• 한국해양공학회지
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• 제38권3호
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• pp.103-114
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• 2024

Remote sensing wave observation data are crucial when analyzing ocean waves, the main external force of coastal disasters. Nevertheless, it has limitations in accuracy when used in low-wind environments. Therefore, this study collected the raw data from MIROS Wave and Current Radar (MWR) and wave radar at the Ieodo Ocean Research Station (IORS) and applied the optimal filter by combining filters provided by MIROS software. The data were validated by a comparison with South Jeju ocean buoy data. The results showed it maintained accuracy for significant wave height, but errors were observed in significant wave periods and extreme waves. Hence, this study used an artificial neural network (ANN) to improve these errors. The ANN was generalized by separating the data into training and test datasets through stratified sampling, and the optimal model structure was derived by adjusting the hyperparameters. The application of ANN effectively improved the accuracy in significant wave periods and high wave conditions. Consequently, this study reproduced past wave data by enhancing the reliability of the MWR, contributing to understanding wave generation and propagation in storm conditions, and improving the accuracy of wave prediction. On the other hand, errors persisted under high wave conditions because of wave shadow effects, necessitating more data collection and future research.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 1999년도 Proceedings of International Symposium on Remote Sensing
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• pp.485-490
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• 1999

Wind vector information over the ocean is currently obtained using multiple beam scatterometer data. The scatterometers on ERS-1/2 generate wind vector information with a spatial resolution of 50km and accuracies of $\pm$2m/s in wind speed and $\pm$20$^{\circ}$ in wind direction. Synthetic aperture radar (SAR) data over the ocean have the potential of providing wind vector information independent of weather conditions with finer resolution. Finer resolution wind vector information can often be useful particularly in coastal regions where the scatterometer wind information is often corrupted because of the lower resolution system characteristics which is often contaminated by the signal returns from the coastal areas or ice in the case of arctic environments. In this paper we tested CMOD_4 and CMOD_IFR2 algorithms for extracting the wind vector from SAR data. These algorithms require precise estimation of normalized radar cross-section and wind direction from the SAR data and the local incidence angle. The CMOD series algorithms were developed for the C-band, VV-Polarized SAR data, typically for the ERS SAR data. Since RADARSAT operates at the same C-band but with HH-Polarization, the CMOD series algorithms should not be used directly. As a preliminary approach of resolving with this problem, we applied the polarization ratio between the HH and VV polarizations in the wind vectors estimation. Two test areas, one in front of Inchon and several sites around Jeju island were selected and investigated for wind vector estimation. The new results were compared with the wind vectors obtained from CMOD algorithms. The wind vector results agree well with the observed wind speed data. However the estimation of wind direction agree with the observed wind direction only when the wind speed is greater than approximately 3.0m/s.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2006년도 Proceedings of ISRS 2006 PORSEC Volume I
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• pp.122-125
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• 2006

The distribution of phytoplankton pigments were studied bimonthly at four stations from the mouth of Mahanadi River at Paradip to the 36.7km off coast in Bay of Bengal during April 2001 to December 2002. Bottom depth was shallower than 40m in all stations. The pigment concentration of Chl-a was measured. It increased from surface to bottom in the water column. The water column integrated chlorophyll-a concentration (Chl-a) varied between 6.1 and $48.5mg{\cdot}m-^2$ with peaks during monsoon period (Aug & Oct). Spatial distribution of salinity depended strongly on freshwater runoff. The salinity was 5psu at river mouth and 25.15psu at offshore in monsoon period; however it was 30psu at the river mouth in summer. We found a linear relationship between the amount of river discharge and integrated Chl-a in coastal region from 2 years observations. Extending this result, we analyzed rainfall and coastal Chl-a using satellite data. The relationship between the river discharge and monthly accumulated rainfall estimated from TRMM and others data sources was analyzed in 2001 and 2002 using Giovanni infrastructure provided by NASA. The result depended on the specified area on TRMM images; the river delta area had sharper relationship than wider rain catchments area. Moreover, the relationship between monthly averaged Chl-a derived from SeaWiFS and monthly accumulated rainfall estimated from TRMM was analyzed from 1998 to 2005. It was clear that the broom in monsoon period was strongly controlled by rainfall on river delta.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.485-492
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• 2019

본 연구진에서 개발한 항해용 X-band 레이다를 이용한 파랑 및 이안류 관측 시스템을 해운대 해수욕장에 설치하여 이안류를 관측하였다. 기존 이안류 현장관측 방법으로는 측정하기 어려운 이안류의 형태와 크기 및 유속을 X-band 레이다 영상분석을 통해 관측하였다. 본 연구에서는 시간평균한 X-band 레이다 영상으로부터 이안류 발생위치와 크기 및 형태를 자동탐지하는 알고리즘을 개발하였다. X-band 레이다 영상을 3차원 푸리에 변환하고, 도플러 유속이 포함된 분산방정식 조건으로 이안류 유속을 계산하였다. X-band 레이다 영상분석을 통한 이안류 발생위치와 유속 계산 기법은 표류부이 실험으로 검증하였다. 해운대 해수욕장 이안류 조사 결과 한번 발생한 이안류는 1~2일 동안 지속되며, 발생위치가 크게 바뀌지 않는 것이 관찰되었다.

• Ocean and Polar Research
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• 제31권1호
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• pp.111-119
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• 2009

Biogenic surface films, which are often present in coastal areas, may enhance the signatures of hydrodynamic processes in microwave, optical, and infrared imagery. We analyzed ERS-1/2 Synthetic Aperture Radar (SAR) and Envisat Advanced Synthetic Aperture Radar (ASAR) images taken over the Japan/East Sea (JES). We focused on the appearance of the contrast SAR signatures, particularly the dark features of different scales caused by various oceanic and atmospheric phenomena. Spiral eddies of different scales were detected through surface film patterns both near the coast and in the open regions of the JES in warm and cold seasons. During field experiments carried out at the Pacific Oceanological Institute (POI) Marine Station 'Cape Shults' in Peter the Great Bay, the sea surface roughness characteristics were measured during the day and night using a developed polarization spectrophotometer and various digital cameras and systems of floats. The velocity of natural and artificial slicks was estimated using video and ADCP time series of tracers deployed on the sea surface. The slopes of gravity-capillary wave power spectra varied between .4 and .5. Surface currents in the natural and artificial slicks increased with the distance from the coast, varying between 4 and 40 cm/s. The contrast of biogenic and anthropogenic slicks detected on vertical and horizontal polarization images against the background varied over a wide range. SAR images and ancillary satellite and field data were processed and analyzed using specialized GIS for marine coastal areas.

• Ocean Science Journal
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• 제40권2호
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• pp.67-78
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• 2005

Complex physical, chemical and biological interactions off the Korean coast created several striking patterns in the phytoplankton blooms, which became conspicuous during the measurements of ocean color from space. This study concentrated on analyzing the spatial and temporal aspects of phytoplankton chlorophyll variability in these areas using an integrated dataset from a Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor (SeaWiFS), Advanced Very High Resolution (AVHRR) sensor, and Conductivity Temperature Depth (CTD) sensor. The results showed that chlorophyll concentrations were elevated in coastal and open ocean regions, with strong summer and fall blooms, which appeared to spread out in most of the enclosed bays and neighboring waters due to certain oceanographic processes. The chlorophyll concentration was observed to range between 3 and $54\;mg\;m^{-3}$ inside Jin-hae Bay and adjacent coastal bays and 0.5 and $8\;mg\;m^{-3}$ in the southeast sea offshore waters, this gradual decrease towards oceanic waters suggested physical transports of phytoplankton blooms from the shallow shelves to slope waters through the influence of the Tsushima Warm Current (TWC) along the Tsushima Strait. Horizontal distribution of potential temperature $(\theta)$ and salinity (S) of water off the southeastern coast exhibited cold and low saline surface water $(\theta and warm and high saline subsurface water $({\theta}>12^{\circ}C; S>34.4)$ at 75dBar, corroborating TWC intrusion along the Tsushima Strait. An eastward branch of this current was called the East Korean Warm Current (EKWC), tracked with the help of CTD data and satellite-derived sea surface temperature, which often influenced the dynamics of mesoscale anticyclonic eddy fields off the Korean east coast during the summer season. The process of such mesoscale anticyclonic eddy features might have produced interior upwelling that could have shoaled and steepened the nutricline, enhancing phytoplankton population by advection or diffusion of nutrients in the vicinity of Ulleungdo in the East Sea.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2002년도 Proceedings of International Symposium on Remote Sensing
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• pp.273-273
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• 2002

Masan barber was situated in S.Korean southern central coast. And it is contributing greatly in S.korea's economy development to international trading port of Heaven's blessing that possess natural, geographical situation. Also, because there are Masan free tax area and chanwon heavy industrial complex, sachon air industrial complex etc. on back, it is important permanency in our country. Specially, because inland transport routes such as southern highway, Guma highway and national road system are developed well, the importance is very high. Masan harbor 1899.05.01 be that opened, the 1st and 2nd (central pier) was build 1938∼1944 year, and the 3rd pier was 1973∼1978 year. the 4th pier was 1974∼1983 year, 5th pier was 1984∼1988, 6th pier (west pier) was 1985∼1992 year. it was developed over 100 years. But, it did great many harbor and bay development of last 100 yens but research about coastline change and seashore reclamation is insufficient. Therefore, this research executed research about coastline change of Masan bay of last 100 years, In this study, we analyzed aerial photographs and tide data for the past 100 years using digital aerial photo analysis and GIS techniques for each 3-year interval. We abstracted beach DEM (digital elevation model) and ortho aerial photographs, and conducted a space analysis. As a result, we were able to identify changes in the area As a result, we drew 10 years cycle coastline change of Masan bay. and we can detect bay coastal line change and calculate refill rate.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권6_2호
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• pp.1565-1576
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• 2023

천리안 해양위성 2호(Geostationary Ocean Color Imager-II, GOCI-II)에서 관측된 대기상층 복사휘도에서 해양환경 분석이 가한 원격반사도(remote-sensing reflectance, R_rs) 자료를 얻기 위해서 복사 전달 모델 기반의 대기 보정을 수행한다. 이 R_rs는 다시 엽록소, 총부유사, 용존유기물 농도 등의 다양한 해양환경변수 산출에 이용되고 있기 때문에 대기보정은 모든 해색 산출물의 정확도에 영향을 주는 중요한 알고리즘이다. 맑은 해역에서는 대기의 복사휘도가 청색 파장대의 해수 복사휘도보다 10배 이상 높다. 따라서 대기보정 과정에서 1%의 대기 복사휘도 추정 오차가 10% 이상의 R_rs 오차를 유발할 수 있으며, 이처럼 대기보정은 매우 높은 오차 민감도를 가진 알고리즘이다. 그 결과 대기보정 산출물인 R_rs의 품질 평가는 신뢰성 있는 해양 위성 기반 자료 분석을 위해 반드시 선행되어야 한다. 본 연구에서는 Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor (SeaWiFS) Bio-optical Archive and Storage System (SeaBASS)을 통해 데이터베이스화 된 현장 측정 R_rs 기반 통계적 신뢰성을 평가하는 Quality Assurance (QA) 알고리즘을 GOCI-II의 분광 특성에 맞게 수정 및 적용하였다. 이 방법은 National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)의 해색위성 자료처리 시스템에 공식적으로 적용되어 서비스 중이며, R_rs의 품질 분석 점수(0~1점)를 제공할 뿐 아니라 해수의 유형(23 유형)도 구분해 준다. 실제로 검보정 초기 단계의 GOCI-II 자료에 QA를 적용한 결과, R_rs는 비교적 낮은 값인 0.625에서 가장 높은 빈도를 보여주었지만 추가적인 검보정을 통해 개선된 GOCI-II 대기보정 결과에 QA 알고리즘을 적용했을 시 기존보다 높은 0.875에서 가장 높은 빈도를 보여주었다. QA 알고리즘을 통한 해수 유형 분석 결과, 동해 및 남해 일부 그리고 북서태평양 해역은 주로 탁도가 낮은 case-I 해역이었으며 서해 연안 및 동중국해는 주로 탁도가 높은 case-II 해역으로 구분되었다. 이처럼 QA 알고리즘의 적용을 통해 대기보정 과정에서 오차가 크게 발생한 R_rs 자료를 객관적으로 판별하여 배제할 수 있으며 이는 배포자료 및 검보정의 신뢰도 향상으로 이어질 수 있다. 본 방법은 추후 GOCI-II의 대기보정 flag에 적용되어 사용자들이 양질의 R_rs 자료만을 적용할 수 있도록 도움을 줄 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제30권6호
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• pp.809-816
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• 2014

Ocean Color product들은 해양 생태계를 이해하기 위해 중요한 변수이다. 고위도 지역에서는 해빙이 바다로 유입되어 ocean color product에 광학적인 영향을 미친다. 본 연구에서는 북극 다산기지 근해의 피요르드에 대한 광학적 특성을 평가하고 높은 공간해상도를 가진 Landsat-8 OLI 영상의 엽록소-a(chlorophyll-a)와 부유물질(suspended sediment) 농도를 산출하고자 한다. 엽록소-a와 부유물질 농도를 추정하기 위해서 band ratio를 이용한 다양한 회귀 모델을 테스트했다. 위성영상과 관측된 실측 값과의 시간적인 차이 때문에 사용된 회귀모델은 높은 상관관계를 가지지는 못하였다. 하지만 Landsat-8 OLI 영상을 이용한 모델에서 생산된 엽록소-a와 부유물질 농도는 북극해 주변 피요르드와 해안지역에 대한 고해상도 위성 데이터를 활용한 모니터링 가능성을 보여주었다. 북극해 주변의 기후변화 패턴을 이해하기 위해서는 해양 생태계 변화에 ice meltig이 어떠한 영향을 미치는지를 이해하는 것이 필요하다. 본 연구의 결과는 고위도지역에서 ice melting이 해양생태계 변화에 미치는 영향을 고해상도로 모니터링을 하는데 사용된다. 극지연구소는 2002년부터 스발바드 다산기지을 운영하고 있으며 한국의 북극 기지를 기반으로 연구를 수행하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제33권5_1호
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• pp.481-493
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• 2017

강원도 양양에 위치한 남대천은 하구로 육상 환경과 해양 환경의 점이지대이다. 하구는 다양한 연안환경을 형성해 지구 생태계 중 생태적 가치가 높은 환경으로 남대천에 출연하는 종 중 일부 고유종은 우리나라에서 매우 희소하게 출현되어 보호가 필요하며, 모천 회귀어류인 연어는 우리나라에서 70% 이상이 남대천으로 회귀한다. 남대천과 같은 하구에서는 사주가 보편적으로 나타나며, 시간이 지남에 따라 그 모양이 변하는 것을 관찰할 수 있다. 하구 사주의 변화는 생태 환경의 변화를 야기하므로 지형 변화의 원인 분석과 지속적인 모니터링이 필요하다. 이에 본 연구에서는 남대천 하구 사주에서 일어나는 지형 변화인 '갯터짐' 현상이 일어나는 조건과 그 위치 변화의 원인에 대해 알아보고자 한다. 남대천 하구 사주의 지형 분석을 위해 미국 지질 조사국(USGS)에서 제공하는 Landsat 위성영상으로 1984년부터 약 40년간의 하구 사주의 면적과 갯터짐의 위치 변화를 관찰하였으며, 이를 평균 해류 벡터, 강수량 그리고 조위와 비교하였다. 그 결과 사주는 시간의 흐름에 따라 그 위치와 형태가 계속 변화하는 것을 확인하였다. 계절이나 연대별 특징은 나타나지 않았으며, 연안류의 방향에 영향을 받는 것으로 생각된다. 강수량과 조위를 하구 사주의 면적과 비교한 결과 강수량과 조위가 증가할수록 사주 면적이 감소하는 것을 확인하였다.