• 대한원격탐사학회지
• /
• 제39권6_1호
• /
• pp.1211-1224
• /
• 2023

구름은 광학위성을 이용한 국토 관측 및 재난 대응, 변화 탐지 등 지표의 현상을 관측하는데 있어 많은 어려운 문제를 야기한다. 구름의 존재는 영상 처리 단계 뿐만 아니라 최종적으로는 데이터의 품질에 영향을 미치므로 이를 반드시 식별하고 제거하는 과정이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 위성영상 내 구름의 분광패턴에 가장 근접한 화소를 탐색 및 추출해 최적의 임계값을 선정하고 임계값을 바탕으로 구름 산출물을 제작하는 일련의 과정을 자동으로 수행하는 새로운 구름 탐지 기법을 개발하고자 하였다. 구름 탐지 기법은 크게 세 단계로 구성된다. 첫 번째 단계에서는 Digital Number (DN) 단위 영상을 대기상층 반사율 단위로 변환하는 과정을 수행한다. 두 번째 단계에서는 대기상층 반사율 영상을 이용하여 Hue-Value-Saturation (HSV) 변환 및 삼각형 임계 처리, 최대우도 분류 등의 전처리를 적용하고 각 영상별로 초기 구름 마스크 생성을 위한 임계값을 결정한다. 세번째 후처리 단계에서는 생성된 초기 구름 마스크에 포함된 노이즈를 제거하고 구름 경계 및 내부를 개선한다. 구름 탐지를 위한 실험 자료로 구름의 공간적, 계절적 분포의 다양성을 보여주는 4~11월 시기에 한반도 지역에서 촬영된 국토위성 L2G 영상을 사용하였다. 제안 방법의 성능을 검증하기 위해 단일 임계화 방법으로 생성된 결과를 비교하였다. 실험 결과, 제안 방법은 기존 방법과 비교하여 전처리 과정을 통해 각 영상의 방사학적 특성을 고려할 수 있어 보다 정확하게 구름을 검출할 수 있었다. 또한, 구름 개체를 제외한 나머지 밝은 물체(판넬식 지붕, 콘크리트 도로, 모래 등)의 영향을 최소화하는 결과를 보여주었다. 제안 방법은 기존 방법 대비 F1-score 기준으로 30% 이상의 개선된 결과를 보여주었으나 눈이 포함된 특정 영상에서 한계점이 있었다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제39권5_3호
• /
• pp.997-1008
• /
• 2023

해상의 선박탐지는 다양한 방법으로 수행될 수 있는데, 위성은 광역적인 감시가 가능하고, 특히 합성개구레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR) 영상은 주야간 및 전천후로 활용될 수 있다. 본 연구에서는 SAR 영상으로부터 효율적인 선박 탐지 방법을 제시하기 위하여, Sentinel-1 영상에 You Only Look Once Version 5 (YOLOv5) 모델을 적용하여 선박 탐지를 수행하고, 편파별 개별 모델과 통합 모델의 차이 및 편파별 정확도 특성을 분석하였다. 파라미터가 작고 가벼운 YOLOv5s와 파라미터가 많지만 정확도가 높은 YOLOv5x 두가지 모델에 대하여 각각 (1) HH, HV, VH, VV 각 편파별로 나누어 학습/검증 및 평가 그리고 (2) 모든 편파의 영상을 사용하여 학습/검증 및 평가를 실시한 결과, 네 가지 실험에서 모두 0.977 ≤ AP@0.5 ≤ 0.998의 비슷하면서 매우 높은 정확도를 나타냈다. 이러한 결과를 현업시스템의 관점에서 보면, 가벼운 YOLO 모델(YOLOv5s, YOLOv8s 등)로 4개 편파 통합 모델을 구축하는 것이 실시간 선박탐지에 효과적임을 시사하는 것이다. 이 실험에서 사용한 영상은 19,582장이었지만, Sentinel-1 이외에도 Capella, ICEYE 등 다른 SAR 영상을 추가적으로 활용한다면, 보다 더 유연하고 정확한 선박 탐지 모델이 구축될 수 있을 것이다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제41권2호
• /
• pp.129-136
• /
• 2020

가뭄은 일반적으로 장기간에 걸쳐 물 공급이 부족하여 나타나는 환경 재앙 중 하나로 대부분 넓은 지역에 걸쳐 나타난다. 원격탐사 자료는 이러한 넓은 지역에서 나타나는 가뭄 모니터링에 적합한 방법이다. 따라서 이 연구에서는 강원도 소양호 지역의 Landsat 위성 영상 자료를 활용하여 약 30년(1985-2015) 동안의 소양호 면적을 산출하고 이를 가뭄 패턴과 분석하였다. 특히 ISODATA, Maximum likelihood 및 인공신경망을 활용하여 Landsat 영상을 분류하여 소양호 면적을 산출하였다. 또한 가뭄 패턴을 분석하기 위하여 산출된 호수 면적과 소양호 지역의 강수량을 활용한 표준강수지수(Standardized Precipitation Index: SPI)와의 상관관계를 분석하였다. 영상 분류 연구 결과, ISODATA, Maximum likelihood 및 인공신경망 방법 중에서 호수 면적 산출의 최적의 방법은 인공신경망 방법임을 알 수 있었다. 또한, 인공신경망 방법을 적용하여 산출한 호수 면적과 SPI와의 상관관계 분석 결과 R² 값이 0.52를 가진다. 즉, SPI지수가 낮을 때 호수 면적이 감소하는 것을 알 수 있었다. 즉 호수 면적 변화를 통하여 소양호 지역의 가뭄 상태 감지 및 모니터링이 가능하다는 것을 알 수 있었다. 이 연구는 향후 지역 가뭄 모니터링 프로그램 개발 등에 사용이 가능할 것이다.

• 한국지역지리학회지
• /
• 제9권4호
• /
• pp.519-533
• /
• 2003

미전역에 걸쳐 80년대 중반부터 시행된 미농지보전 프로그램(CRP)은 1992년까지 약 1480만 헥타르에 이르는 농경지를 초지, 임지, 삼림, 또는 기타 보전용도로 전환하였다. CRP 시행에 의한 한 가지 주요결과는 수백만 헥타르에 이르는 초지를 확보함으로써 야생동물을 위한 잠재서식처 면적을 현저하게 증가시킨 점이다. 본 연구는 CRP 시행에 따른 자연경관의 공간구조변화를 지역적으로 살펴보고자 하였다. 이를 위해, 계절별 Landsat Thematic Mapper 자료를 이용하여 캔자스주 남서부 6개 카운터에 대한 CRP 시행 이전과 이후의 경지 및 초지분포 지도를 생성하였다. 다음으로, 분류후 차이분석기법(post-classification differencing)을 적용하여 경지에서 초지로 전환된 지역의 분포를 파악해내었다. 공간구조분석 프로그램 FRAGSTATS을 이용하여 지표피복의 공간패턴을 나타내는 10개 주요 총계지표를 계산함으로써 CRP 시행에 따르는 경관구조변화를 살펴보았다. 연구지역에 미친 CRP의 주요 영향은 전반적으로 자연초지 분포의 분절화가 현격하게 감소했다는 것이다. 야생동물 서식처관리의 측면에서 CRP 초지의 도입은 지편(地片)의수, 평균 지편 크기, 지편 내부면적 등을 크게 증가시키는 효과를 낳았다. 또한, CRP 시행은 녹지간 연결성 및 결합도를 높였는데, 이는 넓게 연속된 서식처를 요하는 종들을 보호하는 데에 잠재적인 가치를 지닐 것으로 보인다. 끝으로, CRP는 이웃한 녹지간 거리를 감소시킴으로써 생물종들의 녹지간 이동을 용이하게 할 것이다. CRP 시행은 캔자스주남서부 지역의 자연공간구조를 현저히 변화시킨 주요요인으로 나타났으며, 이는 향후 야생동물 서식처 보호를 위한 중요한 의미를 갖는다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.633-638
• /
• 2018

우리는 각종 언론 보도를 통해 북한 내 식량난의 심각성을 지속적으로 전달받고 있다. 최근 들어서는 그 심각성이 날로 높아져 국제기구와 구호단체에서도 우려의 목소리가 커지고 있다. 식량난과 땔감의 부족으로 인해 주민들은 산에 있는 나무를 불법으로 벌목하여 산림의 황폐화도 아시아에서 3번째로 빠르게 진행되고 있는 지역에 해당된다. 그러나 북한의 경우 직접적인 산림의 황폐화 정도를 측정할 수 없으므로, 위성영상을 이용한 원격탐사기법을 적용해야한다. 이에 본 연구에서는 산림의 황폐화에 대한 심각성을 파악하기 위해 북한의 산림 변화 특성을 분석하고자 하였다. 이를 위해 Landsat 5 TM 위성영상과 Landsat 8 OLI TIRS의 2시기 위성영상을 획득하고, 영상 분류를 수행하였다. 그 결과, 남포특별시 지역과 평양직할시 지역에서 산림이 황무지로 변한 것을 알 수 있었으며, 반면에 양강도 북부지역에서는 황무지가 산림지역으로 변한 것을 확인 할 수 있었다. 또한, 전체 지역에 대한 면적은 2006년에 비해 2017년에 산림의 변화는 매우 적었으나 수계($4,416.22km^2$)와 주택지가($2,017.03km^2$) 감소하고, 감소된 면적과 유사한 값으로 농경지가 $6,625.74km^2$ 증가한 것을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제34권4호
• /
• pp.1335-1342
• /
• 2014

고해상도의 원격탐사 영상을 이용하여, 이안류에 의한 해저지형변화를 분석하기 위한 연구가 해운대에서 처음으로 수행되었다. 고해상도의 해저지형 정보를 위하여, Compact Airborne Spectrographic Imager (CASI)-1500 센서로 관측한 반사도와 수심 실측자료가 이용되었다. 구체적으로, 반사값의 최대값을 CASI-1500의 420nm 부터 597nm 파장대에서 구하고, 동시에 지상 검증된 47지정의 해저지형 측정값을 비교하여 경험적으로 산정하였다. 비교결과, 상관계수 0.76이며, RMSE는 1.1m이었다. CASI초미세분광센서의 공간해상력은 바닥의 지형도를 놀라울만큼 상세하게, 특히 해변에 포함되어 있는 이안류에 따른 결과를 세밀하게 표출하였다. 이안류에 의하여 깎여진 두 개의 수로는 그 폭과 경사면에서 주변지역에 비해 뚜렷한 특징이 도출되었다. 왼쪽의 수로가 넓은 폭과 완만한 경사를 보여주는 반면, 오른 쪽의 수로는 약간 좁은 폭과 왼쪽에 비해 약간 급한 경사를 보여주었다. 수치적으로 계산된 해저지형도는 평탄하지 않은 외해의 바닥모양이 이안류에 의한 표류사의 이동과 퇴적에 관련되어 있고, 그것은 수백 미터의 외해에 이른다는 것을 알 수 있었다. 따라서 퇴적된 표류사는 이안류가 없는 지역의 수심에 비하여 지형학적인 변화가 증가되는 것으로 평가되었다. 표류사는 수로의 밖에 해변을 따라 매년 양빈하는 양의 2배가량 됨을 알 수 있었다.

• 한국지리정보학회지
• /
• 제5권2호
• /
• pp.25-33
• /
• 2002

위성영상과 수치모델을 이용하여 낙동강유출 부유토사의 확산범위를 구해 낙동강유출수의 영향권을 간접적으로 이해하고자 하였다. 수심을 적분한 2차원모델을 이용하여 유속장 계산 결과를 보면 창조시 부산에서 진해만과 거제도방향으로 흐름이 보였으며, 낙조시에는 창조시와 반대의 흐름을 보였다. 유속의 크기는 외양이 연안보다 크게 나타났다. 12시간 조시 평균에 의한 잔차류는 남서에서 북동방향의 흐름이 우세하게 나타났으며, 가덕도 동안에서는 동쪽으로 향하는 흐름이 나타났다. 이와 같은 유속장을 기반으로 부유토사의 확산 정도를 라그랑지 방법인 수치추적자 방법을 이용하여 구했다. 그 결과, 낙동강유출 부유토사의 범위는 가덕도 동안에서 부산방향으로 나타났다. SeaWiFS와 LANDSAT위성자료로 추정한 낙동강 유출부유토사의 확산범위는 수치모델의 결과와 비슷한 양상을 나타내었다.

• 한국지리정보학회지
• /
• 제7권3호
• /
• pp.13-21
• /
• 2004

항공사진에 육박하는 고해상도 위성영상의 공급이 최근 위성 및 센서 기술의 비약적인 발전과 더불어 활발하게 이루어지고 있으며, 이와 같은 고해상도 위성 자료는 도시 토지이용현황 변화를 지속적으로 모니터링 할 수 있는 거의 유일한 수단이라 할 수 있다. 특히 1999년 12월 발사되어 2004년 8월 현재까지 성공적인 임무를 수행중인 KOMPSAT-1(KOrea Multi-Purpose SATellite) EOC(Electro-Optical Camera) 영상은 광역 도시에 대한 공간해상도 6.6m의 고해상도 영상 자료를 주기적으로 촬영, 공급하고 있어, 지금까지 거의 시도되지 못하였던 도시 토지이용현황 변화를 연도별로 추적, 분석할 수 있는 기반을 제공하고 있다. 따라서 본 연구에서는 2000년 국토지리정보원에서 발행한 대전광역시 토지이용 현황도와 2001년 KOMPSAT-1 EOC 자료를 중첩하여 육안판독에 의해 변화된 지역을 파악, 수정하는 방법을 사용하여 2001년 대전광역시 토지이용 현황도률 작성하고, 개개 항목별 토지이용 현황의 공간적 분포를 분석함으로써 축적된 위성자료를 활용한 토지이용 변화의 시계열 분석을 위한 선행 연구를 하고자 한다.

• 대한지리학회지
• /
• 제46권1호
• /
• pp.67-80
• /
• 2011

단계구분도는 인구분포를 나타내기 위해 흔히 사용되는 방법으로 인구가 단위지역 내에 균등하게 존재함을 가정한다. 대시메트릭 지도제작법은 주거지역 정보를 통해 단계구분도보다 공간적으로 더 세밀한 인구분포를 작성할 수 있게 한다. 또한 피크노필랙틱 보간법은 단위지역 내 총인구를 유지하면서 주변지역의 인구를 고려하여 인구분포를 보간하는 방법으로 대시메트릭 지도제작법에 의한 인구분포를 연속적이고 부드럽게 하여 좀더 현실적인 인구분포도를 작성할 수 있게 한다. 따라서, 본 연구에서는 대시메트릭 지도제작법과 피크노필랙틱 보간법을 연계하는 방법을 제시하여 인구분포도의 정확도를 향상하고자 하였다. 제시한 방법을 적용하여 인구분포도를 작성하기 위해 1990년도 미국조지아주 Athens 시의 인구자료와 위성영상으로부터 추출된 주거지역 자료를 활용하였다. 결과를 검증하기 위해 인구분포도 작성에 활용된 공간단위보다 더 세밀한 공간단위의 인구자료를 활용하였으며 하이브리드 방법에 의해 높은 정확도를 확보할 수 있음을 확인하였다. 본 연구에서 제시한 하이브리드 대시메트릭에 의한 인구분포는 선거구, 학군, 분수계 등 각종 경계지역으로 변환이 용이해 다양한 응용분야에서 활용될 수 있을 것이다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제34권7호
• /
• pp.645-661
• /
• 2013

본 연구에서는 2010년 12월 27일부터 28일까지 서울을 포함한 수도권 지역에 많은 강설을 일으킨 사례의 종관적, 열역학적 및 역학적 특징을 조사하였다. 이 사례는 극저기압으로 분류할 수 있는 특성을 지녔다. 분석에 사용된 자료는 지상 및 상층 일기도, 강설량, 해수면온도, 위성사진, 연직프로파일 및 미국 국립환경예측센터의 전구 $1^{\circ}{\times}1^{\circ}$ 재분석자료 등이다. 극저기압은 대기 하층에서 양의 경압성이 강하게 나타나며 925 hPa에 온난이류가, 700 hPa에 한랭이류가 있어 조건부 불안정층이 뚜렷하게 보이는 곳에서 형성되는 것으로 사료된다. 극저기압의 발달기구는 대류권계면 접힘에 의한 성층권 공기의 유입과 그에 따른 위치 소용돌이도의 증가로 하층에 수렴과 저기압성 순환의 유발에 기인한다. 이는 눈구름의 발달로 이어져 서울 지역에는 10 cm, 남부지방에는 최고 20 cm까지 적설을 보였다. 강설의 발달기간동안 상층 500 hPa에는 $-45^{\circ}C$의 한랭핵이 존재하였고 단파골과 지상 기압골간의 위상차도 $3-5^{\circ}$를 이루어 극저기압이 온난역의 저기압성 소용돌이도 이류 지역에서 발달할 수 있었다. 발달의 최성기에는 역학적 대류권계면이 700 hpa까지 하강하였고 위치소용돌이도의 증가로 상승기류도 강화되었다. 전반적으로 강설의 발생과 대류권계면의 파상운동과는 깊은 관련을 보였다. 극저기압이 한반도를 통과하는 동안 대류권계면이 하강하는 지점의 동쪽에 소용돌이도와 상승기류가 강화되었고 동시에 많은 습기가 이류되는 곳에서 강설량도 최대로 나타났다.