• 한국항공우주학회지
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• 제42권7호
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• pp.601-609
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• 2014

지구 관측용 위성의 한 종류인 SAR(Synthetic Aperture Radar) 위성은 지구의 영상 획득 시, 주변 환경의 영향을 받지 않는다는 장점이 있어 현재까지 많은 수가 개발되었다. 높은 영상 품질을 얻기 위해 SAR 안테나는 큰 직경을 가져야 한다. 그러나 위성을 우주까지 운반하는 발사체의 내부 공간은 한정적이므로 SAR 안테나는 발사체 내부 배치 시에는 접어놓았다가 우주에서는 펼쳐질 수 있는 전개형으로 설계된다. 본 연구에서는 위성의 목표 임무를 고려하여 전개형 위성 안테나의 메커니즘과 관련된 설계 요소 값들을 선정하였다. 이를 바탕으로 전개형 위성 안테나의 형상을 설계하였으며, 시뮬레이션을 통해 위성 기동 시 전개형 위성 안테나에 발생하는 변화를 관찰하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제33권6_1호
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• pp.1029-1040
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• 2017

산불은 다량의 온실가스를 대기 중으로 방출하는 자연재해로서, 이를 효율적으로 감시하기 위해서는 정지궤도 위성의 산불방사열에너지(fire radiative power, FRP)를 활용하는 방법이 필요하다. 본 연구에서는 2017년 5월 6일에 발생한 우리나라 삼척과 강릉 산불을 사례로, 히마와리 위성의 중적외 채널자료를 이용하여 FRP를 산출하였으며, 이를 통해 MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)의 제한적인 시간해상도로는 관측이 불가능한 10분 간격의 산불 피해강도의 실시간 모니터링이 가능함을 확인하였다. 또한 히마와리 FRP를 이용하여 강릉 산불의 배출가스를 계산하였으며, 에어코리아 실측치와 비교하였을 때 거리 차에 의한 1~3시간의 지연현상과 함께, 산불배출가스의 시계열 패턴이 매우 잘 일치함을 알 수 있었다. 또한 선행연구에서 고해상도 영상분석을 통해 제시한 산불배출가스 추정량과 비교하였을 때, 100 ha당 배출량이 삼척은 약 12%, 강릉은 약 2%의 차이로 매우 유사한 결과를 나타냈다. 이는 산불 피해면적과 피해강도에 대한 직접적인 분석 없이도, 정지궤도 위성의 FRP만을 이용하여 산불배출가스의 정밀한 추정이 가능함을 의미한다. 이 연구는 향후 발사될 우리나라 정지궤도 기상위성인 GK-2A(Geostationary Korea Multi-Purpose Satellite-2A)의 산불배출가스 추정 및 에어로솔 산출에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2006년도 추계학술발표회
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• pp.181-186
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• 2006

정지궤도위성은 태양 궤도위성과는 달리 넓은 지역의 매시간 측정이 가능하다. 정지 위성은 관측영역은 항상 고정되어 있으나 태양의 위치가 항상 변하므로 한 주어진 지점의 해수 신호의 크기는 기간에 따라 변하게 된다. 반면에 태양 궤도 위성은 하루 통일한 시간대에서 동일한 영역을 촬영하기 때문에 신호의 크기의 변화가 없다. 즉, 정지해양 위성에서 관측된 신호의 크기는 태양과 위성이 항상 수직 방향에 위치한다고 가정할 때 얻어지는 신호의 크기로 변경되어야한다. 이와 같은 신호의 보정은 지속적으로 변화하는 태양, 위성과 관측점의 기하학적인 위치변화에 따라 나타나게 되는데 이를 양방향 계수 (Bidirectional Factor) 라고 한다. 본 연구에서는 태양의 위치와 기하학적인 요인을 계산, 대기권 밖의 총 방사휘도와 반사율을 계산하였다. 그리고 양방향계수, 즉 관측점과 관측지점 사이의 규격화된 해면방사휘도$([L_W]_N)$의 비를 모의실험을 통해 확인하였다. 1년간의 값을 영상화 하였고 보다 정확한 양방향 계수 (Bidirectional Factor)를 얻기 위해 다양한 조건의 모의실험의 필요성을 제시하였다.

• 한국지리정보학회지
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• 제22권1호
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• pp.62-77
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• 2019

지구관측위성 위원회(Committee on Earth Observation Satellites: CEOS)에서 주관하는 오픈 데이터 큐브(Open Data Cube: ODC)는 지구관측그룹(Group on Earth Observations: GEO)에서 구축하는 전 지구 관측시스템(Global Earth Observation System of Systems: GEOSS)의 기반 플랫폼으로 적용되고 발전하고 있다. ODC는 클라우드 컴퓨팅 환경을 기반으로 무상으로 공개되는 대용량의 위성영상정보를 이용하여 국가 규모, 지역 단위에서 사용자가 원하는 다양한 수준의 과학적 정보처리와 분석을 목적으로 하는 응용 서비스 구축에 적용할 수 있는 오픈소스 플랫폼이다. 이 연구에서는 ODC의 주요 특징에 대하여 유사한 목적을 갖는 구글 어스 엔진과 비교하여 설명하였다. 그리고 ODC에 대하여 소개하고 우리나라의 다목적실용위성(KOMPSAT) 영상정보를 이 플랫폼에 적용하는 데 필요한 기본 개념과 고려 사항을 제시하고자 한다. 또한, KOMPSAT 위성영상을 이 플랫폼에서 사용하기 위한 단계를 구분하여 설명하였고 실제 데이터를 이용하여 데이터의 입력과 등록에 적용되는 중간 과정을 예시하였다. 한편 오픈 데이터 사용권 관점에서 KOMPSAT 위성영상을 ODC 응용 서비스에서 적용할 수 있는 실제 방안을 제시하였다. KOMPSAT 위성영상정보의 ODC 적용을 위한 정책과 기술 사항들은 향후 GEO의 GEOSS에 다른 유상 위성정보를 사용하는 데 중요한 근거가 될 것으로 기대한다.

• 한국지리정보학회지
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• 제19권3호
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• pp.29-42
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• 2016

원격탐사는 넓은 지역을 직접 접촉하지 않고 정보를 취득할 수 있고 다양한 분야에 적용할 수 있음으로써 급속히 발전하게 되었다. 이에 따라 위성의 제원 또한 원격탐사의 발전과 함께 급속한 발전을 이루게 되었다. 이러한 이유로 여러 분야에서 활용에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 현재 활용에 관한 연구는 활발히 이루어지고 있지만, 자료처리에 관련된 연구가 부족한 실정이다. 예전보다 인공위성의 제원이 발전하면서 많은 양의 정보 획득이 가능해진 것과 동시에 데이터 크기 또한 매우 커졌다. 이는 과거에 비해 자료의 처리속도가 저하된다는 단점이 존재한다. 따라서 본 논문에서는 병렬 처리의 한 가지 기법인 NVIDIA에서 제공하고 있는 CUDA (Compute Unified Device Architecture) 라이브러리를 활용하여 위성영상 자료처리 성능의 최적화를 목적으로 하고 있다. 본 연구의 순서는 다음과 같다. 다목적실용위성(Korea Multi-Purpose Satellite, KOMPSAT)의 영상을 크기를 기준으로 5가지 Type으로 나눈다. 이렇게 나누어진 영상을 원격탐사 분야의 한 가지 방법인 NDVI (Normalized Difference Vegetation Index)로 구현한다. 이때 CPU (Central Processing Unit, 중앙처리장치) 기반과 GPU (Graphic Processing Unit, 그래픽처리장치) 기반의 두 가지 방법과 상용 소프트웨어인 ArcMap을 이용하여 NDVI를 구현한다. 그리고 동일한 영상 유무를 판단하기 위해 구현된 결과 영상들을 히스토그램과 시각적으로 비교하고 CPU 버전과 GPU 버전의 처리속도를 비교 분석하였다. 연구결과 CPU 버전과 GPU 버전의 결과 영상은 ArcMap으로 구현한 영상과 시각적 그리고 히스토그램 비교를 통해 같은 결과를 나타내어 NDVI 코드는 올바르게 구현되었으며, 처리속도는 CPU보다 GPU가 약 5배 정도 빠른 것으로 확인하였다. 본 연구에서 병렬 처리의 한 기법인 CUDA 라이브러리를 활용하여 위성영상 자료처리 성능을 향상시킬 수 있었으며, 향후 NDVI와 같은 단순한 픽셀 연산 이외에도 다양한 원격탐사 기법의 적용이 필요할 것으로 사료된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권5_1호
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• pp.637-654
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• 2023

최근 지구관측 위성이 급격히 발전함에 따라 사용자의 수가 증가하고 있다. 이에 따라 지구관측위성위원회(Committee on Earth Observation Satellites, CEOS)에서는 분석준비자료(Analysis Ready Data, ARD)라는 개념을 제안하고 분석준비자료의 요구 조건을 CEOS ARD for Land (CARD4L)로 정의하여 사용자 친화적인 위성영상을 제공하기 위해 노력하고 있다. 분석준비자료에는 육상분석에 불필요한 픽셀이 식별된 마스크(Unusable Data Mask, UDM)가 영상과 함께 제공되어야 한다. UDM의 종류는 구름, 구름 그림자, 지형그림자 등이 있다. 지형그림자는 지형기복이 큰 산악지형에서 발생되며 지형그림자가 생긴 지역은 복사조도가 낮기 때문에 분석 결과에 오류를 야기시킨다. 기존 지형그림자 탐지연구는 지형그림자 보정을 위해 지형그림자 픽셀을 탐지하는데 목적을 두었지만, 이것은 지형보정 기법으로 대체 가능하다. 따라서 지형그림자 탐지 목적을 확장할 필요가 있다. 산림과 농업분석을 목적으로 한 차세대중형위성 4호(CAS500-4)의 활용을 위해 본 연구에서는 지형그림자 탐지 범위를 태양의 영향을 적게 받는 지역까지 확장하였다. 본 논문은 남북한을 대상으로 지형그림자 마스크 생성을 위해 지형그림자 탐지 가능성을 분석하는데 목적이 있다. 지형그림자 탐지를 위해서 태양의 위치, 지표면의 경사와 경사방향을 이용한 음영기복 알고리즘을 사용하였다. 한반도를 촬영한 5 m급 공간해상도의 RapidEye 영상과 10 m급 공간해상도의 Sentinel-2 영상들을 대상으로 참값과 비교하며 최적의 음영기복 임계값을 결정하였다. 결정된 임계값을 사용하여 지형 그림자 탐지를 수행하고 결과를 분석하였다. 정성적 결과로는 전체적으로 참값과의 형상이 유사함을 확인하였다. 정량적 실험결과는 F1 score가 대부분 0.8에서 0.94 사이인 것을 확인하였다. 본 연구 결과를 바탕으로 남북한을 대상으로 자동적인 지형그림자 탐지가 잘 수행됨을 확인하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제14권4호
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• pp.376-391
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• 1998

위성의 발달에 따라 고해상영상이 등장하게 되었고 지표상태 분석에 매우 유용하게 되었다. GeoWatch는 지능형 영상처리 시스템으로서, 고해상도 영상을 이용하여 디지타이징, 지리보정, 강조, 여러 가지 연산, 식생지수 분석, 등을 하여 지표면 분석 등을 할 수 있는 시스템이다. 도한 지능형 분석 방법등 여러 가지 기법을 이용하여 변화지역분석, 토지 분류, 도시정보추출 등을 수행한다. 이 시스템의 강점은 full scene 영상같은 대용량 영상을 다룰 경우 역동적인 알고리즘 저장 방식을 채택하였고, 자동메뉴 생성, 사용자 편의를 위한 비쥬얼 프로그래밍 환경 등을 제공한다. 이 시스템은 또한 위성영상 위에 벡터를 중첩하여 분석하거나 수정 작업을 할 수 있고, 3차원 비행 시뮬레이션도 가능하다. 이 시스템은 영상 처리 모듈 외에도 영상 변환 및 수정 유틸리티 기능을 많이 제공한다. 본 논문에서는 또한 지능형 영상 분석 방법 뿐만 아니라, 대용량처리나, 비쥬얼 프로그램을 위한 디자인 개념을 제공한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권3호
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• pp.26-37
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• 2018

한국항공우주연구원에서는 지구관측을 위한 고해상도 영상 및 이미지 촬영을 위해 6U급 초소형 위성 HiREV를 개발하였다. 6U급 초소형 위성은 1U/3U급 초소형 위성에 비하여 부피가 크기 때문에 1차 고유 진동수가 상대적으로 낮으며, 구조적 하중에 의한 큰 응력과 변형량이 생길 수 있어 구조 해석을 통한 검증이 필요하다. 본 논문에서는 임무 탑재체를 탑재하고 구조적 문제점을 보완하기 위한 6U급 HiREV 위성의 구조체 설계에 대해서 설명하였고 가속도 하중 해석, 모달 해석, 랜덤 진동 해석 등의 구조 해석을 수행하였으며, 6U급 HiREV의 구조체 설계가 구조적으로 안정성 있게 설계되었음을 입증하였다. 이러한 결과들은 향후 국내에서 다양한 임무에 적용될 6U급 초소형 위성의 구조체 개발 시 유용한 참고자료가 될 것으로 사료된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제29권3호
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• pp.307-314
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• 2013

The Bidirectional Reflectance Distribution (BRD) effect is critical to interpret the surface information using remotely sensed data. This effect was caused by geometric relationship between sensor, target and solar that is inevitable effect for data of optical sensor. To remove the BRD effect, semi-empirical BRDF models are widely used. It is faster to calculate than physical models and demanded less observation than empirical models. In this study, Ross-Li kernel and Roujean kernel were used respectively in National Aeronautics and Space Administration (NASA) and European Organization for the Exploitation of Meteorological Satellites (EUMETSAT) that are used to compare each other. The semi-empirical model consists of three parts which are isotropic, geometric and volumetric scattering. Each part contained physical kernel and empirical coefficients that were calculated by statistical method. Red and NIR channel of SPOT/VEGETATION product were used to compute Nadir BRDF Adjusted Reflectance (NBAR) over East Asia area from January 2009 to December 2009. S1 product was provided by VITO that was conducted atmospheric correction using Simplified Method of Atmospheric Correction (SMAC). NBAR was calculated using corrected reflectance of red and NIR. Previous study has revealed that Roujean geometric kernel had unphysical values in large zenith angles. We extracted empirical coefficients in three parts and normalized reflectance to compare both BRDF models. Two points located forest in Korea peninsular and bare land in Gobi desert were selected for comparison. As results of time series analysis, both models showed similar reflectance change pattern and reasonable values. Whereas in case of empirical coefficients comparison, different changes pattern of values were showed in isotropic coefficients.

• 항공우주산업기술동향
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• 제7권2호
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• pp.59-67
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• 2009

항공우주산업과 관련된 항공기, 인공위성, 발사체 등의 구조체 개발을 위해서는 설계단계에서부터 해석 및 제작에 이르기까지 다양한 전산기술(CAD/CAE/CAM)이 널리 적용되고 있다. 이 중 구조해석을 위해서는 NASTRAN, ABAQUS, ANSYS와 같은 유한요소법에 기반을 둔 CAE 소프트웨어가 개발되어 산업현장에 널리 보급되어 있으며, 정적해석, 동적해석, 진동해석, 충돌해석 등 해석목적에 맞게 모듈화가 되어있다. 최근에는 해 석알고리즘 및 컴퓨터성능의 발달에 힘입어 다중물리해석, 최적설계와 같은 난해하며 높은 계산량을 요구하는 문제의 적용과 및 다자유도문제의 해결이 진행되고 있는 추세이다. 본 논문에서는 항공우주산업분야에 주로 사용되는 구조해석 소프트웨어의 최신기술동향을 살펴본다.