• 한국수자원학회논문집
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• 제55권11호
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• pp.913-922
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• 2022

본 연구에서는 하천구역에 대해 SAR 영상 분석에 의한 수면적 범위를 이용한 DEM을 개선하는 방법을 제안하고, 북한과 같은 비접근 지역에 적용 가능한 위성 기반의 3차원 하천 공간정보 구축 방법을 제시함을 목적으로 하고 있다. 이를 위해 접근 가능한 남한의 낙동강 지류인 남강 유역을 대상으로 연구를 진행하였다. 위성영상은 유럽항공우주국에서 제공하고 있는 Sentinel-1A/B 자료에 대해 2021년 1년간의 SAR 위성영상 자료를 수집하여 각 시기별의 수체면적을 추출하였다. 지상관측 수위는 WAMIS의 1시간 간격의 자료를 수집하였다. SAR영상 분석에 의해 추출한 수체면의 최저면적부터 최고면적까지 자료에 대해 지상의 계측 수위를 조합하여 수체면 변화에 따른 하천내 고도를 분석하여 DEM을 개선하였다. DEM 개선 후 하천구역내 고도가 매우 다양한 값을 나타내고 있어 기존의 DEM보다 비교적 자연스러운 형태의 하천 DEM을 구성하고 있는 것으로 판단된다. 개선된 DEM에 대한 정확도 검증을 위해 현장에서 측정한 지형 고도자료가 필요하나 자료의 부재로 인해 정확도 검증은 수행하지 못하였다. 다만 본 연구에서는 기존의 DEM과 SAR 영상 분석에 의해 분석된 수체면의 수위를 이용하여 DEM을 개선하는 방법을 제시하였다. 향후 정확도 검증에 대한 추가 연구를 수행한 후 다른 지역에 대한 적용성 검토 및 북한과 같은 미계측/비접근 지역에 적용할 수 있는 방법론을 추가로 제시하는 연구를 진행할 계획이다.

• 해양환경안전학회지
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• 제14권2호
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• pp.163-168
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• 2008

인공위성 원격탐사를 이용한 선박탐지는 주요 적용 분야 중 하나로, 광역의 환경 감시와 해상보안에 적용되고 있다. 이를 통하여 어장을 포함한 해상교통을 모니터링할 수 있으며, 기름유출 선박을 찾기도 한다. 본 연구에서는, RADARSAT의 합성개구레이더(SAR) 영상을 기반으로 개발한 자동선박탐지기법을 제시하고, 2004년 8월 6일에 얻어진 영상에 적용을 하여 현장 자료와의 비교를 실시하였다. 선박탐지알고리듬은 보정, 랜드마스킹, 필터링, 위치 등록 그리고 식별의 5단계로 구성된다. 울산항을 중심으로 이루어진 위성 촬영시점의 풍속은 최대 0.4m/s이었다. 전장이 68m 이상인 묘박지의 선박을 중심으로 한 선박 탐지 결과는 울산 항만교통정보시스템의 레이더정보와 잘 일치하였다. 바지선과 같은 소형선박의 경우, SAR에 의한 선박 탐지 능력이 육상에 설치된 레이더보다 더 높은 경우도 있었다. 또한, SAR 레이더 산란 단면적(RCS)을 이용하여 선박의 길이와 폭을 계산하였으나, 레이오버와 그림자 효과 때문에 실제 값보다 비교적 높게 추정되었다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.15-21
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• 2017

2012년 5월 다목적실용위성 KOMPSAT-3 발사 성공 이후, 2013년 8월 KOMPSAT-5, 2015년 3월 KOMPSAT-3A의 발사 성공으로 국내는 광학, 레이더, 열적외선 센서를 통합 운영할 수 있게 되었으며, 각 센서들의 특성을 융합 활용할 수 있는 기반을 마련하였다. 단일 센서가 가지고 있는 활용의 적용 범위나 산출물 정확도에 한계점을 극복하고자 다중 센서들의 장점을 취하고 단점은 상호 보완하는 다종센서간 영상융합기술이 대두하게 되었다. 본 논문에서는 다목적실용위성 군을 활용한 영상 융합 및 고부가 산출물 생성을 위한 소프트웨어(InFusion) 개발에 대하여 소개하고자 한다. 먼저 각 센서들의 특징 설명과 융합 소프트웨어 개발의 필요성에 대하여 기술하고, 개발 전과정에 대하여 상세히 설명하고자 한다. 국내외 다목적실용위성 군의 자료 활용성을 증대시키고 고부가 제품생성을 통한 국내 소프트웨어의 우수성을 알리는 계기가 되고자 한다.

• 한국GIS학회:학술대회논문집
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• 한국GIS학회 2008년도 공동춘계학술대회
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• pp.301-305
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• 2008

강원도 지역은 대부분의 지형이 산지로 이루어져 있고, 최근 심각해지고 있는 기후 변화로 인해 집중호우가 잦아지면서 이로 인한 산사태 피해 또한 증가하고 있는 상황이다. 하지만 기존에 이루어져왔던 직접 측량 방식은 많은 시간과 인력이 소모되고, 접근성의 제약으로 인해 곳곳에서 발생하는 모든 산사태를 체계적으로 감지하기에는 무리가 따른다. 따라서 효율적인 산사태 감지와 신속한 대처를 위해 최근 인공위성을 이용한 원격 탐측이 주목을 받고 있으며, 특히 고해상도 영상 레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR)는 태양광의 유무나 대기 조건에 상관없이 상시 관측이 가능하다는 장점으로 인해 그 수요가 점점 늘어나고 있는 추세이다. 본 연구에서는 산사태가 집중되는 지역인 강원도 강릉 부근(N $37^{\circ}.30'{\sim}38{\circ}.10'$, E $128^{\circ}.05'{\sim}129^{\circ}.00'$)을 대상으로 SAR 영상 처리 기법 중 하나인 간섭기법(Interferometric SAR, InSAR)를 통해 생성되는 coherence 영상을 분석하여 93년 7월 27일과 동년 9월 9일 사이에 발생한 산사태 피해 지역을 추정하였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제2권1호
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• pp.21-26
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• 2007

탑재된 광학카메라 또는 영상레이더를 이용하여 지구관측 임무를 수행하는 저궤도 지구관측위성은 지상으로부터 수 백 km 고도의 궤도상에서 극심한 열하중을 받게 된다. 이로 인하여 구조체의 열변형이 발생하게 되고 결과적으로 구조체에 장착된 탑재체가 지상의 원하는 지점을 관측하지 못하는 문제점이 발생하게 된다. 이러한 열변형에 의한 탑재체의 지향방향의 변화를 열지향오차라고 한다. 열지향오차 해석은 열해석, 온도값 변환 및 구조해석의 세 단계로 수행된다. 본 논문에서는 열지향오차 해석을 통하여 위성의 임무수행 가능성을 기술하는것을 목적으로 하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.428-428
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• 2023

글로벌 위성 기반의 강수량 관측에 대한 역사는 1979년에 Arkin의 의해 제안된 IR(Infra-Red) 방법에 의해 위성으로부터 강우자료를 유도하는 개념이 도입된 이후 1987년 해양에서의 비교적 정확한 강수량 추정이 가능한 다중 채널의 마이크로파(MW) 복사계를 이용한 방법에서 1997년TRMM(Tropical Rainfall Measurement Mission)위성의 PR(Precpipitation Radar)의 레이더를 이용하는 방법, 그리고 2014년 GPM(Global Precipitation Measurement Mission) 핵심 위성(GPM Core Observatory)에 탑재된 Dual PR에 의한 방법으로 위성강수의 정확도를 매우 높여가고 있다(Kim et al. 2013). 한국과 아세안의 경제협력이 증가하면서 국내 ODA 정책에서 아세안은 가장 우선적인 대상이 되었다. 정부는 2011-2015년 기간에 라오스 등 26개 국가를 중점협력국에 포함시켰고, 2021~2025년간 적용될 제3기 중점협력국에 라오스를 포함하고 있다. 본 연구는 위성영상으로부터 유도된 위성강수 자료를 이용하여 라오스의 남능강 유역에 대한홍수량을 추정하는 것을 목적으로 하였다. 분석자료인 위성강수 자료는 GSMaP 위성강수 자료를 이용하였다. 이 자료는 1시간의 시간해상도와 0.1°의 공간해상도를 갖는다. 라오스 남능강 유역 9개 지점의 2019년 8월~9월까지의 총강수량 비교 결과 9개 지점의 1일 관측강우의 경우 유역내 평균 약 699.2mm였고, 위성강수는 425.4mm로 위성강수가 과소추정되는 결과를 보이고 있으나 두 자료간의 결정계수(r²)는 약 0.79의 정확도를 보이는 것으로 분석되었다. 위성강수를 이용한 홍수량 분석 결과 같은 시기에서 남능강 유역 출구점의 첨두유출량은 약 5,786m³/s로 분석되었다. 분석도구는 한국건설기술연구원에서 개발하여 운영중인 GRM 강우-유출 모형을 이용하였다. 향후 위성강수와 지점강수의 조합에 의한 다운스케일링 기법에 대한 연구를 수행하여 계측자료가 부족한 지역에서의 홍수량을 분석하는 연구를 진행할 계획이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.302-307
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• 2017

북극해 지역은 해수면의 변화와 다양한 환경적 요인들로 인해 유빙들이 형성되고 이는 자원 개발을 위한 해양시스템 및 운항선박과의 충돌사고에 의한 피해를 유발하고 있다. 극지방의 유빙은 운항중인 석박뿐만 아니라 한 장소에서 오랜 기간 작업을 수행하는 해양자원 시추 및 생산 시스템에 대한 잠재적 사고요인이 된다. 유빙과의 충돌사고 방지를 위해 북극해의 해양자원 시추 및 생산 시스템과 북극 항로를 운항하는 선박에서는 위성 영상 정보 및 탐지 레이더를 이용하여 유빙을 탐지하고 있다. 하지만 가시광선 위성영상은 야간 활용이 불가능하고, 레이더에 의한 탐지도 소형 유빙에 대해서는 탐지확률이 현격히 저조해지는 문제가 있다. 본 연구에서는 유빙의 탐지를 위해 주야간 운용이 모두 가능한 열화상 시스템의 이용 방안에 주목하고 유빙의 탐지특성에 관한 실험적 연구를 수행하였다. 열화상 시스템의 야간 운용성을 파악할 수 있도록 실험조건을 설정하고 계측 각도 변화에 따른 열화상을 계측하였으며, 실험과 동일 조건에 대한 유빙과 해수의 복사에너지를 이론적으로 계한함으로써 계측 결과와의 상호 관계를 파악하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.444-444
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• 2023

하천 및 저수지와 같은 공간의 수체 탐지는 수자원 관리에서 매우 중요하며, 유역의 수문학적 과정을 이해하는데 도움을 준다. 수문학적 데이터 수집은 우량계, 수위계와 같은 물리적 인프라의 배치가 필요하다. 그러나 상대적으로 저개발된 국가는 수문학적 측정을 위한 인프라가 매우 미흡한 것이 현실이며, 북한과 같은 비접근 지역에 대한 수문학적 과정을 분석하는데는 한계가 있다. 인공위성 원격탐사 센서 중 SAR영상은 지표면에 직접 전파를 방사하고 산란되어 돌아오는 신호를 수신하여 영상을 만들기 때문에 일반적인 광학영상과는 달리 햇빛의 유무와 강우, 구름여부 등의 기상 조건의 영향을 거의 받지 않는 장점이 있다. 또한 국내와 같이 계절적인 요인과 인간활동에 의해 변화되는 물 순환을 SAR 영상은 지표수의 계절적 및 연간 변동성을 모니터링하는데 매우 유용한 자료로 평가되고 있다. 본 연구는 SAR영상을 이용하여 국내의 검증 가능한 지역의 저수지 수면적 변화를 모니터링하고 저수지 수면적과 저수량 분석을 수행하는 것을 목적으로 하였다. 분석자료인 SAR영상은 ESA의 Sentinel-1영상을 2022년 4월부터 2022년 11월의 자료를 수집하여 소양강댐 저수지 수면적과 저수량과의 관계식을 도출하였다. 수체 추출을 위한 SAR 영상은 특히 수로의 일부 가장자리와 홍수터의 식물 존재로 인한 제외지의 매핑에 부정확성을 포함하여 처리에 몇 가지 단점을 갖는 한계도 존재하지만 악천후의 기상 조건에서도 작동할 수 있는 SAR 영상의 능력 덕분에 규칙적인 시간 간격으로 수체면적의 변화에 대한 정보를 제공할 수 있다. 향후 북한 지역의 주요 댐 저수지 수면적에 대한 연간변화와 장기간의 추세를 분석하는 연구를 진행할 계획이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권8호
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• pp.497-508
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• 2023

수자원의 계절적 편중이 심한 한반도에서 농업용 저수지는 이를 효과적으로 유지 및 관리하기 위한 필수적인 구조물이다. 저수지 모니터링을 위한 수단으로 광학 및 합성개구레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR) 위성영상이 활용되고 있으나, 광학영상은 기상현상에 의한 간섭이 심하다는 한계점이 존재하며, SAR 영상은 짙은 식생에서 일어나는 다중 산란 및 노이즈에 의한 오탐지 및 미탐지가 발생하기 쉽다. 이에 본 연구에서는 광학 영상과 SAR 영상의 융합을 통해 저수지 수체 탐지 정확도를 높이고 상호보완적 작용에 대해 정량적으로 분석하고자 하였다. 경기도 이동저수지, 충청남도 천태 저수지를 대상으로, 국내 고해상도 위성인 차세대중형위성 1호, 다목적실용위성 3호 및 3A호, 그리고 유럽우주국의 Sentinel-2 영상 기반 Normalized Difference Water Index (NDWI)와 SAR 탑재 위성인 Sentinel-1 단일 영상에 비지도학습 기법인 K-means 클러스터링 기법을 사용하여 수체를 탐지하고, NDWI-SAR 후방산란계수로 이루어진 2-D grid space에 동일 기법을 활용하여 정확도의 향상 정도를 파악하였다. 전반적인 정확도는 다목적실용위성이 가장 높은 것으로 나타났으며(두 저수지 모두 0.98), 이후 Sentinel-1(두 저수지 모두 0.93), Sentinel-2(이동: 0.83, 천태: 0.97), 차세대중형위성(이동: 0.69, 천태: 0.78) 순서로 감소하였다. 천태저수지에서 2-D K-means 클러스터링 기법을 적용한 결과 차세대중형위성의 수체탐지 정확도는 약 85%의 정밀도 향상과 14%의 재현율 감소와 함께 약 22% 향상되었으며(정확도 약 0.95), 다목적실용위성 및 Sentinel-2의 수체탐지 정밀도는 3-5% 향상되었고, 재현율은 4-7% 감소하였다. 추후 차세대중형위성 5호인 수자원위성 등 고해상도 SAR 위성과 이를 활용할 수 있는 고도화된 영상 융합기술, 수체 탐지 기술이 개발된다면 국내 수자원에 대한 매우 정확한 모니터링이 가능할 것으로 기대된다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권2호
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• pp.60-65
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• 2019

2007년 6월 발사된 TerraSAR-X와 2010년 6월 발사된 TanDEM-X는 주야간 및 기상 상태를 불문하고 지구관측이 가능한 고해상도(1m)의 독일 인공위성으로 독일 위성자료의 세계 사용시장 진출을 목적으로 민관 파트너십(독일항공우주센터(DLR)-Airbus)을 통해 개발 되었다. 그러나 상기 두 위성과 같은 고품질 지구원격탐사위성의 자료는 원래 군사 첩보위성에 의해서만 생산되고 매우 제한된 환경에서만 사용되었다. 그래서 독일은 자국의 안보정책의 보호와 함께 위성자료의 상업화를 촉진할 수 있는 법제도가 필요하였다. 2007년 12월 제정된 위성자료보안법이 그것이다. 이 논문은 독일 위성자료보안법의 주요 내용을 살펴본 후, 2018년 다목적실용위성 3호, 3A호 및 5호의 영상을 수출하기 시작한 우리나라에 대한 시사점을 보고자 한다.