• 제목/요약/키워드: Hyperspectral analysis

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Sub-Pixel Analysis of Hyperspectral Image Using Linear Spectral Mixing Model and Convex Geometry Concept

  • Kim, Dae-Sung;Kim, Yong-Il;Lim, Young-Jae
    • Korean Journal of Geomatics
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    • 제4권1호
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    • pp.1-8
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    • 2004
  • In the middle-resolution remote sensing, the Ground Sampled Distance (GSD) that the detector senses and samples is generally larger than the actual size of the objects (or materials) of interest, and so several objects are embedded in a single pixel. In this case, as it is impossible to detect these objects by the conventional spatial-based image processing techniques, it has to be carried out at sub-pixel level through spectral properties. In this paper, we explain the sub-pixel analysis algorithm, also known as the Linear Spectral Mixing (LSM) model, which has been experimented using the Hyperion data. To find Endmembers used as the prior knowledge for LSM model, we applied the concept of the convex geometry on the two-dimensional scatter plot. The Atmospheric Correction and Minimum Noise Fraction techniques are presented for the pre-processing of Hyperion data. As LSM model is the simplest approach in sub-pixel analysis, the results of our experiment is not good. But we intend to say that the sub-pixel analysis shows much more information in comparison with the image classification.

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Near-Infrared Spectral Characteristics in Presence of Sun Glint Using CASI-1500 Data in Shallow Waters

  • Jeon, Joo-Young;Kim, Sun-Hwa;Yang, Chan-Su
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.281-291
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    • 2015
  • Sun glint correction methods of hyperspectral data that have been developed so far have not considered the various situations and are often adequate for only certain conditions. Also there is an inaccurate assumption that the signal in NIR wavelength is zero. Therefore, this study attempts to analyze the NIR spectral properties of sun glint effect in coastal waters. For the analysis, CASI-1500 airborne hyperspectral data, bathymetry data and in-situ data obtained at coastal area near Sin-Cheon, Jeju Island, South Korea were used. The spectral characteristics of radiance and reflectance at the five NIR wavelengths (744 nm, 758 nm, 772 nm, 786 nm, and 801 nm) are analyzed by using various statistics, spatial and spectral variation of sun-glinted area under conditions of the bottom types of benthos, barren rocks and sand with similar water depth. Through the quantitative analysis, we found that the relation of water depth or bottom type with sun glint is relatively less which is a similar result with the previous studies. However the sun glint are distributed similarly with the patterns of the direction of wave propagation. It is confirmed that the areas with changed direction of wave propagation were not affected by the sun glint. The spatial and spectral variations of radiance and reflectance are mainly caused by the effect of sun glint and waves. The radiance or reflectance of more sun-glinted areas are increased approximately 1.5 times and the standard deviations are also increased three times compared to the less sun glinted areas. Through this study, the further studies of sun glint correction method in coastal water using the patterns of wave propagation and diffraction will be placed.

산림 바이오매스를 산정하기 위한 위성영상의 분석 (Analysis of Satellite Images to Estimate Forest Biomass)

  • 이현직;유지호;유영걸
    • 대한공간정보학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.63-71
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    • 2013
  • 본 연구에서는 산림 바이오매스와 식생지수의 상관성을 분석하기 위해 현장조사 자료, 위성영상과 LiDAR 자료를 이용하여 산정된 산림 바이오매스 분포도를 기준으로 고해상도 KOMPSAT-2 영상과 LANDSAT 영상을 이용하여 식생지수인 SR, NDVI, SAVI, LAI를 계산한 값과 비교하였다. 분석결과, 고해상도 KOMPSAT-2 영상의 식생지수가 LANDSAT 영상의 식생지수보다 침엽수의 상관성이 더 높게 나타났으며 활엽수의 경우는 LANDSAT 영상의 식생지수가 높은 상관성을 보였다. 식생지수 중에는 NDVI 값이 다른 지수에 비해 상관성이 높게 나타났다. 또한 STSAT-3 위성의 소형영상분광기(Compact Imaging Spectrometer, COMIS)와 유사 센서인 EO-1 위성의 Hyperion 영상을 이용하여 하이퍼스펙트럴 영상을 분석하고 바이오매스와 상관성이 상대적으로 높은 식생지수를 동일한 GSD 조건의 LANDSAT 위성의 식생지수와 비교하고 하이퍼스펙트럴 영상의 임상 추출에 대한 활용가능성을 분석하였다.

Quality Evaluation of Mackerel Fillets Stored under Different Conditions by Hyperspectral Imaging Analysis

  • Azfar Ismail;Jiwon Ryu;Dong-Gyun Yim;Ghiseok Kim;Sung-Su Kim;Hag Ju Lee;Cheorun Jo
    • 한국축산식품학회지
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    • 제43권5호
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    • pp.840-858
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    • 2023
  • This study was designed to compare the quality changes in mackerel fillets stored under different conditions by using hyperspectral imaging (HSI) techniques. Fillets packaged in vacuum were stored for six days under five different conditions: refrigerated at 4℃ (R group); iced at 5±3℃ (I group); kept at an ambient of 17±2℃ (A group); frozen at -18℃ for 24 h and thawed in a refrigerator at 4℃ for 5 h on the sampling day (FTR group); FTR thawed in tap water instead of thawing in a refrigerator (FTW group). The FTR group had the lowest total bacterial count, drip loss, 2-thiobarbituric acid reactive substances, volatile basic nitrogen, and texture profile analysis values among groups during the entire storage period (p<0.05). Scanning electron microscopy revealed that the FTR group had less damage, while the other groups had shrunken muscle tissues. HIS integrated with the partial least squares model yielded reliable and efficient results, with high R2cv values, for several quality parameters of the mackerel fillets. Overall, the FTR group, involving freezing and thawing in a refrigerator, appears to be the most favorable option for maintaining the quality of mackerel fillets, which could be practically implemented in the industry. HSI is a suitable and effective technique for determining the quality of mackerel fillets stored under different conditions.

분광정합 및 혼합 분석 방법을 활용한 위험·유해물질 스티렌 탐지 (Hazardous and Noxious Substances (HNSs) Styrene Detection Using Spectral Matching and Mixture Analysis Methods)

  • 박재진;박경애;김태성;이문진
    • 해양환경안전학회지
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    • 제28권spc호
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    • pp.1-10
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    • 2022
  • 국내외 해상 위험·유해물질(Hazardous and Noxious Substances, HNS) 물동량이 증가함에 따라 HNS 유출 사고의 위험성이 점차 높아지고 있다. 해상에 유출된 HNS는 해양생태계 파괴를 비롯한 해양환경 오염 및 인명피해를 유발하며, 화재 및 폭발 등을 동반한 2차 사고 발생 가능성도 존재한다. 따라서 해상 HNS의 신속한 탐지와 각 물질 특성에 적합한 방제전략을 수립해야 한다. 본 연구에서는 초분광 원격탐사에 기반한 지상 HNS 유출 실험 과정 및 탐지 알고리즘 적용 결과를 제시하고자 한다. 이를 위해 프랑스 브레스트 지역의 야외 풀장에서 스티렌을 유출한 후 초분광 센서를 활용한 동시 관측을 수행하였다. 순수 스티렌 및 해수 스펙트럼은 주성분 분석(principal component analysis, PCA) 및 N-Findr 기법을 적용하여 추출하였으며, 또한 spectral distance similarity (SDS), spectral correlation similarity (SCS), spectral similarity value (SSV), spectral angle mapper (SAM)을 포함한 분광정합 기법을 적용하여 초분광 영상 내 화소들을 스티렌 및 해수로 분류하였다. 그 결과 SDS 및 SSV 기법이 우수한 스티렌 탐지 결과를 보여주었으며, 스티렌 총 면적은 약 1.03 m2로 추정되었다. 본 연구는 해상 HNS 모니터링에 주요 역할을 할 것으로 기대된다.

무인항공 초분광 영상을 기반으로 한 고도에 따른 퇴적물 함수율 탐지 고찰 (Discussion on Detection of Sediment Moisture Content at Different Altitudes Employing UAV Hyperspectral Images)

  • 이경은;유재형;박찬혁
    • 자원환경지질
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    • 제57권4호
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    • pp.353-362
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    • 2024
  • 본 연구는 무인항공기 기반 초분광 센서를 활용하여 퇴적물의 함수율에 따른 분광학적 반응 특성을 고찰하고, 비행 고도에 따른 함수율 탐지 효율성을 평가하였다. 이를 위해 다양한 함수율을 가진 퇴적물 시료를 대상으로 40m와 80m 고도에서 400~1000nm 파장 대역의 초분광 영상을 획득하고 분석하였다. 퇴적물의 반사도는 함수율이 증가함에 따라 전반적으로 감소하는 경향을 보였다. 함수율과 반사도 사이의 상관관계 분석 결과, 400~900nm 전 영역에서 강한 음의 상관관계(r < -0.8)를 보였다. 랜덤포레스트 기법을 활용한 함수율 탐지모델 구축 결과, 40m와 80m 고도에서의 탐지 정확도는 각각 RMSE 2.6%, R2 0.92와 RMSE 2.2%, R2 0.95로 나타나 고도 간 정확도 차이가 미미함을 확인하였다. 변수 중요도 분석 결과, 600~700nm 대역이 함수율 탐지에 주요한 역할을 하는 것으로 나타났다. 본 연구는 향후 환경 모니터링 분야에서 효율적인 퇴적물의 수분 관리와 자연재해 예측에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

초분광 위성영상 Hyperion을 활용한 토지피복지도 자동갱신 연구 (Study on Automated Land Cover Update Using Hyperspectral Satellite Image(EO-1 Hyperion))

  • 장세진;채옥삼;이호남
    • 한국측량학회:학술대회논문집
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    • 한국측량학회 2007년도 춘계학술발표회 논문집
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    • pp.383-387
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    • 2007
  • The improved accuracy of the Land Cover/Land Use Map constructed using Hyperspectal Satellite Image and the possibility of real time classification of Land Use using optimal Band Selective Factor enable the change detection from automatic classification using the existed Land Cover/Land Use Map and the newly acquired Hyperspectral Satellite Image. In this study, the effective analysis techniques for automatic generation of training regions, automatic classification and automatic change detection are proposed to minimize the expert's interpretation for automatic update of the Land Cover/Land Use Map. The proposed algorithms performed successfully the automatic Land Cover/Land Use Map construction, automatic change detection and automatic update on the image which contained the changed region. It would increase applicability in actual services. Also, it would be expected to present the effective methods of constructing national land monitoring system.

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The Extraction of End-Pixels in Feature Space for Remote Sensing Data and Its Applications

  • YUAN Lu;SUN Wei-dong
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 2004년도 Proceedings of ISRS 2004
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    • pp.136-139
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    • 2004
  • The extraction of 'end-pixels' (i.e. end-members) aims to quantify the abundance of different materials in a single pixel, which becomes popular in the subpixel analysis for hyperspectral dataset. In this paper, we present a new concept called 'End-Pixel of Features (EPF)' to extends the concept of end-pixels for multispectral data and even panchromatic data. The algorithm combines the advantages of previous simplex and clustering methods to search the EPFs in the feature space and reduce the effects of noise. Some experimental results show that, the proposed methodology can be successfully used to hyperspectral data and other remote sensing data.

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Rough 집합 이론을 이용한 원격 탐사 다중 분광 이미지 데이터의 특징 추출 (Features Extraction of Remote Sensed Multispectral Image Data Using Rough Sets Theory)

  • 원성현;정환묵
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제8권3호
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    • pp.16-25
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    • 1998
  • 본 논문에서는 초 다중 밴드 환경의 효과적인 데이터 분류를 위해서 Roungh 집합 이론을 이용한 특징 추출 방법을 제안한다. 다중 분광 이미지 데이터의 특성을 분석하고, 그 분석 결과를 토대로 Rough집합이론의 식별 능력을 이용하여 가장 효과적인 밴드를 선택할 수 있도록 한다. 실험으로는 Landsat TM으로부터 취득한 데이터에 적용시켰으며, 이를 통해 전통적인 밴드 특성에 의한 밴드 선택 방법과 본 논문에서 제안하는 러프 집합 이론을 이용한 밴드 선택 방법이 일치됨을 보이고 이를 통해 초다중 밴드 환경에서의 특징 추출에 대한 이론적 근거를 제시한다.

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초분광 근적외선 영상 기술을 이용한 흙의 함수비 측정 기술 (Soil Water Content Measurement Technology Using Hyperspectral Visible and Near-Infrared Imaging Technique)

  • 임환희;전에녹;이득환;전준서;이승래
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제35권11호
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    • pp.51-62
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    • 2019
  • 본 연구에서는 초분광 근적외선 영상을 이용하여 광역지역의 흙의 함수비 변화를 간편한 방법으로 예측하기 위해 수행되었다. 근적외선(VNIR) 영역대에서 변화되는 함수비 별로 모래, 화강풍화토(우면산, 구룡산, 대모산, 황령산), 카오리나이트를 초분광 카메라로 촬영하여 반사율을 추출하였고, 흙의 함수비와 가장 연관성 높은 매개변수를 찾기 위하여 선정된 매개변수와 함수비를 변수로하여 Partial Least Square Regression(PLSR) 분석을 이용하여 함수비 예측모델을 구축하였다. 함수비 예측모델을 구축한 결과, 흙의 종류에 관계없이 Area of reflectance(Near-infrared, NIR)의 매개변수가 흙의 함수비와 가장 연관성 높은 매개변수임을 확인하였고, 모든 흙에서 예측모델의 정확도(R2)는 0.9 이상임을 확인하였다. 또한 흙의 실제 함수비와 비교 검증해본 결과, 평균절대백분율(mean absolute percentage error, MAPE)이 15%이내로 확인되었다. 따라서 대상 흙들에서 50% 이내에서 변화되는 함수비 예측 가능성을 확인하였다. 본 연구를 통해 초분광 근적외선 영상을 이용하여 모래, 화강풍화토, 카오리나이트의 함수비 예측 가능성을 확인하였고, 모델의 정확도 개선 및 더 높은 범위의 함수비 예측을 위해서는 흙의 분류모델 개발이 추가적으로 필요하다고 판단된다.