• 대한원격탐사학회지
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• 제38권6_2호
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• pp.1691-1707
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• 2022

한반도와 중국 경계에 위치한 백두산의 칼데라호인 천지호는 계절에 따라 해빙과 결빙을 반복한다. 천지 아래에는 마그마 챔버가 존재하며 마그마 챔버의 변화에 의해 온천수의 온도 및 수압 변화와 같은 화산 전조현상이 발생한다. 이에 따라, 천지호 내에서 다른 부분보다 해빙이 빠르며 결빙기에도 늦게 얼며 물표면 온도가 높은 이상지역이 존재하게 된다. 해당 이상지역은 온천수 방출 지역으로, 이상지역의 얼음변화도 값을 통해 화산활동을 모니터링 할 수 있다. 그러나 지리적, 정치적 그리고 공간적 문제로 천지의 이상지역을 주기적으로 관측하기에는 한계가 존재한다. 따라서 본 연구에서는 Landsat -5/-7/-8 광학위성영상으로부터 Modified U-Net 회귀모델을 이용하여 이상지역내의 얼음변화도를 정량적으로 관측하였다. 1985년 1월 22일부터 2020년 12월 8일까지 이상지역을 갖는 83장의 Landsat 영상의 Visible and Near Infrared (VNIR)대역을 활용하였다. 얼음 변화도를 정량적으로 관측을 위해 VNIR대역에서 수체와 얼음과의 상대적인 분광반사도를 활용하여 새로운 데이터를 만들었다. 가시광선대역과 근적외선 대역이 가지고 있는 정보를 최대한 유지하기 위해 2개의 인코더를 가진 U-Net에 적용하여 얼음변화도를 관측하였으며 Root Mean Square Error (RMSE) 140, 상관계수 0.9968의 높은 예측 성능을 보여주었다. 따라서 Modified U-Net을 활용하면 추후 Landsat 영상으로부터 얼음변화도 값을 높은 정확도로 관측하므로 백두산 화산활동을 모니터링하는 방법 중 하나로 사용될 수 있으며, 다른 화산 모니터링 기법과 더불어 활용한다면 더욱 정밀한 화산감시체계 구축이 가능할 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권3호
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• pp.401-410
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• 2020

최근 지구 온난화의 영향으로 변화하는 한반도 식물계절에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 그러나 지리적인 특성상 봄철 식물계절에 비해 실측이 어려운 가을철 식물계절의 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 대표적인 가을철 식물계절인 단풍과 낙엽 등을 '마른 잎'으로 정의하고 Landsat-8 위성영상을 기반으로 마른 잎 탐지를 수행하였다. NDVI를 이용하여 마른 잎의 1차 경계 값을 산출하고, 건강한 잎과의 분광특성 차이 및 NDWI를 이용하여 마른 잎의 2차 경계 값을 산출하였다. 본 연구의 마른 잎 탐지 알고리즘의 정확도 검증을 위해 POD, FAR 값을 이용하였으며, 검증 결과 POD는 98.619, FAR은 1.203으로 높은 정확성을 보였다.

• 한국습지학회지
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• 제8권3호
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• pp.29-38
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• 2006

조간대 Digital Elevation Model (DEM)은 순수 학문적 분야, 연안역 관리, 수산활동, 해상안전, 군사적 목적은 물론 자연적 인위적 환경 변화가 심한 조간대의 지형변화를 파악하는데 활용될 수 있다. 본 연구에서는 서해안에서 가장 큰 규모인 강화도 남단 조간대를 대상으로 광학위성자료를 이용한 수륙경계선 방법과 마이크로파 위성자료를 이용한 위상간섭기법을 적용하여 조간대 DEM을 생성하였다. 광학 위성영상인 Landsat-5 TM과 Landsat-7 ETM+ 에 수륙경계선 방법을 적용하여 생성된 DEM은 조간대의 전체적인 지형 형태를 잘 나타내었으나, 그 정밀도가 다양한 조석 상태를 반영하는 수륙경계선들의 갯수에 의해 결정됨을 알 수 있었다. 마이크로파 위성영상인 ERS-1/2와 ENVISAT에 위상간섭기법을 적용하여 DEM을 생성한 결과, 하루간격의 ERS-1/2 tandem 간섭쌍을 이용하여 영종도 북단 일부 조간대에 대해 DEM 제작이 가능하였으나, 그 밖의 지역에서는 높은 지표잔존수 함량으로 인한 낮은 긴밀도로 인하여 DEM 제작이 어려웠다. 향후 우리나라 다목적위성-2호를 이용하여 단기간에 다양한 조위를 갖는 높은 공간해상도를 갖는 위성영상을 얻음으로 수륙경계선 방법에 의한 DEM 생성의 정밀도를 높이 수 있을 것이다. 또한 계획 중인 single-pass 마이크로파 위성자료를 이용한 조간대 DEM 제작을 위한 기술개발이 요구된다.

• 한국측량학회지
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• 제37권6호
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• pp.445-452
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• 2019

본 연구에서는 대용량 위성영상의 무감독분류를 위해 k-means clustering 알고리즘의 병렬처리 코드를 개발하여 PC-cluster에서 구현하였다. 이를 위해 OpenMP (Open Multi-Processing)를 기반으로 CPU (Central Processing Unit)의 다중코어를 이용하는 intra-node 코드와 message passing interface를 기반으로 PC-cluster를 이용하는 inter-nodes 코드, 그리고 이 둘을 병용하는 hybrid 코드를 구현하였다. 본 연구에 사용한 PC-cluster는 한 대의 마스터 노드와 여덟 대의 슬래이브 노드로 구성되어 있고 각 노드에는 여덟 개의 다중코어가 장착되어 있다. PC-cluster에는 Microsoft Windows와 Canonical Ubuntu의 두 가지 운영체제를 설치하여 병렬처리 성능을 비교하였다. 실험에 사용한 자료는 두 가지 다중분광 위성영상으로서 중용량인 LANDSAT 8 OLI (Operational Land Imager) 영상과 대용량인 Sentinel 2A 영상이다. 병렬처리의 성능을 평가하기 위하여 speedup과 efficiency를 측정한 결과 전반적으로 speedup은 N/2 이상, efficiency는 0.5 이상으로 나타났다. Microsoft Windows와 Canonical Ubuntu를 비교한 결과 Ubuntu가 2-3배의 빠른 결과를 나타내었다. 순차처리와 병렬처리 결과가 일치하는지 확인하기 위해 각 클래스의 밴드별 중심값과 분류된 화소의 수를 비교하고 결과 영상간 화소대 화소 비교도 수행하였다. Intra-node 코드를 구현할 때에는 OpenMP에 의한 false sharing이 발생하지 않도록 주의해야 하고, PC-cluster에서 대용량 위성영상을 처리하기 위해서는 파일 I/O에 의한 성능저하를 줄일 수 있도록 코드 및 하드웨어를 설계해야 함을 알 수 있었다. 또한 PC-cluster에 설치된 운영체제에 따라서도 성능 차이가 발생함을 알 수 있었다.

• 지적과 국토정보
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• 제46권2호
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• pp.183-196
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• 2016

위성영상의 정밀한 기하보정을 위해서는 지상기준점이 필요하며, GPS 측량은 양질의 지상기준점 좌표 취득을 위해 필수적이다. 하지만 GPS 측량을 하는 과정에서 많은 시간과 노력이 필요하기 때문에 이를 대체할 다른 대안을 연구할 필요가 있다. 이에, 본 연구에서는 지상기준점의 좌표를 취득하기 위한 기존의 GPS 측량을 웹 사이트 지도에서 제공하는 좌표로 대체하는 가능성에 대해 연구하였다. 이를 위해 Daum Map API를 통해 취득한 지상기준점의 좌표들 간의 오차량을 확인하였으며, 위성영상의 기하보정에 사용되는 3가지 좌표 변환식의 정확도를 비교하였다. 또한 가장 정확도가 높게 나온 변환식을 이용하여 GPS 측량을 통해 취득한 지상기준점의 좌표와 Daum Map API를 통해 취득한 지상기준점의 좌표를 이용하여 위성영상을 기하보정하고 그 정확도를 비교하여 그 효용성을 평가하고자 하였다. 그 결과, 3가지 좌표 변환식 중 polynomial 3차 변환식이 가장 높은 정확도를 나타내었으며, Landsat-8과 같은 중해상도 위성영상을 사용하는 경우에는 Daum Map API를 통해 지상기준 점의 좌표를 취득하고 이를 영상의 기하보정에 사용할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.52-52
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• 2023

저수지는 기존의 육상 수지에 직접적인 영향 뿐 만 아니라 수체가 육상에 머무르는 시간을 늘려 수온 및 수질에는 영향을 미친다. 이들이 환경 및 지역 기후 변화에 직접적인 영향을 미치는 주요인자로 기후 변화에 미치는 긍정적, 부정적 효과와 함께 중요성이 더 증대되고 있다. 위성 원격탐사는 북한 지역 등과 같은 현장 관측 자료의 수집이 어려운 지역을 포함한 전 지구 규모에서 저수량 변화를 추정하는데 유용한 자료를 제공한다. 우리는 광학 위성 (Landsat-8/9)과 능동형 마이크로파 위성 (Sentinel-1)를 활용해 한반도 지역에 분포하고 있는 저수지의 수체 면적을 산출하기 위해 2020년부터 2022년까지 자료를 수집했다. 저수지 표면적 산출은 전통적인 NDWI (Normalized Difference Water Index) 및 후방산란계수 (𝜎₀)에 multi-Otsu 방법을 적용하여 이진화 영상을 얻는 방식을 이용했다. 여전히 남아있는 과탐지 영역은 최대 표면적 영상과 상대 비교를 통해 제거했다. Landsat과 Sentinel-1 위성 원격 탐사 자료 기반 저수지 표면적은 높은 유사성이 있었고, 현장 및 위성 고도계 자료 기반 수면 고도 변화와 높은 관계성를 보여주었다. 실험을 통해 위성 원격탐사 자료를 활용한 한반도 지역 저수지의 저수량 변화을 추정했으며, 현장 관측자료와 비교했다. 이 추정 기술은 전 지구 저수지 및 호수로 확장할 수 있으며, 수문 모델의 검증자료 등으로 활용될 수 있다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권4호
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• pp.409-423
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• 2023

North Korea is carrying out reclamation activities in tidal flat areas distributed throughout the west coast. Previousremote sensing research on North Korean tidal flats either failsto reflect recent trends or focuses on identifying and analyzing tidal flats. Thisstudy aimsto quantify the impact of recent reclamation activitiesin North Korea's coastal areas and contribute knowledge useful for determining the best remote sensing methods for coastal areas with limited accessibility, such as those in North Korea. Using Landsat-8 OLI images from 2014-2022, we analyzed land cover changesin an area on the west coast of Pyeonganbuk-do where reclamation activities are underway. Unsupervised classification using the normalized difference water index and the random forest classification technique were each used to divide the study area into classification groups, and changes in their areas over time were analyzed. The resultsshow a clear decrease in the water area and a tendency to increase cultivated area,supporting the evidence that North Korea'sreclamation isfor agricultural land expansion.Along coasts behind seawalls, the water area decreased by nearly half, and the cultivated area increased by over 2,300%, indicating significant changes and highlighting the anthropogenic nature of the cover changes due to reclamation. Both methods demonstrated high accuracy, making them suitable for detecting cover changes caused by reclamation. It is expected that further quality research will be conducted through the use of high-resolution satellite images and by combining data from multiple satellites in the future.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권5호
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• pp.391-399
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• 2005

본 연구의 목적은 태풍 피해로 인한 토지피복변화가 수문변화에 미치는 영향을 평가하는 것이다. 2002년 8월 31일부터 9월 1일까지 발생한 태풍 루사(1,402mm)가 강릉 남대천 유역에 미친 영향을 파악하기 위하여 2000년 9월 29일 Landsat 7 ETM+ 영상(태풍 전)과 2002년 9월 11일 Landsat 5 TM영상(태풍 후)을 선정하여 각각 토지피복도를 작성하였다. 유역유출과 하도추적에 대해 WMS HEC-1의 SCS 무차원 단위도법과 Muskingum 법을 각각 적용하였고, 30m 해상도의 DEM과 수문학적 토양군 1:50,000 토양도를 사용하였다. 1985년의 토지피복을 바탕으로 1985년부터 1988년의 기간 중 사용가능한 3개의 강우사상을 선정하여 모형을 보정하였다. 피해지역에 대한 빈도별 유출량 변화를 분석하기 위하여 50년에서 500년까지 빈도별로 Huff 2분위 24시간지속 확률강우량을 생성하여 적용하였다. 태풍후의 토지피복상태에서 피해지역의 지표피복이 나지로 변함에 따라 AMC-I에서 50년 빈도 강우에 대해 $50.1\;m^3/sec$의 유출량이 증가하였고, 500년 빈도 강우에 대해서 $67.6\;m^3/sec$가 증가하였다. 향후 태풍피해 발생시 정부의 신속한 대처를 가능하게 할 것으로 판단된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권5_4호
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• pp.1179-1194
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• 2020

본 연구에서는 지상기상센서가 설치되지 않은 미 관측지점의 기온정보를 추정하기 위하여 K-최근접 이웃, 랜덤 포레스트, 신경망 알고리즘을 대상으로 위성영상을 이용하여 기온자료를 산출하고 그 정확성을 평가·분석하고자 하였다. 위성영상자료는 2019년에 취득된 Landsat-8과 MODIS Aqua/Terra을 이용하였으며, 기상자료는 기상청과 산림청의 AWS/ASOS 자료를 이용하였다. 또한 추정 정확도를 향상시키기 위하여 수치표면 모델, 일사량, 경사방향, 경사도를 생성하여 이용하였다. 머신러닝 알고리즘 정확도 비교는 10-fold 교차검증을 통하여 R²(결정계수) 및 RMSE(평균제곱근오차)의 통계량을 계산하여 대상지역별 추정결과를 비교하였다. 그 결과 신경망 알고리즘이 R²=0.805, RMSE=0.508로 세 알고리즘 중 가장 안정적인 결과를 나타내었다. 신경망 알고리즘을 구축된 위성영상 데이터셋에 적용하여 2019년 6월부터 9월까지의 평균기온 지도를 생성할 수 있었으며 세밀한 기온 정보를 관측할 수 있음을 확인하였다. 연구 성과는 폭염 대응 정책, 열섬완화 연구 등 국가재난안전 관리에 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제17권4호
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• pp.52-68
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• 2014

지난 10년(2000-2010)간 촬영된 Landsat-7 ETM+ 영상을 이용하여 동해남부에 위치한 고리원자력발전소 주변해역의 해표면 온도와 온배수의 계절 변동을 조사하였다. 그리고 조류와 조석 자료를 분석하여 온배수의 확산범위를 살펴보았다. 먼저 Landsat-7 ETM+ DN값과 NOAA AVHRR 해표면 수온을 이용한 1차 선형회귀분석을 통해 산출된 해표면 수온을 관측 수온과 비교 검증하였다. 그 결과 결정계수는 약 0.97 이상으로 높게 나타났으며, 평균제곱근 오차는 약 $1.05{\sim}1.24^{\circ}C$로 나타났다. 선형회귀분석식을 통해 산출된 Landsat-7 영상의 해표면 수온은 겨울철 $12{\sim}13^{\circ}C$, 봄철에는 $13{\sim}19^{\circ}C$, 여름과 가을철에는 $24{\sim}29^{\circ}C$, $16{\sim}24^{\circ}C$의 분포를 나타내었다. 방류 초기 온배수와 주변 해역과의 해표면 온도 차는 여름철을 제외하고는 $6{\sim}8^{\circ}C$의 차이를 보였으며, 여름철 8월에는 최대 $2^{\circ}C$정도 차이를 나타내었다. 온배수의 확산범위는 해표면 수온 $1^{\circ}C$ 이상의 상승 범위는 동서로 최대 7.56km, 남북으로는 8.43km로 나타났다. 확산면적은 최대 $11.65km^2$로 나타났다. 본 연구의 결과는 원자력 발전소 주변지역의 해양환경 모니터링을 위한 기초 자료로 활용할 수 있을 것이다.