• 대한원격탐사학회지
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• 제36권5_2호
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• pp.975-988
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• 2020

변화탐지는 서로 다른 시점에 촬영된 영상에서 일어난 변화를 관측하는 기술로 위성영상을 활용한 원격탐사 분야에서 중요한 기술이다. 변화탐지 기법 중 하나인 무감독 변화탐지 기법은 단시간 내에 변화지역을 추출할 수 있는 장점을 지니지만, 임계값을 통해 변화된 지역을 이진영상으로 나타내기 때문에 토지피복변화를 파악하기 어렵다는 단점이 있다. 본 연구는 이러한 무감독 변화탐지의 단점을 보완하기 위해 공간정보를 기반으로 생성된 격자 포인트를 이용하여 위성영상의 토지피복변화 및 정확도 평가를 수행하였다. 변화탐지 알고리즘은 Spectral Angle Mapper(SAM)를 사용하였으며, 김제자유무역지역 일대를 촬영한 KOMPSAT-3A(K3A) 위성영상을 대상으로 진행하였다. 변화탐지결과는 자동 임계값 추출 알고리즘들 중 Otsu, Kittler, Kapur, Tsai 방법을 사용하여 이진영상으로 나타냈다. 또한, 변화탐지에 사용된 두 시점의 위성영상은 계절에 의한 식생 변화가 존재하기 때문에 확률밀도함수를 통한 Differenced Normalized Difference Vegetation Index(dNDVI)의 임계값으로 계절적 영향을 받는 지역을 제거하였다. 연구 결과, 자동 임계값 추출 알고리즘 중 Otsu와 Kapur의 정확도가 58.16%로 나타났고, dNDVI를 통해 계절적 영향을 제거하였을 때 85.47%로 정확도가 개선된 결과를 보였다. 본 연구결과를 기반으로 생성된 알고리즘은 무감독 변화탐지를 수행할 때 정확도 평가와 토지피복변화를 정량적으로 파악하여 기존의 단점을 보완할 수 있다고 판단된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권6_3호
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• pp.1777-1788
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• 2022

저수지는 국내 영농환경에서 주요한 용수 공급처이며, 저수지의 저수량 파악은 농업용수의 활용 및 관리차원에서 중요하다. 위성영상을 활용한 원격탐사는 저수지와 같이 광역적으로 분포하는 객체에 대하여 정기적인 모니터링을 할 수 있는 효과적인 수단으로, 본 연구에서는 Sentinel-1 Synthetic Aperture Radar (SAR) 영상을 통해 영상분류 및 영상분할 알고리즘을 적용하여 국내 저수지 53개소의 수표면적 탐지를 수행하였다. 사용한 알고리즘은 Neural Network (NN), Support Vector Machine (SVM), Random Forest (RF), Otsu, Watershed (WS), Chan-Vese (CV)로 총 6가지이며, 드론으로 촬영한 실측 정사영상으로 수표면적 탐지 결과를 평가하였다. 각 알고리즘으로부터 산출된 수표면적과 실측 수표면적간의 상관성은 NN 0.9941, SVM 0.9942, RF 0.9940, Otsu 0.9922, WS 0.9709, CV 0.9736로 나타났으며, 저수지 유효저수량의 규모가 클수록 더 높은 선형 상관관계를 보였다. 혼동 행렬로부터 산출한 정확도, 정밀도, 재현율을 통해 알고리즘간 수표면적 탐지 정확도와 탐지 경향을 분석하였다. 정확도의 경우 각 10만 m³ 미만 저수지에서 WS가 0.8752, 10만~30만 m³에서 Otsu가 0.8845, 30만~50만 m³에서 RF가 0.9100, 50만 m³ 이상에서 Otsu와 CV가 0.9400으로 가장 높은 수치를 보였다. WS의 경우 수표면적을 미탐지하는 경향으로 인해 낮은 재현율을 보였고, NN, SVM, RF의 경우 과대 탐지로 인한 낮은 정밀도를 보였다. SAR 영상을 통한 수표면적 탐지 시 저수지 수표면의 수생식물 및 인공건축물이 미탐지를 발생시키는 오차 요소로 작용함을 분석결과 및 실측영상을 통해 확인하였다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2020년도 하계학술대회
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• pp.691-694
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• 2020

최근 원격 탐사 영상의 발달로 인해 작지만 중요한 객체에 대한 탐지 가능성이 커져 건물 변화 탐지에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 논문은 건물 변화 탐지 방법 중 가장 좋은 성능을 가진 PGA-SiamNet 의 세부 변화 탐지의 정확도가 낮은 한계점을 개선시키기 위해 DensNet 기반의 Dense Siamese Network 를 제안한다. 제안하는 방법은 공개된 WHU 데이터 세트에 대해 변화 탐지 측정 지표인 TPR, OA, F1, Kappa 에 대해 97.02%, 99.5%, 97.44%, 97.16%의 성능을 얻었다. 기존 PGA-SiamNet 에 비해 TPR 은 0.83%, F1 은 0.02%, Kappa 는 0.02% 증가하였으며, 세부 변화 탐지의 성능이 우수함을 확인할 수 있다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권5_2호
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• pp.929-937
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• 2020

본 논문에서는 의미론적 분할을 위한 딥러닝 기술 중의 하나인 UNet++ 모델을 이용하여 다시기 위성영상의 변화지역을 탐지하고자 하였다. 다양한 손실함수에 대한 학습결과를 분석하기 위하여, 이진 교차 엔트로피, 자카드 변수에 의하여 학습된 UNet++ 모델에 의한 변화탐지 결과를 평가하였다. 또한, 딥러닝 모델의 결과는 WorldView-3 위성영상을 활용하여 기존의 화소기반 변화탐지 기법의 결과와 비교하여 평가하였다. 실험결과, 손실함수의 특성에 따라서 딥러닝 모델의 성능이 달라질 수 있음을 확인하였으나, 기존 기법들과 비교하여 우수한 결과를 나타내는 것도 확인하였다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.131-136
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• 2008

중저해상도 영상으로서 공급되고 있는 MODIS영상은 높은 temporal resolution 특성을 가짐으로써 넓은 면적에 대한 토지 이용이나 토지 피복의 변화 탐지에 대한 장점을 제공한다. 또한, 고해상도 영상 자료 또는 관측 자료는 중저해상도 영상과는 비교할 수 없는 경제적인 비용이 필요하게 됨으로써 중저해상도에서 변화를 탐지하여 고해상도 관측 자료를 이용하여 갱신이나 변화의 속성에 대한 구체적인 정보를 추출하는 전략적인 토지 피복에 대한 모니터링 방법이 요구된다. 그러므로 중저해상도 영상 자료는 고해상도 관측 자료를 획득 할 수 있는 일종의 alarm system으로써의 역할을 수행 할 수 있다. 이 연구는 주기적으로 촬영된 MODIS의 영상 자료를 이용하여 한반도에서 일어나는 토지 피복의 변화에 대한 패턴을 알아보고자 한다. 즉, 한반도에서 일어나는 일 년 간의 토지 피복의 변화로 생각할 수 있는 예로는 계절이나 경작에 의한 식생의 변화가 영상에 나타나는 주기적인 패턴을 살펴봄으로써 인간의 개발이나 재해와 같은 영향으로 일어나는 지표면의 이상적인 변화를 탐지하고자 한다. 사용된 영상은 MODIS Lnad product 중 Surface reflectance 8day composite 영상이며, NIR과 RED 밴드에서 나타나는 광학적 특성을 살펴보았다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제33권5_1호
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• pp.537-546
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• 2017

본 연구는 무인항공기 및 다중분광센서를 이용한 부유쓰레기 탐지 알고리즘을 개발하고자 하였다. 또한 알고리즘을 적용하여 하천의 부유쓰레기 발생 범위를 산정하였다. 부유쓰레기 탐지 구간을 대상으로 무인항공기를 이용한 항공촬영을 통해 면적 계산이 가능한 정사영상을 생성하였으며, 분광조사를 수행하여 하천수, 스티로폼, 초목류 등의 분광학적 특성을 이용한 부유쓰레기 탐지 지수식을 산출하였다. 그리고 산출된 지수식을 이용한 센서의 밴드 조합을 통해 스티로폼을 비롯한 부유쓰레기를 탐지하였다. 탐지 지수식 적용 결과 정사영상 내 총 3지점에서 대량의 부유쓰레기 집적 구간이 확인되었으며, 탐지 대상 면적 중 집적구간을 포함한 3.6%에 해당하는 0.82 ha($8,200m^2$)에서 스티로폼과 초목류를 포함한 대량의 부유쓰레기가 발생한 것으로 추정되었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제31권5호
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• pp.433-440
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• 2015

본 연구에서는 초분광영상을 이용한 표적탐지에 있어 배경 신호 특징에 포함되는 표적 신호가 탐지성능에 미치는 영향을 살펴보고, 분광각을 기준으로 표적과 유사한 분광반사 특성을 가지는 화소들을 배경 특징화 과정에서 제외함으로써 표적탐지 성능을 향상시킬 수 있는 방법을 제안하였다. 초분광 표적탐지를 위해 가장 흔히 이용되는 matched Filter와 adaptive cosine estimator 기법에 대해 실제 항공 초분광영상 자료와 여기에 인공표적을 삽입하여 생성한 모의 자료를 이용한 실험 결과, 배경 특징화를 위한 공분산행렬 계산 시 표적 스펙트럼과 유사도가 높은 표적 유사화소들을 제외함으로써 탐지 성능이 크게 향상될 수 있음이 확인되었다. 분광각외에 다양한 유사도 판정 기준들에 대한 적용성 연구와 함께, 제외되는 표적 유사화소들의 양이 최적으로 결정될 수 있는 방법에 대한 추가 연구가 이루어진다면 사용이 간편하고 성능이 우수한 초분광 표적탐지 기법으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한공간정보학회지
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• 제11권2호
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• pp.47-52
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• 2003

변화탐지 기법은 지표상의 중요하거나 시간에 따른 작은 변화에 대하여 효율적으로 인지를 할 수 있는 방법으로 원격탐사 기술을 이용하는 중요한 응용 분야 중에 하나이다. 현장 조사 자료와 원격탐사 자료를 복합적으로 활용을 하면 주기적이며 장기적인 관측을 보다 효과적으로 수행을 할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 변화탐지 기법을 LANDSAT TM 위성영상을 이용하여 홍수지역의 침수에 따른 변화지역 인지에 적용하였다. 연구지역은 한반도 낙동강 하류 지역이며, 여러 가지 변화탐지 기법 중에 change vector analysis(CVA)를 중심으로 하여 주성분분석, 화상 대차법을 각각 적용하였으며, 이를 비교하였다. CVA는 영상의 여러 밴드를 이용하여 변화에 대한 크기와 방향의 정보를 제공한다는 장점이 있다. 각각의 변화탐지 기법을 정확도 평가를 통하여 비교한 결과, CVA에 의한 방법이 overall accuracy 97.27%, Kappa 계수 94.45%로 가장 높은 정확도를 나타냈다. 본 연구를 통하여 홍수지역의 변화탐지에 대하여 효율적인 변화탐지 기법을 제안할 수 있다고 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.4-4
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• 2023

C-band SAR 센서를 탑재한 수자원위성은 한반도 수자원 모니터링을 위해 개발되어 2025년 발사가 계획되어 있으며, 수변환경 및 부유물 탐지 및 다양한 활용이 기대되고 있다. 그 중 수변환경은 수변 생태계 안정성을 유지하는 역할을 담당하여 이에 대한 모니터링은 중요하다. s현장 관측 기반 탐지 방법과 비교하여 위성 원격탐사는 광범위한 지역을 반복적으로 관측하여, 연속적인 수변환경 및 부유물 정보를 제공할 수 있다. 이러한 특성에 기반하여 다양한 다중분광 및 SAR (Synthetic Aperture Radar) 위성 원격탐사 자료를 바탕으로 수변환경 및 부유물의 탐지 연구가 이루어졌다. 특히 단일 영상만을 사용하는 기법에 비해 다중분광 및 SAR 영상을 융합하여 높은 정확도를 보인 바 있다. 초기 연구에서는 임계값 알고리즘 또는 현장관측 기반의 부유물 농도와 위성 자료간의 선형관계를 분석하는 단순한 알고리즘이 주를 이루었으나, 최근에는 RF, CNN 등 보다 복잡하고 다양한 인공지능 알고리즘이 적용되어 높은 정확도로 해당 문제들을 해결하고 있다. 본 연구에서는 수자원위성 활용을 위해 인공지능 기반 수변환경 및 부유물 탐지 알고리즘을 개발하고자 한다. 수자원위성의 대체 자료로 유럽우주국의 Sentinel-1 A/B 위성의 C-band SAR 영상을 이용하였으며, 보조자료로 Sentinel-2 다중분광 영상을 이용하였다. 개발된 알고리즘은 수자원 관리를 위한 환경변화 탐지에 유용한 정보로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권6_3호
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• pp.1791-1799
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• 2023

한국항공우주연구원은 위성정보활용협의체 소속기관을 대상으로 아리랑위성 시리즈 영상자료 보급 및 활용지원을 담당하고 있다. 협의체 소속기관 사용자들은 대부분 광학 영상 중심으로 위성영상을 활용하고 있으며, 상대적으로 Synthetic Aperture Radar (SAR) 영상에 대한 활용 방안은 미흡한 실정이다. 본 논문에서는 SAR 영상자료 활용을 지원하기 위한 일환으로 향후 개발할 SAR 강도 기반 변화탐지 기술의 결정을 위해 현재까지 연구되어진 SAR 강도 기반 변화탐지 기술과 그 활용사례들을 조사했다. 조사 결과 많은 연구자로부터 강도 차분, 상관계수, 히스토그램(Histogram) 또는 편파 정보를 활용하여 변화 픽셀을 탐지하고 분석하기 위한 다양한 알고리즘들과 도시, 홍수, 산불, 식생과 같은 다양한 분야에서 변화탐지 알고리즘의 활용방안이 연구되었음을 확인할 수 있었다. 본 연구는 위성정보활용협의체에 활용할 SAR 변화탐지 기술 개발에 활용할 예정이다.