• 한국지구과학회지
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• 제40권5호
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• pp.447-463
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• 2019

해상풍은 해양 현상을 이해하고, 지구 온난화에 의한 지구 환경의 변화를 분석하기 위한 필수 요소이다. 전세계 연구 기관은 해상풍을 정확하고 지속적으로 관측하기 위해 산란계(scatterometer)를 개발하여 운영해오고 있으며, 정확도는 풍향이 ${\pm}20^{\circ}$, 풍속이 ${\pm}2m\;s^{-1}$ 안팎이다. 하지만, 산란계의 해상도는 12.5-25.0 km로, 해안선이 복잡하고 섬이 많은 한반도 근해에서는 자료의 결측이 빈번하게 발생하여 활용도가 감소한다. 그에 반해, Synthetic Aperture Radar (SAR, 합성개구레이더)는 마이크로파를 활용하는 전천후 센서로, 1 km 이하의 고해상도 해상풍이 산출이 가능하여 산란계의 단점 보완이 가능하다. 본 연구에서는 일반적으로 활용되는 SAR 자료 기반 해상풍 산출 알고리즘인 Geophysical Model Function (GMF, 지구 물리 모델 함수)를 밴드별로 분류하여 조사하였다. 상대 풍향, 입사각, 풍속에 따른 후방산란계수를 L-band Model (LMOD, L 밴드 모델), C-band Model (CMOD, C 밴드 모델), X-band Model (XMOD, X 밴드 모델)에 적용하여 모의하였고, 각 GMF의 특성을 분석하였다. 이러한 GMF를 SAR 탑재 인공위성 자료에 적용하여 산출한 해상풍의 정확도 검증 연구에 대해 조사하였다. SAR 자료 기반 해상풍의 정확도는 영상 관측 모드, 적용한 GMF의 종류, 정확도 비교 기준 자료, SAR 자료 전처리 방법, 상대 풍향 정보 산출 방법 등에 따라 변하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 국내 연구자들의 SAR 자료 기반 해상풍 산출 방법에 대한 접근성이 향상되고, 고해상도 해상풍 자료를 활용한 한반도 근해 분석에 이바지할 것으로 기대된다.

• 대한조선학회지
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• 제27권3호
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• pp.131-136
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• 1990

여러해 전부터 선박의 생산실적이나 생산성 관련 자료를 기록하고 보완하는 작업을 꾸준히 개선토록 노력해온 결과중 중요한 것 하나는, 선박의 여러 가지 설계 검토과정에서 충분히 활용할 수 있는 함축성 있고 믿을만한 형태의 생산정보를 제공해줄 수 있게 되었다는 것이라고 말 할 수 있겠다. 이러한 자료들은 생산계획상 각 단계(stage)에서의 작업량, 예상재료비와 인건비의 산출등이 포함될 수 있으며, 선박이나 해상구조물의 전반적인 설계방법론(design methodology)을 개선코자 한다면 ''생산지향적 설계(Design for Production)''의 근간이 되는 선박건조전략(build strategy), 구매정책(purchasing policy)과 생산기술(production technology)에 대한 폭넓은 지식이 한데 어우러져야 한다. 최근에는 CIMS의 일부분에서 보는 바와 같은 경영관리, 설계 및 생산지원 시스템의 도입으로 이와 같은 설계 프로세스의 추진을 가능케하고 있다. 이와 병행하여 설계를 지원하기 위한 전산기술, 특히 대화형 화상처리기술(interactive graphics)의 발달은 설계자가 선박의 형상이나 구조 배치를 여러 가지로 변화시켜 가면서 눈으로 즉시 확인할 수 있도록 설계자의 능력을 배가시키는데 크게 기여하고 있다. 여러 가지의 설계안(alternative design arrangement)을 신속히 만들어내고 이를 즉시 검토 평가할 수 있는 능력을 초기설계 단계에서 가질 수 있다면 이는 분명히 큰 장점일 것이며, 더구나 설계초기 단계에 생산관련인자를 설계에서 고려할 수 있다면 이는 더욱 두드러진 발전일 것이다. 생산공법과 관련생산 비용을 정확히 반영한 각 가지의 설계안을 짧은 시간내에 검토하고 생산소요 비용을 산출하여 비교함으로써, 수주계약단계에서 실제적인 생산공법과 신뢰성있는 생산실적자료를 기준으로 하여 총 건조비(total production cost)를 최소로 하는 최적의 설계를 선택할 수 있도록 해 줄 것이다. 이제 이와 같은 새로운 설계도구(design tool)를 제공해 주므로써 초기설계에 각종 생산관련 정보나 지식 및 실적자료가 반영가능토록 발전되었다. 본 논문은 영국의 뉴카슬대학교(Univ. of Newcastle upon Type)에서 위에 언급한 특징들을 반영하여 새로운 선박구조 설계 방법을 개발한 연구결과를 보여주고 있다. 본 선계연구는 5단계로 구분되는데; (1) 컴퓨터 그라픽스를 이용하고 생산정보 데이타베이스와 연결시켜 구조형상(geometry)을 정의하고 구조부재 칫수(scantling) 계산/결정 (2) 블럭 분할(block division) 및 강재 배치(panel arrangement)의 확정을 위해 생산기술 및 건조방식에 대한 정보 제공 (3) 상기 (1) 및 (2)를 활용하여 아래 각 생산 단계에서의 생산작업 분석(work content assessment) a) 생산 준비 단계(Preparation) b) 가공 조립 단계(Fabrication/Assembly) c) 탑재 단계(Erection) (4) 각각의 설계(안)에 대하여 재료비(material cost), 인건비(labour cost) 및 오버헤드 비용(overhead cost)을 산출키 위한 조선소의 생산시설 및 각종 품셈 정보 (5) 총 건조 비용(total production cost)을 산출하여 각각의 설계안을 비교 검토. 본 설계 방식을 산적화물선(Bulk Carrier) 설계에 적용하여 구조배치(structural geometry), 표준화의 정도(levels of standardisation), 구조생산공법(structural topology) 등의 변화에 따른 설계 결과의 민감도를 분석(sensitivity studies)하였다. 전산장비는 설계자의 대화형 접근을 용이하도록 하기 위해 VAX의 화상 처리장치를 이용하여 각 설계안에 대한 구조형상과 작업분석, 건조비 현황 등을 제시할 수 있도록 하였다. 결론적으로 본 연구는 설계초기 단계에서 상세한 건조비 모델(detailed production cost model)을 대화형 화상 처리방법에 접합시켜 이를 이용하여 여러가지 설계안의 도출과 비교검토를 신속히 처리할 수 있도록 함은 물론, 각종 생산 실적정보를 초기설계에 반영하는 최초의 시도라고 믿으며, 생산지향적(Design for Production) 최적설계분야의 발전에 많은 도움이 되기를 기대해 마지 않는다. 참고로 본 시스템의 설계 적용결과를 부록에 요약 소개하며, 상세한 내용은 참고문헌 [4] 또는 [7]을 참조 요망한다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권5호
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• pp.536-555
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• 2021

해상풍은 해양의 표층 해류 및 순환, 혼합층, 열속의 변화를 주도하며 해양-대기 상호작용을 이해할 수 있는 중요한 변수이다. 인공위성의 발달에 따라 산란계 관측 자료를 기반으로 산출한 해상풍은 여러 목적으로 광범위하게 사용되어 왔다. 한반도 연안과 같은 복잡한 해양 환경에서 산란계 관측 해상풍은 해양 및 대기 현상 이해에 중요한 요소이다. 따라서 위성 해상풍의 정확도 검증 결과가 다양한 활용을 위하여 중요하게 활용될 수 있다. 본 연구에서는 대표적인 산란계인 MetOp-A/B (METeorological OPerational satellite-A/B)에 탑재된 ASCAT (Advanced SCATterometer) 해상풍 자료를 한반도 주변의 16개 지점에서 2020년 1월부터 12월까지 실측된 해양기상부이 해상풍 자료와 비교하여 해상풍의 정확도를 검증하였다. 해수면으로부터 4-5 m 고도에서 관측된 부이 바람은 LKB (Liu-Katsaros-Businger) 모델을 활용하여 10 m의 중립 바람으로 변환하였다. 일치점 생산 과정 결과 MetOp-A와 MetOp-B에 대하여 5,544개와 10,051개의 일치점을 만들었다. 각 위성 해상풍 풍속의 평균제곱근오차는 1.36 m s^-1와 1.28 m s^-1, 편차는 0.44 m s^-1와 0.65 m s^-1로 나타났다. 산란계의 풍향은 MetOp-A와 MetOp-B에서 각각 -8.03°와 -6.97°의 음의 편차와 32.46°와 36.06°의 평균제곱근오차를 보였다. 이러한 오차들은 해양-대기 경계층 내의 성층과 역학과 관련된 것으로 추정된다. 한반도 주변 해역에서 산란계 해상풍은 특히 풍속이 약한 구간에서 실측 풍속보다 과대추정되었다. 또한 연안으로부터의 거리가 가까워질수록 오차가 증폭되는 특성이 나타났다. 본 연구 결과는 산란계 해상풍 자료를 이용하는 해양-대기 상호작용 및 태풍 연구와 같은 한반도 연안 해역의 예측 모델 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권5_2호
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• pp.1245-1257
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• 2021

세계 최초의 정지궤도 해색관측 위성인 GOCI의 임무를 승계한 천리안위성 2B호의 해양탑재체인 GOCI-II가 2020년 2월 발사되어 같은 해 10월부터 정규 운영되고 있다. 한국해양과학기술원은 실시간 수신한 GOCI-II 원시자료를 Level 1B와 26종 Level 2 산출물로 처리하며, 이 자료들은 국립해양조사원을 통해 서비스된다. 이 논문에서는 정규 운영 1년차의 위성자료 운영 현황을 소개하고, 향후 개선 방향을 제시하고자 하였다. GOCI-II의 기본 해색 산출물인 엽록소 농도, 총 부유물질 농도, 용존유기물 농도 산출물은 OC4, YOC 알고리즘으로 처리 중이며, 그 수식 및 프로세스에 대해 상세 기술하였다. GOCI-II에서 새롭게 추가된 전구 관측은 궤도상 시험운영기간 동안 태양천정각과 sun glint만 고려하여 관측 스케줄이 수립되었으나, 양질의 Level 2 산출물 생산을 위해 조건을 세분화하고 위성 천정각을 추가 고려하여 개선하였다. 그 결과 'Best Ocean'을 만족하는 슬롯의 개수가 15에서 78개로 대폭 증가하고, 'Bad Ocean'에 해당하는 슬롯이 55개에서 13개로 크게 감소하였다. GOCI-II의 산출물의 품질관리를 위해서 유럽우주국에서 정의하는 요구사항을 기반으로 GOCI-II 검보정 요구사항을 제시하였다. 그리고 GOCI 검보정 사이트를 기반으로 하되, 향상된 위성 스펙을 고려하여 지역 관측 검보정을 위한 추가 고정점 검보정 사이트 후보지를 제시하였다. 전구관측 자료의 품질관리는 국내외 해양인프라를 구축하고 있는 한국해양과학기술원의 연구선과 해외 기지를 활용하되, 국외 해역의 현장관측 자료 획득을 위해서는 GOCI-II 국제 검보정 네트워크 구축이 필요할 것으로 판단된다. 이러한 결과는 위성자료 사용자들의 산출물 처리에 대한 이해를 높이고, 향후 위성자료 품질관리 업무 수행 상세계획 수립에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권5_1호
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• pp.959-974
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• 2021

Forel-Ule Index (FUI)는 자연에 존재하는 담수 및 해수의 색을 남색부터 고동색까지 21 가지의 등급으로 구분하는 지표이다. FUI는 여러 선행연구에서 수계의 부영양화 지수, 수질인자, 광 특성 등과 연관 지어 분석되었으며, 여러 수질인자의 광학적 정보를 동시에 가지고 있는 새로운 수질 지표로써의 가능성이 제시되었다. 본 연구에서는 500 m의 높은 공간해상도를 가지는 정지궤도 해양위성해색탑재체(Geostationary Ocean Color Imager; GOCI) 관측 자료와 Random Forest (RF) 기계학습 기법을 활용하여 Ocean Colour-Climate Change Initiative(OC-CCI) 기반의 4 km FUI 자료를 공간 상세화 시켰다. 이를 활용하여 우리나라 연안 해역에 대한 수질인자와의 상관관계와 주요 해역에 대한 FUI의 공간적 분포 및 계절별 특성 변화를 분석하였다. 검증 결과 RF 기법으로 추정한 RF FUI는 결정계수(R²)=0.81, 평균 제곱근 오차(Root Mean Square Error; RMSE)=0.7784로, Pitarch의 OC-CCI FUI 알고리즘을 적용하여 계산한 GOCI FUI 추정 정확도(R²=0.72, RMSE=0.9708) 대비 향상된 결과를 보였다. RF FUI는 총 질소(Total Nitrogen), 총 인(Total Phosphorus), 클로로필-a(Chlorophyll-a), 총 부유물질(Total Suspended Solids), 투명도(Secchi Disk Depth)를 포함하는 5가지 수질인자와 각각 0.87, 0.88, 0.97, 0.65, -0.98의 상관계수로 강한 상관성을 보였다. 산출된 FUI의 시간적 패턴 역시 여러 수질인자와의 물리적 관계를 반영하며 유의미한 계절적 패턴의 변화를 보였다. 본 연구의 결과로 한반도 연안 수질 관리에서 고해상도 FUI의 활용 가능성을 제시하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권6_1호
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• pp.1757-1766
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• 2021

녹피율은 행정구역면적 대비 녹지가 피복된 면적의 비율로, 실질적인 도시녹화 지표로 활용되고 있다. 현재 녹피율은 토지피복지도를 기반하여 산출되는데, 토지피복지도의 낮은 공간해상도와 일정하지 않은 제작시기는 정확한 녹피율 산출과 정밀한 녹피분석을 어렵게 한다. 따라서 본 연구는 새로운 녹피율 산출방안으로 항공영상과 심층학습을 활용한 방안을 제안한다. 항공영상은 높은 해상도와 비교적 일정한 주기로 정밀한 분석을 가능하게 하며 심층 학습은 항공영상 내 녹지를 자동으로 탐지할 수 있다. 지자체는 매년 다양한 목적을 위해 유인항공영상을 취득하여 이를 활용해 신속하게 녹피율을 산출한다. 하지만 미리 취득된 유인항공영상은 취득 시기와 해상도, 센서와 같은 세부사항을 선택할 수 없어 정밀한 분석이 어려울 수 있다. 이러한 한계점은 다양한 센서의 탑재가 가능하고 낮은 고도의 비행으로 인해 고해상도 영상을 취득할 수 있는 무인항공기를 활용하여 보완될 수 있다. 이에 두 가지 항공영상으로부터 녹피율을 산출하였고 그 결과, 모든 녹지 유형으로 부터 높은 정확도로 녹피율을 산출할 수 있었다. 하지만 유인항공영상으로부터 산출된 녹피율은 복잡한 환경에서 한계가 있었다. 이를 보완하고자 활용한 무인항공영상은 복잡한 환경에서도 높은 정확도의 녹피율을 산출할 수 있었고 추가밴드 영상을 통해 더 정밀한 녹지 영역 탐지가 가능했다. 추후 기존 유인항공영상에 새로 취득한 무인항공영상을 보완적으로 사용해 녹피율을 효과적으로 산출할 수 있을 것이라 기대된다.

• 국제교류와 융합교육
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• 제1권2호
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• pp.48-67
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• 2021

본 연구는 국정도서로 개발되는 특수교육 기본교육과정 교과서의 질 관리를 위해 특수교사를 대상으로 교과서 사용 단계의 평가 체제 구축과 관련한 인식을 조사하고, 그 결과를 바탕으로 교과서 평가 체제 구축 방안을 제안한 것이다. 연구를 위하여 우선 국정도서의 질 관리 체제를 개발단계와 사용 단계로 나누어 살펴본 다음, 사용 단계의 질 관리 체제로서 사용 단계 평가 체제의 필요성을 제기하였다. 다음으로 사용 단계의 평가 체제 구축 방안을 모색하기 위해서 전국의 특수교사를 대상으로 모바일 메신저를 통해 평가체제 구축과 관련한 설문을 배포하고 그 중 설문에 참여한 159명의 응답을 분석하였다. 분석 결과, 기본교육과정 교과서를 사용하고 있는 특수교사의 교과서에 대한 만족도는 평균 3.3점이었으며, 사용 단계의 교과서 평가가 필요하다는 인식은 평균 4.02로 만족도보다 높았다. 사용 단계 평가 체제의 구축 방안에 있어서, 평가의 주체는 교사(98.7%), 독립된 플렛폼 구축(62.2%), 정기평가(49.4%), 척도형 문항과 개방형 문항을 혼합한 문항(50.6%)을 선호하였다. 또 평가 결과는 '사용자로 인증된 사람에게만 공개(55.1%)', 평가 결과반영 시기는 '차기 교과서 개발 시'가 가장 많았다(41.0%). 연구결과를 바탕으로 특수교육 기본교육과정 교과서의 사용 단계 평가 체제 구축을 위해서는 독립적인 평가 플렛폼을 구축하되, '교과서 사용성'을 규명하여 간단하고 명료한 질문을 통해 교과서 사용자 모두가 부담없이 평가할 수 있도록 하고, 질관리위원회 조직을 통해 평가 결과의 수정반영 여부를 심의할 것을 제안하였다. 또, 평가 플렛폼에 이미 개발된 교과서와 사용자인 교사가 제작한 다양한 콘텐츠를 탑재할 수 있도록 하여 개발-사용-평가 통합형 플렛폼을 운영할 것을 제안하였다.

• 철학연구
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• 제147권
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• pp.117-146
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• 2018

이 논문은 인공지능시대에도 종교는 가능한가, 오직 인간만이 종교신앙의 주체일 수 있는가, 인간의 마음을 탑재한 초지능기계들도 신앙의 주체일 수 있는가를 다룬다. 초지능기계들이 인간과 동일한 조건에서 신앙의 주체가 되려면, 인간의 고유한 특성인 감정, 의지, 자의식 등을 가질 수 있어야 한다. '특이점' 이후의 초지능기계들은 종교신앙의 주체를 넘어서서, 신과 같은 존재로서 인간과 자연과 세계를 지배하게 될 것이다. 이는 모라벡, 커즈와일, 하라리의 공통된 견해이다. 칸트가 구상한 '순수이성의 이념'과 '실천이성의 요청'으로서 신 개념은 제시 베링이 앞서 말한 것처럼 '간극의 신'처럼 보일 수 있다. 종교적 신앙 주체는 항상 도덕적인 선을 행하려고 부단하게 노력해야 하지만, 그런 노력 자체만으로는 완전선(完全善)에 도달할 수 없기 때문에 영혼불멸성을 요청하였다. 그러나 특이점을 넘어서 출현한 초지능기계가 지능폭발로 신적 지위를 가질 수 있다면, 인공지능로봇은 칸트적인 의미에서 종교적 수행을 불필요하게 여길 것이다. 에른스트 블로흐의 경우에는 초지능기계가 신적 존재라고 하더라도, 그것이 악신인가 선신인가를 비판적으로 물어야 한다. 칸트의 매트릭스에서는 선신일 수 있는 초지능기계가 블로흐의 매트릭스에서는 악신으로 추락할 수도 있다. 따라서 초지능기계-신이 우리를 유일한 종교신앙의 완성으로 이끌어 가는지, 인류와 지구촌의 몰락으로 내몰아갈 것인지를 부단하게 비판적으로 성찰해야 한다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제51권2호
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• pp.22-37
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• 2018

현재 국내 및 국외를 아울러 무인항공기(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)의 관심이 상당히 높아졌다. UAV에는 영상을 촬영하는 카메라가 탑재되어 있어 고고학 조사가 불가능한 지역의 접근에 유리하다. 더구나 항공사진 촬영을 통해 지형을 모델링하여 3차원 공간영상정보를 취득할 수 있어, 조사 대상지역의 지형에 대한 해석을 구체화할 수 있다. 이와 함께 과거 항공사진과의 비교 검토를 통해 지형의 변화모습을 파악한다면 유적의 존재 여부의 파악에도 많은 도움이 될 것이다. 이러한 유적 탐색을 위한 지형모델링은 크게 두 부분으로 나누어 접근할 수 있다. 우선 드론을 이용한 현재 지형의 항공사진을 취득한 후 이를 영상정합하고 후처리 과정을 진행하여 완성하는 방법과 과거 항공사진을 이용한 영상접합과 지형모델링을 완성하는 방법 등이다. 이 과정을 거쳐 완성한 모델링 지형은 여러 분석결과를 도출할 수 있는데, 현재의 지형모델링에서는 DSM과 DTM, 고도분석 등의 지형분석을 실시하여 형질변경 및 미지형의 모습을 대략적으로 파악할 수 있고, 과거 항공사진의 지형모델링에서는 원지형과 저습지 내 매몰미지형의 모습 등을 파악할 수 있다. 이를 실제 조사된 내용과 비교하고 각각의 지형모델링 자료를 중첩하여 살펴보게 되면 구릉지형에서는 형질변경의 모습을, 저습지형에서는 매몰된 미지형의 모습을 볼 수 있어 유적의 존부를 파악하는데 매우 유용하게 사용될 수 있다. 이처럼 항공사진을 이용한 모델링 자료는 고고학현장에서 조사가 불가한 사유지나 광범위한 지역의 지형에 유적의 존재여부를 파악하는데 유용하며, 추후 유적의 보존처리와 관련한 논의에도 적극 이용될 수 있다. 나아가 과거와 현재의 지형자료의 비교를 통해 지적도나 토지활용도 등의 주제도로 제공이 가능하는 등, 다양한 방식으로의 활용 가능성을 생각할 수 있다. 그러나 무엇보다도 고고학 자료의 존재유무 파악을 위한 유적 탐색의 새로운 조사방법론으로 기능할 수 있다.

• 한국지리정보학회지
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• 제22권1호
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• pp.103-113
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• 2019

공간해상도는 영상품질을 평가하는 매우 중요한 파라미터들 중의 하나이다. 본 연구에서는 무인 항공영상의 품질평가 방안의 일환으로 bar target과 Siemens star 도형을 이용하여 공간해상도와 MTF(Modulation Transfer Function)를 평가하는 방안을 제시하였다. 이를 위하여 고정익 eBee(Canon IXUS)로는 비행고도 130m와 260m로 촬영하고, 회전익 GD-800(SONY NEX-5N)으로는 130m, Phantom 4 pro(FC 6310)는 90m 고도에서 각각 촬영하여 정사영상을 제작하여 공간해상도를 측정하였다. 실험결과 공간해상도는 Siemens star와 Bar target 모두에서 카메라에 관계없이 정확히 비행고도에 비례하여 낮아짐을 알 수 있었다. 즉, 서로 상이한 카메라가 탑재된 Canon IXUS(eBee)와 SONY NEX-5N(GD-800)으로 130m의 동일 고도에서 촬영한 영상의 공간해상도는 4.1cm로 동일하였으며, eBee 260m의 경우에는 공간해상도가 8.0cm이었다. 아울러 Siemens star로 측정한 해상도가 Bar target에 비하여 모든 고도에서 1~2cm 가량 낮았다. 영상의 해상도와 명암 정보를 동시에 나타내는 MTF의 ${\sigma}_{MTF}$ 측정에서도 비행고도에 비례하는 일반적인 경향을 알 수 있었다. 하지만 130m 동일고도에서 SONY NEX-5N(GD-800)의 ${\sigma}_{MTF}$ 는 0.36이고, Canon IXUS(eBee)는 0.59로 카메라 성능이 더 좋은 SONY NEX-5N(GD-800)이 우수함을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 무인항공영상의 공간해상도 분석과 품질의 신뢰도 향상에 기여할 것으로 기대한다.