연안 및 하구지역은 퇴적물의 침식, 부유, 이동이 활발하게 이루어지며, 이로 인해 유성머드와 같은 고농도의 부유퇴적물 환경이 조성된다. 유성머드는 주로 실트, 점토와 같이 매주 작은 입자들로 이루어져 있는 10 g/l 이상의 고농도 환경으로써, 유성머드의 분포 및 특성 파악을 위해 초음파와 같이 분해능이 우수한 높은 주파수 특성을 이용한 연구가 필요하다. 음파가 부유퇴적물에 의해 산란될 때, 부유퇴적물의 농도가 높아질수록 후방산란강도의 세기가 증가하지만, 점성 및 산란에 의한 감쇠도 함께 증가하기 때문에 농도에 따른 올바른 감쇠계수 보상이 요구된다. 본 논문에서는 5 MHz 주파수 특성을 바탕으로 간이 수조에서 농도에 따른 가상의 유성머드 환경을 조성한 뒤, 후방산란강도를 측정하였다. 또한 Richards의 감쇠계수 모델을 이용하여 부유물의 특성 및 농도에 따른 감쇠계수를 계산하였고, 이를 후방산란강도를 계산하는 소나방정식에 적용하여 부유물 농도에 따른 후방산란강도를 예측하였다. 그 결과 부유물에 의한 감쇠를 보상하지 않았을 경우 부유물 농도 증가에 따라 후방산란강도 값이 함께 증가하는 경향을 보이다가 일정 농도(20 g/l) 이후부터는 부유물의 농도가 증가하여도 후방산란강도가 더 이상 증가하지 않았다. 반면, 농도에 따른 감쇠계수를 보상해 주었을 경우는 부유물 농도 증가에 따라 후방산란강도가 연속적으로 증가하였다. 이러한 결과는 고농도의 부유퇴적물 환경에서 음파에 의한 산란강도를 정확히 예측하기 위해서는 부유물 농도에 따른 감쇠효과 고려가 필요함을 보여준다.
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.
최근 인공위성 자료를 기반으로 한 수자원 관측 분야에서는 공간해상도의 한계를 극복하기 위한 방안으로 SAR (Synthetic Aperture Radar) 센서에 대한 관심이 높아지고 있다. 토양수분을 관측하는 기존 위성 자료가 10 km 이상의 공간해상도를 지닌 반면, SAR 센서는 후방산란계수를 10 m 까지 관측할 수 있으므로 공간적인 분포를 보다 세밀하게 분석할 수 있다. 이러한 자료를 활용하기 위해서는 관측된 후방산란계수에 다양한 수문인자 및 환경적 요인이 미치는 영향을 다각적으로 분석하여 토양수분을 산출하는 과정이 필요하다. 본 연구는 토양수분 산정에 주로 적용되고 있는 WCM(Water Cloud Model)과 선형회귀 기법을 국내 5개 지점에 적용함으로써, SAR 영상을 기반으로 토양수분을 산정하고 이를 지점 관측 자료와 비교하여 평가하고자 하였다. WCM의 경우 토양수분의 즉각적인 변화를 관측하기에 용이하나 오차에 대한 보정이 필요한 것으로 판단되며, 선형회귀 방법은 순간적인 토양수분의 변동이 크게 나타나지 않았으나 안정적인 오차 범위를 나타내었다. 또한 토양수분이 후방산란계수에 미치는 영향은 토지피복, 식생의 분포, 식생 내 수분량의 정도에 따라 모델별로 크게 상이한 결과를 나타냄을 알 수 있으며, 기존의 모델을 동일하게 적용하기에는 한계점이 많음을 알 수 있다. 따라서 복잡한 지형적, 수문학적 특성을 가진 한반도에서 SAR 영상을 수자원 분야에 적용하기 위해서는, 추후 각 지점 별 특성에 따른 영향을 다각적으로 분석하는 과정이 필수적이며 한반도에 적합한 토양수분 모델을 구축하기 위한 연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다.
광섬유(光纖維)가 가지고 있는 손실(損失) 특성(特性) 중(中) 접속손실(接續損失) 값 평가방법(評價方法)을 측정(測定) 분석(分析)하였다. 현재(現在) 장파장용(長波長用) 단일(單一) 모드 광섬유(光纖維) 접속손실(接續損失) 측정(測定)은 Cut-Back 방법(方法)과 후방산란(後方散亂) 손실(損失) 측정방법(測定方法)으로 시행(施行)하고 있다. 이 두 방법(方法)을 사용(使用)하여 얻어진 측정(測定)값을 비교(比較)해 본 결과(結果) OTDR에 의한 접속손실평가(接續損失評價) 방법(方法)은 양(兩) 방향(方向)에서 측정(測定)된 값을 산술(算術) 평균(平均)으로 계산(計算)하여야 한다. 이 결과(結果)는 이론적(理論的)인 계산(計算)값과 일치(一致)함을 보여 주고 있으며 또한 접속(接續)될 두 광섬유(光纖維)의 후방(後方) 산란(散亂) 계수(係數) 값 차(差)에 의하여 발생(發生)됨을 보여준다. 따라서 광(光)케이블 시설시(施設時) 데이타 관리운영(管理運營) 측면(側面)에서 확실(確實)한 적용(適用)이 기대(期待)된다.
대한원격탐사학회 2006년도 Proceedings of ISRS 2006 PORSEC Volume I
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pp.479-482
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2006
The absorption coefficient and backscattering properties of phytoplankton were calculated from the Mie theory. Given a simple case that phytoplankton and mineral particles are the only constitutions in seawater, the reflectance $b_b({\lambda})/[a({\lambda})+b_b({\lambda})]$was analyzed. Then the chlorophyll concentrations were estimated from remote sensing OC2 algorithm. The results show that reflectance in short wavelength region is more sensitive to the Chl variation; High mineral concentrations in seawater have significant influence on the reflectance spectrum; the existence of high mineral concentration may result in the mistake in chlorophyll estimation from OC2 algorithm.
기상상태에 관계없이 데이터를 획득할 수 있는 Synthetic Aperture Radar (SAR)는 산림 분야에서 C, L, P 밴드의 자료가 많이 연구되어 왔다. 특히 밴드 간에 산림 지역에서 수관을 투과하는 특성이 뚜렷하게 나타나고 있다. X밴드의 경우는 C, L, P 밴드에 비하여 수관 표면에서 backscattering이 일어나게 되므로 수종을 분류하게 되는데 더 큰 장점을 가질 수 있으나 지금까지 산림 분야에서는 X 밴드의 SAR 자료가 활발히 연구되어 오고 있지 않다. 이 연구는 X밴드 SAR자료의 산림 분야의 활용성을 검토해보는 목적으로 1994년 10월 3일에 동시 촬영된 SIR-C/X-SAR 자료의 L, C와 X 밴드의 backscattering coefficients의 차이점을 통해서 수관 밀도나 다른 산림 특성과의 연관성을 살펴보고자 한다. 연구지역은 국립산림과학원에 의하여 관리되고 있는 광릉 지역으로서 그 지역의 산림에 대한 정밀한 자료를 분석에 활용하여 SAR 자료의 밴드별 파장과 산림피복의 특성에 따른 연관성에 대해 분석하였다.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제3권3호
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pp.1-7
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2002
The developed patterns by direct writing of electron beam are measured by AFM, FESEM and optical profiler of WYKO NT3300. From different measurement methods, the measured linewidths of the patterns are shown a little bit wider than designed pattern size due to electrons scattering effect during direct writing of electron beam. The optimized conditions of these experiments are suggested and explained for the forming of structures below 0.1 ㎛ dimension size. Because of electron scattering effects from the different under layers such as Si, Si$_3$N$_4$ and aluminum, the developed pattern size is also influenced by the accelerated energy of electrons, dose, resist and soft and hard bake conditions in PMMA. The distributions of electron beam and calculations of backscattering coefficient are demonstrated by Monte Carlo simulation. From the measured results, the developed linewidth of PMMA/Al /silicon is shown a little bit wider than that of PMMA/Si$_3$N$_4$/silicon structure due to the backscattering effects.
대한원격탐사학회 2002년도 Proceedings of International Symposium on Remote Sensing
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pp.312-316
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2002
Satellite radar interferometry data shows a strong coherent signal on oyster sea farms where artificial structures installed on the bottom. We obtained 21 highly coherent interferograms from eleven JERS-1 SAR data sets despite of large orbital baseline (~2 km) or large temporal baseline (~l year). The phases observed in sea farms are probably induced by double bouncing on sea surface, and consequently reveal a tide height variation. To restore the absolute sea level changes we counted the number of wrapping by exploiting the intensity of backscattering. Backscattering intensity is closely correlated with the change in water surface height, while interferometry gives the detailed variation within the limit of 2$\pi$ (or 15.3 cm). Comparing the radar measurements with the tide gauge records yielded a correlation coefficient of 0.96 and an ms error of 6.0 cm. The results demostrate that radar interferometry is promising to measure sea level.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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