• Current Optics and Photonics
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• 제2권2호
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• pp.119-124
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• 2018

The errors in retrieved aerosol backscattering coefficients due to different lidar ratios are analyzed quantitatively in this paper. The actual calculation shows that the inversion error of the aerosol backscattering coefficients using the Fernald backward-integration method increases with increasing inversion distance. The greater the error in the lidar ratio, the faster the error in the aerosol backscattering coefficient increases. For the same error in lidar ratio, the smaller actual aerosol backscattering coefficient will get the larger relative error of the retrieved aerosol backscattering coefficient. The errors in the lidar ratios for dust or the cirrus layer have great impact on the retrievals of backscattering coefficients. The interval between the retrieved height and the reference range is one of the important factors for the derived error in the aerosol backscattering coefficient, which is revealed quantitatively for the first time in this paper. The conclusions of this article can provide a basis for error estimation in retrieved backscattering coefficients of background aerosols, dust and cirrus layer. The errors in the lidar ratio of an aerosol layer influence the retrievals of backscattering coefficients for the aerosol layer below it.

• 대한원격탐사학회지
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• 제16권2호
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• pp.109-116
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• 2000

This study was carried out to assess the use of RADARSAT data which is C-band with HH polarization for the rice growth monitoring in Korea. Nine time-series data were taken by shallow incidence angle (standard beam mode 5 or 6) during rice growing season. And then, backscattering coefficients ($\sigma$$^{\circ}$) were extracted by calibration process for comparing with rice growth parameters such as plant height, leaf area index(LAI), and fresh and dry biomass. Field experimental data concerned with rice growth were collected 8 times for the ground truth at the study area, Tangjin, Chungnam, Korea. At the beginning of rice growth, backscattering coefficients were ranged from -l6~-l3dB when rice fields were not covered with rice canopy and flooded. At the maximum vegetative stage of rice, backscattering coefficients of the rice field were the highest ranging from -4.4dB~-3.1dB. The temporal variation of backscattering coefficient($\sigma$$^{\circ}$) in rice field was significant in this study. Backscattering coefficient ($\sigma$$^{\circ}$) of rice field was a little bit lower again after heading stage than before. This results show RADARSAT data is promising for rice monitoring.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.1181-1188
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• 2006

본 논문에서는 토양 표면의 레이더 후방 산란 계수와 표면 거칠기의 관계를 계산해 보고, 측정 길이에 따른 표면 거칠기 변화를 알아본 후에, 측정 길이에 따른 표면 거칠기와 레이더 후방 산란 계수의 관계를 보여준다. 이 연구 결과에 따르면, 측정 길이가 짧아져서 표면 거칠기 값의 변화가 심하다하더라도 계산된 레이더 후방 산란 계수에는 적은 영향밖에 주지 않는다는 것을 보여준다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.804-810
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• 2006

본 논문은 후방 산란 계수 및 지표면 특성(ground truth)에 대한 측정 방법을 기술하며 후방 산란 계수 측정값과 radiative transfer 이론을 적용하여 개발된 산란 모델을 비교함으로써 산란 모델의 정확성을 검증한다. R 밴드 $(1.7\sim2.0GHz)$의 주파수 대역에서 polarimetric scatterometer 시스템으로 한강생태공원의 수풀 지형에서의 후방 산란 계수를 입사 각도의 변화와 지표면 수분 함유량의 변화에 따라 측정한다. 이 측정 결과를 지표 산란 모델과 비교한 결과 동일 편파의 경우 비교적 잘 일치하며 교차 편파의 경우 보정을 해줌으로써 산란 모델의 정확성을 얻을 수 있다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제26권5호
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• pp.497-510
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• 2010

이 연구에서는 토양의 유전상수 (dielectric constant) 표면의 거칠기 (surface roughness)와 지표면의 기하 (geometric) 등과 같은 다양한 물리적 요소들의 정보를 포함하고 있는 SAR (Synthetic Aperture Radar) 자료를 이용하여 강화도 갯벌의 표층 퇴적환경을 분석하였다. JERS-1, ENVISAT과 ALOS 위성의 다양한 SAR 자료로부터 레이더 후방산란계수 (backscattering coefficient)를 추출하여 각 퇴적환경 요소들과의 관계를 파악하고 시간변화에 따른 지표의 변화 정도를 알 수 있는 긴밀도 (coherence)를 추출하여 퇴적상과 비교하였다. SAR 영상으로부터 추출한 후방산란계수와 긴밀도를 이용한 강화도 갯벌 퇴적환경 특성을 분석한 결과 높은 긴밀도를 갖는 지역은 입도가 작은 펄이 많이 포함된 펄 퇴적상이며 긴밀도가 낮을수록 큰 입도가 많이 분포하는 지역임을 알 수 있었다. 강화도 갯벌은 다른 갯벌과는 달리 조류로가 많이 발달하여 썰물 시 수분함유량에 많은 영향을 주어 모래 퇴적상과 혼합 퇴적상은 갯벌의 노출시간이 증가함에 따라 토양 수분함유량이 감소하여 후방산란계수가 점차 감소한다. 그러나 펄 퇴적상에서는 지형 고도가 높아 해수의 많은 영향을 받지 않으며 조류로의 밀도가 높기 때문에 토양 수분함유량이 감소하지만 후방산란계수가 높게 나타났다. 또한 갯벌은 토양 수분함유량뿐만 아니라 표면에 남아있는 잔존수도 많아 강우량이 많은 날은 지표 잔존수가 증가하기 때문에 비교적 후방산란계수가 낮게 나타나는 경향을 보였다. 이 연구의 결과, 긴밀도, 후방산란계수와 각 퇴적환경 요소들의 상관관계를 알 수 있었으며, 향후 강화도 갯벌 퇴적환경의 공간적 분석을 위해 각각의 요소들이 미치는 영향에 대한 정량적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제24권4E호
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• pp.132-138
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• 2005

The purpose of this study is to measure the acoustic properties of Tofu and Acorn Curd (Dotori Muk), which are possibly used as tissue mimicking materials (TMMs). Due to its availability and low cost, Tofu was suggested as a TMM by several researchers who measured only sound speed and attenuation. The acoustic properties of Tofu and Muk including the backscattering coefficient were measured in this paper. Sound speed was measured by the time shift in a pulse echo setup. Attenuation coefficients and backscattering coefficients were measured by a broadband method using both 5 MHz and 10 MHz transducers in the frequency domain. The measured acoustic properties of both Tofu and Muk are observed to be similar to those of biological tissues such as beef liver or beef heart.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권4호
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• pp.789-802
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• 2021

Synthetic Aperture Radar (SAR) at C-band is an ideal remote sensing system for crop monitoring owing to its short wavelength, which interacts with the upper parts of the crop canopy. This study evaluated the potential of dual polarimetric Sentinel-1 at C-band for monitoring rice phenology. Rice phenological variations occur in a short period. Hence, the short revisit time of Sentinel-1 SAR system can facilitate the tracking of short-term temporal morphological variations in rice crop growth. The sensitivity of SAR backscattering coefficients, backscattering ratio, and polarimetric decomposition parameters on rice phenological stages were investigated through a time-series analysis of 33 Sentinel-1 Single Look Complex images collected from 10th April to 25th October 2020 in Gimhae, South Korea. Based on the observed temporal variations in SAR parameters, we could identify and distinguish the phenological stages of the Gimhae rice growth cycle. The backscattering coefficient in VH polarisation and polarimetric decomposition parameters showed high sensitivity to rice growth. However, amongst SAR parameters estimated in this study, the VH backscattering coefficient realistically identifies all phenological stages, and its temporal variation patterns are preserved in both Sentinel-1A (S1A) and Sentinel-1B (S1B). Polarimetric decomposition parameters exhibited some offsets in successive acquisitions from S1A and S1B. Further studies with data collected from various incidence angles are crucial to determine the impact of different incidence angles on polarimetric decomposition parameters in rice paddy fields.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권6_3호
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• pp.1383-1398
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• 2018

해상풍은 복잡한 해양 현상을 이해하는 데 가장 기초 요소 중 하나이다. 1990년대 초부터 산란계를 활용하여 전세계 바람장 자료를 생산해왔지만, 낮은 해상도로 인해 해양 연구에 제한적으로 사용되었다. Synthetic Aperture Radar(SAR)는 이러한 한계점을 보완하여 고해상도의 바람장 자료 생산이 가능하다. KOMPSAT-5는 한반도 최초의 X-band SAR 탑재 인공위성으로 고해상도 해상풍 산출이 가능하다. 본 연구는 KOMPSAT-5 후방산란계수 자료를 활용하여 산출한 해상풍의 검증 결과를 최초로 제시하였다. 18장의 KOMPSAT-5 ES 모드 자료를 수집하여 해양 부이와의 일치점 데이터베이스를 생산하였다. 정확한 해상풍 산출을 위해 육지 화소, 스페클 잡음, 선박 화소를 제거하는 전처리 과정을 거쳤고, 해양 부이 실측 자료에 Liu-Katsaros-Businger (LKB) 모델을 통해 10-m 중성 바람으로 변환하여 기준 자료로 활용하였다. XMOD2를 활용하여 산출한 해상풍은 후방산란계수 산출식에 따라 $2.41-2.74m\;s^{-1}$의 평균 제곱근 오차를 보였다. 분석 결과 KOMPSAT-5 후방산란계수 자료를 활용하여 해상풍을 산출하는 경우, 대기 중력파, 파랑, 내부파를 포함한 해양 기상 환경과 레인지 모호성(range ambiguity), 입사각의 이산적 불연속적 분포를 포함한 영상 품질에 의한 잠재적 오차 요인이 존재함을 규명하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권3호
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• pp.211-224
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• 2023

본 연구에서는 합성개구레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR) 기반의 식생을 고려하는 후방산란모델 Water Cloud Model (WCM)을 활용한 토양수분 산정 연구를 수행하였다. 금강 상류의 용담댐유역을 포함한 40 × 50 km² 영역의 Sentinel-1 SAR 및 Sentinel-2 MSI (Multi-Spectral Instrument) 영상을 수집하여 연구에 활용하였다. WCM의 식생변수로는 Sentinel-1 기반의 식생지수 RVI (Radar Vegetation Index), 탈분극비(Depolarization Rario, DR)와 Sentinel-2 기반의 NDVI (Normalized Difference Vegetation Index)를 활용하였다. WCM의 정모델링(forward modeling)은 토양수분과 후방산란계수의 특성이 유사한 3개 Group으로 나누어 수행하였다. 토양수분과 후방산란계수의 선형적인 관계가 명확할수록 Group의 모의 성능이 더 높게 나타났으며, 식생지수 별로는 NDVI, RVI, DR 순으로 정확도가 높았다. 토양수분을 모의하기 위해 모의된 후방산란계수를 반전(inversion)하였으며, 모의 성능은 정모델링 결과와 비례하였다. WCM 모의의 오류는 실측 후방산란계수 기준 약 -12dB를 기점으로 증가하는 양상을 보였다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2006년도 추계학술발표회
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• pp.187-191
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• 2006

적조 종에 따라 해색이 다르다는 점에 착안해 해색 모델로부터 적조 종을 역 추정하는 기술을 개발하는데 있어 기본 입력 변수가 되는 적조 생물에 관한 광학적 특성(흡수, 역산란 특성)을 연구하였다. 실험실 수준에서의 적조 생물의 광특성을 조사하기 위해서 남해에서 채취 된 21종의 적조 생물을 배양하고 spectrophotometer를 이용해 광합성 색소에 의한 흡수계수(absorption coefficient, a)와 역산란 계수 (backscattering coefficient, $b_b$)를 측정하였다. 또한 spectrophotometer를 이용해 측정된 흡수 및 역산란 계수와 클로로필 농도를 이용하여 비 흡광계수 $(a^*)$와 비역산란계수$(b_b^*)$를 계산하였으며 이들 스펙트럼의 모양과 값을 비교하였다. 적조 생물 종에 따른 $a^*$은 파장대 440nm 에서 $0.005-0.06m^2/mg$의 값을 가지며, $b_b^*$의 범위는 $10^{-2}\sim10^{-4}m^2/mg$로 종간 약 100배의 차이가 있었다. 이와 같이 적조생물 종에 따라 스펙트럼의 모양과 값에서 차이를 나타냈으며 21종의 적조 생물 중에서 해색 스펙트럼으로 종간 구분이 가능한 종은 7-8 종이었다. 이 결과는 해색모델 개발에 있어 입력변수로 활용될 것이다.