• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제1권2호
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• pp.1-7
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• 2006

현재 항공우주연구원은 2008년에 발사 운용 예정인 통신-해양-기상위성의 주요 탑재체들 중의 하나로 한반도 주변 해역의 환경 상태를 정밀 측정하려는 정지궤도 해색센서(GOCI)를 개발하고 있다. 본 논문에서는 해색센서의 궤도상 임무성능 검증을 원할이 수행하기 위해 통합적 광선 추적 기법을 이용한 임무성능 검증 수치모사 모델을 개발 제시한다. 수치모사 모델 내에서 태양은 지구 방향으로 복사에너지를 방사하는 구형 광원으로 입력되었고, 구면인 지구 표면 중 한반도를 중심으로 한 2500km x 2500km 넓이의 곡면 관측 영역은 지표와 해수면으로 구분하여 서로 다른 특성의 람버트 산란 면들로 정의되었다. 수치모사 모델 내에서 해색센서 광학시스템은 태양을 출발하여, 지표 및 해수면의 환경적 특성 변화를 반영하는 반사도의 변화에 따라 산란 후 입사되어오는 광선들의 경로를 추적하여 초점면 광소자에 맺히게 하여준다. 이러한 통합적 광선 추적 기법을 이용하여 개발 중인 해색센서가 궤도상에서 한반도 동남부 연해 상에서 가상적으로 발생된 반사율 감소 0.014에 해당하는 적조현상을 탐지해낼 수 있음을 수치모사 입증하였다. 이 같은 결과는 본 논문에 기술된 통합적 광선 추적 기법을 이용한 과학임무 성능 검증 수치모사 모형은 해색센서 뿐만 아니라, 다른 과학적 측정 목적의 위성 탑재체의 임무성능 검증에도 활용 할 수 있는 기반 기술을 확립하였다는 의의를 제공한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제12권1호
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• pp.47-54
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• 2009

적조 종에 따라 해색이 다르다는 점에 착안해 해색 모델로부터 적조 종을 역 추정하는 기술을 개발하는데 있어 기본 입력 변수가 되는 적조 생물에 관한 고유의 광특성(흡광, 역산란 특성)을 연구하였다. 실험실 수준에서의 적조 생물의 광특성을 조사하기 위해 남해에서 채취 된 21종의 적조 생물을 배양하고 spectrophotometer를 이용해 광합성 색소에 의한 흡광계수(absorption coefficient, a)와 역산란계수(backscattering coefficient, $b_b$)를 측정하였다. 또한 spectrophotometer를 이용해 측정 된 흡광 및 역산란 계수와 클로로필 농도를 이용하여 비 흡광계수($a^*$)와 비 역산란계수(${b_b}^*$)를 계산하였으며 이들 스펙트럼의 모양과 값을 비교하였다. 적조 생물 종에 따른 $a^*$은 파장대 440nm에서 $0.005{\sim}0.06\;m^2{\cdot}mg^{-1}$의 값을 가지며, ${b_b}^*$의 범위는 $10^{-2}{\sim}10^{-4}\;m^2{\cdot}mg^{-1}$로 종 간 약 100배의 차이가 있었다. 이와 같이 적조생물 종에 따라 스펙트럼의 모양과 값에서 차이를 나타냈으며 21종의 적조 생물 중에서 해색 스펙트럼으로 종간 구분이 가능한 종은 7-8종이었다. 이 결과는 해색모델 개발의 입력변수로 활용될 수 있을 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제16권3호
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• pp.243-260
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• 2000

가시광 영역에서 해수의 원격반사($R_{rs}$)도 및 수출광(water leaving radiance: Lw) 스펙트럼 크기를 해수의 광 특성(흡광도; a, 역산란; $b_b$)에 영향을 가장 크게 미치는 3개 물질 즉, 클로로필, 무기성 부유입자, 용해유기물의 량으로 모델링 하였다. 모델은 간략하게 $R_{rs}$=0.046 $b_b$/(a+$b_b$)로 주어졌으며, 모델의 대상 해역은 광특성이 전혀 다른 적조 발생해역, 맑은 해수, 탁수해역으로 나우어 연구하였다. 모델로 얻어진 원격반사도는 형장 관측치와 스펙트럼의 모양, 값의 분포 및 기존의 해색 클로로필 알고리즘 등으로 비교하여 모델의 타당성을 검증하였다. 결과는 아주 다양한 광 특성을 같은 해양이라 하여도 본 연구의 모델은 거의 완벽하게 해색 스펙트럼, 원격반사도 혹은 water leaving radiance(Lw)를 재현할 수 있는 것으로 나타났다. 본 모델은 앞으로 OSMI와 같은 해색위성 알고리즘 개발, CASE-II water 알고리즘, neural network 알고리즘 개발에 크게 기여할 것으로 사료되며 그 외에도 해색 대기보정 모델 개발에서 대기 신호의 정밀 보정에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제14권4호
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• pp.366-375
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• 1998

해색 센서인 SeaWIFS의 자료를 이용하여 황사의 광학적 성질과 황사가 해색 원격탐사에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 황사가 해색에 미치는 영향을 살펴보기 위해 황사현상이 나타났던 1998년 4월 18일과 맑은 날인 4월 25일의 자료를 선택하였다. NASA 표준 대기 보정 알고리즘은 황사의 영역을 복사휘도가 너무 크거나 또는 구름의 영역으로 간주하여 황사 지역에 대한 해색 정보를 생산하지 않고 있다. 4월 18일 동아시아 해양에 도착한 황사는 에어로졸의 광학적 두께의 관점에서 상대적으로 균질한 두 부류로 구성되어 있음을 보여주었다. 즉, 에어로졸 광학적 두께가 0.8 부근에 최대의값을 갖는 강한 황사와 0.4 부근의 값을 갖는 약한 황사가 존재하였다. 즉 에어로졸 광학적 두께가 0.8 부근에 최대의 값을 갖는 강항 황사와 0.4 부근의 값을 갖는 약한 황사가 존재하였으며, 이 값들은 지상의 관측 결과와 잘 일치하였다. 지상 일기도의 분석과 경로 역추적을 통해 얻은 황사의 이동은 약한 황사 영역이 먼지 폭풍의 가장자리로부터 기원하고 있음을 암시한다. 또한, 황사와 관련된 에어로졸 광학적 두께가 큰 영역은 dir 0.2 정도의 광학적 두께를 갖는 배경 에어로졸과 매우 다름을 알 수 있다. 이러한 에어로졸의 광학적 특성은 대기 보정 변수의 도입과 더불어 황사의 영역을 정량적으로 결정할 수있음을 가능케 하고 있다. 본 논문의 결과는 대기 보정 변수와 광학적 두께의 분산 그래프에 나타나는 특징을 황사 영역을 결정할 수 있음을 보여준다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.151-154
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• 2009

MODIS Aqua에 의한 한반도 주변 해역의 관측은 엽록소의 변동을 관측하여 해양환경변화를 관측하는데 주로 연구되었다. 그러나 황해는 Case II 해역으로 해양의 엽록소 관측에 오차가 크기 때문에 동해와 남해, 동중국해역을 관측한 연구가 발표되어 왔다. 특히 적조와 같은 이상변동을 관측하는데 해색자료의 활용은 매우 활발한 연구가 이루어졌다. 하지만 K490(Diffuse attenuation coefficient for downwelling irradiance at 490nm)은 OCTS, SeaWiFS, MODIS, MERIS 등의 해색자료에 의해 많은 자료가 생산되고 있으나 이를 이용한 한반도 주변 해역의 해양환경변동에 관한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 2008년 한반도 주변해역에서 관측된 MODIS 자료를 처리하여 K490에 의한 시-공간적 변화를 분석하였다. 특히 K490에 의한 월 변화(monthly)와 통계처리 결과를 분석하여 기후변화의 주요 분석인자인 해양의 일차생산력을 판단하는데 중요한 영향을 미치는 K490의 공간 특성을 제시하였다. 한반도 주변 해역의 K490에 의한 시-공간적 특성은 육상의 주요 하천에서 기인하는 부유사와 서남해역의 재부유 물질에 의한 영향이 시-공간적으로 뚜렷하게 나타나는 것을 파악할 수 있었다.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2007년도 춘계 지질과학기술 공동학술대회
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• pp.199-199
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• 2007

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2003년도 추계학술발표회
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• pp.191-193
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• 2003

본 연구에서는 인공위성 해색센서 SeaWiFS (Sea-Viewing Wide Field-of-View Sensor)에서 관측한 영상을 이용하여 한반도 주변 식물플랑크톤 색소농도의 시공간적 분포 특성에 대하여 살펴보았다. 동해에서 식물플랑크톤 색소농도는 봄철과 가을철에 공간적으로 높은 농도를 나타내었다. 색소농도는 봄철인 4월에 동해 극전선 남부해역에서 가장 높고, 5월에는 극전선 북쪽해역에서 높은 농도가 나타났다. 하계는 거의 저농도를 나타내고 동계가 하계보다 공간적으로 높은 농도를 나타내었다. 그리고 한국 동해안을 따른 warm streamer주변과 서해와 남해연안의 연안선을 따라서 연중 높은 농도가 존재하였다 특히, 여름철 8월부터 12월까지 중국 양쯔강 주린 높은 색소농도가 남해연안 주변까지 연결된 형태로 나타난 것이 특징적이었다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.210-215
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• 2007

북극 다산기지가 있는 니알슨 인근 해역인 Kongsfjorden만은 일부 해역이 해빙으로 덮혀 있는 반폐쇄적인 만으로 수심이 평균 200m 이상 된다. 이곳 북극 지방은 하절기 라도 태양의 고도가 낮아 해색위성분야의 극지활용에 대한 가능성 여부도 명확하게 알려져 있지 못하다. 따라서 본 연구에서는 북극 다산기지가 위치한 스발바드 군도의 니알슨 주변 해역(Kongsfjorden 해역)을 중심으로 2006년 8월 현장관측된 자료들을 유사한 시기의 한반도 주변 해역에서 현장관측된 자료들과 비교/분석하여 해양환경적 특성과 해수광학적인 특성이 어떤 차이가 있는지를 비교 분석하였다. 또한 북극 지방에서 인공위성을 이용한 해색위성자료의 극지활용이 가능한지를 검토하였다. 해수의 광 특성으로, 니알슨 주변 해역의 ${\alpha}^*_{ph}(440)$ 최대값은 $0.1m^2/mg$으로 한반도 주변해수의 ${\alpha}^*_{ph}(440)$ 최대값보다 약 2배정도 높게 측정되어 플랑크톤의 광 흡수효율이 중위도보다 상대적으로 높은 것으로 분석되었다. ${\alpha}^*_{ss}(440)$ 값은 $0.04-0.1m^2/g$으로 동중국해와 유사하며，한반도 주변해수보다 높은 값을 나타냈다. 이것은 Kongsfjorden 해역의 부유물질(SS) 구성성분이 동중국해와 유사한 무기광물 입자로 주로 구성되어 있음을 보여주고 있다. ${\alpha}_{dom}(400)$ 값은 $0.08-0.25m^{-1}$로 한반도 주변해수의 ${\alpha}_{dom}(400)$이 값과 유사하고 연안해역의 ${\alpha}_{dom}(400)$ 값보다 낮은 값을 나타냈다. $E_d(460)$의 평균값은 Konsfjorden 해역 $40mW/cm^2/{\mu}m$, 동중국해 $120mW/cm^2/{\mu}m$, 황해남부 $110mW/cm^2/{\mu}m$, 남해연안 $100mW/cm^2/{\mu}m$, 진해만 $100mW/cm^2/{\mu}m$이었다. 이와 같은 현장관측결과를 토대로 분석한 북극 다산기지 주변 해역의 해수광학적인 환경 특성은 용존유기물의 흡광도를 기준으로 볼 때 대양(Open Sea)의 광 특성과 유사하였다. 또한 북극지방에서 태양의 해수 입사 광량은 중위도의 약 40%정도이지만 해색위성자료의 극지활용이 가능하다고 판단되었다.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제23권1호
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• pp.74-79
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• 2017

세계 최초의 정지궤도 해양관측위성 센서인 천리안해양관측위성(Geostationary Ocean Color Imager; GOCI)은 적조, 녹조, 모자반, 냉수대, 태풍 등의 해양재해를 실시간으로 모니터링하여 피해를 최소화하는데 활용될 수 있다. 이와 같은 활용성을 극대화하기 위해, 이 논문에서는 천리안해양관측위성의 자료처리 방법 및 절차에 관하여 기술하고 있다. 천리안해양관측위성의 자료처리는 크게 수신, 처리, 저장, 배포로 구분되며, 자료의 종류는 Raw, Level 1, Level 2 등으로 나눠진다. Raw 자료는 위성으로부터 수신한 직후의 자료로 구조화되기 이전의 자료를 의미하고, Level 1 자료는 방사보정 및 기하보정을 통하여 2차원으로 구조화한 반사도 자료를 의미하며, Level 2 자료는 Level 1 반사도 자료에 다양한 해색 알고리즘을 적용하여 엽록소농도, 부유물질농도 등을 추출한 해색자료를 의미한다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제26권2호
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• pp.209-220
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• 2010

해양현상을 이해하기 위한 관측분야의 노력 중에서 해류 정보의 생산은 가장 어려운 작업 중의 하나이다. 이를 극복하기 위한 대안으로서 연속 화상 자료로부터 해류벡터를 추정하려는 많은 연구들이 진행 되고 있다. 본 연구에서는 한반도 주변의 SeaWiFS (Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor) chlorophyll-a 해색 자료와 AVHRR/SST 를 이용하여 연속 화상 사이의 유사한 형태를 추적하는 최대상 관계수법을 사용한 표층 유속 벡터의 추정을 시도하였다. 한국의 남해역에서 적용한 유속 벡터 결과는 해면 고도계를 이용한 지형류, ADCP 관측 결과와 비교하여 유속은 약 15% 정도 작고, 유향은 약 $36^{\circ}$의 차이로 근접하여 기존 연구 결과에 비해 양호하게 나타났다. 이는 향후 GOCI 자료의 응용적 측면에서 매우 고무적이다.