Water body extraction is significant for flood disaster monitoring using satellite imagery. Conventional methods have focused on finding an index, which highlights water body and suppresses non-water body such as vegetation or soil area. The Normalized Difference Water Index (NDWI) is typically used to extract water body from satellite images. The drawback of NDWI, however, is that some man-made objects in built-up areas have NDWI values similar to water body. The objective of this paper is to propose a new method that could extract correctly water body with built-up areas in before and after images of flood. We first create a two-element feature vector consisting of NDWI and a Near InfRared band (NIR) and then select a training site on water body area. After computing the mean vector and the covariance matrix of the training site, we classify each pixel into water body based on Mahalanobis distance. We also register before and after images of flood using outlier removal and triangulation-based local transformation. We finally create a change map by combining the before-flooding water body and after-flooding water body. The experimental results show that the overall accuracy and Kappa coefficient of the proposed method were 97.25% and 94.14%, respectively, while those of the NDWI method were 89.5% and 69.6%, respectively.
Kim, Soo-Jin;Suh, Kyo;Kim, Sang-Min;Lee, Kyung-Do;Jang, Min-Won
Journal of Korean Society of Rural Planning
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v.19
no.3
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pp.51-59
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2013
The objective of this study was to make a map of farmland vulnerability to flood inundation based on morphologic characteristics from the flood-damaged areas. Vulnerability mapping based on the records of flood damages has been conducted in four successive steps; data preparation and preprocessing, identification of morphologic criteria, calculation of inundation vulnerability index using a fuzzy membership function, and evaluation of inundation vulnerability. At the first step, three primary digital data at 30-m resolution were produced as follows: digital elevation model, hill slopes map, and distance from water body map. Secondly zonal statistics were conducted from such three raster data to identify geomorphic features in common. Thirdly inundation vulnerability index was defined as the value of 0 to 1 by applying a fuzzy linear membership function to the accumulation of raster data reclassified as 1 for cells satisfying each geomorphic condition. Lastly inundation vulnerability was suggested to be divided into five stages by 0.25 interval i.e. extremely vulnerable, highly vulnerable, normally vulnerable, less vulnerable, and resilient. For a case study of the Jinju, farmlands of $138.6km^2$, about 18% of the whole area of Jinju, were classified as vulnerable to inundation, and about $6.6km^2$ of farmlands with elevation of below 19 m at sea water level, slope of below 3.5 degrees, and within 115 m distance from water body were exposed to extremely vulnerable to inundation. Comparatively Geumsan-myeon and Sabong-myeon were revealed as the most vulnerable to farmland inundation in the Jinju.
Since the release of Meta's Segment Anything Model (SAM), a large-scale vision transformer generation model with rapid image segmentation capabilities, several studies have been conducted to apply this technology in various fields. In this study, we aimed to investigate the applicability of SAM for water bodies detection and extraction using the QGIS Geo-SAM plugin, which enables the use of SAM with satellite imagery. The experimental data consisted of Compact Advanced Satellite 500 (CAS500)-1 images. The results obtained by applying SAM to these data were compared with manually digitized water objects, Open Street Map (OSM), and water body data from the National Geographic Information Institute (NGII)-based hydrological digital map. The mean Intersection over Union (mIoU) calculated for all features extracted using SAM and these three-comparison data were 0.7490, 0.5905, and 0.4921, respectively. For features commonly appeared or extracted in all datasets, the results were 0.9189, 0.8779, and 0.7715, respectively. Based on analysis of the spatial consistency between SAM results and other comparison data, SAM showed limitations in detecting small-scale or poorly defined streams but provided meaningful segmentation results for water body classification.
The wind resource potentials of South Korea are estimated as preliminary stage using the national wind map which has been being established by numerical wind simulation and GIS (Geographical Information System) exclusion analysis. The wind resource potentials are classifying into theoretical, geographical, technical and implementation potentials and the calculation results are verified by comparing to other countries' potentials. In GIS exclusion, urban, road, water body, national parks and steep slope area are excluded from onshore geographical potential while water depth and offshore distance from the shoreline are applied s offshore exclusion conditions. To estimate implementation potential, dissemination records of European countries are adopted which is about 1/8 of geographical potential.
The wind resource potentials of South Korea are estimated as preliminary stage using the national wind map which has been being established by numerical wind simulation and GIS (Geographical Information System) exclusion analysis. The wind resource potentials are classifying into theoretical, geographical, technical and implementation potentials and the calculation results are verified by comparing to other countries' potentials. In GIS exclusion, urban, road, water body, national parks and steep slope area are excluded from onshore geographical potential while water depth and offshore distance from the shoreline are applied as offshore exclusion conditions. To estimate implementation potential, dissemination records of European countries are adopted which is about 1/8 of geographical potential. The implementation potential of South Korea would correspond 12.5GW which is 1.7 times of the national wind energy dissemination target until 2030.
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2022.05a
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pp.144-144
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2022
Identifying waterbody from remote sensing images, namely water detection, helps understand continuous redistribution of terrestrial water storage and accompanying hydrological processes. It also allows us to estimate available surface water resources and help effective water management. For this problem, NDWI (Normalized Difference Water Index) and MNDWI (Modified Normalized Difference Water Index) are widely used. Although remote sensing indexes can highlight remote sensing image in the water, the noise and the spatial information of the remote sensing image are difficult to be considered, so the accuracy is difficult to be compared with the visual interpretation (the most accurate method, but it requires a lot of labor, which makes it difficult to apply). In this study, we attempt to improve existing NDWI and MNDWI to better water detection. We establish waterbody database of South Korea first and then used it for assessing waterbody indices.
Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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v.38
no.2
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pp.87-95
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2020
South korea has been developing and managing the complete dimensions, around the rivers to rapid economic growth. In Korea, where water resources are scarce, administration and work are complicated and diversified in the computerization of related facilities and hydrologic data due to the indiscriminate development of river facilities. In general, dividing the water system based on object in remote sensing is relatively accurate in the image with the same spectral characteristics. However, the distinction between the reservoir and the river must be made manually due to the characteristics of remote sensing. Therefore, this study performed three classifications using GIS (Geographic Information System) to classify reservoirs and rivers. For the purpose of accuracy analysis, the land cover map provided by EGIS (Environmental Geographic Information Service) was used to evaluate the accuracy, and the average of 85.63% was found to be 75.40% of rivers, 89.50% of reservoirs, and 92.00% of others.
Since land pixels often generate false alarms in ship detection using Synthetic Aperture Radar (SAR), land masking is a necessary step which can be processed by a land area map or water database. However, due to the continuous coastline changes caused by newport, bridge, etc., an updated data should be considered to mask either the land or the oceanic part of SAR. Furthermore, coastal concrete facilities make noise signals, mainly caused by side lobe effect. In this paper, we propose two methods. One is a semi-automatic water body data generation method that consists of terrain correction, thresholding, and median filter. Another is a dynamic land masking method based on water database. Based on water database, it uses a breadth-first search algorithm to find and mask noise signals from coastal concrete facilities. We verified our methods using Sentinel-1 SAR data. The result shows that proposed methods remove maximum 84.42% of false alarms.
An experimental investigation of the flow over the rectangular body located in close proximity to a ground board was reported using the particle image velocimetry (PIV) technique. The present experiments were conducted in a closed-loop open surface water channel with the Reynolds number, $Re_H=1.2{\times}10^4$ based on the model height. In addition to the PIV measurements, flow visualization studies were also carried out. The PIV technique provided instantaneous and time-averaged velocity vectors map, vorticity contours, streamline topology and turbulent quantities at various locations in the near wake. In the vertical symmetry plane, the upperbody flow is separated from the sharp top leading edge of the model and formed a large reverse flow region on the upper surface of the model. The flow structure downstream of the model has asymmetric double vortices. In the horizontal symmetry plane, identical separated flow regions occur on both vertical side walls and a pair of primary recirculatory bubbles dominates the wake region.
To assess the flood damages and to provide necessary information for preventing future catastrophe, it is necessary to appraise the inundated area with more accurate and rapid manner. This study attempts to evaluate the potential of satellite synthetic aperture radar (SAR) data for mapping of flood inundated area in southern part of Korea. JERS L-band SAR data obtained during the summer of 1997 were used to delineate the inundated areas. In addition, Landsat TM data were also used for analyzing the land cover condition before the flooding. Once the two data sets were co-registered, each data was separately classified. The water surface areas extracted from the SAR data and the land cover map generated using the TM data were overlaid to determine the flood inundated areas. Although manual interpretation of water surfaces from the SAR image seems rather simple, the computer classification of water body requires clear understanding of radar backscattering behavior on the earth's surfaces. It was found that some surface features, such as rice fields, runaway, and tidal flat, have very similar radar backscatter to water surface. Even though satellite SAR data have a great advantage over optical remote sensor data for obtaining imagery on time and would provide valuable information to analyze flood, it should be cautious to separate the exact areas of flood inundation from the similar features.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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