• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.54 no.1
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• pp.27-38
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• 2021

Recently, many studies have been conducted to use the radar rainfall in hydrology. However, in the case of weather radar, the beam is blocked due to the limitation of the observation such as mountain effect, which causes underestimation of the radar rainfall. In this study, the radar rainfall was estimated using the Hybrid Sacn Reflectivity (HSR) technique for hydrological use of weather radar and the runoff analysis was performed using the GRM model which is a distributed rainfall-runoff model. As a result of performing the radar rainfall correction and runoff simulation for 5 rainfall events, the accuracy of the dual-polarization radar rainfall using the HSR technique (Q_H_KDP) was the highest with an error within 15% of the ground rainfall. In addition, the result of runoff simulation using Q_H_KDP also showed an accuracy of R2 of 0.9 or more, NRMSE of 1.5 or less and NSE of 0.5 or more. From this study, we examined the application of the dual-polarization radar and this results can be useful for studies related to the hydrological application of dual-polarization radar rainfall in the future.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.25 no.1
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• pp.31-44
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• 2009

The objective of this study was to measure backscattering coefficients of paddy rice using a L-, C-, and X-band scatterometer system with full polarization and various angles during the rice growth period and to relate backscattering coefficients to rice growth parameters. Radar backscattering measurements of paddy rice field using multifrequency (L, C, and X) and full polarization were conducted at an experimental field located in National Academy of Agricultural Science (NAAS), Suwon, Korea. The scatterometer system consists of dual-polarimetric square horn antennas, HP8720D vector network analyzer ($20\;MHz{\sim}20\;GHz$), RF cables, and a personal computer that controls frequency, polarization and data storage. The backscattering coefficients were calculated by applying radar equation for the measured at incidence angles between $20^{\circ}$ and $60^{\circ}$ with $5^{\circ}$ interval for four polarization (HH, VV, HV, VH), respectively. We measured the temporal variations of backscattering coefficients of the rice crop at L-, C-, X-band during a rice growth period. In three bands, VV-polarized backscattering coefficients were higher than hh-polarized backscattering coefficients during rooting stage (mid-June) and HH-polarized backscattering coefficients were higher than VV-, HV/VH-polarized backscattering coefficients after panicle initiation stage (mid-July). Cross polarized backscattering coefficients in X-band increased towards the heading stage (mid-Aug) and thereafter saturated, again increased near the harvesting season. Backscattering coefficients of range at X-band were lower than that of L-, C-band. HH-, VV-polarized ${\sigma}^{\circ}$ steadily increased toward panicle initiation stage and thereafter decreased, and again increased near the harvesting season. We plotted the relationship between backscattering coefficients with L-, C-, X-band and rice growth parameters. Biomass was correlated with L-band hh-polarization at a large incident angle. LAI (Leaf Area Index) was highly correlated with C-band HH- and cross-polarizations. Grain weight was correlated with backscattering coefficients of X-band VV-polarization at a large incidence angle. X-band was sensitive to grain maturity during the post heading stage.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.49 no.7
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• pp.625-634
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• 2016

Three leading agencies under different ministries - Korea Meteorological Administration (KMA) in the ministry of Environment, Han river control office in the Ministry of Land, Infrastructure and Transport (MOLIT) and Weather Group of ROK Air Force in the Ministry of National Defense (MND) - have been operated radars in the purpose of observing weather, hydrology and military operational weather in Korea. Eight S-band dual-pol. radars have been newly installed or replaced by these ministries over different places by 2015. However each ministry has different aims of operating radars, observation strategies, data processing algorithms, etc. Due to the differences, there is a wide level of accuracy on observed radar data as well as the composite images made of the cross governmental radar measurement. Gaining fairly high level of accuracy on radar data obtained by different agencies has been shared as a great concern by the ministries. Thus, "an agreement of harmonizing weather and hydrological radar products" was made by the three ministries in 2010. Particularly, this is very important to produce better rainfall estimation using the cross governmental radar measurement. Weather Radar Center(WRC) in KMA has been developed an empirical method using measurements observed by Yongin testbed radar. This study is aiming to examine the efficiency of the empirical method to improve the accuracies of radar rainfalls estimated from cross governmental dual-pol. radar measurements. As a result, the radar rainfalls of three radars (Baengnyeongdo, Biseulsan, and, Sobaeksan Radar) were shown improvement in accuracy (1-NE) up to 70% using data from May to October in 2015. Also, the range of the accuracies in radar rainfall estimation, which were from 30% to 60% before adjusting polarimetric variables, were decreased from 65% to 70% after adjusting polarimetric variables.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.233-233
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• 2016

현재 한국건설기술연구원에서 X-밴드 이중편파레이더를 운영하고 있으며, 이 결과 NetCDF 파일형식의 레이더 관측자료가 생성되고 있다. 레이더 자료포맷인 Netcdf 자료의 경우 레이더 관측과정에서 발생한 결과를 극좌표 형식으로 저장하고 있어 이를 분석이나 시스템에 적용하여 활용하기 위해서는 격자좌표로 변환하는 것이 필요하고, 또한 다양한 자료 변환 및 추출작업을 텍스트 기반으로 하기 위해 다양한 사전 작업이 필요하여 일반사용자가 사용하는데 어려운 상황이다. 그래서 이를 쉽게 수행할 수 있도록 JAVA를 이용하여 윈도우 기반으로 사용할 수 있는 프로그램(KICTRadar4WIN) 프로그램을 개발하였다. KICTRadar4WIN 프로그램의 경우 레이더 자료 품질관리, 레이더 자료 관리, 레이더 자료 추출, 레이더 자료 표출의 4가지 기능을 포함하고 있다. ${\bullet}$ 레이더 자료 품질관리 - 원시자료에 QC 기준을 입력하여 QC된 레이더자료를 생성 ${\bullet}$ 레이더 자료관리 - CAPPI 자료생성 : 관측된 PPI 및 RHI 자료를 이용하여, CAPPI 자료를 생성 - QPE 자료생성 : CAPPI 자료를 이용하여 QPE 자료를 생 - QPE 자료보정 : 지점우량을 이용한 G/R비를 산정하여 QPE 보정자료를 생성 ${\bullet}$ 레이더 자료 추출 - 격자자료 추출 : PPI, CAPPI, QPE 자료를 TEXT 자료로 변환하여 저장 - 지점자료 추출 : 입력된 지점좌표 중심으로 선택한 범위의 평균값을 TEXT 파일로 저장 - 면적자료 추출 : 입력된 면적자료의 평균값을 추출하여 TEXT파일로 저장 ${\bullet}$ 레이더 자료 표출 - 영상표출 : PPI, CAPPI, QPE 관측변수 자료를 그림파일 생성 - KMZ 자료생성 : PPI, CAPPI, QPE 자료를 KMZ 파일 생성

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.220-220
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• 2016

최근 국지적 기상변화에 따른 도시 산악지역의 돌발홍수 발생빈도가 증가함에 따라 위험기상 관측 및 홍수의 사전감지 대응에 대한 관심과 필요성이 증대되고 있다. 이에 발맞춰 국토교통부 및 기상청 등에서는 이중편파레이더를 설치 운영 중에 있으며, 이를 이용한 정량적 레이더강수량 추정 및 예측에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 레이더를 이용한 정량적 강우추정을 위해서는 레이더관측, 신호처리, 품질관리(QC), 강우추정 알고리즘 적용, 보정 등 일련의 과정을 거치게 되며, 이러한 과정 속에서 다양한 불확실성 요소가 존재하기 때문에 레이더자료의 정확도에 대한 평가가 요구되고 있다. 그러나 레이더강우량의 불확실성이 어느 정도 수준인지 정량적으로 제시하기는 어려우며, 그 기준 또한 모호하다. 따라서, 본 연구에서는 총 25개 강우사상(2012 ~ 2014년)을 대상으로 비슬산강우레이더 관측자료와 관측영역 내 지상강우자료를 이용하여, 누적강우량, 평균차, 상대분산, 변동계수 등을 통해 레이더강우의 정량적인 불확실성을 요약 제시하고자 하였다. 본 연구는 레이더강우의 정량적인 불확실성을 파악할 수 있는 기초적인 과정이며, 도출된 연구결과는 현재 레이더강우 추정의 수준을 파악하고 추후 레이더강우의 개선 수준을 비교 검토 할 수 있는 자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2009.06a
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• pp.21-22
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• 2009

북극의 환경은 전 지구적으로 환경변화에 민감하다. 그중 해빙의 증가 및 감소는 지구의 온난화 진행의 지표로 작용을 한다. 본 연구에서는, 수동 마이크로파 센서인 AMSR-E를 이용하여 북극을 중심으로 북위 $60^{\circ}$ 이내의 지역에서 2002년$\sim$2009년 동안의 북극해빙 면적에 관한 데이터를 획득하고 북극 해빙 전체면적의 증가 및 감소에 관한 변화를 관측하였다. 추가로, 고해상도인 합성개구레이더를 이용하여 북극 다산기지 주변 해역에 대해 얻어진 데이터의 결과에 대해 고찰한다. 구체적인 연구 내용은 다음과 같다. 1. 북극 해빙 면적의 연변동 조사, 2. 북극 해역별 해빙 분포 특성, 3. 해빙 변동 특성 해석, 4. 향후, 활용 방향 소개: 온난화에 따른 북극 기후 변화, 북극 자원탐사 및 항로 개발 적용 방안, 5. SAR의 주파수별, 편파별 해빙 산란 특성 기초 조사 및 향후 활용 방향, 6. 북극 현장 관측 프로그램 소개.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.24 no.1
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• pp.36-46
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• 2013

This paper proposes the design of broadband spiral antenna for a potable non-linear junction detector (NLJD) system. To realize the broadband antenna design, it was considered optimization of the number of spiral turns by iteration calculation. Ground plane with the Archimedean spiral slit to keep the same current distribution between radiating plane and ground is considered for circular polarization design. In order to realize high directivity and high gain of the proposed antenna, the cavity wall and the metal cap which is located on back of ground plane were also considered in design. Measurement results of return loss were agreed well with VSWR 2:1 at interested frequency band among 2.4 to 2.44 GHz, 4.84 to 4.92 GHz and 7.28 to 7.36 GHz. Measured axial ratio was observed 3 dB below and showed reasonable agreement with simulation results. Characteristics of the RHCP(Right Hand Circular Polarization) with the measured gain of 6.8 dBi above at interested frequency band were also observed.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.21-21
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• 2017

최근 서울, 부산, 울산 등에서 도시 돌발홍수가 빈번히 발생하고 있고 이에 따른 인명 손실 및 재산 피해가 빠르게 증가하고 있다. 그러나 집중 호우의 대부분은 저고도 대기에서 생성 및 발달되며, 소멸까지의 시간은 2-3 시간에 불과하여 기존의 우리나라 수문기상 관측시스템은 이러한 유형의 강우량 예측에 많은 어려움을 겪고 있는 실정이다. 이 문제를 해결하기 위해 기상, 재난 관련 정부 기관들이 저고도 수문기상 관측을 위한 도시형 X-밴드 레이더 네트워크 구축을 계획하고 있다. 본 연구의 목적은 그보다 선행하여 돌발성 수문기상 재해연구를 위해 한국건설기술연구원에서 도입한 X-band 이중 편파 레이더 시스템을 이용하여 보다 간단하고 정확한 재난 감시 및 예경보 시스템을 개발하는데 있다. 본 연구에서는 X-밴드 레이더 데이터로부터 추정된 정량적 강수량을 모니터링 하여 도시 지역의 돌발홍수를 자동으로 경고하는 방법을 제안한다. 또한 Google 어스 플랫폼을 사용하여 정확한 3D QPE-GIS 매칭 기법을 개발함으로써, 심각한 수문기상 현상이 발생하는 정확한 위치를 추적하고 직관적인 경보서비스를 가능케 한다. 본 연구에서 제안하는 경보시스템은 레이더 데이터 분석도구, 위험결정 도구 및 위험경고 표시 도구의 세 가지 기술로 구성된다. 제안된 돌발홍수 경보시스템은, 시뮬레이션을 통해 X-밴드 레이더 데이터로부터 정량적 강수량이 계산되며, GIS 상에서 레이더 반사도 및 강우강도가 3차원 이미지 형태로 표시된다. 그런 다음 Google 어스에서 3D 큐브 블록으로 대표되는 강수량이 동시에 누적표출 되도록 설계되었다. 또한 분석된 X-밴드 레이더 데이터로부터 지역별 누적 강수량을 업데이트 및 모니터링하고 기 설정된 돌발홍수 발생 한계치(trigger)에 도달하면 홍수경보 메시지를 표시한다. 향후, 제안된 경보시스템에 대한 기술적 도구를 개선하면서 대규모 수문기상 레이더 네트워크로 광범위한 강우를 모니터링하면 전국적인 돌발홍수 경보시스템으로 확대가 가능하다.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.28 no.12
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• pp.982-992
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• 2017

In this paper, we introduce a method of selection for the optimal transmission polarization of a W-band seeker through the extraction of the one-dimensional scattering center of a ground tank target. We calculated the surface scattering and edge scattering using the shooting and bouncing ray tracing method of the CST A-solver. Based on 4-channel RCS data, using the one-dimensional RELAX algorithm, which is a kind of spectral estimation technique, scattering centers of ground targets were extracted. According to the changes in the polarization state and look angle, we compared and analyzed the scattering center results. Through simulation, we verified that the scattering center results can be applied when feature vectors are used for target recognition.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.27 no.5
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• pp.463-470
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• 2016

In this paper, we introduce a method of scattering centers extraction using the polarimetric data. VIRAF software based on the PO (Physical Optics) and PTD(Physical Theory of Diffraction) were used to calculate the surface scattering and the edge or wedge scattering, respectively. In addition, by using the unitary transformation, 4-channel data based on the linear polarization basis were converted to 2-channel data based on the left/vertical-circular polarization basis, leading to data compression coherently. The scattering mechanism was analyzed in terms of the polarization states and different look angles by using the scattering center of a target extracted by the 2D RELAX algorithm.