• 대한원격탐사학회지
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• 제39권6_1호
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• pp.1413-1425
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• 2023

기후변화로 인한 대형 산불의 빈도가 증가함에 따라 극심한 인명 및 재산상의 피해를 초래하고 있다. 이로 인해 많은 식생이 소실되며, 그 강도와 발생 형태에 따라 생태계 변화에 영향을 끼친다. 생태계 변화는 다시 산불 발생을 유발하여 2차 피해를 야기한다. 따라서 산불 피해지에 대한 정확한 탐지 및 면적 산정의 중요성이 지속적으로 제기되고 있다. 효율적인 산불 피해지 모니터링을 위해 산불 발생 후 실시간 지형 및 기상정보는 물론 피해지역의 영상을 대규모로 취득할 수 있는 위성영상이 주로 활용되고 있다. 최근, 합성곱 신경망(convolution neural network, CNN) 기반 모델부터 고성능 트랜스포머(Transformer) 기반 모델에 이르기까지 딥러닝 알고리즘이 빠르게 발전하면서 산림원격탐사에서 이를 적용한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 하지만 현재까지 적용된 딥러닝 모델은 제한적이며 현업에서의 합리적인 활용을 위한 정량적 성능평가에 대한 보고가 부족한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 모델에 따른 성능향상과 데이터 설계에 따른 성능향상을 중점적으로 비교 분석하였다. 미국 캘리포니아 지역을 대상으로 CNN 기반 모델의 U-Net, High Resolution Network-Object Contextual Representation (HRNet-OCR)을 활용하여 산불 피해지 모델을 구축하였다. 또한, 기본 파장대역과 함께 식생활력도 및 지표의 수분함량 정도를 고려하고자 normalized difference vegetation index (NDVI), normalized burn ratio (NBR)와 같은 산불 관련 분광지수를 산출하여 입력 이미지로 사용하였다. U-Net의 mean intersection over union (mIoU)이 0.831, HRNet-OCR이 0.848을 기록하여 두 모델 모두 우수한 영상분할 성능을 보였다. 또한, 밴드 반사도뿐 아니라 분광지수를 추가한 결과 모든 조합에서 평가지표 값이 상승하여 분광지수를 활용한 입력 데이터 확장이 픽셀 세분화에 기여함을 확인하였다. 이와 같은 딥러닝 방법론을 발전시킨다면 우리나라의 산불 피해지에 대한 신속한 파악 및 복구 계획 수립의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국농공학회논문집
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• 제60권6호
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• pp.121-131
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• 2018

Climate change has caused changes in environmental factors that have a direct impact on agriculture such as temperature and precipitation. The meteorological disaster that has the greatest impact on agriculture is drought, and its forecasts are closely related to agricultural production and water supply. In the case of terrestrial data, the accuracy of the spatial map obtained by interpolating the each point data is lowered because it is based on the point observation. Therefore, acquisition of various meteorological data through satellite imagery can complement this terrestrial based drought monitoring. In this study, Evaporative Stress Index (ESI) was used as satellite data for drought determination. The ESI was developed by NASA and USDA, and is calculated through thermal observations of GOES satellites, MODIS, Landsat 5, 7 and 8. We will identify the difference between ESI and other satellite-based drought assessment indices (Vegetation Health Index, VHI, Leaf Area Index, LAI, Enhanced Vegetation Index, EVI), and use it to analyze the drought in South Korea, and examines the applicability of ESI as a new indicator of agricultural drought monitoring.

• 대한원격탐사학회지
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• 제33권2호
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• pp.201-211
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• 2017

낙동강 하구역은 인공 구조물인 하구둑, 항구의 건설 및 일부 지역의 매립과 인위적인 수로 변경 등에 의해 기존의 사주가 소멸되거나, 새로운 사주가 생성되는 등의 면적 변화를 초래하고 있다. 낙동강 유역의 사주 변화는 연안사주의 기능에 영향을 줄 수 있고, 환경 변화를 초래하고 있다. 따라서 낙동강 하구의 면적 변화를 관측하는 것은 중요한 연구로 자리 잡고 있다. 이 연구에서는 Landsat TM/ETM+ 영상을 기반으로 낙동강 하구의 연안사주의 면적 및 부유퇴적물에 대하여 장기적인 변화를 분석하였다. 그 결과, 연간 해안선 변화율은 진우도는 약 5 m/yr 이하, 신자도는 약 50 m/yr이며, 도요등은 북-남 방향은 20 m/yr, 동-서 방향은 -20 ~ 10 m/yr 이다. 부유퇴적물 농도는 진우도와 신자도 부근에서 최대 $25g/m^3$ 값을 가지는 반면에, 신자도와 도요등 부근에서는 최대 $40g/m^3$ 농도를 가진다. 그 결과 진우도는 면적 변화 및 부유퇴적물 농도 변화량이 적으며 신자도와 도요등은 면적 변화량과 부유퇴적물 농도 변화량은 크다. 모든 자료를 활용하여 연안 사주 면적 변화와 부유퇴적물 농도 간의 상관관계를 분석한 결과, 피어슨 계수 값이 0.36을 가지며, 겨울 자료의 경우 0.32의 값을 가진다. 즉, 부유퇴적물 변화량이 연안 사주 면적 변화에 영향을 미치는 것으로 사료된다. 하지만 추후에는 정밀 고도 측량자료 등을 활용한 검증이 필요하다. 이러한 연구는 연안 관리 및 환경 변화에 의한 연안 모니터링 연구에 활용 될 수 있다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제25권4호
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• pp.311-320
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• 2009

본 연구는 전라북도 무주군을 대상으로 제5차 국가산림자원조사 자료와 위성영상(Landsat TM-5)자료를 이용하여 산림 바이오매스를 추정하고 이를 토대로 바이오매스 주제도를 작성하고자 하였다. 먼저 국가산림자원조사의 야외 표본점 자료를 이용하여 조사표본점의 단위면적 당 축적을 산출하고, 바이오매스 변환계수를 적용하여 산림 바이오매스를 추정하였다. 본 연구에서는 위성영상 자료를 이용한 산림 바이오매스 추정을 위해 회귀모형을 이용하는 방법과 최근린 기법(k-Nearest Neighbor)을 이용하는 두 가지 방법을 사용하였는데, 이 두 가지 방법에 의해 추정된 산림 바이오매스를 국가산림자원조사 자료에 의한 추정치와 비교하여 최적의 방법을 선정하였다. 추정된 바이오매스 통계량의 비교를 위해 교차대조법을 이용하여 RMSE(Root Mean Square Error)와 평균편의(Mean Bias)를 산출하였는데, 그 결과 두 방법 모두 유사한 추정오차(RMSE: 63.75$\sim$67.26ton/ha)와 편차($\pm$1 ton/ha)를 보여 정확성 면에서는 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 하지만 최근린 기법을 이용하여 산림 바이오매스를 추정하는 것이 효율성 측면에서 보다 유리할 것으로 평가되었다. 최근린 기법에 의해 추정된 무주군의 산림 바이오매스는 약 839만 톤으로 나타났으며 단위면적당 평균은 149톤/ha인 것으로 분석되었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권2_1호
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• pp.295-300
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• 2018

순복사는 지구 에너지 순환의 열원으로 사용되는 총 복사에너지의 총량으로써, 지표면에서는 수문학, 기후 연구 및 농업과 같은 분야에서 중요한 요소이다. 원격탐사를 통해 순복사를 모니터링 함으로써 열섬 현상과 도시화 경향을 파악할 수 있어 매우 중요하지만, 원격 탐사 자료만을 이용한 순복사 추정은 일반적으로 구름의 유무에따라정확도차이가발생한다.따라서본논문에서는천리안위성(Communication, Ocean and Meteorological Satellite, COMS) 및 Landsat-8위성 기반의 자료와 건물 높이 차이를 반영한 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)모델 자료를 이용하여 도시화가 진행 중인 은평구 뉴타운 지역에서의 고해상도 순복사를 1시간 간격으로 산출 및 모니터링을 수행하였다. 은평구 플럭스 타워에서 관측된 순복사와 비교한 결과, RMSE $54.29Wm^{-2}$, Bias $27.42Wm^{-2}$의 정확도를 보였으며, 전체적으로 지점 관측 자료와의 유사한 경향을 보였다. 또한 산출된 순복사는 강수와 같은 기상상태를 잘 나타냈으며, 공간적 분포에서 식생 및 인공물 지역에 대한 순복사의 특징을 잘 나타냈다.

• 환경영향평가
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• 제8권3호
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• pp.77-90
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• 1999

The degree of green naturality (DGN) has played a key role for maintaining the environmental quality from inappropriate developments, although the quality and effectiveness of the mapping of DGN has been under debate. In this study, spatial distribution of degree of green naturality was initially estimated from forest stand maps that were produced from the aerial photo interpretation and extensive field survey. Once the boundary of initial classes of DGN were defined, it were overlaid with normalized difference vegetation index (NDVI) data that were derived from the recently obtained Landsat Thematic Mapper data. NDVI was calculated for each pixel from the radiometrically corrected satellite image. There were no significant differences in mean values of vegetation index among the initial DGN classes. However, the satellite derived vegetation index was very effective to delineate the developed and damaged forest lands and to adjust the initial value of DGN according to the distribution of NDVI within each class.

• 한국지형학회지
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• 제28권1호
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• pp.83-99
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• 2021

Burn severity analysis using satellite imagery has high capabilities for research and management in inaccessible areas. We extracted the forest fire area of the DMZ (Demilitarized Zone) in the western Imjin Estuary which is restricted to access due to the confrontation between South and North Korea. Then we analyzed the forest fire severity and recoverability using atmospheric corrected Surface Reflectance Level-2 data collected from Landsat-8 OLI (Operational Land Imagery) / TIRS (Thermal Infrared Sensor). Normalized Burn Ratio (NBR), differenced NBR (dNBR), and Relative dNBR (RdNBR) were analyzed based on changes in the spectral pattern of satellite images to estimate burn severity area and intensity. Also, we evaluated the recoverability after a forest fire using a land cover map which is constructed from the NBR, dNBR, and RdNBR analyzed results. The results of dNBR and RdNBR analysis for the six years (during May 30, 2014 - May 30, 2020) showed that the intensity of monthly burn severity was affected by seasonal changes after the outbreak and the intensity of annual burn severity gradually decreased after the fire events. The regrowth of vegetation was detected in most of the affected areas for three years (until May 2020) after the forest fire reoccurred in May 2017. The monthly recoverability (from April 2014 to December 2015) of forests and grass fields was increased and decreased per month depending on the vegetation growth rate of each season. In the case of annual recoverability, the growth of forest and grass field was reset caused by the recurrence of a forest fire in 2017, then gradually recovered with grass fields from 2017 to 2020. We confirmed that remote sensing was effectively applied to research of the burn severity and recoverability in the DMZ. This study would also provide implications for the management and construction statistics database of the forest fire in the DMZ.

• 항공우주정책ㆍ법학회지
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• 제35권1호
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• pp.203-319
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• 2020

본 논문에서는 위성원격탐사의 제도적 정비와 향후 입법 과정에서의 사전 참고로서 이와 관련한 법적 문제들을 검토해 보았다. 위성원격탐사와 관련해서는 광범위한 법적 논점들이 제기될 수 있으나, 본 논문에서는 위성원격탐사에 관한 운용규제와 위성데이터의 거래규제 문제들에 논의의 중심을 두고, 우리법상의 본격적인 입법론적 방안을 위한 선행 연구로서, 비교법적 검토를 시도하였다. 먼저 위성원격탐사와 관련한 국제우주법 체제를 우주조약 체제와 UN원격탐사원칙으로 구분하여 개관하였고, 위성원격탐사에 관한 주요국의 입법례를 살펴보았다. 입법 연혁에 따라 미국, 캐나다, 독일, 프랑스, 일본의 순서로 각 법규들의 성립 배경과 구체적인 입법적 구조 및 주요 내용 등을 구체적으로 분석해 보았다. 이후, 비교법적 검토를 토대로, 위성원격탐사 법제 정비와 관련한 몇 가지 논점들을 상정하여, 시사점 내지 개별적인 의견 등을 제시하였다. 2020년 현재까지 '국내 입법'으로 위성원격탐사에 관한 법제 정비를 시도한 국가들로는 미국, 캐나다, 독일, 프랑스, 일본이 유일하다. 이들 국가들은 자체적인 위성 운용시스템과 위성데이터보호에 관한 입법적 체계를 마련하여, 위성원격탐사에 관한 법률적 규율을 실시하고 있다. 우리나라도 2010년부터 '천리안 위성'을 운용하며 해양·기상 관측을 행하고 있는 위성원격탐사 수행국이라 할 수 있는데, 아직 그와 관련한 법제는 몇 가지의 정부 훈령을 제외하고는 마련되지 않은 상황이다. 그러나 위성데이터의 활용 플랫폼이 큰 폭으로 변화하고 있고, 소형 관측위성의 개발도 고려할 수 있는 지금, 데이터에 대한 접근성과 활용도는 향후 큰 폭으로 상승할 것이다. 이러한 점들을 고려할 때, 우리나라에서도 관측위성시스템과 위성데이터를 종합적으로 관리할 수 있는 입법 추진이 필요할 것으로 보인다. 특히 국가안보와 정보보안의 측면에서도 위성데이터에 대한 일정한 보급규제가 제도적으로 필요할 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권1호
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• pp.21-32
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• 2022

The importance of the classical theme of how the Top-of-Atmosphere (TOA) and Top-of-Canopy (TOC) reflectance of high-resolution satellite images match the actual atmospheric reflectance and surface reflectance has been emphasized. Based on the Radiometric Calibration Network (RadCalNet) BTCN and BSCN data, this study compared the accuracy of TOA and TOC reflectance products of the currently available optical satellites, including KOMPSAT-3, WorldView-2, and Pléiades-1A image sets calculated using the absolute atmospheric correction function of the Orfeo Toolbox (OTB) tool. The comparison experiment used data in 2018 and 2019, and the Landsat-8 image sets from the same period were applied together. The experiment results showed that the product of TOA and TOC reflectance obtained from the three sets of images were highly consistent with RadCalNet data. It implies that any imagery may be applied when high-resolution reflectance products are required for a certain application. Meanwhile, the processed results of the OTB tool and those by the Apparent Reflection method of another tool for WorldView-2 images were nearly identical. However, in some cases, the reflectance products of Landsat-8 images provided by USGS sometimes showed relatively low consistency than those computed by the OTB tool, with the reference of RadCalNet BTCN and BSCN data. Continuous experiments on active vegetation areas in addition to the RadCalNet sites are necessary to obtain generalized results.

• 한국GIS학회:학술대회논문집
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• 한국GIS학회 2004년도 GIS/RS 공동 춘계학술대회 논문집
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• pp.593-598
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• 2004

본 연구에서는 위성영상자료 Landsat TM(1999.8.16), ETM+(2002.9.17)을 활용하여 북한 서한만 지역의 NDVI, 토지피복, 지표온도 분포도를 작성하여 경년에 따른 환경변화를 탐지 및 분석하였으며 ISODATA Clustering 기법을 적용하여 북한 서한만 일대의 간석지 분포도를 작성하였다. 북한 서해안 간석지 면적변화 탐지를 위하여 고지형도 (1918)를 디지털 자료로 변환하여 북한 서해안 전역의 간석지 GIS DB를 구축하였으며 위성영상자료를 이용하여 작성된 간석지 공간 분포도와의 비교ㆍ분석을 통하여 북한 서한만 일대의 84년간의 간석지 면적변화를 탐지하였다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 북한 서해안 지역의 간석지 퇴적 환경정보 및 다양한 연안 환경정보를 구축할 수 있었으며 북한 서해안 지역과 남한 서해안 지역의 간석지 연안환경 비교 분석 등을 위한 기초자료로 활용될 것으로 판단된다.