• 대한원격탐사학회지
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• 제38권5_1호
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• pp.571-585
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• 2022

기후변화로 인한 가뭄, 홍수, 산불, 산사태 등 자연재해의 위협이 증가함에 따라, 합성개구레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR)와 같이 고해상도 토양수분 복원에 대한 사회적 수요도 증가하고 있다. 하지만 국내 환경은 산림 지형의 비율이 높아, 식생과 지형의 영향을 크게 받는 SAR 자료에서 토양수분을 복원하는데 많은 어려움을 겪고 있다. 이에 본 연구에서는 기계학습의 일종인 인공신경망(Artificial Neural Network, ANN) 기법을 활용하여, Sentinel-1 SAR 영상의 자립형 활용성을 평가하였다. Sentinel-1에서 얻을 수 있는 이중편파 산란계수는 토양수분 거동과 유의미한 상관성을 가지고 있음을 확인할 수 있었으며, 다른 위성이나 지점에서 관측된 보조자료를 사용하지 않고도 식생의 효과 등을 보정할 수 있는 자립형 활용 가능성도 확인할 수 있었다. 하지만 각 지점별, 지형 그룹별 특성에 의한 차이가 크게 나타났으며, 특히 산지와 평지에서 학습된 모형을 교차적용하였을 때 토양수분을 제대로 모의할 수 없는 현상이 발생하였다. 또한 이러한 문제를 해결하고자 학습 지점의 수를 늘리는 경우에는 토양수분 복원 모형이 평활화되어 상관계수는 증가하였으나, 지점에서의 오차는 점점 증가하였다. 따라서 고해상도 SAR 토양수분 자료를 광범위하게 적용하기 위해서는 체계적 연구 수행이 선행되어야 하며, 목적에 따른 학습 지점의 선정, 적용 지역의 범위 등을 구체적으로 제한하여 활용한다면 다양한 분야에서 효과적으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.11-19
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• 2007

유비쿼터스 환경에서의 어플리케이션은 다양한 센서 정보를 수집하고 센서로부터 받은 정보를 활용한다. 최근 유비쿼터스환경을 위한 에너지 관리, 프로토콜 표준화, 센서필드의 독립성, 그리고 보안과 관련한 많은 연구들이 이슈화 되었다. 특히, 센서필드에 독립적인 정보의 활용은 다양한 센서필드에서 센서의 유용성을 극대화 하는 중요한 문제 중 하나이다. 그러나 기존의 프레임워크에서는 센서필드의 데이터 요소들 간에 이질성이 발생하기 때문에 이상적인 유비쿼터스 환경을 위해서는 적당하지 못하다. 기존의 어플리케이션은 센서필드에 의존적이며, 기존 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서의 센서들은 센서필드 내의 어플리케이션에 의존적이다. 다시 말해, 기존의 어플리케이션은 특정 센서필드의 정보만을 이용한다. 이러한 제약성을 극복하기 위해 하드웨어 또는 소프트웨어적인 많은 문제들은 반드시 해결 되어야 한다. 이 논문에서는 유비쿼터스 환경에서 메타데이터 레지스트리 기반의 프레임워크 (UbiMDR)의 설계와 구현을 제안한다. 이 프레임워크는 유비쿼터스 환경에서 어플리케이션 또는 다양한 센서필드 사이의 데이터 의미상호운용성을 제공한다. 또한 데이터 상호운용성의 정확성을 검증하기 위해 기존의 유비쿼터스 프레임워크와 제안하는 프레임워크인 UbiMDR을 비교평가 한다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제27권5호
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• pp.521-534
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• 2011

최근 TerraSAR-X SAR, TanDEM-X 또는 COSMO-SkyMed와 같은 1 m 급의 고해상도 X-band SAR 센서를 탑재한 인공위성이 발사되어 운행되고 있다. 국내에서도 X-band를 탑재한 1m 급의 고해상도 위성 레이더인 KOMPSAT-5가 발사될 예정에 있다. 본 연구는 X-band SAR 영상을 이용한 PSInSAR 기법 적용에 보다 적합한 고정산란체 추출 및 네트워크 생성 기법을 개발하였다. 새로운 PSC 추출 알고리즘은 다음 두 단계로 구성되어 있다. 첫 번째 진폭분산지수, 평균반사강도, 평균긴밀도를 복합적으로 이용하여 초기 PSC를 선출한다. 두 번째 초기 선출된 PSC의 네트워크 분석을 통해 추정된 각 PSC에서의 시계열 긴밀도를 직접 이용하여 최종 추출한다. 또한 PSC를 이용한 네트워크 분석의 안정성을 높이기 위한 multi-TIN 구성 기법과 비 도심지역에서 분석 신뢰도를 높이기 위한 복합 네트워크를 제안하였다. 개발된 알고리즘을 뉴올리언즈 지역에서 획득된 21개의 TerraSAR-X SAR 자료에 적용한 결과, 기존의 PSInSAR 기법으로는 관측되지 않았던 비 도심지역에서 다수의 PS가 추출되어 변위 속도 분석이 가능하였다. 이러한 결과는 주로 도심지역에서 널리 사용되어 왔던 PSInSAR 기법을 비 도심지역으로까지 확대하는 것으로, 향후 KOMPSAT-5를 활용한 한반도 지역 상시 모니터링에 기여할 것이다.

• 한국지구과학회지
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• 제30권2호
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• pp.234-246
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• 2009

1997년 9월부터 2007년 12월까지 동해의 SeaWiFS 자료를 이용하여 SeaWiFS 클로로필-${\alpha}$ 농도가 가지는 스펙클 오차의 특성을 분석하고 그 원인을 조사하였다. 비정상적으로 큰 농도를 가진 스펙클들은 산발적으로 분포하였으며, 주변 화소들과 비교하였을 때 $10mg/m^3$ 이상의 현저하게 큰 편차를 보였다. 이 스펙클들은 겨울철에 자주 나타나는 경향이 있었으며, 이는 구름 분포와 관련이 있을 수 있다. 10년 평균된 겨울철 운량은 동해 북서쪽보다 스펙클이 자주 출현하는 남동쪽에서 더 크게 나타났다. 통계적 분석 결과는 운량이 증가할수록 스펙클의 수가 증가하는 것을 보여주었다. 스펙클 화소의 정규화 된 수출광량은 단파장 영역(443, 490, 510nm)에서 상당히 낮았으나 555nm 파장대는 정상적이었다. 이러한 낮은 관측치들은 클로로필-${\alpha}$ 산출 식에서 비정상적으로 큰 농도를 생산하였다. 본 연구는 동해의 SeaWiFS 클로로필-${\alpha}$ 농도자료가 지니는 스펙클 오차에 대한 문제점을 제기하였으며, 적절한 해색 원격탐사 기술을 활용한 좀 더 신뢰도 있는 클로로필-${\alpha}$ 자료를 해양 응용 연구에 사용해야 함을 제시하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제32권3호
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• pp.275-285
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• 2016

본 연구는 스마트 카메라를 탑재한 무인항공기를 통해 얻은 영상을 이용하여 카메라 검정 유무에 따른 정사영상의 정확도를 분석하였다. 사진측량용 무인항공 시스템이 개발되었고, 스마트 카메라영상은 image triangulation을 거쳐, 정사영상으로 생성되었다. Image triangulation은 카메라 검정에서 결정된 Interior Orientation (IO) 파라미터의 고려 유무에 따라 수행되었다. 카메라 검정 결과, RMS error가 0.57 pixel로 나타났고, 이것은 비측량용 카메라를 이용한 기존의 연구와 비교했을 때, 우수한 정확도이다. Field experiment에서 IO 파라미터를 고려한 경우, triangulation 결과는 0.1 pixel (RMSE) 이내로 나타났고, 이것은 IO 파라미터를 고려하지 않은 경우에 비해 최소 2배 이상 향상된 결과였다. 정사영상을 제작한 결과, 카메라 검정 자료를 고려한 결과는 고려하지 않은 결과에 비해 정확도가 89 % 향상되었다. UAV 시스템을 위한 탑재체로써 스마트 카메라의 활용 가능성이 높으며, 직접 또는 간접적인 기능을 충분히 담당할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국공간정보시스템학회 논문지
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• 제7권2호
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• pp.39-45
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• 2005

원격탐사기술과 GIS관련산업이 발달함에 따라 위성영상을 비롯하여 그리드데이터 성과물의 수요가 공공부문은 물론 민간기업에서의 급격히 증가하고 있다. 하지만 지금까지 국내의 경우 각 기관별로 필요에 따라 높은 비용과 많은 시간을 투자하여 메타데이타와 검색시스템을 구축하고 있기 때문에 체계적이고 통합적인 관리가 이루지지 않고 있다. 이와 같은 문제점을 해결하고자 그리드데이터의 표준화된 메타데이터를 근간으로 한 그리드데이터를 통합적으로 검색할 수 있는 그리드데이터 검색시스템의 개발이 시급한 실정이다. 본 연구에서는 그리드데이터의 효율적인 유통을 위해서 2003년 한국전자통신연구원 그리드데이터 유통목록(메타데이터) 관한 연구에서 제시한 표준화된 그리드데이터 메타데이터 모델을 바탕으로 기관별로 기 구축된 메타데이터를 분석하였으며, 유사항목을 도출하고 검색에 필요한 공통응용스키마를 정의하였다. 또한 사용자에게 그리드데이터에 대한 정보검색 및 선택이 편리하도록 '위성영상정보 통합관리센터'(SIMC)의 위성영상 메타데이터를 비롯하여 유관기관인 '인공위성연구센터'(SaTReC)에서 보유 위성영상 메타데이터까지 검색이 가능한 XML(extensible Markup Language)기반의 그리드데이터 메타데이터 통합검색 시스템을 개발하였다. 본 연구의 시범시스템 구축 결과를 토대로 향후 확장성 있고 효율적인 그리드 데이터 통합검색시스템 확대구축에 기여할 것으로 사료된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제33권3호
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• pp.267-274
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• 2017

본 연구는 지표면 아래 존재할 수 있는 싱크홀 탐지를 위해 포텐셜 필드법 중 중력학적 방법을 적용하고, 그 가능성을 제시하는데 목적을 둔다. 싱크홀을 대신하여 지표면 아래 1.8 m 깊이에 수조($1.8{\times}0.8{\times}0.8m$)를 매설하였다. 매설된 위치를 중심으로 $12{\times}12m$ 구역에서 1 m 간격으로 Scintrex사의 CG-5 상대중력계(정밀도 0.001 mGal)를 이용하여 중력을 측정하였다. 싱크홀 모형에 대한 이론상 중력효과를 계산하기 위해 3차원 중력모델링을 수행하였다. 그 결과, 중력 측정에 의해 직접 산정된 싱크홀 모형에 대한 중력효과 0.036 mGal은 3차원 중력모델링에 의한 결과 0.024 mGal와 근소한 차이를 보였다. 이것은 본 연구를 위해 사용된 수조 크기와 비슷한 규모의 싱크홀은 상대중력측량에 의해 탐지될 수 있으며, 보다 조밀한 간격으로 중력탐사를 수행한다면 보다 작은 규모의 싱크홀 탐지에도 중력탐사가 충분히 적용 가능할 것으로 판단된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제26권5호
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• pp.593-603
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• 2010

대부분의 모바일 공간정보 획득시스템은 촬영범위가 좁고 기선 길이에 대한 제약이 따르는 프레임 카메라를 탑재하고 있다, 촬영지점을 기준으로 모든 방향으로의 영상정보 획득이 기능한 전방위 카메라 탑재를 통해 프레임 카메라의 촬영 범위 및 기선 거리에 대한 문제점을 해결할 수 있다. 광속조정법(Bundle Block Adjustment)은 다수의 중첩된 영상의 외부표정요소를 결정하는 대표적인 지오레퍼런싱(Georeferencing) 방법이다. 본 연구에서는 전방위 영상에 적합한 광속조정법의 수학적 모델을 제안하여 전방위 영상의 외부표정요소 및 지상점을 추정하고자 한다. 먼저 전방위 영상에 적합한 공선조건식을 이용해 관측방정식을 수립한다. 그리고 지상 모바일매핑시스템(GMMS, Ground Mobile Mapping System)에 탑재되어 있는 GPS/INS로부터 획득된 데이터와 정지 GPS 및 토털 스테이션(Total Station)을 통해 측정한 지상기준점을 이용한 확률제약조건 (Stochastic Constraints)식을 수립한다. 마지막으로 확률제약조건 요소 및 추정 미지수를 조합하여 다양한 종류의 수학적 모델을 수립하고 모델별로 추정된 지상점 좌표의 정확도를 검증한다. 그 결과, 지상기준점을 확률제약조건으로 사용하는 모델에 적용한 경우에 지상점이 ${\pm}5cm$ 정도로 정확하게 추정되었다. 연구의 결과를 통해 전방위 카메라 영상으로부터 대상객체의 3차원 모델 추출이 가능함을 알 수 있었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권5_3호
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• pp.1009-1029
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• 2023

도시 수목은 탄소를 저장하고 불투수면적을 감소시키는 도시 생태계의 중요 요소이며, 탄소 저장량 및 순환량 산정 시 주요 정보로 활용될 수 있다. 많은 선행 연구에서 항공 라이다 자료 및 인공지능 기법을 활용하여 고해상도 수목 정보를 산출하고 있으나, 항공 라이다 영상은 제공하는 플랫폼이 제한되어 있으며 비용적인 면에서도 한계가 다수 존재한다. 따라서 본 연구에서는 수원시를 대상으로 자료 취득이 용이한 고해상도 위성 영상인 Sentinel-2를 활용하여 기계학습 기반의 도시 내 수목 피복률(fractional tree canopy cover, FTC)을 추정하고자 하였다. Sentinel-2 시계열 영상으로부터 중앙값 합성을 수행하여 수원시 전역에 대한 단일 영상을 제작하여 활용하였다. 도시 내 토지 피복의 이질성을 반영하기 위하여, 30 m 격자내 10 m 해상도의 광학 지수의 평균 및 표준편차 값과 환경부 세분류 토지 피복 지도 기반 항목별 피복률을 계산하여 기계학습 모델의 입력 변수로 활용하였다. 총 4가지의 입력 변수 조합을 설정하여, 입력 변수 구성에 따른 FTC 추정 정확도를 비교 및 평가하였다. 광학 영상의 평균 정보만을 활용(Scheme 1)했을 때 보다 도시 내 이질적인 특성을 반영할 수 있는 표준 편차 및 피복률 정보를 모두 함께 고려(Scheme 4, S4)했을 때 향상된 성능을 나타낼 수 있었다. 검증용 자료에 대해 S4의 Random Forest (RF) 모델이 0.8196의 R², 0.0749의 mean absolute error (MAE), 및 0.1022의 root mean squared error (RMSE)로 전체 기계학습 모델 중에서 성능이 가장 높게 나타났다. 변수 기여도 분석 결과 광학 지수의 표준 편차 정보는 도시 내 복잡한 토지 피복 지역에 대해 높은 기여도를 나타내었다. 훈련된 S4 구성의 RF 모델을 수원시 전역에 대해 확장 적용하였을 때, 참조 FTC 자료에 대해 0.8702의 R², 0.0873의 MAE, 및 0.1335의 RMSE의 우수한 성능을 나타냈다. 본 연구의 FTC 추정 기법은 향후 다른 지역에 대한 적용성이 우수할 것으로 판단되며, 도시 생태계 탄소순환 파악의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권2호
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• pp.187-195
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• 2020

To understand the molecular mechanism involved in the survivability of cold-tolerant lactic acid bacteria was of great significance in food processing, since these bacteria play a key role in a variety of low-temperature fermented foods. In this study, the cold-stress response of probiotic Lactobacillus plantarum K25 isolated from Tibetan kefir grains was analyzed by iTRAQ proteomic method. By comparing differentially expressed (DE) protein profiles of the strain incubated at 10℃ and 37℃, 506 DE proteins were identified. The DE proteins involved in carbohydrate, amino acid and fatty acid biosynthesis and metabolism were significantly down-regulated, leading to a specific energy conservation survival mode. The DE proteins related to DNA repair, transcription and translation were up-regulated, implicating change of gene expression and more protein biosynthesis needed in response to cold stress. In addition, two-component system, quorum sensing and ABC (ATP-binding cassette) transporters also participated in cell cold-adaptation process. These findings provide novel insight into the cold-resistance mechanism in L. plantarum with potential application in low temperature fermented or preserved foods.