CAS(Compact Advanced Satellite) 500-1 satellite and its follow-up, CAS 500-2, are scheduled to be launched in 2021. For these satellites, a research project on 'CAS 500-1/2 Image Acquisition and Utilization Technology Development' has been carried out. This paper summarizes publications carried out under the project, papers presented within this special issue and contributions of the project.
CAS500-1 and CAS500-2 are high-resolution Earth-observing satellites being developed and scheduled to launch for land monitoring of Korea. The satellite information will be used for land usage analysis, change detection, 3D topological monitoring, and so on. Satellite image data of region of interests must be acquired in the stereo mode from different positions for 3D information generation. Accurate 3D processing and 3D display of stereo satellite data requires the epipolar image resampling process considering the pushbroom sensor and the satellite trajectory. This study developed an epipolar image resampling module for CAS-500 stereo data processing and verified its accuracy performance by testing along-track, across-track, and heterogeneous stereo data.
As part of the next-generation Compact Advanced Satellite 500 (CAS500) project, CAS500-4 is scheduled to be launched in 2025 focusing on the remote sensing of agriculture and forestry. To obtain quantitative information on vegetation from satellite images, it is necessary to acquire surface reflectance through atmospheric correction. Thus, it is essential to develop an atmospheric correction method suitable for CAS500-4. Since the absorption and scattering characteristics in the atmosphere vary depending on the wavelength, it is needed to analyze the sensitivity of atmospheric correction parameters such as aerosol optical depth (AOD) and water vapor (WV) considering the wavelengths of CAS500-4. In addition, as CAS500-4 has only five channels (blue, green, red, red edge, and near-infrared), making it difficult to directly calculate key parameters for atmospheric correction, external parameter data should be used. Therefore, thisstudy performed a sensitivity analysis of the key parameters (AOD, WV, and O3) using the simulated images based on Sentinel-2 satellite data, which has similar wavelength specifications to CAS500-4, and examined the possibility of using the products of GEO-KOMPSAT-2A (GK2A) as atmospheric parameters. The sensitivity analysisshowed that AOD wasthe most important parameter with greater sensitivity in visible channels than in the near-infrared region. In particular, since AOD change of 20% causes about a 100% error rate in the blue channel surface reflectance in forests, a highly reliable AOD is needed to obtain accurate surface reflectance. The atmospherically corrected surface reflectance based on the GK2A AOD and WV was compared with the Sentinel-2 L2A reflectance data through the separability index of the known land cover pixels. The result showed that two corrected surface reflectance had similar Seperability index (SI) values, the atmospheric corrected surface reflectance based on the GK2A AOD showed higher SI than the Sentinel-2 L2A reflectance data in short-wavelength channels. Thus, it is judged that the parameters provided by GK2A can be fully utilized for atmospheric correction of the CAS500-4. The research findings will provide a basis for atmospheric correction of the CAS500-4 in the future.
The Ministry of Land, Infrastructure and Transport of Korea is developing a CAS 500-1/2 satellite capable of photographing a GSD 0.5 m level image, and is developing a technology to utilize this. Therefore, this study attempted to develop a geospatial feature extraction technique aimed at automation as a technique for utilizing CAS 500-1/2 satellite images. KOMPSAT-3A satellite images that are expected to be most similar to CAS 500-1/2 were used for research and the possibility of automation of geospatial feature extraction was analyzed through relative radiometric normalization. For this purpose, the parameters and thresholds were applied equally to the reference images and relative radiometric normalized images, and the geospatial feature were extracted. The qualitative analysis was conducted on whether the extracted geospatial feature is extracted in a similar form from the reference image and relative radiometric normalized image. It was also intended to analyze the possibility of automation of geospatial feature extraction by quantitative analysis of whether the classification accuracy satisfies the target accuracy of 90% or more set in this study. As a result, it was confirmed that shape of geospatial feature extracted from reference image and relative radiometric normalized image were similar, and the classification accuracy analysis results showed that both satisfies the target accuracy of 90% or more. Therefore, it is believed that automation will be possible when extracting spatial objects through relative radiometric normalization.
In this paper, as a prior study related to the generation of topographic information using the CAS500-1/2 satellite, we propose a method of extraction DSM for each 1:5000 scaled map in North Korea using KOMPSAT-3A strip images. This technique is designed to set the processing area by receiving shape file, only to generate output for every 1:5000 scaled map. In addition, dense point clouds and the DSM were extracted by applying MDR, a robust stereo image matching technique. Considering that the strip images are input in the units of scenes, we attempted to extract a DSM by processing and merging multiple image pairs in one 1:5000 map area. As a result, it was possible to confirm the generation of an integrated DSM with minimal separation at the junction, and as a result of the accuracy analysis, it was confirmed that the accuracy was within 5m compared to GCP.
Compact Advanced Satellite 500 (CAS500) can be used for various purposes, including vegetation, forestry, and agriculture fields. It is expected that it will be possible to acquire satellite images of various areas quickly. In order to use satellite images acquired through CAS500 in the agricultural field, it is necessary to develop a satellite image-based extraction technique for crop-cultivated areas.In particular, as research in the field of deep learning has become active in recent years, research on developing a deep learning model for extracting crop cultivation areas and generating training data is necessary. This manuscript classified the onion and garlic cultivation areas in Hapcheon-gun using PlanetScope satellite images and farm maps. In particular, for effective model learning, the model performance was analyzed according to the proportion of crop-cultivated areas. For the deep learning model used in the experiment, Fully Convolutional Densely Connected Convolutional Network (FC-DenseNet) was reconstructed to fit the purpose of crop cultivation area classification and utilized. As a result of the experiment, the ratio of crop cultivation areas in the training data affected the performance of the deep learning model.
Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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v.37
no.4
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pp.211-218
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2019
The Ministry of Land, Infrastructure and Transport is planning to launch CAS-500 (Compact Advanced Satellite 500) 1 and 2 in 2019 and 2020. Satellite image information collected through CAS-500 can be used in various fields such as global environmental monitoring, topographic map production, analysis for disaster prevention. In order to utilize in various fields like this, it is important to get the location accuracy of the satellite image. In order to establish the precise geometry of the satellite image, it is necessary to establish a precise sensor model using the GCP (Ground Control Point). In order to utilize various fields, step - by - step automation for orthoimage construction is required. To do this, a database of satellite image GCP chip should be structured systematically. Therefore, in this study, we will analyze various techniques for automatic GCP extraction for precise geometry of satellite images.
Since the release of Meta's Segment Anything Model (SAM), a large-scale vision transformer generation model with rapid image segmentation capabilities, several studies have been conducted to apply this technology in various fields. In this study, we aimed to investigate the applicability of SAM for water bodies detection and extraction using the QGIS Geo-SAM plugin, which enables the use of SAM with satellite imagery. The experimental data consisted of Compact Advanced Satellite 500 (CAS500)-1 images. The results obtained by applying SAM to these data were compared with manually digitized water objects, Open Street Map (OSM), and water body data from the National Geographic Information Institute (NGII)-based hydrological digital map. The mean Intersection over Union (mIoU) calculated for all features extracted using SAM and these three-comparison data were 0.7490, 0.5905, and 0.4921, respectively. For features commonly appeared or extracted in all datasets, the results were 0.9189, 0.8779, and 0.7715, respectively. Based on analysis of the spatial consistency between SAM results and other comparison data, SAM showed limitations in detecting small-scale or poorly defined streams but provided meaningful segmentation results for water body classification.
Kim, Seoyeon;Youn, Youjeong;Jeong, Yemin;Park, Chan-Won;Na, Sang-Il;Ahn, Hoyong;Ryu, Jae-Hyun;Lee, Yangwon
Korean Journal of Remote Sensing
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v.38
no.5_1
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pp.647-660
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2022
To prepare an atmospheric correction model suitable for CAS500-4 (Compact Advanced Satellite 500-4), this letter examined an atmospheric correction experiment using Sentinel-2 images having similar spectral characteristics to CAS500-4. Studies to compare the atmospheric correction results depending on different Aerosol Optical Depth (AOD) data are rarely found. We conducted a comparison of Fast Line-of-sight Atmospheric Analysis of Spectral Hypercubes (FLAASH), Sen2Cor, and Second Simulation of the Satellite Signal in the Solar Spectrum - Vector (6SV) version 1.1 and 2.1, using Geo-Kompsat 2A (GK2A) Advanced Meteorological Imager (AMI) and Aerosol Robotic Network (AERONET) AOD data. In this experiment, 6SV2.1 seemed more stable than others when considering the correlation matrices and the output images for each band and Normalized Difference Vegetation Index (NDVI).
Hyeon-Gyeong Choi;Sung-Joo Yoon;Sunghyeon Kim;Taejung Kim
Korean Journal of Remote Sensing
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v.40
no.1
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pp.103-114
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2024
The escalating demands for high-resolution satellite imagery necessitate the dissemination of geospatial data with superior accuracy.Achieving precise positioning is imperative for mitigating geometric distortions inherent in high-resolution satellite imagery. However, maintaining sub-pixel level accuracy poses significant challenges within the current technological landscape. This research introduces an approach wherein upsampling is employed on both the satellite image and ground control points (GCPs) chip, facilitating the establishment of a high-resolution satellite image precision sensor orientation. The ensuing analysis entails a comprehensive comparison of matching performance. To evaluate the proposed methodology, the Compact Advanced Satellite 500-1 (CAS500-1), boasting a resolution of 0.5 m, serves as the high-resolution satellite image. Correspondingly, GCP chips with resolutions of 0.25 m and 0.5 m are utilized for the South Korean and North Korean regions, respectively. Results from the experiment reveal that concurrent upsampling of satellite imagery and GCP chips enhances matching performance by up to 50% in comparison to the original resolution. Furthermore, the position error only improved with 2x upsampling. However,with 3x upsampling, the position error tended to increase. This study affirms that meticulous upsampling of high-resolution satellite imagery and GCP chips can yield sub-pixel-level positioning accuracy, thereby advancing the state-of-the-art in the field.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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