• 제목/요약/키워드: Multi-temporal Approach

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GOCI 영상의 육상 활용을 위한 구름 탐지 기법 개발 (Development of Cloud Detection Method with Geostationary Ocean Color Imagery for Land Applications)

  • 이화선;이규성
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제31권5호
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    • pp.371-384
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    • 2015
  • GOCI 영상은 육상 관측에 적합한 공간해상도와 빠른 관측주기를 가지고 있지만, 현재까지 육상분야에 활용된 예가 많지 않다. GOCI 영상이 육상분야에 활용되기 위해서는 정교한 전처리가 수행되어 신뢰성을 갖춘 기본적인 산출물 형태로 제공되어야 한다. 본 연구에서는 GOCI 영상의 육상 활용을 위하여 구름의 영향이 최소화된 기본 산출물 제작에 필요한 구름 탐지 기법을 제안하였다. GOCI 영상은 구름 탐지에 효과적인 단파적외선(SWIR)과 열적외선(TIR) 밴드가 없기 때문에, 이 연구에서는 GOCI 영상의 장점인 빠른 관측 주기로 얻어지는 많은 다중시기영상을 이용하여 구름을 탐지하는 방법을 개발하였다. 제안한 구름탐지 기법은 세 단계로 구성된다. 1단계와 2단계에서는 1번 밴드 반사율과 1번과 8번 밴드의 반사율 비(b1/b8)에 임계값을 적용하여 완전 맑음(confident clear)과 두꺼운 구름(thick cloud)을 구분했다. 마지막 단계에서는 3일 동안 얻어진 b1/b8 값의 평균을 임계값으로 하여 얇은 구름(thin cloud)을 구분하였다. 이러한 순차적인 구름탐지 알고리즘을 적용하여 모두 4개의 등급으로 분류하였다. 본 연구에서 제안한 기법을 GOCI 영상에 적용 후 그 결과를 MODIS 구름 산출물(cloud mask products)과 비교 검증하였다. 여러 시기의 영상에서 추출된 구름 면적을 비교한 결과 평균제곱근오차(RMSE)가 10% 미만으로 MODIS 구름 산출물과 유사한 결과를 얻었다. 육안 분석을 통해 구름의 공간적인 분포를 비교한 결과, MODIS 산출물과 비슷한 구름 분포를 보여주었다.

동북아시아 대기오염물질의 이동 패턴에 따른 장거리 수송 특성 연구 (Characteristics of Long-Range Transport of Air Pollutants due to Different Transport Patterns over Northeast Asia)

  • 박신영;김연종;김철희
    • 한국대기환경학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.142-158
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    • 2012
  • This paper investigates the physical and chemical characteristics of long-range transport (LRT) process of air pollutants by employing the MM5-CMAQ and its comparison with local emission dominant (LED) case over northeast Asia. We first classified high air pollution days into LRT and LED cases based on the synoptic meteorological variables of vorticity and geostrophic wind speed/direction at a geopotential level of over 850hPa. LRT cases are further categorized into three types of transport patterns (LRT-I-III) according to the air mass pathways from source regions. LRT-I-III are originated from northern, central, and southern China, respectively, identified by back trajectory analysis. Three LRT-I-III groups have different and unique locations of high pressure and transport pathways. The chemical characteristics showed that the simulated spatial distributions varied in terms of locations of maximum concentrations and the temporal variation of surface concentrations. The primary air pollutants such as $NO_x$, $PM_{10}$ and $SO_2$ of all of three LRT cases are well transported into Korea peninsula with different concentration levels. Of LRT cases, LRT-II has the greatest effect on air quality of Korea peninsula, followed by LRT-I and LRT-III. In comparison with LRT, the LED case shows relatively higher air pollution concentrations in general, but showed a variety of different air quality levels following the emission strength pattern. These widely varying patterns are impling the case dependent multi-directional approach for the development of indicators of long-range transport process over northeast Asia.

단일 프레임에서 차량 검출을 위한 그림자 분류 기법 (Shadow Classification for Detecting Vehicles in a Single Frame)

  • 이대호;박영태
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제34권11호
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    • pp.991-1000
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    • 2007
  • 본 논문에서는 단일 프레임의 교통 영상에서 차량을 검출하는 새로운 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 동작 환경에 관계없이 여러 형태로 분류된 그림자를 추출한다. 차량의 색상과 조명 조건에 관계없이 차량이 도로와 접한 부분에는 어두운 그림자 형상을 가진다는 사실을 이용하여 그림자 분류를 수행한다. 추출된 그림자는 차량의 존재 유무를 판단할 강력한 능력을 가지고 있으며, 배경 영상과 다른 시간적 정보들을 이용하지 않으므로, 기상 및 교통 정체가 빠르게 변화하는 상황에서도 높은 검출 성능을 보장한다. 차량 위치에 존재하는 자은 정보와 그림자 영역과의 간단한 증거 추론 기법에 의해 차량을 검출할 수 있다. 6개의 다른 동작 환경의 실험에서 4% 이하의 오검출율을 보이고, 0.9%에서 7.2%의 미검출율을 보였다. 또한, 작은 크기의 영상에 대해 초당 70 프레임 이상의 처리가 가능하므로, 다양한 교통 정보를 실시간으로 측정하는 기법에 사용될 수 있다.

다른 시간 단위에서 백로류 개체군 변동과 그 결정 요인 (Factors influencing population dynamics of herons in rice paddy at different time scales)

  • 남형규;김명현;권순익;어진우;송영주
    • 한국습지학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.256-262
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    • 2018
  • 생태계 내에서 개체군 변동을 이해하는데 다양한 시간 스케일에서의 분석이 유용한 방법이 될 수 있다. 최근까지 다양한 시간 스케일에서의 개체군 변동에 대한 연구는 거의 드물다. 본 연구는 2014년부터 2017년까지 4년간 충남 당진시 석문면 논에 도래하는 백로류 개체군을 대상으로 시간 스케일에 따른 이들 개체군 변동에 영향을 미치는 요인을 확인하기 위해 수행되었다. 백로류는 황로, 왜가리, 중대백로, 중백로, 쇠백로만을 대상으로 하였으며, 고정된 지점에 설치된 무인모니터링 시스템을 활용하여 백로류의 개체군 변동을 다른 시간 단위의 스케일인 월 단위와 일 단위 변동으로 나누어 확인하였다. 그 결과, 월별 개체군 변동에 영향을 미치는 요인은 시기, 평균 온도, 평균 강수량으로 나타났고, 일별 개체군 변동에 영향을 미치는 요인은 평균 온도와 서식지 유형이 중요한 것으로 확인되었다. 시기의 통계적 유의성이 일 단위에서는 나타나지 않고 월 단위에서 확인된 이유는 백로류의 논 이용 패턴이 일 단위보다는 월 단위 스케일에서 명확히 구별되기 때문으로 판단된다. 이를 통해 시간 스케일에 따라 백로류에 영향을 미치는 요인에 차이가 있다는 것을 확인할 수 있었다.

시간 압축이 청각 작업기억과 의사 결정 과정에 미치는 영향 (Effects of time compression on auditory working memory and decision making process in normal hearing subjects)

  • 임덕환
    • 한국음향학회지
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    • 제41권1호
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    • pp.64-69
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    • 2022
  • 배경 음악은 소비자에게 전달하고자 하는 목표 메시지와 동시에 제시된다. 이 과정에서 필요한 주요 정보를 일정 시간 유지해야 하고, 이러한 정보의 유지에는 청각 작업기억이 필요하다. 일반적으로 배경음악은 그 제시 시간의 제약을 받는다. 이때 배경음악의 시간적 압축이 가능하지만 이 시간적 압축이 작업기억과 구매 의사 결정과정에 미치는 영향에 대해 구체적인 내용이 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 이 배경음악의 압축 비율의 변화가 청각 작업기억과 구매 의사결정 과정에 미치는 영향을 분석하고자 했다. 대상은 정상 청각 기능이 확인된 이십대 초반 동질 집단 남녀 37명으로 하였다. 이 집단의 구매성향을 다차원 분석으로 분석하여 고관여도와 저관여도 제품을 선정하였다. 자극 제시 조건은 배경 음악이 없는 조건, 무압축 조건, 저압축 조건, 고압축 조건 으로 구분하였다. 구매에 필요한 청각정보를 전산 합성하여 배경음악과 관련된 4가지 조건에서 무작위로 제시했다. 이 반응 결과를 반복측정분산으로 분석하여 유의수준 0.05에서 판단했다. 결과에서 여러 배경음악 조건에서 청각 작업기억의 가용 총량은 변화가 없었지만, 고관여도인 경우에 저관여도 제품보다 청각 작업기억 자원을 더 사용한 것이 확인되었다. 그러나 이것이 항상 상응하는 최종 구매의사 변화로 연결되지는 않았다. 이러한 분석은 구매의사 결정과정에서 배경음악의 압축이나 청각 작업기억의 역할을 살펴보는 유용한 접근법으로 응용될 수 있을 것으로 판단된다.

카드 데이터 기반 심층 관광 추천 연구 (Card Transaction Data-based Deep Tourism Recommendation Study)

  • 홍민성;김태경;정남호
    • 지식경영연구
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    • 제23권2호
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    • pp.277-299
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    • 2022
  • 관광산업에서 발생하는 방대한 카드 거래 데이터는 관광객의 소비 행태와 패턴을 암시하는 중요한 자원이 되었다. 거래 데이터에 기반을 둔 스마트 서비스 시스템을 개발하는 것은 관광산업과 지식관리시스템 개발자들의 주요한 목표들 중 하나이다. 그러나 기존 추천 기법의 근간이 되어 온 평점을 활용하기 어렵다는 점은 시스템 설계자들이 학습 과정을 평가하기 어렵게 한다. 또한 시간적, 공간적, 인구통계학적 정보와 같이 추천 성과를 높일 수 있는 보조 요소들을 적절히 활용하는 방법도 어려운 상황이다. 이러한 문제들에 대하여 본 논문은 카드 거래 데이터를 기반으로 관광 서비스를 추천하는 새로운 방식인 CTDDTR을 제안한다. 먼저 Doc2Vec를 이용하여 시간성 선호도를 임베딩하여 관광객 그룹과 서비스 벡터로 데이터를 표현하였다. 다음 단계로 딥러닝 기술 중 하나인 다중 계층 퍼셉트론을 도입하여 얻어진 벡터와 관광 RDF로부터 도출한 보조 요소를 통합하여 심층 추천 모듈을 구성하였다. 추가로, 지식경영 분야의 RFM 분석 기법을 심층 추천 모듈에 도입하여 심층 신경망을 학습하는데 사용되는 평점을 생성함으로써 평점 부재 문제에 대응하였다. 제안한 CTDDTR의 추천 성능을 평가하기 위해 제주도에서 8년 동안 발생한 카드 거래 데이터를 사용하였고, 제안된 방법의 우수한 추천 성능과 보조 요소의 효과를 증명하였다.

다중 원격탐사 자료를 활용한 해양 오염 추적 모의 실험 방안에 대한 연구 (Simulation Approach for the Tracing the Marine Pollution Using Multi-Remote Sensing Data)

  • 김근용;김의현;최준명;신지선;김원국;이광재;손영백;유주형
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제36권2_2호
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    • pp.249-261
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    • 2020
  • 다중 플랫폼/센서를 활용한 연안 모니터링은 연안 해양환경 변화와 다양한 재해/재난을 높은 시공간 해상도로 정확하게 이해하기 위한 매우 중요한 수단이다. 하지만 다중 플랫폼과 센서를 복합적으로 이용한 통합 관측 연구는 미비한 실정이고, 통합 관측을 통한 효율성, 융합 한계성 등에 대해 평가된 바 없다. 본 연구에서는 다중 원격탐사 플랫폼/센서를 이용한 모의실험을 통해 통합 관측 방법을 제시하고, 그 효용성과 한계점을 진단하였다. 다양한 해양 재해, 재난을 모사하기 위하여 Rhodamine WT (RWT) 형광염료를 이용하여 통합 현장조사를 수행하였다. 2019년 9월 남해-여수 해역에 형광염료를 주입 후 위성(Kompsat-2/3/3A, Landsat-8 Operational Land Imager (OLI), Sentinel-3 Ocean and Land Colour Instrument (OLCI), GOCI), 무인항공기 (Mavic 2 pro, Inspire 2), 유인항공기 플랫폼을 이용하여 염료 패치의 분포와 이동을 탐지하였다. 형광염료 주입 초기 패치 규모는 2,600 ㎡ 이었고, 약 138분 후 62,000 ㎡ 규모까지 확산되었다. RWT 패치는 처음 주입된 지점으로 부터 점차 남서 방향으로 이동하였고, 이는 현장 모의 실험이 진행되는 동안 조위(고조: 7시 7분(286 cm), 저조: 13시 9분(73 cm))가 점차 낮아짐에 따라 조석이 남동 방향으로 흐르는 것과 유사하였다. 무인항공기 영상은 공간해상도와 시간해상도 측면에서 가장 높은 해상력을 보인 반면 탐지 영역이 가장 좁았다. 위성의 경우 탐지 영역은 넓었지만 재방문 주기가 길기 때문에 운용성 측면에서 타 플랫폼과 비교하여 다소 한계가 있었다. 또한 Sentinel-3 OLCI와 GOCI의 경우 분광해상도와 신호 대 잡음비(signal to noise ratio)가 가장 높았지만 소규모 형광염료 탐지에는 공간해상도 측면에서 제한적이었다. 유인항공기에 탑재된 초다분광 영상의 경우 분광해상도가 가장 높았지만 이 역시 운용성 측면에서 다소 제한적이었다. 다중 플랫폼 통합관측 연구를 통해 시간과 공간뿐만 아니라 분광 해상력 증가 향상을 확인 가능하였다. 향후 이 연구 결과가 연안 수치모델과 연계된다면 오염 물질의 이동확산 예측이 가능할 것으로 생각되고, 수치모델의 입력 및 검증 자료로 활용하여 모델 정확도 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

Sentinel 위성영상과 기계학습을 이용한 국내산불 피해강도 탐지 (Wildfire Severity Mapping Using Sentinel Satellite Data Based on Machine Learning Approaches)

  • 심성문;김우혁;이재세;강유진;임정호;권춘근;김성용
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제36권5_3호
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    • pp.1109-1123
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    • 2020
  • 국토 대부분이 산림으로 구성되어 있는 대한민국은 매 년 많은 산불이 발생한다. 산불은 토양의 전단강도를 약화시켜 산사태에 취약한 토양층을 만들기도 하고, 수목의 복구가능여부에 따라 다른 계획 설립이 필요하기 때문에 산불피해면적 뿐만 아니라 피해강도에 대한 파악도 중요하다. 위성 원격탐사를 통한 산불피해강도 추정 연구가 많이 수행되어 왔으나, NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)와 NBR(Normalized Burn Ratio) 등과 같은 단일 인자의 시계열 변화만을 이용하여 피해강도를 파악하기에는 한계가 있다. 본 연구에서는 Sentinel-1A SAR-C (Synthetic Aperture Radar-C)와 Sentinel-2A MSI(Multi Spectral Instrument)센서의 자료를 이용하여 기계학습방법을 통한 산불 피해강도 탐지 모델들을 제시하였다. 2017년 5월 삼척, 2019년 4월 강릉·동해, 2019년 4월 고성·속초 총 세개의 산불사례를 이용하여 RF(Random forest), LR(Logistic regression), SVM(Support Vector Machine)기계학습 모델을 구축하였다. 연구결과, random forest 모델이 82.3%의 총정확도로 가장 높은 성능을 보여주었다. 모델의 범용성 및 학습자료 민감도 확인을 위해 사례교차검증도 추가 시행하였는데, 그 결과 사례들의 시기적 차이에 의한 식생활력 및 재생도의 차이에 민감도가 높음을 확인하였다. 이는 추후 다양한 시공간적 사례를 추가할 시 개선이 될 것으로 보인다.

상세화된 CMIP5 기후변화전망의 다중모델앙상블 접근에 의한 농업기후지수 평가 (Evaluation of Agro-Climatic Index Using Multi-Model Ensemble Downscaled Climate Prediction of CMIP5)

  • 정유란;조재필;이은정
    • 한국농림기상학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.108-125
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    • 2015
  • 다수의 기후요소를 지수화하고 특정지역의 기후 자원량을 분석하여, 종합 및 판단하는 과정은 특정지역의 농업기후자원의 특성을 한 눈에 알 수 있게 한다. 농업기후자원의 특징을 단순 명료하게 표현한 것을 농업기후지수라고 하는데, 이 지수는 기후자원(예, 기온, 일사, 강수)으로부터 작물의 생육과 수량 추측을 위한 가능성과 여러 가지 영농기술을 실시하는데 필요한 기초자료를 제공함으로써 농업생산성의 주요 지표가 될 수 있다. 그러나 농업기후지수는 절대적인 것이 아니기 때문에 기후변화에 따라 항상 변화할 수 있다. 최근 IPCC 제5차 평가보고서에서 온실가스 대표경로(RCP)에 따른 시나리오가 많은 연구에 이용됨에 따라서 기후정보의 역학 및 통계적 규모축소를 통한 미래기후변화전망정보의 불확실성을 고려한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 IPCC 제5차 평가 보고서에 사용된 RCP 시나리오를 기반으로 비모수적 분위사상법을 이용한 상세화된 기후변화 전망정보를 바탕으로 한반도의 농업기후지수(예, 식물기간 및 작물기간, 생장도일, 무상기간)의 시공간적인 변화와 불확실성을 평가하였다. 동일한 과거 기간에 대하여 기후모델(GCM)으로부터 계산된 농업기후지수와 관측자료에 의해 계산된 농업기후지수를 비교한 결과, KMA-12.5km를 제외하고 사용된 8개 개별 GCM의 농업기후지수의 각각의 평균은 4대강 유역 모두에서 관측자료에 의해 계산된 값의 평균과 비교적 잘 일치하여 개별 GCM 뿐만 아니라 다중모델앙상블(MME)의 과거기후 재현성에는 문제가 없는 것으로 확인하였다. 또한 불확실성을 고려하기 위한 MME 계산에서 사용되는 GCM의 개수가 무한적으로 증가한다고 해서 오차가 줄어들지 않았다. 추가 연구가 계속 필요하지만, 본 연구에서 3-4개의 GCM을 사용하는 경우 확실하게 오차가 개선되기 시작하였으며, 대체로 7-8개 이후부터는 더 이상 오차가 개선되지 않았다. 미래전망 결과에서, 4대강 유역 전체에 대하여 inmcm4가 과거 기간의 MME에 대한 RCP 4.5에서 1% 증가, RCP 8.5에서 2% 증가로 9개 개별 GCM 중에서 가장 낮았고, CanESM이 과거 기간의 MME에 대하여 RCP 4.5에서 10%, RCP 8.5에서 15% 증가로 가장 높은 증가를 보였다. 4대강 유역의 시공간분포의 변화에서 관측자료와 다른 경향을 보이는 개별 GCM이 있어서 지형 특성과 개별 GCM의 일변동 특성을 반영할 수 있는 상세화 방법의 개선 및 개발이 필요하다. 도출 및 평가된 본 연구의 농업기후지수는 농업용 상세 전자기후도와의 활용뿐만 아니라, 후속 연구를 위한 농업이상기후지수 및 생산성지수의 평가에 활용될 수 있을 것이다. 예를 들면, 낙동강 유역과 영산-섬진강 유역의 무상기간 증가로부터 '겨울기간이 짧아질 수 있다'라고 가정할 경우, 농업이상 기후지수(예, 저온발생빈도) 분석을 통해 겨울작물의 생산성지수의 불확실성 증감 혹은 재배시스템(예, 이모작 혹은 이기작 등)의 변화에 대한 불확실성 증감 등에 대한 평가에 활용될 수 있을 것이다.

원격상관 기후지수를 활용한 1개월 선행 댐유입량 예측 (One-month lead dam inflow forecast using climate indices based on tele-connection)

  • 조재필;정일원;김철겸;김태국
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제49권5호
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    • pp.361-372
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    • 2016
  • 신뢰성 있는 댐유입량의 장기예측은 효율적인 댐운영에 필수적이다. 2000년대 이후 엘리뇨-남방진동(ENSO) 등의 전구기후지수와 지역수문기후와의 원격상관성이 규명되면서, 이를 활용한 미래의 수문조건을 예측하기 위한 연구가 활발히 시도되고 있다. 본 연구에서는 안동댐유역을 대상으로 미국 NOAA에서 제공하는 40개 전구기후지수의 원격상관을 분석하고, 이를 기반으로 1개월 선행 댐유입량의 예측성능 및 활용성을 평가하였다. 본 연구에서는 1) 원격상관을 통해 강수와 기온을 예측하고 SWAT 모델을 이용하여 예측 댐유입량을 산정하는 방법(SWAT-Forecasted), 직접 댐유입량을 예측하는 기법(CIR-Forecasted), 예측시점의 관측값이 과거자료에서 해당하는 순위(rank)에 근거한 방법(Rank-Observed)을 비교하였다. 결과적으로 통계적 방법으로 댐유입량을 직접 예측하는 접근 방식(CIR-Forecasted)이 12월을 제외하고는 다른 방법에 비해 우수한 예측성을 보였다. 이것은 강수량 및 기온 예측정보를 일단위로 상세화하는 가정과 유출모델링과정에서 발생하는 불확실성이 예측결과에 포함되지 않기 때문인 것으로 판단된다. 본 연구결과는 원격상관기반의 1개월 선행 댐유입량 예측이 안동댐 운영에 유용한 정보를 제공할 수 있는 것을 시사하였다.