Ebuchi, Naoto;Fukamachi, Yasushi;Ohshima, Kay I.;Wakatsuchi, Masaaki
대한원격탐사학회:학술대회논문집
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대한원격탐사학회 2008년도 International Symposium on Remote Sensing
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pp.340-343
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2008
The Soya Warm Current (SWC) is a coastal boundary current, which flows along the coast of Hokkaido in the Sea of Okhotsk. Seasonal and subinertial variations in the SWC are investigated using data obtained by high-frequency (HF) ocean radars, coastal tide gauges, and a bottom-mounted acoustic Doppler current profiler (ADCP). The HF radars clearly capture the seasonal variations in the surface current fields of the SWC. The velocity of the SWC reaches its maximum, approximately 1 m/s, in the summer, and becomes weaker in the winter. The velocity core is located 20 to 30 km from the coast, and its width is approximately 50 km. The almost same seasonal cycle was repeated in the period from August 2003 to March 2007. In addition to the annual variation, the SWC exhibits subinertial variations with a period from 10-15 days. The surface transport by the SWC shows a significant correlation with the sea level difference between the Sea of Japan and Sea of Okhotsk for both of the seasonal and subinertial variations, indicating that the SWC is driven by the sea level difference between the two seas. Generation mechanism of the subinertial variation is discussed using wind data from the European Centre for Medium-range Weather Forecasts (ECMWF) analyses. The subinertial variations in the SWC are significantly correlated with the meridional wind component over the region. The subinertial variations in the sea level difference and surface current delay from the meridional wind variations for one or two days. Continental shelf waves triggered by the meridional wind on the east coast of Sakhalin and west coast of Hokkaido are considered to be a possible generation mechanism for the subinertial variations in the SWC.
This study detected red tide areas using the existing Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS) and Geostationary Ocean Color Imager(GOCI), and then compared the results between results of two sensors. The coasts of Jeollanam-do in the South Sea of Korea were set as the study area based on the red tide data which occurred on Aug. 26th, 2012. This study compared the results of sensors to detect red tides by using a satellite. In the results of analyzing MODIS by limiting it as chlorophyll concentration and the sea surface temperature which is considered to have red tides by the existing researches, it was possible to delete considerable amount of errors compared to the case of detecting red tides by using only chlorophyll while still there were differences from the range of red tides actually observed. In the results of GOCI by using empirical algorithm for detecting red tides, currently used by Korea Institute of Ocean Science & Technology(KIOST), it was possible to obtain more detailed results than MODIS. However, there was an area misjudged as red tides due to the influence of clouds. Also both MODIS and GOCI extracted red tides were not actually occurring, which might be because they were not able to perfectly distinguish red tides from turbid water in coastal areas with high turbidity.
As a standard water clarity variable, the vertical underwater visibility, called Secchi depth, is estimated with ocean color satellite data. In the present study, Moderate Resolvtion Imaging Spectradiometer (MODIS) data are used to measure the Secchi depth which is a useful indicator of ocean transparency for estimating the water quality and productivity. To estimate the Secchi depth $Z_v$, the empirical regression model is developed based on the satellite optical data and in-situ data. In the previous study, a semi-analytical algorithm for estimating $Z_v$ was developed and validated for Case 1 and 2 waters in both coastal and oceanic waters using extensive sets of satellite and in-situ data. The algorithm uses the vertical diffuse attenuation coefficient, $K_d$($m^{-1}$) and the beam attenuation coefficient, c($m^{-1}$) obtained from satellite ocean color data to estimate $Z_v$. In this study, the semi-analytical algorithm is validated using temporal MODIS data and in-situ data over the Yellow, Southern and East Seas including Case 1 and 2 waters. Using total 156 matching data, MODIS $Z_v$ data showed about 3.6m RMSE value and 1.7m bias value. The $Z_v$ values of the East Sea and Southern Sea showed higher RMSE than the Yellow Sea. Although the semi-analytical algorithm used the fixed coupling constant (= 6.0) transformed from Inherent Optical Properties (IOP) and Apparent Optical Properties (AOP) to Secchi depth, various coupling constants are needed for different sea types and water depth for the optimum estimation of $Z_v$.
The monitoring activities at the National Fisheries Research and Development Institute (NFRDI) in Korea have been extended to include all the coastal waters of Korea after the outbreak of Cochlodinium polykrikoides blooms in 1995. We used several alternative methods including climatological analysis, spectral and optical methods which may offer potential detection of the major species of red tide in Korean waters. In the climatological analysis, NOAA, SeaWiFS, OCM satellite data was chosen using the known C. polykrikoides red tide bloom data and the area was mapped by helicopter reconnaissance and ground observation. The relationship between the distribution of sea surface temperature to C. polykrikoides bloom areas was studied. The anomalies of SeaWiFS chlorophyll a imageries against the imageries of non-occurring red tide for August, 2001 showed where the C. polykrikoides occurred. The anomalies of chlorophyll a concentrations from the satellite data during red tide outbreaks showed a similar distribution of C. polykrikoides in the red tide in August, 2001. The distribution between differences in sea surface temperatures during the day and at night also showed a possibility for red tide detection. We used a corrected vegetation index (CVI) to detect floating vegetation and submerged vegetation containing algal blooms. The results of from the optical absorption of C. polykrikoides in the ultraviolet band (340 nm) showed that if we use the optical characteristics from each red tide, we will be able to establish the feasibility of red tide detection.
대한원격탐사학회 2006년도 Proceedings of ISRS 2006 PORSEC Volume I
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pp.90-93
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2006
The first Geostationary Ocean Color Imager (GOCI) onboard its Communication Ocean and Meteorological Satellite (COMS) is scheduled for launch in 2008. GOCI includes the eight visible-to-near-infrared (NIR) bands, 0.5km pixel resolution, and a coverage region of 2500 ${\times}$ 2500km centered at 36N and 130E. GOCI has had the scope of its objectives broadened to understand the role of the oceans and ocean productivity in the climate system, biogeochemical variables, geological and biological response to physical dynamics and to detect and monitor toxic algal blooms of notable extension through observations of ocean color. The special feature with GOCI is that like MODIS, MERIS and GLI, it will include the band triplets 660-680-745 for the measurements of sun-induced chlorophyll-a fluorescence signal from the ocean. The GOCI will provide SeaWiFS quality observations with frequencies of image acquisition 8 times during daytime and 2 times during nighttime. With all the above features, GOCI is considered to be a remote sensing tool with great potential to contribute to better understanding of coastal oceanic ecosystem dynamics and processes by addressing environmental features in a multidisciplinary way. To achieve the objectives of the GOCI mission, we develop the GOCI Data Processing System (GDPS) which integrates all necessary basic and advanced techniques to process the GOCI data and deliver the desired biological and geophysical products to its user community. Several useful ocean parameters estimated by in-water and other optical algorithms included in the GDPS will be used for monitoring the ocean environment of Korea and neighbouring countries and input into the models for climate change prediction.
녹산국가산업단지가 설립된 부산 낙동강 하류는 국내에서 연약지반이 가장 깊이 분포하고 있는 지역 중에 하나이다. 연약지반의 깊이가 깊은 해안 매립지의 경우, 장기간에 걸쳐 상당히 큰 잔류침하가 발생하게 된다. 본 연구는 RADARSAT-1과 Envisat의 다중시기 SAR 영상을 이용한 차분간섭기법과 SBAS 시계열 기법을 통해, 녹산산업국가단지에서 2002년 9월부터 2007년 4월 동안에 발생된 지반침하를 관측하였다. 그 결과 연구지역의 동쪽 중앙, 서쪽 중앙, 서쪽, 해안가와 닿아있는 남단에서 최대 10 cm/yr, 평균 6 cm/yr의 속도로 지반침하가 발생되고 있음을 확인하였다. 또한 RADARSAT-1 SAR 영상을 이용한 평균지표변위도는 2001년부터 2002년까지 침하계로 관측된 현장관측자료와 비교 분석되었다. 시간에 따른 지표변위 양상이 거의 선형에 가깝게 나타나므로, 연구지역의 지반침하가 안정권에 접어들 때까지 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 사료된다.
본 연구에서는 소형 무인항공기를 이용하여 해안 지형을 항공촬영 한 연구결과를 바탕으로 해안선 추출 및 변화량을 분석하였다. 해안지역의 경우 해양-육지간의 지속적인 상호작용으로 변화속도가 매우 빠르고, 연구자의 직접적인 관찰이 제한되는 경우가 많아 원격탐사 자료를 이용한 많은 연구가 이루어져 왔다. 그러나 전통적인 원격탐사 방법은 시공간의 제약, 높은 운용비용 등이 한계점으로 지적되어 왔다. 이에 새로운 원격탐사 플랫폼인 무인항공기를 이용하여 해안선을 추출하였다. 촬영된 영상으로부터 이미지 프로세싱을 통해 해안선을 추출하였고, 조위차에 따른 해안선의 변화를 관찰하였다. 본 연구에서 활용한 소형 무인항공기와 소형 디지털 카메라는 기존 원격탐사 플랫폼과 비교하여 경제성에서 장점이 있다. 최근 무인항공기는 여러 분야에서 다양한 목적으로 연구가 진행되고 있는 바, 지리학 분야에서도 공간정보 구축의 플랫폼으로서 지역연구 등 다양한 활용이 가능할 것으로 판단된다.
LANDSAT TM 자료를 이용한 지형변화를 관측하는데 알맞은 알고리즘에 대한 고찰과 이 알고리즘을 1986년 4월 15일과 1992년 9월 22일 경기만에서 얻어진 LANDSAT TM 자료에 적용하여 타당성을 시험하였다. 이 알고리즘은 변화벡터분석법과 tasseled cap 변환을 이용한 방법이다. 변화벡터분석법은 영상자료간의 변화를 관측하는데는 우수하지만 그 변화벡터의 수가 증가함에 따라 효율이 감소하는 단점이 있다. 이와 같은 단점을 보완하기 위해 tasseled cap 변환을 이용함으로서 원래 6개 밴드의 LANDSAT TM 자료를 두 개의 밴드 즉 Brightness와 Greenness로 줄일 수 있게 된다. 시험적용 결과 이 알고리즘은 해안선 일대에서의 대규모 지형변화뿐만 아니라 육안관측으로는 어려운 미세한 변화까지도 관측 가능한 것으로 나타났다. 그러나 본 연구결과의 변화벡터 영상에서는 인공적인 변화에 더 민감한 것으로 나타났는데 이는 본 연구에 사용된 두 LANDSAT TM 자료가 얻어진 시간 간격이 지질학적 작용에 의한 변화가 나타나기에는 비교적 짧기 때문인 것으로 사료된다.
원격탐측은 초기에는 자연현상이나 지표대상물의 개략적인 분포와 변화를 추출하는데 사용되어 왔으나 최근에는 식물의 분광특성을 이용한 농업조사, 산림조사나 지하자원탐사, 해양상의 수온 및 해류분포조사, 기상조사 등 많은 분야에 응용되고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 원격탐측의 많은 응용분야 중에서 해양으로 배출되는 공장온배수의 확산범위를 조사하기 위하여 지구자원 탐사위성인 LANDSAT-5호에 탑재되어 있는 TM에 의해 얻어진 영상과 지상탐측기인 열적외주사기 Thermo Tracer에 의해 얻어진 열적외 영상을 이용하였다. LANDSAT TM영상의 Band 6은 열적외 Band로서 NASA의 CSFC에서 제공한 변환식 및 사후검정값을 이용하여 Band 6의 gray level값으로부터 해수온도 분포를 추출하였으며, Thermo Tracer의 열적외 영상은 TH1100 Series의 Processing mode를 이용하여 온도분포를 얻었다. 이와 같은 영상을 분석한 결과 근해의 수심이 얕은 지역의 해수온도는 담수온도와 내륙온도의 영향을 크게 받고 있음을 알 수 있었으며, 온배수의 확산범위 및 면적을 시각적 및 정량적으로 나타낼 수 있었다. 또한 열적외선 주사영상을 이용하여 보다 세부적인 확산범위를 제시할 수 있었으며 LANDSAT영상결과와 거의 동일한 결과를 나타냄을 알 수 있다.
세계 최초로 정지 상태로 해색을 관측하는 정지궤도해색탑재체(GOCI, Geostationary Ocean Color Imager) 값의 보정을 위해서는 기존의 방법이 아닌 새로운 방법이 요구된다. 본 연구에서는 GOCI의 특별한 특성에 맞는 새로운 대기보정 방법과 양방향성 광반사 분포함수(BRDF, Bidirectional Reflectance Distribution Function) 보정 방법을 소개하고자 한다. GOCI의 대기보정을 위해서 스펙트럼 형태 조화기법(SSMM, Spectral Shape Matching Method)과 Sun Glint Correction Algorithm(SGCA)을 개발하였고, BRDF 보정을 위하여 해수의 고유광특성(IOP, Inherent Optical Property) 값을 이용하는 새로운 방법을 개발하였다. 각 방법은 한반도 주변 해역을 관측한 Sea Viewing Wide Field-of-view Sensor(SeaWiFS) 위성영상을 이용하여 적용하였다. 클로로필 농도 분포 영상을 만들어 본 결과 기존의 방법으로 얻기 어려웠던 탁도높은 해역과 에어로졸의 영향을 많이 받는 지역에서 보다 정확한 자료를 얻을 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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