• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2003년도 Proceedings of the international symposium on the fusion technology
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• pp.305-312
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• 2003

Remote sensing can provide invisible information in addition to acquire wide-view image data from space. Synthetic Aperture Radar (SAR) transmits microwave to the earth from a satellite and collects the reflected echo from the surface. Interferometric processing of SAR data can detect the subtle land deformation. The information of the surface movement by SAR is useful to monitor the volcanic activity, extended subsidence of urbanized area and the prediction of the earthquake caused by crustal deformation, and it complements the conventional levelling and GPS technique. PSInSAR (Permanent Scatterers Interferometric SAR) is one of interferometric techniques to be applied to practical projects in Japan. In this paper, the projects of land deformation monitoring are shown after the explanations of the PSInSAR principle. Tokai earthquake risk assessment is the first example. PSInSAR detects the subduction of crustal deformation of the adjacent area of new assumed epicenter region of the Tokai Earthquake. The extended subsidence of the urbanized area was implemented by using Japanese satellite data i.e. JERS that has so much data the surrounding of Japan as the archive. We examine the relationship between the geological structure and settlement at Nohbi basin including Nagoya city.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권6_4호
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• pp.1935-1943
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• 2022

위성 영상을 활용하여 대규모 또는 정밀 토양 수분도를 제작하는 방법의 개발과 이를 적용한 사례 연구는 원격탐사 응용 분야에서 중요한 연구 주제 중 하나이다. 이 연구는 제주도 연구 지역을 대상으로 토양 수분도를 제작하였다. 이를 위하여 선형으로 조정된 Synthetic Aperture Radar (SAR) 편광 영상과 입사각 정보를 이용하여 광학 영상과 함께 토양 수분도를 산출하였다. SAR 영상은 Google Earth Engine (GEE)에서 제공하는 후반 산란 계수 Analysis Ready Data (ARD) 자료를 사용하였다. 또한 Environmental Systems Research Institute (ESRI)의 토지 피복도(land cover map)와 KOMPSAT-3 고해상도 위성 영상의 지표 반사도로부터 산출한 식생 지수 정보(normalized difference vegetation index, NDVI)를 토양 수분도 처리 과정에 적용하였다. 이처럼 SAR 영상과 광학영상 정보를 융합하여 처리하는 경우는 토양 수분 산출물의 신뢰도를 향상할 수 있는 것으로 알려져 있다. 산출물의 과학적 분석을 위하여 KOMPSAT-3 영상으로 제작한 정규 수분 지수(normalized difference water index, NDWI)와 비교 분석을 실시하였다. 그리고 KOMPSAT-3 처리 결과의 검증을 위하여 Landsat-8 위성의 NDWI 처리 결과와 비교하였다. 이 연구를 통하여 산출한 토양 수분도 결과는 KOMPSAT-3 영상과 Landsat-8 위성으로 각각 처리한 NDWI 처리 결과와 높은 상관도를 나타냈다. 마지막으로 이 연구에 사용한 토양 수분 산출 알고리즘을 우리나라 고해상도 위성인 KOMPSAT-5 영상에 맞게 추가 개발하면 다른 외부 영상 없이 KOMPSAT 광학 위성정보와 KOMPSAT SAR 영상정보를 이용한 정밀 토양 수분도 제작이 가능할 것이라고 생각한다.

• 한국지구과학회지
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• 제40권5호
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• pp.502-517
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• 2019

지구온난화와 급속한 기후 변화는 북서 태평양 내 태풍의 특성에 오랫동안 영향을 미쳤고, 이로 인해 한반도 연안에서 치명적인 재해가 증가하고 있다. 마이크로파 센서의 일종인 Synthetic Aperature Radar (SAR)는 위성 광학 및 적외선 센서로는 바람을 구할 수 없는, 흐린 대기 조건인 태풍 주위에서 고해상도 바람장을 생산할 수 있다. SAR 자료로부터 해상풍을 산출하기 위한 Geophysical Model Functions (GMFs)에는 풍향 입력이 필수적이며, 이는 태풍 중심을 정확히 추정하는 것에 기반해야 한다. 본 연구는 태풍 중심 탐지 방법의 문제점을 개선하고 이를 해상풍 산출에 반영하기 위하여, Sentinel-1A 영상을 이용해 태풍 중심을 추정하였다. 그 결과는 한국 및 일본 기상청이 제공한 태풍 경로자료와 비교하여 검증하였고, Himawari-8 위성의 적외 영상도 활용하여 검증하였다. 태풍의 초기 중심 위치는 VH 편파를 이용해 설정하여 오차의 발생 가능성을 줄였다. 탐지된 중심은 한국 및 일본 기상청에서 제공하는 4개 태풍의 경로 자료와 평균 23.76 km의 차이를 보였다. Himawari-8 위성에서 추정된 태풍 중심에 비교했을 때 결과는 육지 근처에 위치하면서 58.73 km의 큰 차이를 보인 한 태풍을 제외하고는 평균 11.80 km의 공간 변이를 보였다. 이는 고해상도 SAR 영상이 태풍 중심을 추정하고 태풍 주위 해상풍 산출에 활용될 수 있음을 시사한다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제35권5_1호
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• pp.737-750
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• 2019

접근 불능지역에 대한 표적의 변화 정보는 국가 안보의 측면에서 매우 중요하며 이상 징후에 조속히 대응하기 위해서는 신속하고 정확한 표적의 변화 탐지 결과 도출이 필수적이다. 위성 SAR는 기상 조건과 태양고도에 상관없이 높은 정확도의 영상을 취득할 수 있으며 최근 SAR 위성 수의 증가에 따라 동일 지역에 대하여 1일 미만의 시간 해상도로 영상획득이 가능해졌다. 이러한 장점으로 접근 불능지역에 대한 변화 탐지를 수행할 때 활용성이 크게 증대되었다. 위성 SAR에서 일반적으로 활용 가능한 정보는 강도와 위상 정보로 각각의 기술을 기반으로 변화 탐지 기술이 개발되었다. 강도기반 변화 탐지(ACD; Amplitude Change Detection), 긴밀도 기반 변화 탐지(CCD; Coherence Change Detection). 각각의 알고리즘은 정보의 특성 차이에 따라 변화탐지 기술 구현을 위한 전처리 과정이 다르고 각 알고리즘의 최종 탐지 결과물에 차이가 있다. 따라서 각각의 관측기술에 대한 학술적인 연구동향을 분석함으로써 각 변화탐지 기술의 장단점을 상호보완 할 수 있다. 본 논문의 목적은 위성 SAR 영상을 활용한 변화탐지와 관련하여 기존에 수행된 연구 문헌을 수집하고 동향을 파악하는 것이다. 이 연구는 지속적인 지표변화 탐지를 위한 필요 조건을 조사하여 향후 접근 불능지역에 대한 주기적 탐지 연구를 수행하는데 활용할 예정이다.

• Ocean and Polar Research
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• 제31권1호
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• pp.111-119
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• 2009

Biogenic surface films, which are often present in coastal areas, may enhance the signatures of hydrodynamic processes in microwave, optical, and infrared imagery. We analyzed ERS-1/2 Synthetic Aperture Radar (SAR) and Envisat Advanced Synthetic Aperture Radar (ASAR) images taken over the Japan/East Sea (JES). We focused on the appearance of the contrast SAR signatures, particularly the dark features of different scales caused by various oceanic and atmospheric phenomena. Spiral eddies of different scales were detected through surface film patterns both near the coast and in the open regions of the JES in warm and cold seasons. During field experiments carried out at the Pacific Oceanological Institute (POI) Marine Station 'Cape Shults' in Peter the Great Bay, the sea surface roughness characteristics were measured during the day and night using a developed polarization spectrophotometer and various digital cameras and systems of floats. The velocity of natural and artificial slicks was estimated using video and ADCP time series of tracers deployed on the sea surface. The slopes of gravity-capillary wave power spectra varied between .4 and .5. Surface currents in the natural and artificial slicks increased with the distance from the coast, varying between 4 and 40 cm/s. The contrast of biogenic and anthropogenic slicks detected on vertical and horizontal polarization images against the background varied over a wide range. SAR images and ancillary satellite and field data were processed and analyzed using specialized GIS for marine coastal areas.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2006년도 Proceedings of ISRS 2006 PORSEC Volume II
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• pp.981-984
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• 2006

Oil pollution of the ocean is a major environmental problem, especially in its coastal zones. Synthetic aperture radar (SAR) flown on satellites, such as ERS-2 and Envisat, has been proved to be a useful tool in oil spill monitoring due to its wide coverage, day and night, and all-weather capability. The total 120 SAR images containing oil spill over the East China Sea were collected and analyzed, ranging in date from July 23, 2002 to November 11, 2005. After preprocessed, SAR images were segmented by adaptive threshold method. The oil spill images were incorporated into GIS after distinguished from look-like phenomena, finally we presented the oil spills distribution map for the East China Sea. The wide-swath and quick-looks SAR imagery for mapping of oil spill distribution over large marine areas were proved to be useful when full resolution data are not available. After the temporal and spatial distribution of the oil spills were analyzed, we found that most of oil spills were distributed along the main ship routes, which means the illegal discharge by ships, and the occurrence of oil spill detected on SAR images acquired during morning and summer is much higher than during evening and winter.

• 대한원격탐사학회지
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• 제33권1호
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• pp.37-46
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• 2017

Sinabung volcano in Indonesia was formed due to the subduction between the Eurasian and Indo-Australian plates along the Pacific Ring of Fire. After being dormant for about 400 years, Sinabung volcano erupted on the 29th of August, 2010 and most recently on the 1st of November, 2016. We measured the deformation of Sinabung volcano using Advanced Land Observing Satellite/Phased Array type L-band Synthetic Aperture Radar(ALOS/PALSAR) interferometric synthetic aperture radar(InSAR) images acquired from February 2007 to January 2011. Based on multi-temporal InSAR processing, we mapped the ground surface deformation before, during, and after the 2010 eruption with time-series InSAR technique. During the 3 years before the 2010 eruption, the volcano inflated at an average rate of ~1.7 cm/yr with a markedly higher rate of 6.6 cm/yr during the 6 months prior to the 2010 eruption. The inflation was constrained to the top of the volcano. From the 2010 eruption to January 2011,the volcano subsided by approximately 3 cm (~6 cm/yr). We interpreted that the inflation was due to magma accumulation in a shallow reservoir beneath Sinabung. The deflation was attributed to magma withdrawal from the shallow reservoir during the eruption as well as thermo-elastic compaction of erupted material. This result demonstrates once again the utility of InSAR for volcano monitoring.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.443-443
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• 2022

적설은 자주는 아니지만 가끔 비교적 넓은 범위에 피해를 발생시킨다. 적설에 의한 피해를 예방하기 위해서는 피해를 유발하는 적설심을 미리 파악해 둘 필요가 있다. 하지만 관측하고 있는 적설심은 특정 관측지점으로 한정되어 피해를 유발하는 한계적설심을 파악하는데 어려움이 있다. 이를 극복하기 위한 일반적인 방법은 관측지점의 적설을 보간하여 공간적으로 확대하는 것이다. 하지만 이것은 매우 적은 자료를 가지고 넓은 영역을 통계적으로 추정해야하는 한계로 인해 피해 유발 한계적설심의 구명에 더 혼란을 주기도 한다. 이를 보완하기 위해서는 넓은 영역을 관측하는 위성영상을 활용할 수 있으며, 그 중에서도 합성개구레이더(Synthetic Aperture Radar; SAR)를 이용한 InSAR(Interferometric Synthetic Aperture Radar) 기법은 이를 위해 적절한 방법일 수 있다. 영상의 간섭계는 두 개의 다른 시기에 측정된 합성개구레이더 영상의 위상차를 이용한 것으로 일반적으로 다른 조건들이 일치할 때 지형의 변화를 추적할 때 사용되곤 한다. 그런데 만약 두 시기 사이에 특별한 지형적인 변화를 일으키는 요인이 없고 단지 적설만이 존재한다면 두 영상의 위상차는 적설의 효과로 볼 수 있을 것이다. 적설이 전파의 전달경로를 다르게 만들어 위상차를 발생시키는 것으로 가정할 수 있다. 이때 발생하는 위상차는 적설심과 적설의 굴절률에 의해 다를 수 있다. 이에 본 연구에서는 적설 전후에 수집된 인공위성 합성개구레이더 자료의 위상차를 분석한 간섭영상을 이용해 적설심의 공간분포를 추정하여 비교해 보고자 한다. 이를 위해 적설에 대한 투과가 가능한 C밴드 레이더를 사용하는 Sentinel-1의 영상을 사용하였다. 적설심의 공간분포는 실제 피해발생지역의 적설심을 보다 정확하게 추정하는데 기여할 수 있으며, 이것은 실제 피해유발적설심을 파악하는데 도움이 될 것이다.

• 한국농공학회논문집
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• 제53권6호
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• pp.7-16
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• 2011

This study discussed the applicability of satellite SAR (Synthetic Aperture Radar) imagery with regard to reservoir monitoring, and tried the extraction of reservoir storage from multi-temporal C-band RADARSAT-1 SAR backscattering images of Yedang and Goongpyeong agricultural reservoirs, acquired from May to October 2005. SAR technology has been advanced as a complementary and alternative approach to optical remote sensing and in-situ measurement. Water bodies in SAR imagery represent low brightness induced by low backscattering, and reservoir storage can be derived from the backscatter contrast with the level-area-volume relationship of each reservoir. The threshold segmentation over the routine preprocessing of SAR images such as speckle reduction and low-pass filtering concluded a significant correlation between the SAR-derived reservoir storage and the observation record in spite of the considerable disagreement. The result showed up critical limitations for adopting SAR data to reservoir monitoring as follows: the inappropriate specifications of SAR data, the unreliable rating curve of reservoir, the lack of climatic information such as wind and precipitation, the interruption of inside and neighboring land cover, and so on. Furthermore, better accuracy of SAR-based reservoir monitoring could be expected through different alternatives such as multi-sensor image fusion, water level measurement with altimeters or interferometry, etc.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2006년도 추계학술발표회
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• pp.193-199
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• 2006

본 논문은 열대저기압, 태풍 및 허리케인의 연구와 분석에 사용되는 몇 가지 마이크로파 방식들을 검토하였다. 마이크로파 신호는 폭풍 속 구름과 비에 의해 잘 흡수되지 않는 장점을 가지기 때문에 격렬한 폭풍을 동반하는 열대저기압의 관측에 있어 매우 유용하다. 그에 대한 장비들로 산란계(scsatterometers), 마이크로파 복사계(microwave radiometers), 합성개구레이더 (synthetic aperture radars; SARs), 강우레이더 (rain radar) 에 대해 살펴보았다. 이러한 마이크로파 장비들로부터 얻어진 열대저기압내의 바람, 강우, 구름분포와 같은 자료들은 태풍의 진로와 강도예측에 중요한 정보를 제공한다. ERS-1, 2 산란계와 RADARSAT-1 SAR로부터 얻어진 세부적인 바람장, 넓은 관측범위를 가지는 SSM/I 로부터 얻은 풍속분포, 높은 해상도를 가지는 TRMM 강우레이더의 강우 강도측정들은 이러한 예를 보여주고 있다. 초기 마이크로파 원격탐사에서 나타났던 해상도, 관측 폭과 같은 한계들은 최근 발사되어 운영되는 위성들의 장비들로 많은 개선이 이루어졌다. 이러한 마이크로파 장비들에 대한 충분한 이해와 활용은 열대저기압의 발생과 강도와 같은 특성들을 규명하는데 큰 역할을 할 것이다.