• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2005년도 Proceedings of ISRS 2005
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• pp.445-449
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• 2005

Various methods to detect the phytoplankton/red tide blooms in the oceanic waters have been developed and tested on satellite ocean color imagery since the last two and half decades, but accurate detection of blooms with these methods remains challenging in optically complex turbid waters, mainly because of the eventual interference of absorbing and scattering properties of dissolved organic and particulate inorganic matters with these methods. The present study introduces a new method called Red tide Index (Rl), providing indices which behave as a good measure of detecting red tide algal blooms in high scattering and absorbing waters of the Korean South Sea and Yellow Sea. The effectiveness of this method in identifying and locating red tides is compared with the standard Ocean Chlorophyll 4 (OC4) bio-optical algorithm applied to SeaWiFS ocean imagery, acquired during two bloom episodes on 27 March 2002 and 28 September 2003. The result revealed that OC4 bio-optical algorithm falsely identifies red tide blooms in areas abundance in colored dissolved organic and particulate inorganic matter constituents associated with coastal areas, estuaries and river mouths, whereas red tide index provides improved capability of detecting, predicting and monitoring of these blooms in both clear and turbid waters.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2009년도 한국우주과학회보 제18권2호
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• pp.49.3-49.3
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• 2009

Geostationary Ocean Colour Imager (GOCI) is the first ocean color instrument that will be operating in a geostationary orbit from 2010. GOCI will provide the crucial information of ocean environment around the Korean peninsula in high spatial and temporal resolutions at eight visible bands. We report an on-going development of imaging and radiometric performance prediction model for GOCI with realistic data for reflectance, transmittance, absorption, wave-front error and scattering properties for its optical elements. For performance simulation, Monte Carlo based ray tracing technique was used along the optical path starting from the Sun to the final detector plane for a fixed solar zenith angle. This was then followed by simulation of red-tide evolution detection and their radiance estimation, following the in-orbit operational sequence. The simulation results proves the GOCI flight model is capable of detecting both image and radiance originated from the key ocean phenomena including red tide. The model details and computational process are discussed with implications to other earth observation instruments.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제12권1호
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• pp.47-54
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• 2009

적조 종에 따라 해색이 다르다는 점에 착안해 해색 모델로부터 적조 종을 역 추정하는 기술을 개발하는데 있어 기본 입력 변수가 되는 적조 생물에 관한 고유의 광특성(흡광, 역산란 특성)을 연구하였다. 실험실 수준에서의 적조 생물의 광특성을 조사하기 위해 남해에서 채취 된 21종의 적조 생물을 배양하고 spectrophotometer를 이용해 광합성 색소에 의한 흡광계수(absorption coefficient, a)와 역산란계수(backscattering coefficient, $b_b$)를 측정하였다. 또한 spectrophotometer를 이용해 측정 된 흡광 및 역산란 계수와 클로로필 농도를 이용하여 비 흡광계수($a^*$)와 비 역산란계수(${b_b}^*$)를 계산하였으며 이들 스펙트럼의 모양과 값을 비교하였다. 적조 생물 종에 따른 $a^*$은 파장대 440nm에서 $0.005{\sim}0.06\;m^2{\cdot}mg^{-1}$의 값을 가지며, ${b_b}^*$의 범위는 $10^{-2}{\sim}10^{-4}\;m^2{\cdot}mg^{-1}$로 종 간 약 100배의 차이가 있었다. 이와 같이 적조생물 종에 따라 스펙트럼의 모양과 값에서 차이를 나타냈으며 21종의 적조 생물 중에서 해색 스펙트럼으로 종간 구분이 가능한 종은 7-8종이었다. 이 결과는 해색모델 개발의 입력변수로 활용될 수 있을 것이다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2006년도 추계학술발표회
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• pp.187-191
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• 2006

적조 종에 따라 해색이 다르다는 점에 착안해 해색 모델로부터 적조 종을 역 추정하는 기술을 개발하는데 있어 기본 입력 변수가 되는 적조 생물에 관한 광학적 특성(흡수, 역산란 특성)을 연구하였다. 실험실 수준에서의 적조 생물의 광특성을 조사하기 위해서 남해에서 채취 된 21종의 적조 생물을 배양하고 spectrophotometer를 이용해 광합성 색소에 의한 흡수계수(absorption coefficient, a)와 역산란 계수 (backscattering coefficient, $b_b$)를 측정하였다. 또한 spectrophotometer를 이용해 측정된 흡수 및 역산란 계수와 클로로필 농도를 이용하여 비 흡광계수 $(a^*)$와 비역산란계수$(b_b^*)$를 계산하였으며 이들 스펙트럼의 모양과 값을 비교하였다. 적조 생물 종에 따른 $a^*$은 파장대 440nm 에서 $0.005-0.06m^2/mg$의 값을 가지며, $b_b^*$의 범위는 $10^{-2}\sim10^{-4}m^2/mg$로 종간 약 100배의 차이가 있었다. 이와 같이 적조생물 종에 따라 스펙트럼의 모양과 값에서 차이를 나타냈으며 21종의 적조 생물 중에서 해색 스펙트럼으로 종간 구분이 가능한 종은 7-8 종이었다. 이 결과는 해색모델 개발에 있어 입력변수로 활용될 것이다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.95-100
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• 2006

Measurements of ocean color from space since 1970s provided vital information with reference to physical and biogeochemical properties of the oceanic waters. The utility of these data has been explored in order to map and monitor highly toxic/or harmful algal blooms (HABs) that affected most of coastal waters throughout the world due to accelerated eutrophication from human activities and certain oceanic processes. However, the global atmospheric correction and bio-optical algorithms developed for oceanic waters were found to yield false information about the HABs in coastal waters. The present study aimed to evaluate the potential use of red tide index (RI) method, which has been developed by Ahn and Shanmugam (2005), for mapping of HABs in Korean and neighboring waters. Here we employed the SSMM to remove the atmospheric effect in the SeaWiFS image data and the achieved indices by RI method were found more appropriate in correctly identifying potential areas of the encountered HABs in Korean South Sea (KSS) and Chinese coastal waters during 1999-2004. But the existence of high absorbing and scattering materials greatly interfered with the standard OC4 algorithm which falsely identified red tides in these waters. In comparison with other methods, the RI approach for the early detection of HABs can provide state managers with accurate identification of the extent and location of these blooms as a management tool.

• 한국측량학회지
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• 제36권4호
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• pp.205-211
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• 2018

복사계 장비를 이용하여 수질을 원격으로 추정하는 기술은 광역 수권환경의 변화를 모니터링함에 있어서 효과적인 수단을 제공한다. 위성 또는 유무인 항공기 등의 플랫폼과 결합되어 사용될 시, 광역 수질정보 획득에 소요되는 비용 및 시간을 절감할 수 있다. 정확한 원격 추정 알고리즘을 개발하기 위해서는 다양한 광학적 환경에서 획득된 현장 관측 자료의 확보가 매우 중요하다. 본 연구에서는 조사지역의 광학적 환경을 분석하기 위하여, 초분광 복사량 및 수중 구성물질에, 그리고 그 구성물질의 광학적 특성에 대한 자료가 획득되었다. 조사해역으로 설정된 통영 인근 해역에 대한 관측자료를 분석한 결과, 조사해역은 광학적으로 복잡한 해역임이 나타났고, 일부 정점에서 적조생물을 포함한 수괴가 발견되었다. 또한, 각 수중 구성성분이 원격탐사 반사도 및 흡광계수에 미치는 영향에 대한 정성적인 분석결과를 제공한다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제26권2호
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• pp.189-207
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• 2010

GOCI(정지궤도 해색센서) 해수환경분석 알고리즘들은 해양 광 특성 현장관측 자료들을 이용하여 개발되었다. 사용된 자료는 1998년부터 2009년까지 한반도 주변 해역에서 총 1348개 정점에서 얻어진 엽록소 농도(Chl-a), 부유물 농도(SS), 용존유기물의 흡광계수($a_{dom}$), 원격반사도($R_{rs}$) 현장자료들이다. GOCI 엽록소 농도 산출 알고리즘(GOCI Chl-a)은 부유물과 용존유기물의 영향을 모두 고려하고 네 개의 원격반사도 밴드비를 이용하여 개발하였다. GOCI Chl-a 알고리즘은 다른 알고리즘들보다 현장관측자료에 근사한 엽록소 농도 값을 산출하였다. SeaWiFS 영상자료에서 GOCI Chl-a 알고리즘은 SeaWiFS 표준 엽록소 산출 알고리즘들보다 평균 46 % 정도 보정된 엽록소 농도 값을 산출하였다. GOCI 부유물 농도 산출 알고리즘(GOCI SS)은 보편적인 두 개의 원격반사도 밴드비를 사용하지 않고, Ahn et al.(2001)의 원격반사도 단일밴드 방법을 사용하여 개발하였다. GOCI 용존유기물 산출 알고리즘(GOCI $a_{dom}$)은 원격반사도 밴드비 $R_{rs}(412)/R_{rs}(555)$와 $a_{dom}(\lambda)$)의 상관관계를 이용하여 개발하였다. GOCI 엽록소 형광 알고리즘과 GOCI 적조분석 알고리즘은 Ahn and Shanmugam(2007)와 Ahn and Shanmugam(2006)의 연구들에 의해 각각 개발되었다. 2010년 6월경에 GOCI의 성공적인 발사가 이루어지면 추후 GOCI 자료의 검보정 연구를 통해 개발된 알고리즘들의 문제점을 분석하고, 한반도 주변 해역의 해양 광 특성 현장자료의 지속적인 업데이트를 통한 알고리즘들의 개선작업이 이루어질 것이다.