• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
• /
• 대한원격탐사학회 2002년도 Proceedings of International Symposium on Remote Sensing
• /
• pp.429-434
• /
• 2002

The Synthetic Aperture Radar (SAR) data are considered to contain the greatest amount of information among various microwave techniques developed for measuring ocean variables from aircraft or satellites. They have the potential of measuring wavelength, wave direction and wave height of the ocean waves. But, it is difficult to retrieve significant ocean wave heights and surface current from conventional SAR data, since the imaging mechanism of ocean waves by a SAR is determined by the three basic modulation processes arise through the tilt modulation, hydrodynamic modulation and velocity bunching which are poorly known functions. Along-Track Interferometric (ATI) SAR systems can directly detect the Doppler shift associated with each pixel of a SAR image and have been used to estimate wave fields and surface currents. However, the Doppler shift is not simply proportional to the component of the mean surface current. It includes also contributions associated with the phase velocity of the Brags waves and orbital motions of all ocean waves that are longer than Brags waves. In this paper, we have developed a new method for extracting the surface current vector using multiple-frequency (L- & C-band) ATI SAR data, and have generated surface wave height information.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제53권6호
• /
• pp.7-16
• /
• 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.

• 한국측량학회지
• /
• 제23권2호
• /
• pp.147-156
• /
• 2005

SAR(Synthetic Aperture Radar) 영상은 반사 신호의 상대적 거리를 나타내는 위상 정보를 제공한다. 영상레이더 간섭기법(InSAR)은 동일한 지표면에 대해 다른 위치에서 획득된 두 SAR 자료간 위상차를 이용하여 지표면의 3차원 공간정보를 획득하는 기술이다. 차분간섭기법(DInSAR)의 간섭도에는 지형과 변위에 의한 위상이 복합적으로 포함되어 있으므로, 지형정보에 대한 정보를 나타내는 수치표고모델(DEM)을 이용하여 지형의 위상을 제거함으로써 지형과 변위에 대한 위상 효과를 분리하게 된다. 두 SAR 자료의 관측 기간 중 변위가 없는 경우에는 잔여 위상은 DEM의 오차를 반영한다. 본 연구에서는 영상 레이더 간섭기법을 이용하여 ERS-l/2 tandem 간섭쌍으로 DEM을 제작하였고, 차분간섭기법(DInSAR)으로 원래의 DEM 값을 갱신하여 정확도를 향상 시켰다. 제작된 DEM은 GPS 측량을 통해 획득된 검사점(check point)를 이용하여 정확도를 평가하였다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제35권1호
• /
• pp.15-28
• /
• 2019

By applying the method of SAR interferometry to X-band synthetic aperture radar (SAR) image of COSMO-SkyMed, detailed motion patterns of five glaciers in the Parlung Zangbo River basin, Tibetan Plateau, in January 2010 have been derived. The results indicate that flow patterns are generally constrained by the valley geometry and terrain complexity. The maximum of $123.9ma^{-1}$ is observed on glacier No.1 and the minimum of $39.4ma^{-1}$ is found on glacier No.3. The mean values of five glaciers are between 22.9 and $98.2ma^{-1}$. Glaciers No.1, No.2, No.4 and No.5 exhibit high velocities in their upper sections with big slope and low velocities in the lower sections. A moraine lake accelerates the speed of mass exchange leading to a fast flow at the terminal of glacier No.3. These glaciers generally move along the direction of decreased elevation and present a macroscopic illustration of the motion from the northwest to the southeast. The accuracy of DEM and registration conditions of DEM-simulated terrain phases has certain effects on calculations of glacier flow direction and velocity. The error field is relatively fragmented in areas inconsistent with the main flow line of the glaciers, and the shape and uniformity of glacier are directly related to the continuous distribution of flow velocity errors.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
• /
• pp.3-3
• /
• 2023

수자원위성은 C-band 영상레이더(synthetic aperture radar, SAR)를 탑재한 중형급의 수자원 관리 및 수재해 감시 전용 위성이다. 수자원위성은 물 환경과 관련된 다양한 분야에 활용되어 고부가가치의 정보를 제공할 것으로 예상되는데, 특히 시계열 레이더 간섭기법(SAR interferometry, InSAR)의 적용을 통해 댐·보와 같은 수자원시설물의 미세변위 탐지 및 안정성 평가에 효과적으로 사용될 것으로 기대된다. 시계열 영상레이더 간섭기법은 고정산란체를 이용하는 Persistent Scatterer InSAR(PSInSAR) 기법과 분산산란체 기반의 Small BAseline Subset(SBAS) InSAR 기법으로 대표된다. 이 연구에서는 수자원위성에 적합한 수리시설물 시계열 변위 모니터링 알고리즘 개발을 목적으로, Sentinel-1 위성의 C-band SAR 기반 시계열 레이더 간섭기법의 적용성을 평가하고 알고리즘 개발에 고려해야 할 사항들을 분석하였다. 2020년 여름 수재해가 발생한 섬진강댐과 담양댐 및 수변부를 테스트 사이트로 선정하고, 2019년부터 2021년까지의 Sentinel-1 시계열 SAR 영상에 PSInSAR와 SBAS InSAR를 적용하여 시계열 변위를 관측하였다. 댐체에서는 PSInSAR가 SBAS InSAR에 비해 신뢰할 수 있는 시계열 변위를 산출하였다. 그러나 시계열 분석 기간이 길어짐에 따라 PSInSAR 시계열 변위의 정밀도가 낮아지는 경향이 관측되었다. 수변부에서 PSInSAR는 변위 정보를 거의 제공하지 못했다. SBAS InSAR는 수변부의 시계열 변위 모니터링에 효과적이었으나, 여름철 장마 등으로 인해 레이더 간섭도의 긴밀도(coherence)가 낮아질 경우 부정확한 변위를 산출하였다. 앞으로 국내의 다양한 수자원시설물을 대상으로 Sentinel-1 위성을 이용한 시계열 변위 모니터링 알고리즘의 적용성 평가 연구가 진행될 예정이며, 연구 결과를 수자원위성의 관측 특성에 적합한 변위 탐지 알고리즘의 개발에 활용하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
• /
• pp.440-440
• /
• 2022

1970년대부터 집중 건설 된 우리나라의 다목적댐, 홍수조절댐, 용수전용댐 등의 대형 국가 수자원시설물들의 '고령화'가 급속히 진행되어 수리구조물에 대한 안정성을 주기적으로 파악할 수 있는 정밀안전모니터링 체계 구축이 시급한 시점이다. 주기적인 정밀안전모니터링 방법들 중에는 위성 등을 활용한 원격관측 기술들이 최근 시도되고 있다. 위성 영상레이더(SAR; Synthetic Aperture Radar)는 마이크로파 대역의 전자기파를 송·수신하는 능동센서로 날씨 및 주·야간에 영향을 받지 않고 지표면 관측이 가능한 장점이 있다. 특히, 고정산란체 영상레이더 간섭(PSInSAR; Permanent Scatterer Interferometry SAR)기법은 영상레이더 영상에서 긴밀도(coherence)가 상대적으로 높은 수자원시설물과 같은 고정산란체의 위상(phase) 정보를 이용하여 mm급의 측정민감도로 시계열 변위 분석이 가능하다. 또한, 여러 장의 InSAR 영상을 생성하였기 때문에 DEM 오차, 위성궤도 오차, 대기 성분에 의한 지연 오차 등을 보다 정밀하게 제거할 수 있는 장점이 있다 본 연구에서는 국내 중대형 수자원시설물의 정밀안전모니터링을 위하여 고정산란체 영상레이더 간섭 기법을 영암금호방조제, 영주댐, 소양강댐 등에 적용하여 시계열 변위 분석을 수행하였다. 2014년 11월부터 2022년 3월(현재)까지 획득된 Sentinel-1 SLC(Single Look Complex) 위성자료의 상승(Ascending) 궤도 126장 및 하강(Descending)궤도 187장을 각각 활용하였다. 두 위성궤도를 모두 활용하여 수직, 수평 변위 등 3차원 분석을 수행하였으며, 특히 소양강댐 GPS 관측 자료와 정확도 검증에서 연평균 2mm의 RMSE를 보였다. 이를 통해 위성 원격탐사 기술로도 댐, 보, 방조제와 같은 수자원시설물에 대한 시계열 변위 분석을 통한 댐 안전관리가 가능함을 보여주고 있다. 2025년 발사될 국내 C-밴드 SAR 탑재 수자원위성 개발을 통해 한반도 재방문주기를 단축시킴으로써, 한반도 전역의 수자원시설물 정밀안전진단체계 구축이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국측량학회지
• /
• 제28권4호
• /
• pp.431-439
• /
• 2010

교차간섭기법은 ERS-2와 Envisat SAR 데이터를 이용하여 긴 기선거리를 지니면서도 양질의 간섭도를 제작할 수 있다. 또한 긴 기선거리에 의해서 고도에 대한 프린지 변화율이 약 5m 내외로 계산되며 이는 매우 정밀한 DEM생성을 가능하게 한다. 본 연구에서는 ERS-2와 Envisat 교차 간섭기법으로부터 정밀한 DEM을 추출하는 효율적인 방안을 제안하였으며 경사가 매우 완만한 알라스카지역에서 교차간섭기법으로 제작된 CInSAR(Cross-Interferometry SAR) DEM과 기존에 존재하는 NED(National Elevation Dataset) DEM을 비교하였다. 연구 결과 차분 간섭도 생성과정에서 NED DEM 오차라고 생각되는 부분이 발견되었으며 이 부분에 대한 CInSAR DEM과의 고도 차이에 대한 표준편차는 2.63m로 계산되었다. 하지만 전체지역에 대해서는 NED DEM과 CInSAR DEM의 고도값 차이에 대한 표준편차는 약 1m로 NED DEM과 매우 유사한 값이 계산되었다. 이는 연구대상 지역이 매우 편평한 지형으로 양질의 DEM이 구축되어 있으므로 매우 유사한 값이 계산된 것으로 판단된다. 하지만 두 DEM에 대한 공간주파수 분석을 하였을 경우 CInSAR DEM은 약 0.08 rad/m(약 40m) 보다 고주파영역에서도 높은 파워 스펙트럼 값을 지닌 반면 NED DEM은 그렇지 못하였다. 결과적으로 16m로 해상도로 구축된 CInSAR DEM의 경우 NED DEM보다 약 2.5배 공간해상도가 높아졌으며 경사가 심하지 않은 지역에서도 정밀한 DEM이 생성되었다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제33권6_3호
• /
• pp.1215-1221
• /
• 2017

SNAP(SeNtinel's Application Platform)은 유럽우주국이 개발한 공개 소프트웨어로서, SAR(Synthetic Aperture Radar)와 광학위성을 포함한 Sentinel 위성 시리즈에서 얻은 자료를 처리하는 여러개의 Toolbox로 이루어져 있다. 이 중 S1TBX(Sentinel-1 ToolBoX)는 주로 Sentinel-1A/B 영상과 간섭기법을 처리하기 위한 프로그램으로, Graph Builder와 같은 흐름도 방식의 자료처리 기법을 제공하고 DEM(Digital Elevation Model) 자동다운로드 및 모자이크 등을 포함한 편리한 기능을 탑재하고 있다. 프로그램 업데이트가 매우 활발하여, 컴퓨터 메모리가 충분하다면 InSAR(Interferometric SAR)와 DInSAR(Differential InSAR)의 수행이 원활해 최근 전세계적으로 널리 이용되고 있다. S1TBX에는 또한 기존의 타 SAR 위성 자료 처리기능을 포함하고 있으며, 최근 버전 5 이후에는 KOMPSAT-5의 처리 기능도 추가되었다. 이 연구에서는 SNAP의 S1TBX를 이용하여 KOMPSAT-5 SAR 영상의 간섭기법을 처리한 예를 보여주고 있다. 몽골 Tavan Tolgoi 노천탄광에서는 2015년도에 KOMPSAT-5로 얻어진 DEM과 2000년에 얻어진 SRTM 1sec DEM의 차이를 분석한 결과, 15년 동안 최대 130미터 깊이를 채굴하였고 쌓아놓은 광석의 높이가 70미터를 넘는 것을 확인하였다. 남극 장보고기지 인근 빙하지역에서는 타 프로그램에서는 조석과 지형 InSAR 신호가 관찰 되었으나, 궤도오차 및 DEM 오차로 SNAP으로는 처리가 불가했다. 또한 이라크 사막지역에서 여러 장의 DInSAR 영상이 만들어졌으나 시스템 오차로 보이는 줄무늬가 coherence 영상에 다수 발견되었다. StaMPS 적용을 위한 Stack은 궤도 오차 혹은 프로그램 버그로 인하여 불가했다. 최근 SNAP의 사용자가 급증하고 있고 업그레이드가 매우 빠르기 때문에 조만간 해결될 것으로 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
• /
• pp.148-148
• /
• 2018

Land subsidence caused by excessive groundwater pumping is a serious hydro-geological hazard. The spatial variability in land use, unbalanced groundwater extraction and aquifer characteristics are the key factors which make the problem more difficult to monitor using conventional methods. This study uses the European Space Agency (ESA) Sentinel satellites to investigate and monitor land subsidence varying with different land covers and groundwater use in the arid Quetta valley, Pakistan. The Persistent Scattering Differential Interferometry of Synthetic Aperture Radar (PS-DInSAR) method was used to develop 28 subsidence interferograms of the study area for the period between 16 Oct 2014 and 06 Oct 2016 using ESA's Sentinel-1 SAR data. The uncertainty of DInSAR result is first minimized by removing the dynamic effect caused by atmospheric factors and then filtered using the radar Amplitude Dispersion Index (ADI) to select only the stable pixels. Finally the subsidence maps were generated by spatially interpolating the land subsidence at the stable pixels, the comparison of DInSAR subsidence with GPS readings showed an R 2 of 0.94 and mean absolute error of $5.7{\pm}4.1mm$. The subsidence maps were also analysed for the effect of aquifer type and 4 land covers which were derived from Sentienl-2 multispectral images. The analysis show that during the two year period, the study area experienced highly non-linear land subsidence ranging from 10 to 280 mm. The subsidence at different land covers was significantly different from each other except between the urban and barren land. The barren land and seasonally cultivated area show minor to moderate subsidence while the orchard and urban area with high groundwater extraction rate showed excessive amount of land subsidence. Moreover, the land subsidence and groundwater drawdown was found to be linearly proportional to each other.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제27권2호
• /
• pp.181-190
• /
• 2011

현재 공간해상도 약 1 m 의 고해상도 X-band SAR 위성인 독일의 TerraSAR-X와 TanDEM-X, 이탈리아의 COSMO-SkyMed가 성공적으로 발사되어 운용되고 있으며 분석 결과 우수한 성능을 보이고 있다. 국내에서도 최고 공간해상도 약 1 m 의 X-band SAR 위성인 KOMPSAT-5가 향후 발사될 예정이다. 이러한 고해상도 SAR 영상 활용이 가능해짐에 따라 SAR Interferometry(InSAR) 기술을 이용한 도심지역 모니터링이 더욱 관심을 받고 있다. 하지만 기존의 InSAR 위상 시뮬레이션 알고리즘은 도심지역에 분포하는 빌딩과 같은 인공구조물 객체에 의해 나타나는 layover 현상과 빌딩 벽면에서 산란되는 신호를 충분히 고려하지 못한다. 본 연구에서는 기존 알고리즘의 한계점을 극복하기 위하여 LIDAR DSM을 이용한 정밀 InSAR 위상과 SAR 반사강도 영상 시뮬레이션 알고리즘을 개발하였다. 대전 지역에서 획득된 TerraSAR-X spotlight 영상과 비교 분석을 통해 개발된 알고리즘의 타당성 분석을 수행하였다. 시뮬레이션 결과로 생성된 InSAR 위상과 SAR 반사강도 영상은 실제 TerraSAR-X spotlight SAR 자료로부터 생성된 결과와 매우 유사하였다. 이러한 결과는 향후 고해상도 SAR 영상을 이용한 도심지역 변화 및 변위탐지 모니터링 연구에 활용될 것이다.