• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.277-277
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• 2023

최근 기후변화의 영향으로 호우의 발생빈도가 증가하고 있는 추세이며, 도시지역의 호우는 돌발적이고 국지적인 특성을 가지고 있어 인명과 재산피해 역시 증가하고 있으며, 급격한 도시화로 인한 구조적으로 홍수에 취약한 실정이다. 국지성 도시호우는 저층(1 km 내외)에서 형성되는 강우가 지배적이며, 기존의 대형레이더는 높은 산 정상에 설치되어 1.5 km 이상의 강우관측을 중심으로 운영됨에 따라 저층강우의 탐지 및 변동성 관측에 취약하여, 이에 대형 레이더에서 뿐만 아니라 도시단위의 국지성 호우관측에 대응할 수 있는 소형 레이더 기반 고정밀 강우관측 마련 및 운영 기술이 필요하다. 현재 K-water는 부산 에코델타 스마트시티에 도시 물재해 플랫폼 구현의 일환으로 돌발강우사전 탐지 및 도시의 신속·정확한 강우 관측을 위하여 높은 시공간 해상도를 제공하는 이중편파X 밴드 소형 강우레이더를 설치하고, 효율적 운용을 위해 각 고도각에서의 빔 차폐율을 확인하고 이를 고려한 최적 관측전략을 수립하였다. 또한 Z-Phi 방법을 이용한 반사도 감쇠 보정 기술을 개발하였으며, 강우 추정을 위해 하이브리드 고도면 합성 기법(HSR) 기법을 적용하고 검증하였다. 이후 소형 레이더의 정량적 추정강수를 이용하여 강우예측 정보를 생산하기 위해 이류모델을 적용하고, 비슬산과 소형 합성 레이더 추정강수로 선행 10분에서 180분까지 예측할 수 있도록 개발하였다. 또한, 지상강우관측 자료와의 정확도 비교 평가를 수행하고, 행정구역 및 표준유역의 예측 평균강우량을 생산하여 부산 에코델타 스마트시티 도시 물재해 통합관리 시스템과 연계운영을 위한 후속 과업을 수행중에 있다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제21권4호
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• pp.303-316
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• 2005

연안의 굴 양식장은 레이더 영상에서 강한 산란체로 나타나며, 긴밀도 높은 레이더 간섭쌍을 제공한다. 굴 양식장에서 일어나는 강한 신호의 간섭위상과 반사강도를 이용하여 조위를 관측하는 방법이 개발된 바 있다. 레이더를 이용한 조위 측정방법은 이중 반사가 일어나는 굴 양식장에서 적용되어야 한다. 이 논문에서는 굴 양식장 구조물에서 일어나는 산란의 특징을 분석한다. 실내실험은 다중편파 Ku-밴드를 이용하여 전파암실에서 축소된 산란체를 제작하여 수행하였다. 산란체의 수직막대로부터 돌아오는 신호는 수평 막대로부터 돌아오는 신호보다 10.5 dB정도 강하게 나타났다. 단일 반사 성분은 이중 반사 성분과 유사한 정도로 큰 값을 나타냈으나 안테나의 관측방향에 매우 민감하였다. 또한 수직막대의 높이가 증가함에 따라 이중 반사 성분이 비례하여 증가하였고, 이중 반사 성분이 조위관측에 더 유용하게 이용될 수 있음을 확인하였다. L-밴드 AIRSAR 영상을 단일 반사와 이중 반사, 체적산란으로 분류하였다. 그 결과 굴 양식장에서는 항상 이중 반사만이 일어나고 있는 것은 아닌 것으로 나타났다. 해수면 위로 노출된 굴 양식장에서는 이중 반사가 우세하게 일어나지만, 조위가 낮아 바닥의 조간대 면이 공기 중에 노출되면 단일 반사 성분이 주요 산란 특징으로 나타났다. 전자의 경우 단일 반사와 이중 반사의 비율은 0.46인 반면, 바닥면이 노출된 경우에는 이 비율이 5.62로 급격히 증가하는 것을 알 수 있다. DInSAR 기술을 이용한 조위 관측을 위해서는 이중 반사가 우세하게 일어나는 지역을 선정하여야한다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제33권6_1호
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• pp.947-960
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• 2017

토양수분은 지구복사에너지평형과 물순환에 영향을 미치는 중요한 인자이므로, 수문학 연구에 있어서 토양수분의 함량을 파악하는 것은 매우 중요하다. 현재 수동형 마이크로파 위성의 토양수분 자료는 10~36 km의 저해상도로서 국지규모의 수문분석에 사용하기에는 어려움이 있다. 또한 현장관측 토양수분자료는 지점 자료이므로 공간연속성을 보장하지 못하는 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 Sentinel-1의 SAR(Synthetic Aperture Radar) 영상을 이용하여 우리나라 농지에서 10 m 해상도의 토양수분 산출 가능성을 살펴보았다. 2015-2017년 4월부터 10월까지 5개의 토양수분 지상관측지점을 대상으로, Sentinel-1 후방산란을 이용하여 선형회귀와 SVR(support vector regression) 방법으로 토양수분 산출을 수행하였다. 편파에 따라 후방산란계수의 토양수분에 대한 민감도가 다르지만, 산출정확도는 VV 편파와 VH 편파가 유사하였다. 토양수분은 식물계절학(phenology)보다는 수문기상과 지면특성에 보다 더 영향을 받기 때문에 토양수분 산출에 있어 특별한 계절성은 발견되지 않았다. 대체로 입사각이 작을수록 후방산란과 토양수분간의 관계 패턴이 더 뚜렷하게 나타났으며, 또한 지면에 수분이 충분히 고르게 분포하는 경우 표면 간섭이 줄어들어(시간적으로는 강수시, 공간적으로는 논에서) 산출정확도가 상대적으로 높게 나타났다. 전체적으로 RMSE(root mean square error) 6.5% 정도의 오차를 보였으나, 향후 지면 거칠기, 지형, 토성 등 다양한 지면 변수의 영향을 반영한다면 보다 더 정확도 높은 토양수분을 산출할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권3호
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• pp.201-214
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• 2020

본 연구에서는 듀얼칼만필터를 이용하여 이중편파 레이더 강우의 편의를 실시간으로 보정할 수 있는 방법을 제안하였다. 듀얼칼만필터는 기존의 칼만필터와 달리 두 개의 시스템(상태추정시스템, 모형추정시스템)이 동시에 가동되면서 실시간으로 상태변수가 예측된다. 강우강도 추정치에 보정계수를 적용함으로써 편의보정이 이루어지며, 보정계수는 듀얼칼만필터의 상태-공간모형에 의해 실시간으로 예측된다. 해당 기법을 2016년 7월에 발생한 지속시간이 긴 호우사상에 대해 적용하고 편의보정 결과를 평가하였다. 먼저, 보정계수는 대부분 1과 2 사이의 값으로 산정되어 지상관측 강우강도보다 레이더 강우강도가 약간 과소추정되는 경향을 보였다. 보정계수에 대한 시계열을 설명할 수 있는 모형으로는 AR(1) 모형이 적합한 것으로 확인되었다. 아울러 듀얼칼만필터로 예측한 보정계수는 관측된 자료를 이용하여 산정한 보정계수와 유사한 경향을 가지는 것으로 나타났다. 칼만필터와의 비교 결과, 보정계수의 변동성이 커질수록 듀얼칼만필터가 칼만필터에 비해 우수한 예측 성능을 가지는 것으로 확인되었다. 본 연구를 통해 강우의 변동성이 크고, 지속시간이 긴 호우사상에 대한 듀얼칼만필터의 적합성이 검증되었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제23권2호
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• pp.145-152
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• 2007

본 논문은 지표면 현상의 관측에 날씨의 영향을 거의 받지 않는 마이크로파 L-밴드(1.95 GHz)와 C-밴드(5.3 GHz) scatterometer 시스템을 이용하여 농업과학기술원 내의 논에서 자라는 추청벼를 대상으로 2006년 5월 29일부터 10월 9일까지 생육에 따른 군락의 후방산란계수를 관측한 데이터와 작물의 생육과의 관계를 살펴보고 또한, 측정 시스템의 개요, 측정 시스템의 보정 방법들을 기술하고자 한다. Scatterometer 시스템의 송수신기로 HP 8753D 벡터 네트워크 분석기를 사용하며, 타워 위에 안테나를 설치하여 3.4 m의 높이에서 측정하도록 하였다. L-밴드와 C-밴드 scatterometer는 VV-, VH-, HV-, HH-편파를 측정하여 fully polarimetric한 데이터를 얻도록 설계된 레이더시스템으로 입사각을 $30^{\circ}{\sim}60^{\circ}$에서 $10^{\circ}$간격으로 각각 30개의 독립적인 샘플을 측정하여 통계적으로 후방산란계수를 얻었다. 타워에서 발생하는 전파 잡음과 안테나 패턴의 부엽에 의한 지면에서의 수직반사(coherent 성분) 전파를 제거하기 위해 네트워크 분석기의 time gating 기능을 사용하며, 55 cm 크기의 trihedral 전파반사기를 보정용 반사기로 사용하고, STCT(single target calibration technique) 방법을 이용하여 시스템을 보정하였다. 측정 결과를 분석하여 주파수, 입사각도, 편파의 변화에 대한 벼의 후방산란 특성과 벼의 생육상태와의 관계를 살펴보았다. L-밴드와 C-밴드 모두 벼의 생육과 밀접한 결과를 나타내었으나, 입사각이 작을 때는 C-밴드와의 상관이 높게 나타났고 입사각이 커질수록 L-밴드와의 상관이 높게 나타났다. 편파는 L-밴드와 C-밴드 모두 hh 편파가, 입사각은 50도에서 가장 생육의 변이를 잘 설명하는 것으로 나타났다. 생육 데이터 모두를 이용한 경우보다는 유수형성기 또는 출수기 등 벼 생육의 질적인 변화를 보이는 시기에 따라 나누어 분석하는 것이 변화추이를 더 잘 설명하는 것으로 나타났다.

• 전자공학회논문지D
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• 제36D2호
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• pp.20-30
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• 1999

85-115GHz 주파수 범위의 100GHz 대역과 125-175GHz 주파수 범위를 갖는 150GHz 대역을 동시에 관측하기 위한 헤테로다인 방식의 이중채널 수신기에 사용될 단측파대 여파기의 이론을 제시하고 이를 근거로 설계, 제작한 후 성능을 측정하였다. 여파기의 이론은 편파 회전 특성을 갖는 Martin-Puplett 간섭계의 원리를 도입하여 전개하였다. 설계와 제작은 빔의 전송손실을 최소화하고 중간주파수와 관련된 경로차를 고려하여 두 빔의 결합 손실을 최소화하는데 주안점을 두었다. 두 주파수 대역을 동시에 관측하기 위해서는 우주전파가 각각 다른 빔의 경로로 전송되어야 하므로 두 개의 단측파대 여파기가 각각 제작되었다. 주파수에 따른 여파기의 이론적인 최적 경로차와 중간주파수 및 대역폭을 계산하였다. 네트웍 분석기와 자체에서 제작한 빔 측정장치를 이용하여 여파기의 성능을 측정하고 이론치와 비교하였다. 주파수에 따른 최적 경로차에 대한 이론치와 측정치를 비교해 본 결과 거의 일치하는 특성을 보여 제시된 설계 이론의 타당성과 정밀한 제작이 검증되었고, 두 대역 여파기의 이미지 제거비는 약 22dB이상을 갖는 우수한 성능을 보였다. 제작된 여파기는 이중채널 수신기에 설치되어 우주전파를 성공적으로 관측함으로서 그 성능이 입증되었다.

• 지질공학
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• 제6권1호
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• pp.33-43
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• 1996

본 연구에서 세 성분 단일 관측을 이용해서 국지와 광역 지진 및 폭발외 진원 깊이, 진원시등을 재결정 했다. 우리는 진원 방위각, 시범 지진 진앙이 산출될 수 있느 편파분석 방법예 의하여 이 연구를 수행하려고 한다.일정한 층속도 모텔에 기초를 두고 이론적 주시표가 각 이벤트 입력 지진 위상들에 맞도록 계산 될 수 있다. 지진 규모는 P파 코다(coda)의 지속시간을 이용해서 결정한다. 최소 오차에 대응하는 결과는 이 연구소에서 모두 지진의 평균 깊이는 15km 이라는 것을 보여주는데 이것은 다른 연구소 조사와 매우 일치함을 알 수 있다(Kang and Choi, 1993).

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.141-141
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• 2019

토양수분은 수문 분석에 있어 매우 중요한 인자 중 하나이며 최근 기후변화로 인한 가뭄, 홍수 및 산불발생과 같은 물 관련 재해 발생에 직 간접적으로 영향을 미치기 때문에 지표 토양수분산정은 매우 중요하다. Sentinel-1 SAR(Synthetic Aperture Radar)는 능동형 위성으로 10m의 공간해상도로 제공되기 때문에 기존의 토양수분 전용위성인 SMOS(Soil Moisure and Ocean Salinity), SMAP(Soil Moisture Active Passive) 및 GCOM-W1(Global Change Observation Mission Water) 등 다르게 고해상도 토양수분 산정이 가능하다. 그러나 Sentinel-1 SAR 센서에서는 고해상도 지표 관측 이미지 자료만 제공하며, 토양수분 자료를 직접적으로 제공하지 않는다. 따라서 본 연구에서는 2018년도 Sentinel-1 A/B IW(Interferometric Wide swath) 모드의 VH(Vertical Transmit - Horizontal Receive) 편파 영상과 Sentinel-1 SAR 위성자료 전처리 도구인 SNAP(Sentinel Application Platform)을 이용하여 후방산란계수를 산정하였으며, 산정된 후 방산란계수와 농촌진흥청에서 제공하는 65개 지점의 실측 TDR(Time Domain Reflectrometry) 토양수분의 관계를 이용하여 회귀모형을 도출 및 토양수분 공간분포를 산정하였다. 비록 불확실성은 어느정도 발생 하였으나, 전체적으로 TDR 관측값과 $10m{\times}10m$ 해상도의 Sentinel-1 SAR 기반 토양수분이 일치하는 경향을 보였다. 본 연구 결과는 수문, 농업, 산림, 재해 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국전자파학회지:전자파기술
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• 제25권2호
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• pp.10-20
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• 2014

지금까지 대부분의 인공위성 또는 항공기 SAR 시스템은 하나의 위상 배열 안테나를 이용하며, 단 영상을 생성하고 판독하는데 주로 사용되었지만, 차세대 SAR 시스템은 다중 편파 관측이 가능하거나 이중 채널 또는 위상 배열 안테나의 분리 모드(split-antenna mode)를 통해 간섭기법의 적용이 가능한 시스템으로 발전이 이루어지고 있다. 이러한 측면에서 이 논문은 차세대 SAR 인공위성의 새로운 분석 기법 연구와 활용 증진을 위해, 유사한 기능을 보일 수 있는 이중 채널 항공기 SAR 시스템을 구축하고, 이로부터 단일 패스 간섭기법(single-pass interferometry)을 연구한 논문이다. 공간적으로 서로 다른 위치에 있는 두 개의 SAR 채널에서 동시에 수신된 레이다 신호를 간섭적으로 처리하여, 지형의 고도 정보를 추출하거나 이동하는 물체의 속도를 탐지할 수 있도록 알고리즘을 구현하였고, 새로운 활용 분야를 모색하고자 하였다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.202-206
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• 2009

본 논문에서는 X-band GB-SAR 시스템을 이용하여 지상을 모니터링 하였으며, 대기 중의 습도와 거리의 영향을 받는 대기보정 상수를 산출하였다. 시스템에서 X-band 안테나는 중심주파수 9.65 GHz, 밴드 폭 600 MHz이며, 신호의 증폭과 다편파 측정 및 분석을 위해 각각 마이크로파 앰프와 마이크로파 스위치를 이용하였다. Azimuth step과 length는 5 cm와 5 m로 최대 관측 거리는 약 200 m 이다. phase 분석에 쓰인 산란체는 총 5개의 trihedral corner reflector로서, 시스템으로부터의 거리를 각각 다르게 설정하였다. 실험은 3일간 연속적으로 수행되었으며, 실험간 상대습도는 최소 50 %에서 최대 90 %까지로 약 40 %의 변화를 보였다. 고정된 상태의 reflector는 마치 이동한 것과 같은 현상을 보였는데 이는 마이크로화의 전파과정에서 발생하는 거리와 습도에 따른 지연효과라고 판단하였으며, 이를 배제하기 위하여 대기보정식을 산출하였다. 산출과정에서 temporal coherence가 0.98 이하인 reflector의 신호는 제외하였는데 이 경우 시스템 및 reflector의 안정성에 문제가 있다고 판단하였기 때문이다. 산출된 대기보정식은 C-band 안테나를 사용한 실험과 비교하여 보았다.