• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.219-219
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• 2011

순 장파복사량은 지표면으로 입사되는 하강 장파복사량(Downward Longwave Radiation, $R_{ld}$)과 지표면에서 반사되는 상승 장파복사량(Upward Longwave Radiation, $R_{lu}$)의 차이로 정의되는데 이는 에너지 수지 및 농업기상 연구의 중요한 주제 중 하나로서 다루어져 온 순복사량의 중요한 요소이다. 일반적으로 $R_{lu}$의 경우 지표면 온도와 방사율(emissivity)를 이용하여 산출되므로 정확히 추정이 가능하나, $R_{ld}$의 경우 대기 최상층에서 관측되는 방사량과 지표면 근처의 방사량을 함께 고려해야 하므로 실측이 어렵다. $R_{ld}$는 야간 복사계(pyrgeometer)를 이용하여 직접적으로 측정할 수 있지만 관측기기 자체가 구비되어있는 관측소가 적어 매우 드물게 이용된다. 또한 단파 복사 에너지 측정 기기에 비해 비용이 많이들고 종종 관측값이 큰 오차를 가지고 있기 때문에 실무에 적용하기 힘든 단점이 있다. 따라서 기상 관측소에서 얻어지는 증기압과 온도 관측치를 물리식, 경험식 등에 적용하여 산정하게 된다. 현재는 $R_{ld}$의 추정은 관측된 방사량간의 관계를 나타내는 경험식을 기반으로 지표면 근처의 대기 온도와 습도를 이용하여 산출하는 방법이 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 증발산 산정 알고리즘 개발의 시발점으로써 $R_{ld}$를 먼저 구하고 $R_{lu}$를 구하였다. 신뢰성 높은 방법을 이용하여 $R_{ld}$를 구하게 되면 정확도 높은 $R_N$을 구하는 데 기여할 수 있으며, 궁극적으로 보다 정확한 증발산을 산정할 수 있게 된다. $R_{ld}$는 일반적으로 clear sky 조건 하에서의 복사 에너지 플럭스($R_{ldc}$)를 구한 후 구름의 양에 따라 보정한다. 하강 장파복사량의 경우 널리 사용되는 공식 중 하나인 Brutsaert의 공식을 사용하였다. 광릉, 해남에 위치한 플럭스 타워지점에서 실측된 기온과 실제 수증기압을 입력인자로 사용하여 지점별 $R_{ldc}$를 먼저 구하고 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS) 영상자료를 이용하여 검증한 뒤 최종적으로 남한지역을 대상으로 순 장파복사량 지도를 작성하였다. 이를 위해 MODIS 07 대기 프로파일 산출물(Atmospheric Profile Product)중 기온 및 이슬점온도를 추출하여 산정식의 입력자료로서 사용하였다. 상승 장파복사량의 경우 MODIS 11 지표면 온도 산출물(Land Surface Temperature product)를 이용하여 산정하였다. 이는 남한 지역의 증발산량 추정 및 에너지 수지 연구를 위한 중요한 기본 자료로서 유용하게 사용될 수 있으리라 사료된다.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.2 no.3
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• pp.46-59
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• 1999

Remote sensing provides informations on the changes of the hydrological states and variables over with the temporal and spatial distribution to monitor hydrological conditions and changes for large area. Especially, it can extract a spatial distribution of hydrological parameters such as surface albedo, vegetation informations, and surface temperature to effectively manage water resources of the watershed. In this study, we analyzed the characteristic of temporal and spatial changes in surface hydrological parameters which is necessary to identify the spatial distribution of water resources. 5 Landsat TM data of 1995 which is collected for Bochong-chon watershed, located in the upper stream of Keum River, were used to estimate characteristics on the change of hydrological parameters and atmospheric correction was carried out using COST model. The study showed that the difference of the albedo by the land cover was very sensitive depending upon the change of sun elevation and the amount of water in the soil. The difference between the surface temperature analysis and the measured air temperature was from $2.5^{\circ}C$ to $3.86^{\circ}C$.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.40 no.1 s.174
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• pp.25-38
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• 2007

A grid-based urban surface runoff model for simulating the temporal variation and spatial distribution of overland flow in a drainage area was developed. The process of routing of overland flow is modeled by the nonlinear storage equation which is composed of the continuity equation and the Manning's equation. For model operation, the drainage area is divided into grid areas, and spatially distributed topographical and hydrological information for model inputs is provided. Then overland flow is routed for each of the discretized cells of the area. In order to test the applicability of this model, temporal variations and spatial distributions of flow depth and overland flow was simulated in a fictitious and a real urbanized Kunja drainage area. Results indicate that the model can simulate reasonably well the urban runoff hydrograph.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.42 no.11
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• pp.897-909
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• 2009

The relative contribution of between hillslope-flow and stream-flow by heterogeneity of drainage path are quantitatively assessed in the present study with GIUH model based on grid of GIS. Application watersheds are selected Pyeongchang, Bocheong and Wi river basin of IHP in Korea. The mean and variance of hillslope and stream length are estimated and analyzed in each watershed. And coupling with observation storm events, estimate hillslope and stream characteristic velocity which dynamic parameters of GIUH model. The mean and variance of distribution of travel time (i.e. IUH) calculate using estimated pass lengths and characteristic velocities. And the relative contributions are assessed by heterogeneity of drainage path. As a result, the effect of the variance that determine shape of IUH dominate with hillslope's effect in the small watershed area (within 500 $km^2$). Thus, GIUH in the small watershed area must consider hillslope-flow.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.11 no.3
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• pp.117-127
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• 1995

In this paper several methods for retriving appropriate values of effective soil moisture contents from natural soil surfaces are introduced and compared each other. The soil medium has usually a nonuniform moisture profile; i.e., relatively dry at the top layer and relatively wet at the bottom layer. The effective soil moisture represents the quantitative value of soil moisture of the inhomogeneous soil medium in an average sense. A simple method is an arithmetic averaging of soil moisture values obtained from several layers of a soil surface. Otherwise, the penetration depths can be computed from a homogeneous and an inhomogeneous soil surfaces and compared in order to obtain the effective soil mosture. The other method is to obtain the effective soil moisture by comparing the reflectivities from both of a homogeneous and an inhomogeneous surfaces. Those methods are compared and the reflectivity technique is examined in more detail since the rader scattering is dominated by the reflectivity instead of the penetration.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.25 no.4
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• pp.375-381
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• 2009

In this paper, synthetic aperture radar (SAR) clutter images are simulated based on the extensive analyses for radar backscatter characteristics of various earth surfaces, and the simulated images are compared with measured SAR images. At first, the surface parameters including soil moisture content and surface roughness parameters and other parameters for vegetation canopies are measured for various surfaces. The backscattering coefficients for the surfaces are computed using theoretical and empirical models for surface scattering and the radiative transfer for vegetation-canopy scattering. Then, the digital elevation map (DEM) and land cover map (LCM) are used for the SAR image generation. The SAR impulse response (correlation function) is also employed to simulated reliable SAR images. Finally, the appropriate speckle and texture parameters for various earth surfaces are used for generating the SAR clutter images.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.35 no.1
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• pp.54-68
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• 2014

In order to analyze the land surface properties in Seoul and its surrounding metropolitan area, several indices and land surface temperature were calculated by the Landsat satellites (e.g., Landsat 5, Landsat 7, and Landsat 8). The Landsat data came from only in the fall season with Landsat 5 on October 21, 1985, Landsat 7 on September 29, 2003, and Landsat 8 on September 16, 2013. The land surface properties used are the indices that represented Soil Adjusted Vegetation Index (SAVI), Modified Normalized Difference Wetness Index (MNDWI), Normalized Difference Wetness Index (NDWI), Tasseled cap Brightness, Tasseled cap Greenness, Tasseled cap Wetness Index, Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and Normalized Difference Built-up Index (NDBI) and the land surface temperature of the area in and around Seoul. Most indices distinguish very well between urban, rural, mountain, building, river and road. In particular, most of the urbanization is represented in the new city (e.g., Ilsan) around Seoul. According to NDVI, NDBI and land surface temperature, urban expansion is displayed in the surrounding area of Seoul. The land surface temperature and surface elevation have a strong relationship with the distribution and structure of the vegetation/built-up indices such as NDVI and NDBI. While the NDVI is positively correlated with the land surface temperature and is also negatively correlated with the surface elevation, the NDBI have just the opposite correlations, respectively. The NDVI and NDBI index is closely associated with the characteristics of the metropolitan area. Landsat 8 and Landsat 5 have very strong correlations (more than -0.6) but Landsat 7 has a weak one (lower than -0.5).

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 1990.07a
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• pp.49-52
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• 1990

강우강도가 큰 집중호우가 지표면에 도달하게 되면 강우량중 상당 부분이 수문학적 손실성분인 침수, 증발산, 차단 및 저류등으로 시간에 따라 분포된다. 이 가운데 지표면에 분포된 식생계 및 낙엽등에 의한 차단(canopy interception effect)과, 지표가 포화시의 증발산(wetted environmental evapotranspiration) 및 각종 저류, 즉 지표면 저류(depression storage), 지표토양층에의 저류(retention storage) 성분 등을 들 수 있으며 이들 각 손실성분은 직접유출로 나타나는 초과우량의 발생시간을 지체시켜 주는 역할을 하나 차단성분 및 저류성분은 시간이 경과함에 따라 결국은 증발산 또는 침투성분으로 흡수된다. 따라서 침투성분은 초과우량 추정에 매우 큰 영향을 줄 뿐 아니라 지표면 아래의 흙의 변형을 야기시키며, 중간유출 및 지하수유출에 기여 한다. 대부분의 호우사상은 강우초기에 강우강도가 지표 흙의 침수계수(hydraulic conductivity)보다 작기 때문에 모두 각 손실성분에 의해 손실되며, 강우강도가 점차 커져 침수능을 초과하면 지표면에 순간적으로 물이 고이게 되는데 이것을 지표심수(surface ponding)라하고, 강우시작부터 이 때까지가 침수시간(ponding time)이 된다. 이 지표침수가 나타나는 순간이 곧 직접유출 시작 시간으로 볼 수 있을 뿐 아니라, 침수시간은 지표면의 물수지면에서 볼 때 초기손실량 및 침수율 결정에 중요한 인자가 된다. 본 연구에서는 각 손실 성분별로 유역의 제반 특성을 고려하여 구한 매개변수로부터 시간에 대한 손실율을 결정하여 산지 하천유역에 발생하는 부정강우사상(unsteady rainfall)의 초과우량을 추정하는 모델을 유도하였다. 대상유역으로는 현재 건설부에서 수행하고 있는 국제수문개발계획(IHP) 대표시험유역 가운데 평창강 수계내의 장평유역으로서, 본 유역은 자기 우량계 및 자기 수위계가 운용되고 있고, 인접 대관령 측후소로부터 기상자료를 획득, 이용할 수 있는 비교적 분석에 양호한 조건을 지닌 유역이다. 모델의 유도 과정은 대상유역 식생계로 피복된 산지유역임으로, 식생차단 저류효과를 고려해서 지표면의 흙에 도달되는 순강우주상도를 얻고 이로부터 침수시간 및 침투율을 결정해서 초과우량을 산정하는 모델을 유도하였다. 강우 지속시간내 즉, 유역이 완전 포화시의 증발산율의 결정은 Morton 모델로부터, 침수시간 및 침투율 결정은 Green-Ampt 방정식을 부정강우사상에 적용할 수 있도록 수정된 모델을 사용하였으며, 분석에 이용된 호우는 1986 ~ 1987년도 발생된 호우사상 가운데 강우강도 및 총 강우량이 비교적 큰 7개 강우사상을 선정하였다. 각 호우사상별로 손실율울 지표면에서 물수지개념을 이용하여 계산하고 산술지상에 구성시킨 결과는 다음 그림과 같다. 이 그림에서 굵은 실선으로 나타낸 곡선(B. L. R)은 각 손실을 곡선을 시간축에 따라 산술평균한 대표손실율곡선이다. 이 대표손실율곡선은 역지수함수형으로서 곡선식의 유도는 회기분석을 이용하였다. 초과우량 주상도를 얻기 위하여 이 대표손실을 곡선을 관측 강우주상도에 적용시켜 본 결과 식생계에 의한 차단 저류율은 약 6mm/hr 정도인 것으로 나타났으며, 이로 인한 침수시간 지체효과는 1~3시간 정도로서 비교적 그 영향이 큼을 알았다. 또한 각 호우사상별 침수시간 계산 결과 그 변동이 큰 것으로 나타났는데 이는 초기 강우강도에 민감하기 때문인 것으로 판단되낟. 한편 유역 포화시의 증발산율은 우기의 기상자료를 이용하여 구한 결과 0.05 - 0.10 mm/hr 의 범위로서 이로 인한 강우손실량은 큰 의미가 없음을 알았다.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.30 no.5
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• pp.627-639
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• 2014

Accurate correction of surface effect from back scattered solar radiance is one of key issue to retrieve aerosol information from satellite measurements. In this study, two different methods are applied to retrieve surface reflectance by using single visible channel measurement from meteorological imager onboard COMS. The first one is minimum reflectance method, which composes the minimum value among previously measured reflectances at each pixel over a certain search window length. This method assumes that the darkest pixel corresponds to the aerosol-free condition, and deduces surface reflectance by correcting atmospheric scattering from the measured visible reflectance. The second method, named as the "atmospheric correction method" in this study, estimates the result by correcting aerosol and atmospheric scattering with ground-based observation of aerosol optical properties. The purpose of this study is to investigate the retrieval accuracy of the widelyused minimum reflectance method. Also, the retrieval error caused by the loading of background aerosol is mainly estimated. The comparison between surface reflectances retrieved from the two methods shows good agreement with the correlation coefficient of 0.87. However, the results from the minimum reflectance method are slightly overestimated than the values from the atmospheric correction method when surface reflectance is lower than 0.2. The average difference between the two results is 0.012 without the background aerosol correction. By considering the background aerosol effect, however, the difference is reduced to 0.010.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.37 no.6_3
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• pp.1975-1984
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• 2021

Urban expansion results in raising the temperature in the city, which can cause social, economic and physical damage. In order to prevent the urban heat island and reduce the urban land surface temperature, it is important to quantify the cooling effect of the features of the urban space. Therefore, in order to understand the relationship between each object of land cover and the land surface temperature in Seoul, the land cover map was classified into 6 classes. And the correlation and multiple regression analysis between land surface temperature and the area of objects, perimeter/area, and normalized difference vegetation index was analyzed. As a result of the analysis, the normalized difference vegetation index showed a high correlation with the land surface temperature. Also, in multiple regression analysis, the normalized difference vegetation index exerted a higher influence on the land surface temperature prediction than other coefficients. However, the explanatory power of the derived models as a result of multiple regression analysis was low. In the future, if continuous monitoring is performed using high-resolution MIR Image from KOMPSAT-3A, it will be possible to improve the explanatory power of the model. By utilizing the relationship between such various land cover types considering vegetation vitality of green areas with that of land surface temperature within urban spaces for urban planning, it is expected to contribute in reducing the land surface temperature in urban spaces.