• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.190.2-190.2
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• 2012

과학기술위성3호는 170kg의 소형위성으로 2006년 사업을 착수하였으며, 올 2012년 12월에 러시아에서 발사할 예정이다. 주탑재체는 다목적 적외선 영상시스템 (MIRIS, Multi-Purpose IR Imaging System)으로 천문연에서 개발을 담당하였으며 우주관측과 지구관측을 수행한다. 부탑재체는 소형영상분광기 (COMIS, Compact Imaging Spectrometer)로 공주대에서 개발을 하였으며 지표면의 분광영상을 획득한다. 관측영상을 지상에서 내려 받아 사용자에게 배포를 하기 전 Radiometric, Geometric 보정을 수행하기 위해서는 관측영상 외에 관측할 때의 위성체 자세제어 정보도 함께 필요하다. 과학기술위성3호의 경우 우주관측은 관측영상 정보에 위성본체의 자세제어 정보도 함께 저장하기 때문에 지상에서 영상자료와 관제자료의 결합을 위해 추가로 수행하는 작업이 필요하지 않다. 그러나 지구관측은 영상자료와 자세제어 정보를 따로 저장하여 지상국으로 전송한다. 한곳의 영역만 관측 후 지상국으로 전송받는다면 문제가 발생하지 않지만, 지상국과 교신할 수 있는 궤도의 수는 한정되기 때문에 위성체의 메모리에는 여러 영역의 관측영상이 저장되어 있으며, 위성은 지상국과의 교신시간이 허락하는 최대로 영상자료를 송신한다. 본 발표에서는 다양한 영상자료의 저장 포맷과 여러 영역을 관측했을 때 각 영역에 해당하는 영상자료 구분 방법, 그리고 각 영상자료와 관제자료의 결합방법에 대해 설명한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.318-318
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• 2016

위성은 준 실시간으로 국토 전체의 관측과 미계측/비접근 지역의 관측도 가능하여 가뭄, 홍수 등 수재해와 관련된 분석 자료로 활용되고 있으며, 위성 기반의 수재해 모니터링 적용성에 대한 연구 또한 수행되고 있다. 위성에서 관측된 자료는 NASA, JAXA 등의 위성 관리 센터에서 알고리즘을 적용하여 인터넷으로 제공하고, 최근 K-water에서는 수자원분야의 위성활용을 위해 위성 자료 수집 시스템을 갖추어 Aqua/Terra MODIS, GPM, GCOM-W1 등의 위성 자료를 수집하고 있다. 위성 자료는 5분~16일 등의 다양한 주기로 제공되고 있으며, 자료 타입, 측정 시간 등의 간단한 정보만 파일명으로 표시되어 위성의 위치(경위도) 및 해당 지점의 위성 자료를 얻기 위해서는 위성 자료를 확인해야만 하는 번거로움이 따른다. 본 연구에서는 순차적으로 관측된 위성 자료의 시 공간적 속성정보를 추출하고 해당 정보를 영상과 함께 맵핑하여, 시간의 흐름에 따른 위성 궤도의 시각화 방안을 제시하였다. 위성 궤도의 시각화 방안으로 사용된 위성 자료는 Terra MODIS의 'MOD02SSH', GPM GMI 센서의 'GPROF' 자료 타입을 사용하였다. 'MOD02SSH'는 5분 동안 5km의 공간해상도로 측정한 자료가 1개의 파일이며, 'GPROF'는 5분 동안 4km의 공간해상도로 측정한다. 공전 주기의 검증을 위해 케플러의 제3법칙을 적용한 Terra 위성의 공전주기는 98.75분으로 계산되며, 위성 자료의 공전주기는 98.87분으로 나타난다. 검증 결과 약 0.12초의 오차가 발생하며, 정확한 위성 고도와 높은 해상도의 위성 자료를 통해 오차의 감소가 가능하다. 이를 통해 시각화 된 동적 시계열 이미지는 시간에 따른 위성 궤도의 정보를 추출 할 수 있다. 이는 수재해 정보시스템의 모니터링을 위해 사용 가능하고, 시간에 따른 위성 궤도 정보를 통하여 필요한 시간대의 위성 위치 정보, 해당 지점의 관측 자료를 효율적으로 수집하여 자료 수집을 위한 시간 단축이 가능하며, 사용자 또는 관리자를 위한 모니터링 수행 또한 효율적인 운영이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 1992년도 한국우주과학회보 제2권1호
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• pp.7.1-7
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• 1993

위성의 정밀 거리 결정을 위해 1993년 9월 5일부터 IS일간 중국의 상해 천문대 Sheshan관측소와 장춘 인공위성 관측소에서 LAGEOS 11 (Laser Geodynamics Satellite II)에 대한 SLR (Satellite Laser Ranging) 관측을 수행하였다. SLR 관측에서는 지상의 관측소에서 발사한 LASER 펄스 (pulse)가 반사경들(retroflectors)로 둘러싸인 인공위성에 반사되어 돌아오는 RTT (Round Trip Time)를 측정하여 위성까지의 거리를 결정하는데, 관측된 시간과 거리 자료는 많은 잡음(noise)를 포함하고 있기 때문에 정확한 자료를 얻기 위해서는 많은 보정이 필요하다. 관측된 시간, 거리 자료를 지상 목표물 조준(ground target ranging )에 의한 system보정, 원자시계와 GPS에서 수신된 시간과의 시간 비교, 측정된 온도, 기압, 상대 습도에 따른 대기 영향의 보정 등을 통해 오차를 줄이고 다시 LASERF beam의 대기 굴절에 따른 거리 변화 보정, 위성의 질량 중심 거리(offset) 보정, 조석력에 의한 변화값 보정, 전자기적 지연(electromagnetic delay)에 의한 상대론적 보정등을 통해서 정밀한 거리 자료를 얻었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.10-14
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• 2016

육상의 증발산량(evapotranspiration, ET)은 대기 중 수증기의 상변화를 통해 대기와 지표 사이의 물과 에너지 순환에 영향을 미치며, 강수량, 유출량과 함께 수자원에 영향을 미치는 주요 인자이다. 강수량과 유출량은 직접 관측이 가능한 반면, 증발산량은 숨어있는 잠열로서 관측하기 어렵다. 플럭스 타워나 라이지메타(Lysimeter) 등을 이용하여 증발산량을 직접 관측하고 있으나 이들 지상관측은 일부 지점(point)에서 제한적으로 이루어지고 있으며, 관측 지점의 수를 확대하게되면 관측 기기의 유지 보수 등의 많은 시간과 비용이 든다는 한계가 있다. 이러한 지상관측의 한계를 극복하고 넓은 영역의 증발산량 변화를 관측하기 위해 위성을 이용한 증발산량을 추정하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 기상청 국가기상위성센터(National Meteorological Satellite Center, NMSC)에서는 우리나라 최초의 정지 기상 위성인 천리안 위성(Communication, Ocean and Meteorological Satellite, COMS) 자료를 지표 에너지 수지식(Surface Energy Budget Equation)에 적용하여 동아시아 지역의 지면과 식생 특성을 반영한 '일(daily) 증발산량 산출 알고리즘'을 개발하였다. 현열을 계산하기 위해 다양한 입력 변수가 사용되어지고 계산 과정이 복잡하기 때문에, 본 연구에서는 '반 경험적인 계수인 B 계수 모델'을 사용하여 현열 산출 기법을 단순화하였다. 본 알고리즘을 이용하여 2011년 4월부터 현재까지 동아시아(위도 $20{\sim}50^{\circ}N$, 경도 $100{\sim}145^{\circ}E$)의 해상도 1km의 일 증발산량을 산출하였고, 위성 증발산량의 검증을 위해 지면 특성이 다른 청미천(농경지), 설마천(혼효림) 지역의 플럭스 타워 증발산량 자료(유량조사사업단 제공)와 비교 분석하였다. 2011년 4월부터 2014년 12월까지 청미천 지역에서의 플럭스 타워 관측과 비교한 결과, 총 665개 자료에 대하여 RMSE는 2.82 mm/day, Bias는 2.56 mm/day의 결과를 보였다. 동일한 기간에 대하여 설마천 지역에서의 플럭스 타워 관측과 비교한 결과, 총 582개 자료에 대하여 RMSE는 1.92 mm/day, Bias는 1.45 mm/day의 결과를 보였다. 기상청 국가기상위성센터의 위성증발산량이 봄과 가을철에 다소 높게 산출되는 경향이 있었으나, 증발산량의 변화경향은 유사하게 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 동아시아 지역 위성 증발산량 변화를 감시하고 있으며 향후, 수문 및 기후 분야에서 가뭄 모니터링 등의 연구에도 활용할 수 있을 것이다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2000년도 춘계 학술대회 논문집 통권 3호 Proceedings of the 2000 KSRS Spring Meeting
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• pp.43-48
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• 2000

중간 및 하부 대규권의 열적 상태에 대한 결과들의 상대적인 정확성을 평가하기 위하여 대기대순환 모델의 재분석(1980-93년) 그리고 세 종류의 위성관측 자료들(1980-97년)을 태평양, 한반도 부근에 대한 시.공간 분석으로 상호 비교하였다. 중간 대류권 온도를 반영하는 위성자료는 본 연구에서 유도된 Microwave Sounding Unit (MSU) 채널2 직하점 밝기온도(MSU2)와 Spencer and Christy(1992a)가 전체 주사자료를 사용하여 유도된 채널2 밝기 온도(SC2)이고, 하부 대류권 온도를 반영하는 위성자료는 Spencer and Christy(1992a)가 유도한 것이다(SC2R). 또한, 모델 자료는 ECMWF 재분석 온도이며, 위성관측 자료와의 비교를 위하여 재구성되었다. 한편, 각 위.경도 격자에서 위성관측과 모델 재분석의 월평균 값들의 상관도 전구적으로 조사하였다. 세 종류의 관측 자료들 간의 상관은 중.고위도에서 높았으나(r$\geq$0.9), 저위도 그리고 대류가 활발한 열대 서태평양 및 콩고강 부근에서 낮았다(r~0.65). 특히 SC2R에 대한 다른 자료의 상관이 상대적으로 낮았다. 이는 하부 대류권의 열적 상태를 반영하는 SC2R이 수적 및 지표방출의 영향으로 잡음을 크게 내포하기 때문인 것으로 추정되었다. 관측들과 모델 온도에 대한 월평균과 아노말리 값의 분석에서 시.공간 변동은 대체로 유사하였다. 관측 및 모델 자료는 열대 태평양 이외의 지역에 대한 월평균 값 모드1에서 연주기를 보였으나, 열대 태평양의 경우 모드2에서 보였다. 열대 태평양의 MSU2 모드1은 Walker 순환에 의한 동.서 대비를 보인 반면, 다른 위성관측과 모델 자료에서는 이러한 형태가 현저하지 않았다. 이 지역의 아노말리 값 모드2에서 위성관측들은 엘리뇨 기간에 적도를 중심으로 열대 동태평양 부근에서 아령모양의 대칭 형태를 보였으나 모델 결과에서는 이러한 특징이 약하였다. 관측과 모델 모두는 열대 태평양에 대한 아노말리 값의 모드 1,2에서 엘니뇨와 라니냐에 의한 경년변동을 뚜렷하게 보였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.141-141
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• 2016

미계측 지역에서의 토양수분을 예측하기 위하여 조건부합성방법을 한반도에 적용하여 비교 분석하였다. 토양수분 자료는 농촌진흥청에서 제공하는 지상관측 자료와 GCOM-W1 위성의 Advanced Microwave Scanning Radiometer2 (AMSR2) 센서의 자료를 사용하였다. 위성관측 토양수분자료의 오차를 제거하기 위하여 지상관측자료에 정규화 하였고, 정규화된 위성관측 자료와 지상관측자료를 조건부합성 방법을 이용하여 합성하였다. 조건부 합성방법의 성능을 평가하기 위하여 leave-one-out 교차검증 방법을 사용하였고, 분석 결과 지상관측자료에 위성자료를 합성한 조건부합성방법이 지상관측자료만을 사용한 크리깅 방법에 비해 우세하게 나타났다. 또한 각 관측지점에서의 조건부합성 방법을 이용한 토양수분 예측 성능을 공간분포 시켜 지역적인 특성을 분석한 결과 관측소의 밀도와 지형적인 특성이 조건부합성방법의 성능에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 원격탐사기법으로 관측된 토양수분 자료의 공간적인 특성을 고려하여 지상 관측 자료와 합성하는 것이 토양수분 공간보간성능을 향상 시킬 수 있다는 것을 의미한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.301-301
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• 2018

본 연구에서는 위성 기반 토양수분 자료를 수문모형에 자료동화하여 격자 단위에서 수문기상인자를 산출하고 그 정확성을 평가하였다. 수문모형으로는 Variable Infiltration Capacity(VIC) model을 선정하여 국내 주요 8개 댐 유역에 구축하였으며, 입력자료는 2008년 이후 10년간 자료를 수집하였으며, 2008-2012년의 관측 유량 자료를 사용하여 모형을 보정하였다. 모형의 보정을 위해 Isolated-Speciation Particle Swarm Optimization(ISPSO) 기법을 적용하여 매개변수를 추정하였고, 2013-2017년의 관측유량 자료를 통하여 모형의 성능을 검증하였다. VIC 모형에 자료 동화한 토양수분 자료는 AMSR2 위성 토양 수분 자료와 지상관측 토양수분 자료를 합성한 자료를 사용하였으며, 인공위성자료와 지상 자료를 조건부합성기법으로 합성한 토양수분자료는 각 격자별 토양수분을 더 정확히 산정하여 자료동화시 모형의 모의 정확도가 향상되는 경향을 보였다. 본 연구결과는 지상관측자료를 통해 보정된 위성관측 토양수분자료를 자료동화하여 수문모형의 정확도를 향상시키고, 미계측 유역에 대한 향상된 수문기상인자 정보를 제공함으로써 다양한 수문분석의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.163-166
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• 2009

2009년에 발사 예정인 통신해양기상위성은 우리나라 최초의 정지궤도 위성이며 해양기상관측위성이다. 해색관측에 있어서 정지제도 상에서 한반도와 주변해역을 관측하는 것은 시-공간해상력에서 향상된 해색위성자료를 제공해 줄 것이다. 이러한 정지궤도 해색위성 자료의 해양지리정보 활용은 적용의 범위와 GOCI 자료가 제공하는 정보의 해석적 내용에 있어서 기존의 극궤도 위성자료를 활용하는 것과는 다른 차원의 자료 구축 능력을 제시할 수 있다. 본 연구에서는 정지궤도 해색위성에 탑재된 GOCI로부터 획득되는 영상정보를 통해 해양지리정보에 적용 가능한 분야를 해석하고 이를 적용하는 방안에 대해 제시하였다. 해양지리정보의 다양한 구축 자료와 개발된 해양공간정보시스템은 향후 해양위성자료의 실시간 분석결과를 반영하여 자료의 갱신과 추출 정보의 신속한 서비스를 구현할 수 있을 것으로 판단된다. 이러한 정보서비스의 효과는 지구온난화에 따른 기후변화와 기상이변 등의 해양기상재해에 보다 신속하게 대처하는 재해정보시스템의 구현에 기여할 것으로 판단된다.

• 한국GIS학회:학술대회논문집
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• 한국GIS학회 2003년도 공동 춘계학술대회 논문집
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• pp.280-284
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• 2003

국내에서는 매년 연안에서 발생하는 적조에 의해 많은 수산자원의 피해를 입고 있다. 이를 방재하기 위해 다양한 기술이 연구 개발되고 있으며, 원격탐사기법의 활용이 연구되어 왔다. 그러나 위성자료에 의한 연안해역에서의 적조관측은 시-공간적인 범위에서 많은 제약을 받고 있으며, 이로 인해 위성자료의 분석을 위한 적조 알고리듬은 국내외적으로 제시된 바가 매우 미약하다. 본 연구에서는 다양한 위성자료에 의해 관측된 적조의 패취를 구분하고 이를 정성적으로 분류해내기 위한 적조 알고리듬을 비교하였다. 특히 시-공간해상력에서 많은 차이를 가지고 있는 Landsat TM, AVHRR, SeaWiFS의 위성자료를 비교하여 관측주기가 다르고 분광해상력에서 차이를 나타내는 이들 위성자료를 이용한 적조 관측 알고리듬의 활용 가능성을 비교하였다. 분석된 결과를 바탕으로 국내연안에서 발생한 적조의 공간적 분포를 구분화하고 이를 현장관측 자료와 비교하여 분석결과의 정확도를 평가하였다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2006년도 춘계학술발표회
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• pp.137-140
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• 2006

황해와 동중국해의 해황 변동에 관한 연구는 현장관측을 중심으로 체계적으로 많이 수행되어 왔지만, 인공위성자료를 이용한 황해와 동중국해의 해황 변동 연구는 미비한 실정이다. 이것은 인공위성자료를 통해 얻을 수 있는 관측항목이 표층수온자료에 국한되어 있었기 때문이다. 그러나 SeaWiFS 해색위성과 같은 인공위성자료들을 이용하여 부유물 농도, 엽록소 농도 등이 원활하게 생산되고 있으며 최근 연구결과에 의해 염분과 유향성분 등도 추정 및 추출이 가능케 되었으므로 이들 인공위성자료를 이용한 황해와 동 중국해의 해황 변동에 관한 연구를 수행하게 되었다. 특히 2004 년도는 계절변동에 있어서 이상기후의 해라고 점철되고 있다. 2004년 봄철의 폭설과 일시적인 고온현상, 여름철에는 10 년만의 무더위, 겨울철에는 36년만에 가장 포근한 날씨가 지속되었다. 이러한 이상기후의 발생은 해양과 대기의 상호작용에 의해서 기인했을 것이라고 생각되어 한반도 주변 해역에서 황해와 동중국해의 해황변동이 연안 해역의 해황변동과 어떠한 연관성이 존재하고, 이러한 요인들은 2004년도에 발생한 이상기후와 어떤 상관관계를 갖는지 연구하기 위한 기초연구를 진행하였다. 2003년 12월 - 2004년 2월과 2004년 12월 - 2005년 2월에 동일한 시기에 관측된 NOAA 표층수온 분포 영상 자료들을 황해와 동중국해 해역을 중심으로 월별로 비교해보면 2003년 12월 2004년 1월에 관측된 표층수온 분포값보다 2004녀 12월 - 2005년 1월에 관측된 표층수온 분포값이 상대적으로 높은 분포 특성을 나타내고 있었다. 이와 같은 현상은 국립수산과학원의 2004년 10월과 12월의 정선관측자료에서도 나타나고 있었다. 그러나 이와는 반대로 2004년 2월에 관측된 표층수온 분포값보다 2005년 2월에 관측된 표층수온 분포값이 상대적으로 낮은 분포 특성을 나타내고 있었다. 따라서 인공위성자료를 이용한 황해의 2004년 해황 분석 결과는 이상수온 상승의 원인이 쿠로시오 해류의 변동과 관련성이 높다고 판단되며 이에 대한 지속적인 연구가 현재 진행중에 있다.