• 제목/요약/키워드: Backscattering characteristics

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Application of Bimodal Histogram Method to Oil Spill Detection from a Satellite Synthetic Aperture Radar Image

  • Kim, Tae-Sung;Park, Kyung-Ae;Lee, Min-Sun;Park, Jae-Jin;Hong, Sungwook;Kim, Kum-Lan;Chang, Eunmi
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.645-655
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    • 2013
  • As one of segmentation techniques for Synthetic Aperture Radar (SAR) image with oil spill, we applied a bimodal histogram method to discriminate oil pixels from non-oil pixels. The threshold of each moving window was objectively determined using the two peaks in the histogram distribution of backscattering coefficients from ENVISAT ASAR image. To reduce the effect of wind speed on oil spill detection, we selected ASAR image which satisfied a limit of wind speeds for successful detection. Overall, a commonly used adaptive threshold method has been applied with a subjectively-determined single threshold. In contrast, the bimodal histogram method utilized herein produces a variety of thresholds objectively for each moving window by considering the characteristics of statistical distribution of backscattering coefficients. Comparison between the two methods revealed that the bimodal histogram method exhibited no significant difference in terms of performance when compared to the adaptive threshold method, except for around the edges of dark oil spots. Thus, we anticipate that the objective method based on the bimodality of oil slicks may also be applicable to the detection of oil spills from other SAR imagery.

황해에 분포하는 살오징어의 음향산란강도 특성 및 분포밀도 추정 (Acoustical backscattering strength characteristics and density estimates of Japanese common squid distributed in Yellow Sea)

  • 이경훈;최정화;신종근;장대수;박성욱
    • 수산해양기술연구
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    • 제45권3호
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    • pp.157-164
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    • 2009
  • Due to change of various marine environments according to seawater temperature rising, Japanese common squid(Todarodes pacificus), which was distributed in East Sea, was recently caught in Yellow Sea during a summer season from 2006. The fishery resources density research was carried out in Korea-China Provisional Water Zone using trawl fishing gear and acoustics in National Fisheries Research & Development Institute in Korea. This paper showed the analysis on the acoustical backscattering strength by two frequencies(38kHz, 120kHz) for Japanese common squid by acoustical scattering theoretical model based on size distribution for survey period, and estimate the density distribution for squid s integrated layer which was extracted from any scatterers distributed in water column using two frequency difference method which has been used to distinguish fish shoals or specific target scatterers from sound scattering layer which is composed of various zooplankton. Furthermore, the entire range of their density estimation was suggested using by Monte Carlo simulation under considering each uncertainty such as size distributions or swimming angle and so on in survey area.

시계열 위성레이더 영상을 이용한 침수지 조사 (Analysis of Flood Inundated Area Using Multitemporal Satellite Synthetic Aperture Radar (SAR) Imagery)

  • 이규성;김양수;이선일
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제33권4호
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    • pp.427-435
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    • 2000
  • 침수지에 대한 신속하고 정확한 지도의 제작은 홍수재해 복구와 관리 및 예방을 위한 중요한 자료로 사용된다. 타 위성영상에 비하여 기상조건에 관계없이 영상자료의 획득이 용이한 레이더 영상을 이용하여 침수지 조사와 홍수후의 농경지 복구 상태를 파악하고자 하였다. 1999년 여름 경기도 북부 지역에 발생한 홍수 사상을 사례지로 하여 C-band RADARSAT 위성영상을 이용하였고, 침수 시점인 8월 4일 영상과 그 전후 영상을 포함하여 세 시기의 영상을 이용하였다. 영상의 기하보정 및 잡음 제거 등 전처리 과정을 거친 후 세 시기의 영상에서 나타나는 여러 지표물들의 레이더반사신호의 변화를 분석하였다. 수면, 논, 밭 산림 등의 다양한 지표물의 시기별 반사신호를 분석한 결과, 침수되었던 논에서 뚜렷한 반사신호의 차이를 관찰할 수 있었다. 또한 홍수 이후의 영상인 8월 14일 영상을 함께 분석함으로써 침수되었던 논의 복구상태에 따른 차이를 구분할 수 있었고, 이러한 결과는 세 시기의 칼라합성영상에서도 쉽게 판독되었다.

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동중국해 음향 산란층내의 euphausiid (Euphausia pacifica) 밀도 추정 (Density Estimation of an Euphauiid (Euphausia pacifica) in the Sound Scattering Layer of the East China Sea)

  • 강돈혁;황두진;서호영;윤양호;서해립;김용주;신현출
    • 한국수산과학회지
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    • 제36권6호
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    • pp.749-756
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    • 2003
  • Hydroacoustic and open-closing zooplankton net survey were conducted to understand the characteristics of the sound scattering layer (SSL) and to estimate the density of an euphausiid (Euphausia pacifica) in the SSL, in the northwestern part of the East China Sea. The survey was carried out during July 6-9 2002 at 8 sampling stations for zooplankton. The virtual echogram technique was used to identify E. pacifica from all acoustic scatters. Mean volume backscattering strength difference $(MVBS_{120kHz-38kHz})$ and target strength equation for E. pacifica were derived from the Distorted-wave Born Approximation (DWBA) model. Although vertical migration of the SSL is similar to the general pattern, dispersion at night shows some differences. Estimated mean density using acoustic data ranged from $20.4-221.4\;mg/m^3$ over the whole depth, and $87.1-553.5\;mg/m^3$ in the SSL. The density using the zooplankton net ranged from $0.2-362.4\;mg/m^3$ and was not related to net deploying method. The results from the acoustic and net survey suggest that E. pacifica might be an important zooplankton community in the northwestern part of the East China Sea.

다중 시기 SAR 자료를 이용한 토지 피복 구분을 위한 특징 추출과 융합 (Feature Extraction and Fusion for land-Cover Discrimination with Multi-Temporal SAR Data)

  • 박노욱;이훈열;지광훈
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.145-162
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    • 2005
  • SAR 자료의 분류에서 토지 피복 구분 분류 정확도의 향상을 위해 이 논문은 다중 시기 SAR 자료를 이용한 분류에서의 특징 추출과 정보 융합 방법론을 제시하였다. 다중 시기 SAR 센서의 산란 특성을 고려하여 평균 후방 산란계수, 시간적 변이도와 긴밀도를 특징으로서 추출하였다. 이렇게 추출된 특징의 효율적인 응합을 위해 Dempster-Shafer theory of evidence(D-S 이론)와 퍼지 논리를 적용하였다. 특히 D-S 이론의 적용시 특징 기반 mass function 할당을 제안하였고, 퍼지 논리의 적용시 다양한 퍼지 결합 연산자의 결과를 비교하였다. 다중 시기 Radarsat-1 자료에의 적용 결과, 추출된 특징들은 서로 상호 보완적인 정보를 제공할 수 있으며 수계, 논과 도심지를 효율적으로 구분할 수 있었다. 그러나 산림과 밭은 구분이 애매한 경우가 나타났다. 정보 융합 방법론 측면에서, D-S 이론과 퍼지 Max와 Algebraic Sum 연산자를 제외한 다른 퍼지 연산자는 서로 유사한 분류 정확도를 나타내었다.

동해 후포퇴 왕돌초 주변의 정밀해저지형 및 해저면 특성 분석 (Detailed Bathymetry and Seabed Characteristics of Wangdol-cho, Hupo Bank in the East Sea)

  • 김창환;박찬홍
    • 자원환경지질
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    • 제47권5호
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    • pp.533-540
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    • 2014
  • 동해의 주요 어장이고 레저 관광과 동해 해양환경 연구 등에서 매우 중요한 역할을 하고 있는 후포퇴 왕돌초 주변해역에 대한 정밀해저지형을 분석하고, 해저면 영상 자료 및 퇴적물 입도 결과를 이용하여 해저면 특성을 분류하였다. 후포퇴는 동해의 해안선과 평행하게 나타나며 가장 수심이 얕은 지역은 후포항 동쪽에 위치하고 있는 왕돌초 지역이다. 이 왕돌초는 셋잠(북쪽), 중간잠(중간), 맞잠(남쪽)이라는 3개의 봉우리로 구성되어 있다. 세 개의 봉우리 중 가장 수심이 낮은 지역은 중간잠으로 약 6 m의 가장 얕은 수심을 보이고, 북쪽의 셋잠은 약 8 m, 남쪽의 맞잠은 약 9 m의 수심에서 가장 얕은 지역이 나타난다. 왕돌초의 세 봉우리 주변으로는 얕은 해저지형을 보이며 복잡한 지형 기복과 많은 암반들이 산재한다. 그 암반들 사이 및 북동쪽의 평탄면과 급경사면의 서쪽 주변부로는 모래질자갈/자갈질모래 등의 비교적 굵은 조립질 퇴적물이 관측된다. 왕돌초 서쪽으로는 불규칙한 지형보다는 지형 기복이 감소하고 급격한 경사면이 존재하며 후포분지와 연결되는데 이 후포분지 지역은 니질/실트질 모래류의 퇴적물이 나타난다. 왕돌초 주변의 정밀해저지형과 해저면 특성 분석자료는 향후 왕돌초 해역의 해양환경연구 및 생태계의 지속적 이용을 위한 관리에 기여할 것으로 판단된다.

수중음향을 이용한 노무라입깃해파리의 행동 및 음향산란특성 (In situ behavioral and acoustic characteristics of the large jellyfish Nemopliema nomurai by target tracking)

  • 윤은아;황두진;신형호
    • 수산해양기술연구
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    • 제51권2호
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    • pp.272-278
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    • 2015
  • The aim of this study is to find out the behavior and acoustic backscattering of the large jellyfish Nemopliema nomurai using hydroacoustics in situ. N. nomurai was distributed at depths ranging from 10~15 m during the day. Regarding the behavior of N. nomurai, there was no significant change in depth, and 3D tortuosity was not high. The vertical direction was ${\pm}10^{\circ}$ from the horizontal, and moving speed was $0.9{\sim}1.5\;m\;s^{-1}$. With regard to hydro-acoustical characteristics, the mean TS of N. nomurai ranged from -69.6~-56.0 dB at 38 kHz and -69.4~-54.5 dB at 120 kHz. TS variation (Max TS-Min TS) at 38 and 120 kHz was 0~10.2 dB and 0.2~16.0 dB, respectively. Mean TS and TS variation (Max TS-Min TS) of N. nomurai were higher at 120 kHz than at 38 kHz. The results showed that the use of hydroacoustics was effective in estimating the distribution depth, behavior, and acoustic characteristics of the target.

1997 년 춘계의 동중국해 및 황해에 대한 어군의 분포특성 (Distribution Characteristics of Fish Schools in the Yellow Sea and the East China Sea in the Spring of 1997)

  • 이대재
    • 수산해양기술연구
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    • 제38권3호
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    • pp.241-248
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    • 2002
  • 황해, 동중국 해역에서 서식하는 어업생물 자원의 평가 및 그 관리에 필요한 기초 자료를 수집하기 위한 시도로서, 1997 년도에 부경대학교와 일본 장기대학이 공동으로 실시한 어업자원조사중에서 주로 계량어군탐지기를 이용하여 수집한 자료를 분석, 고찰한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1 황해, 동중국해에 설정한 9개의 조사정점에서 저층트롤에 의한 어획량은 7.7~182.48 kg/hour이었고, 그때 어획된 어종수는 7~34 종이었다. 2. 1997년 5월에 동중국해에 있어서의 어군의 분포는 황해 중부의 저층 냉수역과 동중국해 중앙해역의 저층 고온수역, 또 쿠로시오계의 난류와 황해 냉수 및 대륙 연안수의 사이에 형성된 제주도 남부의 전선역에서 그 어군도가 매우 높았다. 3. 황해, 동중국해의 조사대상해역의 전수층부와 저층부에 대한 어군의 평균 체적산란강도는 각각 -74.57 ㏈, -68.24 ㏈로서 저층부가 전수층부에 비해 5.67 ㏈ 더 높았다. 4. 본 연구의 조사대상해역에 대한 어군의 분포밀도를 추정한 결과, 전수층에 대해서는 6.65$\times$$10^{-5}$ kg/㎥이었고, 저층부에 있어서는 2.86$\times$$10^{-4}$ kg/㎥이었다.

Numerical Analysis of Back Scattering from a Target over a Random Rough Surface Using DRTM

  • Yoon, Kwang-Yeol
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제10권2호
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    • pp.61-66
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    • 2010
  • This paper is concerned with an analysis of the back scattering of electromagnetic waves from a target moving along random rough surfaces such as the desert, and sea. First, the discrete ray tracing method(DRTM) is introduced, and then, this method is applied to the back scattering problem in order to investigate the effect of the back scattering from random rough surfaces on the electric field intensities. Finally, numerical examples of various height deviations of the Gaussian type of rough surfaces are shown. It is numerically demonstrated that the back scattering is dominated by the diffractions related to the reflections from the random rough surfaces.

Detection of Second-Layer Corrosion in Aging Aircraft Fuselage

  • Kim, Noh-Yu;Achenbach, J.D.
    • 비파괴검사학회지
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    • 제26권6호
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    • pp.417-426
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    • 2006
  • A Digital X-ray imaging system using Compton backscattering has been developed to obtain a cross-sectional profile and mass loss of corroded lap-splices of aging aircraft from density variation. A slit-type camera was designed to focus on a small scattering volume inside the material, from which the backscattered photons are collected by a collimated scintillator detector for interpretation of material characteristics. The cross section of the lap-joint is scanned by moving the scattering volume through the thickness direction of the specimen. The mass loss of each layer has been estimated from a Compton backscatter A-scan to obtain the thickness of each layer including the aluminum sheet, the corrosion layer and the sealant. Quantitative information such as location and width of planar corrosion in the lap splices of fuselages is obtained by deconvolution using a nonlinear least-square error minimization method(BFGS method): A simple reconstruction model is also introduced to overcome distortion of the Compton backscatter data due to attenuation effects attributed to beam hardening and quantum noise.