• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 1998년도 Proceedings of International Symposium on Remote Sensing
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• pp.399-403
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• 1998

Absorption coefficient per mass unit of particles, specific absorption coefficient, is one of main parameters in developing algorithms for ocean color remote sensing. Specific absorption coefficient of chlorophyll (a$^*_{ph}$) and suspended sediment (SS) were analyzed by "wet filter technique" and "Kishino method" for data sets observed in the Yellow and Mediterranean Seas. A new data-recovering method for the filter technique was also developed using spectrum slopes. This method recovered the baseline of spectrum that was often missed in the Kishino method. High a$^*_{ph}$($\lambda$) values in the oligotrophic Mediterranean Sea and low values in the Yellow Sea were observed, spanning over the range of 0.02 to 0.12 $m^2$/mg, at the chlorophyll maximum absorption wavelength 440nm. The empirical relationship between a$^*_{ph}$ and chlorophyll concentration was found to fit a power function, which was slightly different from that proposed by Bricaud et ai. (1995). Absorption specific coefficients for suspended sediment (a$^*_{SS}$) didn't show any relationship with concentrations of suspended sediment. However, the average value of a$^*_{SS}$ at 440nm was close to the specific absorption coefficient of soil (loess) measured by Ahn (1990). The more-pronounced variability of a$^*_{SS}$ than a$^*_{ph}$ perhaps can explain more wide range of size-distribution for SS, which were determined by their specific gravity and agitation of water mass in the sea surface.

• 한국항해항만학회지
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• 제35권4호
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• pp.323-334
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• 2011

Suspended and sinking particles were collected in austral summer during ODP Leg 119 to the Indian Ocean sector of the Antarctic Ocean. Field work was carried out at four sampling sites in Prydz Bay. Two of these sites were located in the Outer Bay, and two in the Inner Bay. At the four locations, a total of ten deployments of a sediment trap array were made. The concentrations of chlorophylls and their degradation products both in suspended and sinking particulate matter in Prydz Bay were analyzed using HPLC. Chlorophylls a and c were the dominant algal pigments both in suspended and sinking particles. Because of the abundance of fecal pellets at Site 740, the mean fluxes at 200 m averaged 6 fold greater than that at 50 m. This implies that a dense swarm of zooplankters, presumably large copepods and/or salps, may "feed and excrete" mainly in between 100-200 m depths at this site, closest to land in Prydz Bay. Interestingly, The flux of phaeophorbide a was generally similar in magnitude to that of chlorophyll a throughout the study areas. This is an evidence that materials escaping from near-surface regions in austral summer derive mainly from the gazing of zooplankters. "New production" from sediment-trapped CHL pigment fluxes in Prydz Bay was estimated using f-ratio of 0.15, ranging from 520 to $1,605\;{\mu}gC\;m^{-2}\;day^{-1}$.

• Environmental Engineering Research
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• 제17권3호
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• pp.167-174
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• 2012

In situ particle size spectra are obtained from two sequent cruises in order to evaluate the physical consequences of suspended particulate matters caused by episodic storm runoff from the Santa Ana River watershed, an urbanized coastal watershed. Suspended particles from various sources including surface runoff, near-bed resuspension, and phytoplankton are identified in empirical orthogonal function (EOF) analysis and an entropy-based parameterization (Shannon entropy). The first EOF mode is associated with high turbidity and fine particles as indicated by the elevated beam attenuation near the Santa Ana River and Newport Bay outlets, and the second EOF mode explains the suspended sediment dispersal and particle coarsening at the near-surface plume. Chlorophyll particles are also distinguished by negative magnitudes of the first EOF mode, which is supported by the relationship between fluorescence and beam attenuation. The integrated observation between the first EOF mode and the Shannon entropy index accentuates the characteristics of two different structures and/or sources of sediment particles; the near-surface plumes are originated from runoff water outflow, while the near-bottom particles are resuspended due to increased wave heights or mobilizing bottom turbidity currents. In a coastal pollution context, these methods may offer useful means of characterizing particle-associated pollutants for purposes of source tracking and environmental interpretation.

• 한국수산과학회지
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• 제31권2호
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• pp.176-185
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• 1998

서식 환경 조사 결과 수온은 1992년에는 웅촌이, 1993 년에는 송도가 높았으며, 염분은 1992년 1월에서 5월을 제외하고는 송도 양식장이 더 높았다. 부유물질과 chlorophyll a 함량 및 저질내 COD는 송도가 높았고, DO, DIP, DIN 및 저질내 총황화물은 웅촌이 높았다. 피조개의 성장과 생리 상태를 분석한 결과, 성장, 연체부지수, 체내 글리코겐 함량과 헤모글로빈 함량 모두 송도의 피조개가 높은 수치를 나타내었다. 또한 송도의 피조개가 생식소 발달도 빨랐다. 본 시험에서 피조개 성장과 생리상태에 영향을 미치는 가장 큰 환경 요인은 먹이생물의 양과 저질의 총황화물량으로 추정되었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제14권4호
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• pp.353-365
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• 1998

해수 중에서 클로로필을 포함하는 식물성 플랑크톤 미생물 입자와 그 외 모든 부유입자의 단위 질량 당 광 흡수계수의 크기, 즉 "비흡광계수"는 ocean color 원격탐사 기술개발에서 가장 중요한 요소 중의 하나이다. 분석방법으로는 spectrophotpmeter을 사용한 "젖은 필터법"과 "Kishino법"을 사용하였다. 황해에서는 직접 광학적 관측으로, 지중해에서는 과거의 databank를 활용하여 클로로필(ph)과 부유침전물(ss)의 "비흡광수계수"($a^{*}_{ph}$ 및 $a^{*}_{ss}$)가 분석되었다. 그리고 필터법에서 측정 중 baseline의 변동에 의하여 발생하기 쉬운 측정오차를 제거하기 위한 새로운 분석방법을 제안하였다. 이것은 흡광 스펙트럼의 기울기를 이용한 것으로, 필터 technique 와 Kishno method에서 간혹 발생하는 baseline의 변경을 완전하게 복구할 수 있게 되었다. 식물성 플랑크톤의 광흡수 파장인 440nm에서 분석한 결과, 비흡광계수는 지중해의 빈 영양해에서 큰 값이 얻어졌으며, 서해 및 남해의 부 영양해에서는 아주 낮은 값이 관측되었다. 즉, 관측 값의 범위는 약 0.01 - 0.12 $m^2$/mg 이며, 해수의 영양 등급이 낮을수록 그 값은 증가하는 r서으로 밝혀졌다. 클로로필 농도와 440nm의 비흡광수계수 관계를 희귀 분석한 결과 이들 관계는 지수 함수적으로 표현되며 ($a^{*}_{ph}=0.039 ^{-0.369}$), Bricaud(1995)의 연구결과와 거의 일치되는 것으로 나타났다. 반면에 부유침전물의 비흡광계수는 클로로필 입자와는 다르게 그 자신의 농도와는 별다른 관계를 나타내지 않았다. 그러나 서해 연안해수의 부유침전물의 흡광 스펙트럼의 특징은 Ahn(1990)이 측정한 유상 토양입자의 흡광 스펙트럼과 아주 유사한 거승로 나타났으며 그 값의 범위는 0.005 - 0.08$m^2$/g였다. 그리고 클로로필 입자 보다 훨씬 다양한 침전 부유입자의 광특성은 유기입자와 광물질의 혼합비에 의한 것으로 사료되며 그 외 해수 중에서 생물입자 size 분포 보다 더 광범위한 분포와 다양한 환경(입자의 비중, 해상의 바람, 저질상태, 수심 등)에 의한 것으로 추정되었다.

• 한국환경과학회지
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• 제10권6호
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• pp.431-436
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• 2001

Variations in phytoplankton concentrations result from changes of the ocean color caused by phytoplankton pigments. Thus, ocean spectral reflectance for low chlorophyll waters are blue and high chlorophyll waters tend to have green reflectance. In the Korea region, clear waters and the open sea in the Kuroshio regions of the East China Sea have low chlorophyll. As one moves even closer In the northwestern part of the East China Sea, the situation becomes much more optically complicated, with contributions not only from higher concentration of phytoplankton, but also from sediments and dissolved materials from terrestrial and sea bottom sources. The color often approaches yellow-brown in the turbidity waters (Case Ⅱ waters). To verify satellite ocean color retrievals, or to develop new algorithms for complex case Ⅱ regions requires ship-based studies. In this study, we compared the chlorophyll retrievals from NASA's SeaWiFS sensor with chlorophyll values determined with standard fluorometric methods during two cruises on Korean NFRDI ships. For the SeaWiFS data, we used the standard NASA SeaWiFS algorithm to estimate the chlorophyll_a distribution around the Korean waters using Orbview/ SeaWiFS satellite data acquired by our HPRT station at NFRDl. We studied In find out the relationship between the measured chlorophyll_a from the ship and the estimated chlorophyll_a from the SeaWiFs satellite data around the northern part of the East China Sea, in February, and May, 2000. The relationship between the measured chlorophyll_a and the SeaWiFS chlorophyll_a shows following the equations (1) In the northern part of the East China Sea. Chlorophyll_a =0.121Ln(X) + 0.504, R²= 0.73 (1) We also determined total suspended sediment mass (55) and compared it with SeaWiFS spectral band ratio. A suspended solid algorithm was composed of in-.situ data and the ratio (L/sub WN/(490 ㎚)L/sub WN/(555 ㎚) of the SeaWiFS wavelength bands. The relationship between the measured suspended solid and the SeaWiFS band ratio shows following the equation (2) in the northern part of the East China Sea. SS = -0.703 Ln(X) + 2.237, R²= 0.62 (2) In the near future, NFRDI will develop algorithms for quantifying the ocean color properties around the Korean waters, with the data from regular ocean observations using its own research vessels and from three satellites, KOMPSAT/OSMl, Terra/MODIS and Orbview/SeaWiFS.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 1999년도 Proceedings of International Symposium on Remote Sensing
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• pp.381-385
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• 1999

As an example of many possible applications of OSMI data, we present a method to detect red tides. In Korean waters, red tides usually occur in the South Sea where the turbidity is usually high due to strong tidal mixing in the shallow sea. The conventional case 1 chlorophyll algorithm cannot be applied since it cannot distinguish chlorophyll from SS (suspended sediments). In October 1998, a red tide outbreak occurred off the coast of Kunsan. We analyzed the SeaWiFS data of the outbreak. The standard SeaWiFS chlorophyll algorithm OC2 was poor in identifying the red tides. However, comparison of spectra of normalized water-leaving radiance indicates that red tide pixels can be distinguished from sediment-laden pixels. Channel 443 and 555 were effective in showing the spectral characteristics. We suggest K490 algorithm as an example in summarizing the information of the spectra and thereby in distinguishing the red tide pixels. Further development is desirable.

• 대한원격탐사학회지
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• 제15권4호
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• pp.321-327
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• 1999

As an example of many possible applications of OSMI data, we present a method to detect red tides. In Korean waters, red tides usually occur in the South Sea where the turbidity is usually high due to strong tidal mixing in the shallow sea. The conventional case 1 chlorophyll algorithm cannot be applied since it cannot distinguish chlorophyll from SS (suspended sediments). In October 1998, a red tide outbreak occurred off the coast of KunSan. We analyzed the SeaWiFS data of the outbreak. The standard SeaWiFS chlorophyll algorithm OC-2 was poor in identifying the red tides. However, comparison of spectra of normalized water-leaving radiance indicates that red tide pixels can be distinguished from sediment-laden pixels. Channel 443 and 555 were effective in showing the spectral characteristics. We suggest K490 algorithm as an example in summarizing the information of the spectra and thereby in distinguishing the red tide pixels. Further development is desirable.

• 대한원격탐사학회지
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• 제30권6호
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• pp.809-816
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• 2014

Ocean Color product들은 해양 생태계를 이해하기 위해 중요한 변수이다. 고위도 지역에서는 해빙이 바다로 유입되어 ocean color product에 광학적인 영향을 미친다. 본 연구에서는 북극 다산기지 근해의 피요르드에 대한 광학적 특성을 평가하고 높은 공간해상도를 가진 Landsat-8 OLI 영상의 엽록소-a(chlorophyll-a)와 부유물질(suspended sediment) 농도를 산출하고자 한다. 엽록소-a와 부유물질 농도를 추정하기 위해서 band ratio를 이용한 다양한 회귀 모델을 테스트했다. 위성영상과 관측된 실측 값과의 시간적인 차이 때문에 사용된 회귀모델은 높은 상관관계를 가지지는 못하였다. 하지만 Landsat-8 OLI 영상을 이용한 모델에서 생산된 엽록소-a와 부유물질 농도는 북극해 주변 피요르드와 해안지역에 대한 고해상도 위성 데이터를 활용한 모니터링 가능성을 보여주었다. 북극해 주변의 기후변화 패턴을 이해하기 위해서는 해양 생태계 변화에 ice meltig이 어떠한 영향을 미치는지를 이해하는 것이 필요하다. 본 연구의 결과는 고위도지역에서 ice melting이 해양생태계 변화에 미치는 영향을 고해상도로 모니터링을 하는데 사용된다. 극지연구소는 2002년부터 스발바드 다산기지을 운영하고 있으며 한국의 북극 기지를 기반으로 연구를 수행하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제26권2호
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• pp.189-207
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• 2010

GOCI(정지궤도 해색센서) 해수환경분석 알고리즘들은 해양 광 특성 현장관측 자료들을 이용하여 개발되었다. 사용된 자료는 1998년부터 2009년까지 한반도 주변 해역에서 총 1348개 정점에서 얻어진 엽록소 농도(Chl-a), 부유물 농도(SS), 용존유기물의 흡광계수($a_{dom}$), 원격반사도($R_{rs}$) 현장자료들이다. GOCI 엽록소 농도 산출 알고리즘(GOCI Chl-a)은 부유물과 용존유기물의 영향을 모두 고려하고 네 개의 원격반사도 밴드비를 이용하여 개발하였다. GOCI Chl-a 알고리즘은 다른 알고리즘들보다 현장관측자료에 근사한 엽록소 농도 값을 산출하였다. SeaWiFS 영상자료에서 GOCI Chl-a 알고리즘은 SeaWiFS 표준 엽록소 산출 알고리즘들보다 평균 46 % 정도 보정된 엽록소 농도 값을 산출하였다. GOCI 부유물 농도 산출 알고리즘(GOCI SS)은 보편적인 두 개의 원격반사도 밴드비를 사용하지 않고, Ahn et al.(2001)의 원격반사도 단일밴드 방법을 사용하여 개발하였다. GOCI 용존유기물 산출 알고리즘(GOCI $a_{dom}$)은 원격반사도 밴드비 $R_{rs}(412)/R_{rs}(555)$와 $a_{dom}(\lambda)$)의 상관관계를 이용하여 개발하였다. GOCI 엽록소 형광 알고리즘과 GOCI 적조분석 알고리즘은 Ahn and Shanmugam(2007)와 Ahn and Shanmugam(2006)의 연구들에 의해 각각 개발되었다. 2010년 6월경에 GOCI의 성공적인 발사가 이루어지면 추후 GOCI 자료의 검보정 연구를 통해 개발된 알고리즘들의 문제점을 분석하고, 한반도 주변 해역의 해양 광 특성 현장자료의 지속적인 업데이트를 통한 알고리즘들의 개선작업이 이루어질 것이다.