• 한국농공학회논문집
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• 제57권4호
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• pp.61-71
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• 2015

Quantitative variability of AMSR2 (Advanced Microwave Scanning Radiometer 2) soil moisture data shows that the remotely sensed soil moisture is underestimated during Spring and Winter seasons and is overestimated during Summer and Fall seasons. Therefore the bias correction of the remotely sensed data is essential for the purpose of water resource management. To enhance their applicability, the bias of AMSR2 soil moisture data was corrected using ground observation data at Cheorwon Chuncheon, Suwon, Cheongju, Jeonju, and Jinju sites. Test statistics demonstrated that the correlation coefficient R is improved from 0.107~0.328 to 0.286~0.559 and RMSE is improved from 9.46~14.36 % to 5.38~9.62 %. Bias correction using ground network data improved the applicability of remotely sensed soil moisture data.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2002년도 학술발표회 논문집(II)
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• pp.1173-1178
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• 2002

• 대한원격탐사학회지
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• 제30권5호
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• pp.587-596
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• 2014

토양수분의 시공간적 변동성은 유역의 수문학적인 반응과 지표 대기간의 상호작용에서 중요한 관심사로 특히, 강우유출 예측 시 유역의 강우사상에서 사전 토양수분 상태 즉, 선행습윤조건(antecedent wetness conditions, AWC)이 고려되어야 한다. 본 연구에서는 선행습윤조건을 알아보기 위한 지표로 토양 습윤지수(SWI), 5일 선행강우지수($API_5$), 위성토양수분($SM_{rs}$), 5일 지점토양수분($SM_{g5}$)을 선정하여 한반도 4개 지점에 대한 선행수분조건을 파악하였다. 토양수분 자료는 AMSR-E로 관측된 자료를 활용하였으며, 이에 따라 각 지역별로 2011년의 강우사상을 선택하여 Soil Conservation Service-Curve Number (SCS-CN)법과 강우량을 활용하여 직접유출고와 최대잠재보유량을 산정하였다. 이를 토양의 습윤상태를 나타내는 4개 지표와의 관계를 살펴본 결과 최대잠재보유량과 SWI가 평균 -0.73의 높은 상관계수를 보였다. 또한 토양수분의 시간적 변동성을 나타내는 time length를 산정한 결과 지역 별로 상이하게 나타났으며 이는 연구지역 및 토양 특성을 반영한 것으로 판단된다. 추후 관측된 토양수분이 지표의 습윤상태를 예측하는데 정량적인 정보를 제공할 수 있으므로 이에 대한 지속적인 모니터링 및 분석이 필요할 것으로 사료된다.

• 한국물환경학회지
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• 제32권1호
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• pp.60-69
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• 2016

In this study, we estimated root zone soil moisture dynamics using remotely sensed (RS) data. A soil moisture data assimilation scheme was used to derive the soil and root parameters from MODerate resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) data. Based on the estimated soil/root parameters and weather forcings, soil moisture dynamics were simulated at spatio-temporal scales based on a hydrological model. For calibration/validation, the Little Washita (LW13) in Oklahoma and Chungmi-cheon/Seolma-cheon sites were selected. The derived water retention curves matched the observations at LW 13. Also, the simulated soil moisture dynamics at these sites was in agreement with the Time Domain Reflectrometry (TDR)-based measurements. To test the applicability of this approach at ungauged regions, the soil/root parameters at the pixel where the Seolma-cheon site is located were derived from the calibrated MODIS-based (Chungmi-cheon) soil moisture data. Then, the simulated soil moisture was validated using the measurements at the Seolma-cheon site. The results were slightly overestimated compared to the measurements, but these findings support the applicability of this proposed approach in ungauged regions with predictable uncertainties. These findings showed the potential of this approach in Korea. Thus, this proposed approach can be used to assess root zone soil moisture dynamics at spatio-temporal scales across Korea, which comprises mountainous regions with dense forest.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.705-708
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• 2004

The spatial variability of the L- and C- band large scale remotely sensed soil moisture data, obtained during tire Southern Great Plain 1999 (SGP'99), was characterized. The results demonstrate that soil moisture data using L-band show the break in statistical symmetry (multiscaling behavior) with the variation of scale of observation, which is similar to that of the soil property such as sand content. Also, soil moisture data using C-band show single scaling behavior with the variation of scale of observation, which Is similar to that of the vegetation condition.

• 한국물환경학회지
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• 제32권1호
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• pp.70-79
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• 2016

Based on the soil moisture data assimilation suggested in the first paper (I), we estimated root zone soil moisture and evaluated drought severity using remotely sensed (RS) data. We tested the impacts of various spatial resolutions on soil moisture variations, and the model outputs showed that resolutions of more than 2-3 km resulted in over-/under-estimation of soil moisture values. Thus, we derived the 2 km resolution-scaled soil moisture dynamics and assessed the drought severity at the study sites (Chungmi-cheon sites 1 and 2) based on the estimated soil/root parameters and weather forcings. The drought indices at the sites were affected mainly by precipitation during the spring season, while both the precipitation and land surface characteristics influence the spatial distribution of drought during the rainy season. Also, the drought severity showed a periodic cycle, but additional research on drought cycles should be conducted using long-term historical data. Our proposed approach enabled estimation of daily root zone soil moisture dynamics and evaluation of drought severity at various spatial scales using MODIS data. Thus, this approach will facilitate efficient management of water resources.

• 한국농공학회논문집
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• 제60권4호
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• pp.49-54
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• 2018

With increasing satellite-based RS(Remotely Sensed) techniques, RS soil moisture footprints have been providing for various purposes at the spatio-temporal scales in hydrology, agriculture, etc. However, their coarse resolutions still limit the applicability of RS soil moisture to field regions. To overcome these drawbacks, the LDA(Landsat-based Downscaling Algorithm) was developed to downscale RS soil moisture footprints from the coarse- to finer-scales. LDA estimates Landsat-based soil moisture($30m{\times}30m$) values in a spatial domain, and then the weighting values based on the Landsat-based soil moisture estimates were derived at the finer-scale. Then, the coarse-scale RS soil moisture footprints can be downscaled based on the derived weighting values. The LW21(Little Washita) site in Oklahoma(USA) was selected to validate the LDA scheme. In-situ soil moisture data measured at the multiple sampling locations that can reprent the airborne sensing ESTAR(Electronically Scanned Thinned Array Radiometer, $800m{\times}800m$) scale were available at the LW21 site. LDA downscaled the ESTAR soil moisture products, and the downscaled values were validated with the in-situ measurements. The soil moisture values downscaled from ESTAR were identified well with the in-situ measurements, although uncertainties exist. Furthermore, the SMAP(Soil Moisture Active & Passive, $9km{\times}9km$) soil moisture products were downscaled by the LDA. Although the validation works have limitations at the SMAP scale, the downscaled soil moisture values can represent the land surface condition. Thus, the LDA scheme can downscale RS soil moisture products with easy application and be helpful for efficient water management plans in hydrology, agriculture, environment, etc. at field regions.

• 한국수자원학회논문집
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• 제37권1호
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• pp.21-29
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• 2004

국내에서 예상되는 물부족 현상을 극복하기 위해서는 수문 현상의 이해를 통한 수자원의 안정된 확보, 관리, 개발 등 수자원 관련 기술격의 발전이 필수적이라 하겠다. 물순환계통의 올바른 이해와 적합한 모형의 개발 및 검증을 위해서는 강우 및 토양수분의 대규모 원격측정이 필수적일 뿐 아니라 관측 격자 내에서 일어나는 변화도에 대한 이해가 필요하다. 가까운 장래에 예상되는 전구 관측 토양수분자료의 격자크기인 10km는 중ㆍ소규모 지역의 수문ㆍ기상모델 적용에 한계를 가진다. 목적에 따라 각 모델들이 필요로 하는 입력 자료의 격자크기가 다른 반면 각 모델에 대한 적합한 크기의 격자를 가진 다양한 입력 자료의 부재는 토양수분자료에 대한 적합한 downscaling 기법을 필요로 한다. 사용 가능한 보조 자료와 토양수분의 선형상관관계는 상당히 낮으므로 이들 상호관계를 선형관계의 합으로 나타내는데 한계를 가진다. 그러므로 본 연구에서는 physically-based 분리기법과 자료들 간의 비선형 상관관계를 나타내는데 적합한 신경망 기법을 이용한 downscaling 기법을 개발하였다. 개발된 downscaling 기법은 Washita'92 실험으로부터 획득된 토양수분 및 보조 자료를 사용하여 4km자료를 0.2km자료로 downscaling 하였으며 출력자료는 기존의 전형적 기법에 의하여 smoothing된 자료보다 개선된 결과를 보여주었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4B호
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• pp.329-334
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• 2006

Southern Great Plain 1999 실험을 통하여 획득된 L-band와 C-band 토양수분 측정치의 공간 변화 양상을 분석하였다. L-band 토양수분 측정치의 스펙트럼은 관측 스케일의 변화와 함께 토양수분의 공간 변화 양상이 변화됨을 보여주었고, 이러한 변화 양상은 모래함유비와 같은 토양 특성의 공간 변화 양상과 일치함을 보여주었다. 그리고 C-band 토양수분 측정치의 공간 변화 양상은 관측 스케일의 변화와 상관없이 일정한 변화도를 가지는 것으로 나타났다. 이는 식생피복의 공간 변화 양상과 동일함을 보여주는 것이다. 이러한 결과는 AMSR기기를 이용하여 현재 진행되고 있는 토양수분의 전 지구 관측치의 downscaling시 고려되어야 할 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제27권2호
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• pp.131-140
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• 2011

본 연구에서는 원격탐사자료인 Advanced Microwave Scanning Radiometer E (AMSR-E) 토양수분자료의 시간적 변통성 검증을 위해 해남 플럭스 지점에서 관측된 2년간의 (2004년과 2006년) 토양수분자료를 이용하였다. 지상관측 토양수분자료에 비해 상대적으로 큰 공간해상도를 가진 원격탐사자료(AMSR-E)는 2년간의 비교/검증에서 지상관측토양수분자료와 시간적 상관성이 있는 것으로 파악되었으며, 차후에 보다 다양한 식생조건과 현장조건에서 심도 있는 검증연구가 이루어져야 할 것으로 판단된다. 이를 위해서는 보다 다양한 지역에서 현장측정이 이루어져야할 것으로 사료된다. 이를 통하여 보다 정확한 비교/검증 연구가 수행된다면, 원격탐사 토양수분자료의 활용성을 기대할 수 있으며 또한 수문기상학적 관점에서 지표면 대기의 상호작용에 대한 올바른 이해를 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.