure to convert image digital number (DN) value to surface reflectance for the 120 bands ground-based hyperspectral camera. Hyperspectral image and spectral measurements were simultaneously obtained from the experimental target that includes 22 different surface materials of diverse spectral characteristics at wavelength range between 400 to 900 nm. Calibration coefficients to convert image DN value to at-sensor radiance were initially derived from the regression equations between the sample image and spectral measurements using ASD spectroradiometer. Assuming that there is no atmospheric effects when the image acquisition and spectral measurements were made at very close distance in ground, we were also able to derive calibration coefficients that directly transform DN value to surface reflectance. However, these coefficients for deriving reflectance values should not be applied when the camera is used for aerial image that contains significant effect from atmosphere and further atmospheric correction procedure is required in such case.

• Proceedings of the KSRS Conference
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• 2006.03a
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• pp.315-318
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• 2006

Pushbroom 방식의 CCD 영상에서 발생하는 pixel들 사이의 Non-uniformity 원인은 CCD pixel 면적의 차이, Dark current 영향, Output amplifier 차이, input radiance의 차이 등과 같은 CCD의 특성에 의해 발생하게 되며, CCD의 특성에 의해 발생되는 pixel사이의 상대복사량 차이인 Non-uniformity errors은 위성영상에서 줄무늬의 일차적 원인이 된다. 이러한 CCD의 상대복사보정을 위해서는 일차적으로 CCD의 특성을 잘 파악할 수 있는 지상에서 보정 값이 계산되어져야 하며 위성발사 후 보정 값이 다시 update 되어야 한다. 본 연구에서는 다목적실용위성2호의 상대복사보정을 위한 준비로서, 지상에서 만들어진 MSC CCD PAN1 영상과 Pushbroom 방식의 다목적실용위성1호 영상을 시험자료로 이용하여 pixel 사이의 줄무늬를 제거하기 위한 상대복사보정을 수행하였다.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.5 no.2
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• pp.213-219
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• 2006

Korea Aerospace Research Institute(KARI) performed field campaigns for absolute radiometric calibration with overpassing of satellite Orbview-3 on Cal/ Val site in Goheung and Daejeon. The performed Cal/Val method is the reflectance-based of vicarious calibration methods. We collected ground-based and meteology data such as temperature, surface pressure and reflectance of targets, and radiosonde data only collected on Goheung. Data collected on each field served as input to radiative transfer codes to generate a top-of-atmosphere(TOA) radiance. Derived TOA is compared with DN of overpassing satellite Orbview-3 to calculate calibration coefficient of gain and offset. Also, This study proposed a proper method to prepare absolute radiometic calibration of KOMPSAT-2 by using experience of Field campaign.