• 한국지능시스템학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.472-479
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• 1999

본 논문에서는 뉴로-퍼지 알고리즘을 이용한 원격탐사 화상의 지표면 패턴분류기를 제안한다. 제안된 패턴 분류기는 일반적인 퍼지 인식기를 가지고 있는 3층 전방향 신경회로망 구조로 되어 있고 가중치들은 퍼지집합으로 구성된다. 이러한 퍼지-뉴로 패턴분류 시스템을 Visual C++ 환경을 구현한다. 성능평가를 위해 기존의 역전파 학습기능을 가진 신경회로망과 Maximum-likelihood 알고리즘을 이용해처리한 결과와비교분석한다. 대표적인 지표면 특징을 나타내는 8개의 클래스에 대해 훈련집합을 선정하고 각각의 분류 알고리즘에 같은 훈련집합을 사용하여 학습시킨 후 실험화상을 적용하여 지표면 특징을 8개의 클래스로 분류하였다. 실험결과 제안된 뉴로-퍼지 분류기는 여러개의 클래스로 혼합된 패턴에 대해서 기존의 분류기들에 비해 보다 더 좋은 성능을 보인다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제21권6호
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• pp.457-468
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• 2005

도시화에 따른 불투수 지표면의 증가는 도시환경에 부정적인 영향을 미치게 된다. 따라서 도시 내 불투수 지역의 시공간적 변화 사항을 탐색하고 정량화하는 작업은 도시환경을 연구함에 있어 무엇보다 중요한 일이라 할 수 있다 지난 시기 도시지역의 불투수 지표면을 탐색하는 방법으로는 전통적인 영상분류 기법이 많이 사용되었다. 그러나 기존의 전통적인 영상분류 기법은 영상을 구성하는 각 셀이 지표면에 존재하는 다양한 객체들의 분광특성이 혼합된 결과임에도 불구하고 단 하나의 클래스로만 구분하는 단점을 가진다. 또한 불투수 지표면의 비율을 산정하기 위해서는 영상분류 후 각 분류항목에 불투수율을 할당해야하는 2중의 노력이 필요하며, 각 클래스에 단일한 불투수율을 지정해야만 하는 단점을 갖는다. 본 논문에서는 기존의 영상 분류방법이 갖는 이러한 단점을 보완하고자 불투수 지표면의 비율을 산정하기 위해 분광혼합분석 (spectral mixture analysis) 기법을 이용하였다. 분광혼합분석 기법을 적용하기 위해 식생, 토양, low albedo, high albedo 등 4가지 요소를 엔드멤버로 선택하였으며, 불투수율은 low albedo와 high albedo의 합으로 산정하였다. 대상 연구지역은 지난 십여년 동안 급격한 도시화가 진행된 탄천유역을 선정하였으며, 1988, 1994, 2001년의 Landsat 영상을 이용하여 신도시 건설에 따른 불투수 지표면의 변화율을 검토하였다. 분석결과 탄천유역의 불투수율은 88년 $15.6\%$, 94년 $20.1\%$, 2001년 $24\%$로 증가된 것으로 나타났다. 결론적으로 도시 불투수율을 분석 시 분광혼합분석 기법을 적용할 경우 추가적인 노력 없이 비교적 정확한 불투수율을 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다.

• Spatial Information Research
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• 제16권3호
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• pp.373-383
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• 2008

지표면에 대한 정보를 취득하는 기법 중 지금까지 주로 사용되어온 기법은 항공사진 및 위성영상과 같이 평면적인 정보 수집에 중점을 두고 있는 반면, 본 논문에서 다루는 LiDAR(Light Detection And Ranging)는 레이저 측량기술을 이용하여 지표면에 대한 고해상도의 비정규분포 Point 형태의 3차원 정보의 획득이 가능하다. GPS(Global Positioning System) 수신기와 INS(Inertial Navigation System)의 결합을 통해 좌표 값을 제공하게 된다. 이러한 LiDAR의 3차원 Point 정보와 좌표 값을 활용하여 보다 정밀한 3차원 모델링 수행이 가능하다. 본 연구에서는 LiDAR의 반사강도와 기하/지형 자료를 이용하여 도시지역을 대상으로 정밀한 3차원 공간정보자료를 취득하고, 그 자료를 분석하여 도시지역을 높이와 밀도를 기반으로 하여 3차원으로 분류하였다. LiDAR를 통해 획득된 원시자료로부터 지표면에서 반사되는 Point Data의 개수를 지면과 비지면 요소의 비율로 추정하여 지형과 공간적 특성을 파악하고 이에 따라 3차원 토지피복분류도를 작성하였다. 신호의 강약을 구분하는 기준은 통계적 방법(Jenk's Natural Break)을 통해 추정된 값을 사용하였으며, 지표면 반사비율에 따라 세부지역으로 구분하여 크게 고밀도 저밀도 식생지역과 비식생지역으로 구분하였다.

• 한국지리정보학회지
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• 제15권2호
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• pp.113-125
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• 2012

다목적실용위성 3A호에 탑재되는 고해상도의 중적외선 영상자료에 대한 지표면 식별 특성을 파악하기 위하여, 고해상도 중적외선 영상 획득이 가능한 AHS(Airborne Hyperspectral Scanner) 자료를 사용하여 중적외선 영상 자료의 지표면 온도 산출 가능성과 토지피복도 분류 정확도를 평가하였다. 먼저 AHS 열적외선 자료로 작성한 지표면 온도 영상과 AHS 중적외선 각 밴드의 화소값을 비교한 결과 주간과 야간 모두 밴드 68(중심파장 $4.64{\mu}m$)의 결정계수가 0.74이상으로 가장 높았다. 다음으로 AHS 중적외선 밴드를 이용하여 토지피복도를 작성한 결과 주간의 경우 지붕, 도로, 초지, 식생, 수역 등이 구분 가능했지만 야간의 경우 초지와 식생, 도로와 수역, 지붕과 도로 등 일부 클래스들이 서로 중복되어 나타났다. AHS 중적외선 밴드의 지표면 식별 능력의 향상 가능성을 파악하기 위하여 주간과 야간자료의 편차 영상을 구하여 토지피복도를 작성한 결과 Zone 1과 Zone 2의 소지역별 분류정확도가 각각 67.5%, 64.3%로서, 주간 또는 야간 중적외선 밴드로 작성된 토지피복도에 비해 10% 이상 향상된 것으로 나타났다. 결과적으로 고해상도 중적외선 밴드 영상자료는 지표면온도 산출시 지표 피복 특성을 고려한 알고리즘 개발이 요구되며, 지표면 식별 능력은 주간에 비해 야간이 낮으므로 주간과 야간의 편차 영상을 이용할 경우 지표면 식별 능력을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한지리학회:학술대회논문집
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• 대한지리학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.38-38
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• 2004

효율적 인 국토환경 관리와 지속 가능한 생태자원의 보존을 위해서는 지형 및 토양의 공간적인 분포특성과 그것이 각종 자연 및 인문현상들과 가지는 상관성에 대한 파악이 선행되어야 한다 기존의 지형분류법은 대부분 지형형성과정 혹은 지형의 형태의 분류에 치중하여, 그 결과가 지표면에서 나타나는 생태학적 현상들과의 관련성을 파악하기 어려운 단점이 있다. (중략)

• 대한지리학회지
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• 제39권4호
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• pp.495-513
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• 2004

효율적인 국토환경관리와 지속 가능한 생태자원의 보존을 위해서는 지형 및 토양의 공간적인 분포특성과 그것이 각종 자연 및 인문현상들과 가지는 상관성에 대한 이해가 선행되어야 한다. 기존의 지형분류법은 대부분 지형형성과정 혹은 지형의 단순한 형태분류에 치중하여, 분류 결과와 지표면에서 나타나는 다양한 생태학적 현상들과의 관련성을 파악하기 어려운 단점이 있었다. 이 연구는 지표면에서 나타나는 물과 에너지, 그리고 물질의 흐름을 생태적 환경특성을 반영하는 주원인으로 규정하고, 이에 근거하여 전산화된 지형분류법을 개발하는 것을 목적으로 한다. 지표면을 에너지와 물질의 흐름을 반영하는 8개의 토양지형단위(sod landscape units)로 구분하였으며, 이것을 수치고도모델(DEM)로부터 추출하는 방법을 개발하였다. 경기도 양평군의 약 12$extrm{km}^2$ 크기의 지역에 개발된 기법을 적용하여 토양지형단위들을 분류한 뒤, 각 단위들의 공간적인 분포특성을 살펴보았다. 개발된 방법은 일반적으로 구할 수 있는 수치고도모델에 적용할 수 있어, 넓은 지역의 지형특성들을 쉽게 파악할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한 분류된 토양지형단위들은 자연환경조사와 제반 수문 및 토양환경 특성 파악에 중요한 기본자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다. 하지만 제시된 방법이 보다 널리 쓰이기 위해서는 기존 수치지도의 정확성의 문제, 사용된 수치고도모델의 격자크기에 따라 분류기준의 변화를 야기 시키는 스케일의 문제, 그리고 다양한 지형형성작용과의 상관성에 관한 보다 체계적인 연구가 요구된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.355-355
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• 2011

토지피복의 분류는 토지표면의 물리적인 지표면의 상태를 나타내는 자료로 환경, 행정, 수자원, 재해 등 다방면으로 이용되고 있다. 특히 수자원과 관련하여 식생의 증산과 토양의 증발을 통칭하는 증발산과 유출, 토양수분 등과 연관되어 있다. 광범위한 토지피복의 산정에는 경제성 및 주기성 등의 장점으로 인하여 인공위성 영상을 이용하는 기법이 적합하다. 위성영상분류법은 훈련지역의 선정 여부에 따라 감독분류와 무감독 분류로 나누어지며 각각의 알고리즘의 특성에 따라 더욱 세분화된다. 본 연구에서는 Landsat-TM (Thematic Mapper) 영상을 이용하여 감독 분류와 무감독 분류를 각각 적용하여 한강유역의 토지피복을 수역, 시가, 나지 습지, 초지, 산림, 농지의 7가지 부분으로 대분류로 산정하고 비교하였다. 두 경우의 정확도는 각각 91.6%, 90.9%의 비슷한 정확도를 나타내었으며, 세부적으로 우리나라의 대부분의 면적에 분포하는 산림, 농지, 시가, 수역의 정확도가 높게 나타났다. 또한 각 항목별로 정확도를 비교하였을 때 감독분류가 무감독분류에 비해 다소 정확한 것을 확인할 수 있었다. 추후 외부자료를 도입하면 비교적 낮은 정확도를 나타낸 초지, 습지, 나지의 정확도를 보완할 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.4192-4198
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• 2011

지상라이다는 구조물과 자연사면의 거동이나 변화를 모니터링 할 수 있는 고정밀 측위기술이지만 측위자료를 대상으로 한 분류작업(지표면과 식생 또는 구조물과 식생)은 주관적인 수작업에 의존하게 된다. 그 결과 다양한 지형지물이 혼재해 있는 지표특성으로 인해 자료분류의 신뢰도는 떨어지며, 작업시간은 길어지는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 지표면(식생 등)의 변화탐지 모니터링을 위한 주요한 지표로 사용되는 NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)를 이용하여 피복을 분류하고 그 결과를 지상라이다 자료와 융합하여 항목별로 분류하는 기법을 개발하였다. 개발기법을 적용한 결과, NDVI 자료는 항목 간 경계지점에서 0.003%의 오(誤) 분류가 있었으나 약 94%의 융합 정확도를 나타내었고 기존의 수작업에 비해 자료처리 시간이 짧아지며 정확도가 높아져 다양한 분야에 활용도가 높아질 것으로 판단된다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.88-89
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• 2010

최근 인간의 활동범위와 영역이 확대되고 산업이 발전하면서 인간의 삶과 지속가능한 발전 등 도시 기후에 관한 관심도 높아지고 있다. 산업혁명 이후 도시화와 산업화로 인해 인구가 증가하고 도시지역으로 집중됨으로써 도시 열섬화 현상에 대한 도시환경문제가 부각되고 있다. 이는 최근까지도 도시개발에 있어서 기능과 효율성이 우선시 되어 도시기후에 대한 배려가 이루어지지 못하고 있으며, 오히려 과도한 냉난방을 가동하는 등 쾌적한 실내 환경 조성을 위한 노력만을 행해왔다. 도시화에 따른 도시의 열환경 구조의 변화는 토지이용의 변화에 따른 피복상태와 밀접한 관련이 있다는 연구들이 수행된 바 있다. 이렇듯 도시화가 진행됨에 따라서 도심 지표면을 덮고 있는 포장재도 변하고 있다. 대표적인 토지피복재로는 콘크리트와 아스팔트 등의 인공포장재, 수계, 삼림 등으로 크게 나누어 볼 수 있다. 최근 도심의 발달로 인해 도심의 표면은 점차 인공포장재인 아스팔트와 콘크리트로 덮여지고 있다. 인공포장재는 맑은 여름철 낮에 받아들인 열을 야간에도 머금고 있어 도시열섬현상의 주요원인이 된다. 도시화가 진행됨에 따라 토지이용형태가 변화하고 있으며 이러한 토지피복의 변화는 그 지역의 기온과 풍향, 풍속뿐만 아니라 지표온도도 변화시키므로 도시 열환경 구조에 적지 않은 영향을 미치고 있다. 과거에는 자연 환경과 도시공간에 대한 인식이 다른 분야로 나누어져서 다루었지만 현재 위성영상 기술의 발달로 많은 공간 정보를 파악할 수 있게 된 바 도시기후변화에 더욱 직접적이고 근본적인 접근이 쉬워졌다. 원격탐사기법의 활용은 위성자료를 이용하여 동시간대 평면적인 열구조를 정량적으로 파악하는데에 중요한 자료를 제공하여 도시지역을 덮고 있는 인공자재의 존재가 도시열섬의 형성과 밀접하게 연관이 있다는 사실을 짐작할 수 있다. 따라서 도시기후변화의 문제점을 더욱 적극적으로 해결하기 위해서는 토지이용에 따른 지표면 온도 상승의 현황을 파악하고 이를 저감 시킬 수 있는 대책들이 수립되어야 한다. 본 연구는 보다 세분화된 도시 열환경을 정량적으로 분석 평가하기 위해서 토지피복별 분류를 3가지로 대구시 중구 경북대학교 부속 고등학교(이하 사대부고 지점)를 도심지역으로, 경상남도 창녕군 창녕읍 우포늪(이하 우포지점)을 수계지점으로, 경상북도 안동시 길안면 만음리(이하 안동지점) 지점과 대구시 칠곡군 동명면 득명리 팔공산 한티재 도립공원(이하 팔공지점)을 산림으로 분류하여 연구하였다. 대구 계명대학교 기후환경연구실에서 보유하고 있는 AWS(Automatic Weather Station) 자료로 기상요소를 분석하였으며, MODIS Terra 위성영상을 이용하여 지표온도를 추출하고 분석하였다. 또 기상요소와 지표온도를 이용해 회귀식을 도출하여 추정기온을 산출하였다. 그 결과 첫째, 계절에 따른 기온의 시간변화는 여름의 평균기온이 $25.13^{\circ}C$와 $24.12^{\circ}C$로 사대지점과 우포지점의 평균기온이 가장 높게 나타났으며, 이는 도심에서 발생되는 인공열의 영향으로, 우포지점은 수계의 특징이 반영된 결과라 할 수 있다. 둘째, 계절에 따른 풍속의 시간변화는 여름의 경우 우포지점의 풍속이 1.63m/s로 가장 높은 반면 안동지점의 풍속이 0.27m/s로 가장 낮은 것으로 나타났다. 겨울의 경우 팔공지점의 풍속이 1.82m/s로 가장 높게 나타났다. 토지피복에 따른 지표면의 변화가 도시기후에 미치는 영향을 정량적으로 평가하고, 또 지표면 온도와 기온과의 차이를 알아보기 위하여 MODIS 위성 영상을 이용하여 세 지점을 대상으로 토지피복에 따른 열환경을 평가 분석하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 첫째, MODIS 위성영상을 이용하여 산출한 지표면 온도는 여름철 주간에 안동지점의 경우 주변지역에 비해 지표면 온도가 약 $26^{\circ}C$로 낮게 나타났으며 우포지점의 경우 수계가 가지는 열 완충능력으로 약 $27^{\circ}C$의 낮은 지표면 온도를 나타내었다. 사대지점의 경우 약 $34^{\circ}C$이상의 높은 지표면 온도를 나타내었다. 둘째, MODIS 위성영상을 이용하여 산출한 지표면 온도와 관측된 기온과의 회귀식을 도출하여 상관분석 한 결과, 모든 지점의 값에서 상관성 및 신뢰도가 높은 것으로 나타났다. 셋째, 상관분석의 결과를 통하여 추정한 기온은 지표면 온도와의 차이가 있지만 유사한 패턴의 결과로 추출되었다. 이러한 결과로 볼 때 도시의 인공자재를 이용한 건축과 개발이 도시열섬현상을 유발하는데 중요한 역할을 하는 것을 정량적으로 평가할 수 있었다. 따라서 본 논문의 연구결과를 바탕으로 도시계획에 있어서 인공구조물에 의한 기온과 풍속이 받는 영향을 고려하여 도심의 인공구조물의 배치나 자재에 대한 개발이 이루어져야 할 것이며 열교환의 방해 및 바람순환이 확보되는 구조로 개선되어야 할 것이다.

• Spatial Information Research
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• 제15권1호
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• pp.67-80
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• 2007

토지피복도는 지표면의 상태를 나타내는 자료로 특히 환경 분야에서 지역의 현황을 파악하고 정책을 수립하기 위한 기초적인 자료이다. 토지피복도를 효과적으로 제작하기 위해서는 인공위성을 이용하여 한 지표면 현황에 대한 정보를 신속하게 수집하고, 이를 지리정보로 변환하여 구축하고 관리하여야한다. 본 연구에서는 우리나라 환경부에서 구축한 중분류 토지피복도의 제작과정을 검토하고, 이를 객관적이고 구체적으로 개선하고자 한다. 이를 위하여 국내외의 토지피복도 제작 현황과 문제점을 파악한 후, 중분류 토지피복도를 제작하기 위한 구체적이고 효과적인 개선방안을 제시하였다. 본 연구에서 제시한 경계선 설정기준과 속성정보 부여기준은 기존의 토지피복도 제작과정에서 나타난 문제점을 보완할 수 있었다.