Quasi-linear bright features persistently appeared on ENVISAT ASAR images as well as X-SAR images along the tidal channels in Gyung-Gi Bay, Korea during the ebb tides. These features are induced by spatial backscatter variations caused by surface convergence (divergence) through the interaction between tidal currents and bathymetry. In order to validate this mechanism, a numerical tidal model simulation is performed on the realistic bathymetry with the tidal boundary conditions. The tide model reproduces the current convergence zone along the tidal channel during the ebb tides, which exactly coincides with the location of bright line features on SAR images.
본 연구에서는 해안 디지털 비디오를 이용하여 쇄파지역에서의 파랑궤적을 원격으로 측정하는 기술을 제안한다. 쇄파에 의해 발생하는 거품은 비디오 이미지로부터 파랑속성을 측정하는데 큰 오차를 야기한다. 이러한 이유로, 본 연구는 이미지 상에서 파랑신호와는 다른 거품 노이즈를 제거하기 위한 고급 영상처리기술과 쇄파지역에서 파랑속성을 효과적으로 측정하는데 필요한 파랑궤적을 검출하는 방법에 초점을 두고 있다. 이를 위하여 본 연구는 100 m 이상 거리범위의 쇄파지역에서 3 Hz 주파수로 촬영한 해안 비디오 자료를 이용한다. 비디오 원 영상으로부터 고주파수의 특성을 가지는 거품신호를 제거하기 위하여 이미지 프레임 후방차분과 방향성 로패스 이미지 필터를 통하여 비디오 이미지를 영상처리한다. 개별의 쇄파 파랑궤적은 레이돈 변환 선인식 알고리듬을 이용하여, 거품 노이즈가 제거된 해안선 수직방향 이미지 Timestack상에 적용하여 검출된다. 이 이미지 Timestack의 물리적 공간차원은 2차원 공간-시간 도메인으로 표현된다. 비디오 자료로부터 측정된 유효 파랑궤적의 개수는 실측자료로부터 얻어진 파랑개수의 약 2/3이다.
The present study aims to derive and compare narrow and broad bandwidths of ocean color sensor’s algorithms for the study of monitoring highly dynamic coastal oceanic environmental parameters using high-resolution imagery acquired from Multi-spectral Camera (MSC) on KOMPSAT-2. These algorithms are derived based on a large data set of remote sensing reflectances ($R_{rs}$) generated by using numerical model that relates $b_b/(a + b_b)$ to $R_{rs}$ as functions of inherent optical properties, such as absorption and backscattering coefficients of six water components including water, phytoplankton (chl), dissolved organic matter (DOM), suspended sediment (SS) concentration, heterotropic organism (he) and an unknown component, possibly represented by bubbles or other particulates unrelated to the first five components. The modeled $R_{rs}$ spectra appear to be consistent with in-situ spectra collected from Korean waters. As Kompsat-2 MSC has similar spectral characteristics with Landsat-5 Thematic Mapper (TM), the model generated $R_{rs}$ values at 2 ㎚ interval are converted to the equivalent remote sensing reflectances at MSC and TM bands. The empirical relationships between the spectral ratios of modeled $R_{rs}$ and chlorophyll concentrations are established in order to derive algorithms for both TM and MSC. Similarly, algorithms are obtained by relating a single band reflectance (band 2) to the suspended sediment concentrations. These algorithms derived by taking into account the narrow and broad spectral bandwidths are compared and assessed. Findings suggest that there was less difference between the broad and narrow band relationships, and the determination coefficient $(r^2)$ for log-transformed data [ N = 500] was interestingly found to be $(r^2)$ = 0.90 for both TM and MSC. Similarly, the determination coefficient for log-transformed data [ N = 500] was 0.93 and 0.92 for TM and MSC respectively. The algorithms presented here are expected to make significant contribution to the enhanced understanding of coastal oceanic environmental parameters using Multi-spectral Camera.
해양관측위성으로 1997년에 발사된 SeaWiFS 센서는 해양의 엽록소 분포와 대기환경 등 다양한 지구관측 자료를 제공하고 있고, 현재까지 수신된 많은 자료는 해양뿐만 아니라 육상관측에도 이용되고 있다. 하지만, SeaWIFS 센서는 1 km의 공간해상력으로 인해 연안해역의 관측이 어렵고, 연안역에서의 대기보정 문제가 아직 정립되지 않아 연안해역의 관측에는 아직 활발히 적용되지못하다. 특히, 서.남해 연안해역은 부유사 농도가 높고, 육상에서 비롯되는 용존유기물의 흡광으로 엽록소 분포를 분석하기에 적합한 알고리듬이 개발되지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 해양의 엽록소 농도분포를 분석하는데 활용되어온 경험적인 알고리듬을 바탕으로 연안해역의 엽록소 분포를 분석하기에 적합한 경험식을 도출하였으며, 이러한 경험식을 도출하는 과정에서 연안해역의 엽록소 농도 관측을 위해서는 레드영역의 밴드 (665nm)가 활용되어야 한다는 결론을 얻었다.
해안의 효율적 이용관리는 국토의 이용면에서나 해양자원의 보호에서 매우 중요한 과제이다. 그러나 해안 현상은 대단히 국지성이 강하므로 각 해안은 각각 특유의 문제를 갖는다. 그러므로 해안은 때때로 입체적으로 파악이 되어야 하나 재래식 방법으로 매우 어렵다. 그러므로 항공사진의 입체 모델을 이용하면 해안 관리에 매우 높은 효용성을 얻을 수 있다. 항공사진은 수식으로 표현할 수 없고 해안의 동적현상과 형태를 시간에 따른 상관관계로 표현하는데 매우 효과적이다. 원격탐사기 및 방사계로부터 얻은 이미지는 해안지대 관리에 관련된 계획수립자에게 가치있는 정보를 제공하고 그 정보는 자동으로 읽어낼 수 있도록 정량화되고 처리될 수 있는 부가적인 가치를 지니고 있으며 빠르고도 저렴한 비용의 기술을 제공하므로 원격탐사를 위한 종합 시스템이 국가적인 차원에서 확보되어야 한다.
대한원격탐사학회 2006년도 Proceedings of ISRS 2006 PORSEC Volume II
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pp.535-538
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2006
The coastline of the Choa Phraya Rivermouth in the Upper Gulf of Thailand has been changed drastically. The western side especially at Ban Laem Sing was eroded for 400 meter in 26 years or with the rate of 15 meter per year on the average. The Metropolitan Electricity Authority has granted five years research project to us to study the efficiency of the electric pole fence as a mean to reduce the wave force and increase sedimentation rate inside for mangrove replantation. If the method works efficiently, it will be used to reclaim the coastal land loss in other areas in Thailand. The project was done since 2005 after the fence was constructed completely in October 2005. The oceanographic surveys were conducted before and after the construction in northeast monsoon season to study the impact of physical oceanographic forces on the coastline change. The sedimentation rates were measured each month. It is rather low about 2 cm/month. The subsiding rate from the load of deltaic sediment and groundwater withdraw using boring data is about 30 mm/year. The cumulative sinking rate is 55.8 cm from 1978 to 1995. We have tried to design the method of mangrove plantation in this area. The remote sensing data such as LANDSAT and aerial photos from 1987 to 2002 for 15 years were used to compute the rate of coastline change at each 50 m section along the western side of the rivermouth.
태평양 적도 부근에 위치한 팔라우섬과 통가섬 주변 연안해역은 산호초와 맹그로브 및 해초지로 구성된 해역이다. 특히, 산호초 서식지의 표층 해수의 광특성을 이해하는 것은 원격탐사 기반의 서식지 분류의 정확도를 높이고, 열대해역 생태계 특성을 파악하는 데에 도움이 된다. 본 연구에서는 팔라우섬과 통가섬 산호초 서식지의 해수 특성을 파악하고자 해수 표면의 파장별 분광특성 자료를 수집하고, 해수 표층의 부유물 농도, 흡광계수 및 원격반사도 특성을 분석하였다. 또한 부유물 농도 분석 결과에 의거 위성자료 기반 부유물 농도 추정 경험적 알고리즘을 개발 및 검증하였으며, 555, 625, 660 nm 세 개 밴드를 이용한 원격반사도 밴드비와 부유물 농도의 결정계수가 0.98로 높은 상관관계를 보였다. 이와 같이 열대해역의 산호초 서식지는 해양광학적으로 빈영양성의 CASE-I 해수 성향이 강하며, 현장자료의 지속적인 수집과 분석을 이용한 모니터링이 필요한 것으로 판단된다.
본 연구는 연안기상 정보를 효율적으로 이용하여 사전에 적조를 예찰하고 실용화하여 적조로부터의 재해를 저감하는데 있다. 이러한 적조예찰을 위해서는 기본적으로 우리나라 주변 해역의 적조발생에 관여하는 기상 및 해양인자들의 환경학적 특성을 파악하고 이들의 상관성으로부터 적조발생 가능성을 예측하는 정보를 제공하는 것이 매우 중요하다. 또한 이러한 정보를 공공의 활용에 쉽게 이용될 수 있게끔 정보시스템을 구축하는 것이 필요하다. 앞으로 본 연구의 결과는 이 분야에 관련되는 학계, 공공기관, 업계의 종사자들에게 유용한 정보로 활용될 것으로 기대되며 그리고 매년 연례행사처럼 국가적으로 문제시 되고 있는 우리나라 주변해역의 적조피해를 줄이는데 실질적으로 기여할 것이다.
Satellite remote sensing technology for ocean observation has evolved considerably in these last twenty years. Ocean color is one of the most important parameters of ocean satellite measurements. This paper describes a remote sensing of ocean color data project - Asian I-Lac Project; it also introduces several case studies using satellite images in the Asian waters. The Asian waters are related to about 30 Asian countries, representing about 60% of the world population. The project aims at generating long-term time series images (planned for 10 years from 1996 to 2006) by combining several ocean color satellite data, i.e., ADEOS-I OCTS and SeaWiFS, and some other sensors. Some typical parameters that could be measured include Chlorophyll- a (Chl-a), Colored Dissolved Organic Matter (CDOM), and Suspended Material (SSM). Reprocessed OCTS images display spatial variation of Chl-a, CDOM, and SSM in the Asian waters; a short term variability of phytoplankton blooms was observed in the Gulf of Oman in November 1996 by analyzing OCTS and NOAA sea surface temperature (SST); Chl-a concentrations derived from OCTS and SeaWiFS have also been evaluated in coastal areas of the Taiwan Strait, the Gulf of Thailand, the northeast Arabian Sea, and the Japan Sea. The data system provides scientists with capability of testing or developing ocean color algorithms, and transferring images for their research. We have also analyzed availability of OCTS images. The results demonstrate the potential of long-term time series of satellite ocean color data for research in marine biology, and ocean studies. The case studies show multiple applications of satellite images on monitoring of coastal environments in the Asian Waters.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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