• 대한원격탐사학회지
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• 제40권2호
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• pp.179-190
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• 2024

This study aims to compare supervised classification methods with phenology-based approaches, specifically pixel-based and segment-based methods, for accurate crop mapping in agricultural landscapes. We utilized Sentinel-2A imagery, which provides multispectral data for accurate crop mapping. 31 normalized difference vegetation index (NDVI) images were calculated from the Sentinel-2A data. Next, we employed phenology-based approaches to extract valuable information from the NDVI time series. A set of 10 phenology metrics was extracted from the NDVI data. For the supervised classification, we employed the maximum likelihood (MaxLike) algorithm. For the phenology-based approaches, we implemented both pixel-based and segment-based methods. The results indicate that phenology-based approaches outperformed the MaxLike algorithm in regions with frequent rainfall and cloudy conditions. The segment-based phenology approach demonstrated the highest kappa coefficient of 0.85, indicating a high level of agreement with the ground truth data. The pixel-based phenology approach also achieved a commendable kappa coefficient of 0.81, indicating its effectiveness in accurately classifying the crop types. On the other hand, the supervised classification method (MaxLike) yielded a lower kappa coefficient of 0.74. Our study suggests that segment-based phenology mapping is a suitable approach for regions like South Korea, where continuous cloud-free satellite images are scarce. However, establishing precise classification thresholds remains challenging due to the lack of adequately sampled NDVI data. Despite this limitation, the phenology-based approach demonstrates its potential in crop classification, particularly in regions with varying weather patterns.

• 한국농촌건축학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.1-9
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• 2024

This study aims to estimate the cover classification and carbon respiration of halophytes based on the issues of utilising blue carbon in recent context of climate change. To address the aims, the study classified halophytes(Triglochin maritimum L and Phragmites australis), Intertidal(non-vegetated tidal flats) and Supratidal(sandy tidal flats) to measure carbon respiration and classify cover. The results are revealed that first, the carbon respiration in vegetated areas was less than that in non-vegetated areas. Second, the cover classification could be divided into halophyte communities(Triglochin maritimum L, Phragmites australis), Intertidal and Supratidal by NDWI(Moisture Index, Normalized Difference Water Index) Third, the total carbon respiration of blue carbon was calculated to be -0.0121 Ton km² hr^-1 with halophyte communities at -0.0011 Ton km² hr^-1, Intertidal respiration at -0.0113 Ton km² hr^-1 and Supratidal respiration at 0.0003 Ton km² hr^-1. As this challenge is a fundamental study that calculates the quantitative net carbon storage based on the blue carbon-based marine ecosystem, contributing to firstly, measuring the carbon respiration of cordgrass communities, reed communities, and non-vegetated tidal flats, which are potential blue carbon candidates in the study area, to establish representative values for carbon respiration, secondly, verifying the reliability of cover classification of native halophytes extracted through image classification technology, and thirdly, challenging to create a thematic map of carbon respiration, calculating the area and carbon respiration for each classification category.

• 한국환경농학회지
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• 제27권2호
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• pp.120-132
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• 2008

직접 조사가 힘든 비접근 지역인 북한 전역을 대상으로 DEM을 이용하여 표고 및 경사별 분포 현황을 분석하였고, Landsat TM 위성영상을 이용하여 논, 밭, 산림, 나지, 초지, 물, 간척지, 염전, 건물. 주거지, 기타10개의 분류 항목에 대한 토지피복도를 작성하였다. DEM을 이용한 지형분석 결과 개마고원이 위치한 량강도를 중심으로 동쪽 지역의 표고가 1,000 m 이상으로 높게 나타났고, 평안남도와 황해남도 지역이 낮게 나타났다. 산악지로 구분되는 심한 경사인 E 등급이 전체 면적 대비 38.2%로 가장 넓게 분포하는 것으로 나타났다. 편평한 A 경사는 주로 북한 서해안 지역에 넓게 분포하고 E 경사는 동북부 산악지형에서 높은 비율을 보이고 있어 북한의 전형적인 동고서저의 지형특성을 잘 반영하였다. 위성영상을 이용하여 분류한 북한의 토지피복 항목을 살펴보면 전체 면적 중 산림이 69.6%로 가장 넓게 분포하고 있고, 밭이 15.7%, 나지가 6.6%, 논이 4.2%, 하천과 저수지 등을 포함한 물이 1.6%, 초지가 1.1%, 도시와 주거지가 0.9%인 것으로 나타났다. 행정구역별 지표면 피복을 살펴보면 황해남도와 평안남도 등 서쪽에 위치한 해안가 저위평탄지에 주로 논이 넓게 분포하는 것으로 나타났다. 밭의 분포는 논과 같이 서쪽 지역에 많이 분포하는 경향이었으나 북동쪽에 위치한 함경도와 자강도 및 량강도에도 비교적 고르게 분포하는 것으로 나타났다. 경사등급별로 농경지의 분포를 살펴보면, $0{\sim}2%$인 A 경사에 약 80% 이상 논이 분포하고 있고, 반면 밭은 A, B, C, D, E 등급에 비교적 고르게 분포하고 있는 것으로 나타났다. 농업기후지대별 토지피복 현황을 살펴보면, 논과 밭은 북부 평야지대와 북부 서해안지대에 전체의 약 79%와 45%가 분포하였고 산림은 비교적 모든 농업기후지대별로 고르게 분포하였다. 위성영상을 이용한 원격탐사 기술은 접근이 힘든 지역에 대한 농업기반 및 농경지 정보를 주기적으로 파악할 수 있고, 넓은 지역에 대한 정보 수집이 가능한 장점이 있어, 3년$\sim$5년 주기로 영상분류를 통한 토지피복도를 작성하여 토지이용 및 분류에 대한 시간적 공간적인 변화를 분석한다면 농경지와 산림에 대한 이용 현황 자료를 제공할 수 있고 앞으로의 이용계획 수립에 효율적으로 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제13권1호
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• pp.89-100
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• 2010

본 연구는 다양한 고해상도 위성영상을 사용하여 토지피복도를 제작하고 영상종류와 피복도의 분류에 따른 정확도를 비교함에 목적이 있다. 토지피복도 작성시 세분류의 다양함을 위해 시가지와 농지, 수역 등을 포함하는 낙동강 하구 일대를 연구지역으로 선정하였고, 1m 이상의 해상도를 가지는 KOMPSAT2, QuickBird, IKONOS, 항공사진등을 육안판독 후 분류 하였다. 영상과 피복분류에 따른 토지피복도를 작성 후 상호 비교 한 결과 영상별 정확도는 항공사진과 QuickBird가 KOMPSAT2와 IKONOS 보다 상대적으로 높은 것으로 나타났고, 분류방법에 따른 일치도는 대분류의 경우 0.934~0.956, Kappa value는 0.905~0.937, 중분류의 일치도는 0.888~0.913, Kappa value는 0.872~0.901, 세분류의 일치도는 0.833~0.901, Kappa value는 0.813~0.888로 나타났다. 또한 영상별 혼돈발생 정도는 분류 항목에 따라 대분류의 경우 시가화 건조지역과 나지의 혼돈이 발생했고, 중분류는 논, 밭, 하우스 재배지, 인공초지에서 주로 발생하며, 세분류의 경우 자연녹지, 시설물 경작지, 간석지와 해수면으로 주로 나타났다. 본 연구를 통해 토지피복도 작성시 육안판독에 의한 고해상도 영상분류는 전체 80% 이상의 일치도를 나타내어 활용이 가능했고, 고해상도 영상을 사용할수록 정확한 분류가 가능하며 영상의 촬영시기가 토지피복도 작성에 중요함을 알 수 있었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권6호
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• pp.1194-1202
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• 2012

북한과 같이 접근이 힘들고 농업과 관련된 정보가 부족한 지역을 대상으로 RapidEye 위성영상의 판독 및 분류를 통하여 가장 기초적인 농업 현황과 생산 기반인 논 면적을 산정하였다. 291개의 RapidEye 영상을 이용하여 북한 전역을 대상으로 시기별로 논을 분류하기 위한 영상 판독 기준을 설정하였다. 5월 초에서 6월 말은 벼 이앙을 위해 관개를 하기 때문에 벼 이앙 전후에 물의 특성이 위성영상에서 잘 관측되기 때문에 영상이 어둡게 보이는 점을 이용하여 논과 다른 토지이용을 구분한다. 주요 벼 생육시기인 7월 초부터 9월 말에는 RapidEye 영상을 5:3:2 밴드조합으로 하여 영상을 판독하면 벼논의 색상과 질감의 차이를 이용하여 밭작물, 초지, 산림으로부터 논을 분류한다. 9월 말부터 10월 말은 벼 수확을 한 후로 논에 식생이 없는 시기로써 5:3:2 밴드 조합에서 회색빛이 나는 경지 형태를 대상을 논으로 판독한다. 그 결과 북한 전역에 대한 논 분포지도를 작성하였고 시도 행정구역별로 논 면적을 살펴보았다. 대부분의 논은 평안남북도와 황해남도가 위치한 서해안 평야지대에 전체 논 면적의 66% 정도인 $3,521km^2$가 분포하였고 함경남북도, 강원도, 나선시와 같이 동해에 인접한 지역의 논 면적은 $1,172km^2$로 전체 논 면적의 약 20%를 차지하는 것으로 나타났다. RapidEye 영상을 이용하여 분류한 논 면적은 2001년 및 2010년 FAO/WFP 북한 보고서와 비교할 때 각각 1% 이내의 면적 편차를 나타내었다. RapidEye 위성영상을 이용한 북한의 논 분류 결과는 농경지 이용 면적의 산정과 변화, 벼 수량 추정을 위한 마스킹 (masking) 자료로 활용될 수 있는 기본 자료로 의미가 매우 큰 것으로 판단된다. 향후에는 밭에 대한 분류 지도를 구축하고 나아가 옥수수와 같은 주요 밭작물에 대한 판독 방법에 대해서도 연구할 필요가 있을 것으로 생각된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제10권1호
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• pp.17-24
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• 2008

지구온난화 문제는 국지적, 국내적 환경문제가 아닌 범지구적 차원에서 해결하여야 할 문제로 온실가스 규제와 지구환경의 조화를 위한 국제적 노력이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 바이오매스 연소시 배출되는 비이산화탄소의 배출량을 정량적으로 추정하기 위한 방법론을 제시하고자 하였고, 산불피해지 구분은 물론 피해강도에 따라 배출되는 비이산화탄소 온실가스를 정량적으로 추정하기 위해 위성영상 자료를 활용하였으며, IPCC 기준인 Tier 2 수준으로 비이산화탄소 온실가스 배출량을 추정하였다. 본 연구에서는 2000년 4월에 발생한 우리나라 최대 산불인 삼척피해지를 대상으로 산불 전후 동일시기에 관측된 Landsat 위성영상으로부터 정규탄화지수(NBR)를 추출하여 산불피해지역과 피해강도를 정량적으로 분석하였다. 위성영상에서 추출된 피해면적과 피해강도별 분석자료는 바이오매스 연소로 인해 직접 배출되는 비이산화탄소 배출량 추정을 위한 활동자료로 활용하였다. 비이산화탄소 배출량 추정을 위해 IPCC의 추정식을 이용하였다. 산불피해강도별 연소효율은 피해강도가 '심'(burn severity: high)인 수관화 지역의 경우 0.43, 피해강도 '중'(burn severity: moderate) 0.40, 그리고 피해강도가 '경'인 지표화지(burn severity: low)의 경우는 0.15를 적용하였다. 바이오매스 연소시 배출되는 비이산화탄소 온실가스별 배출계수는 CO 130, $CH_4$ 9, $NO_x$ 0.7, $N_2O$ 0.11 값을 적용하였다. 삼척 산불피해지의 dNBR에 의한 피해강도 분석 결과, 전체 피해면적은 16,200ha로 나타났으며, 피해강도는 '경(Low: dNBR 152 이하)' 35%, '중(Moderate: dNBR 153-190)' 33%, '심(High: dNBR 191-255)' 32%의 면적분포를 보였다. 임상별 피해면적은 침엽수림 11,506ha(77%), 활엽수림 453ha(3%) 그리고 혼효림에서 2,978ha(20%)의 피해를 입은 것으로 평가되었다. 삼척 산불피해지의 바이오매스 연소로 인해 직접 배출된 비이산화탄소 배출량 추정 결과, CO 93%, CH4 6.4%, $NO_x$ 0.5%, $N_2O$ 0.1%의 순으로 배출량이 많았다. 삼척 산불피해지의 강도별 피해면적은 32%$\sim$35%의 분포로 고른 양상을 보이고 있지만 피해강도 '중' 지역에서 배출된 비이산화탄소의 양이 전체의 47%를 차지하여 배출율이 가장 높은 것으로 나타났다. 삼척산불 피해지의 총 비이산화탄소 온실가스 배출량은 CO 44.100Gg, CH4 3.053Gg, $NO_x$ 0.238Gg 그리고 $N_2O$는 0.038Gg이 배출된 것으로 추정되었다.

• 한국지리정보학회지
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• 제25권1호
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• pp.133-149
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• 2022

벼 수량 추정에 대한 기존의 국내 연구는 주로 저해상도인 MODIS 위성영상을 사용하여 우리나라 전역을 대상으로 시군 단위에서 수행되었다. 기존 연구와 달리, 본 연구는 전북 김제시를 사례로 중해상도인 Sentinel-2 위성영상과 강우 및 토양자료를 활용하여 읍면동 단위에서 벼 수량을 추정하고 그 정확성을 평가하였다. 전북 김제시를 대상으로 2018년 8월 1일에 촬영된 Sentinel-2 영상으로부터 산출된 NDVI, LAI, EVI2, MCARI1, MCARI2의 다섯 가지 식생지수와 강우량 및 논 토양 유형 자료를 읍면동별로 집계하고 종속변수의 비정규성 문제를 해결하기 위해 다중회귀분석을 확장한 감마 일반화 선형모형으로 벼 수량을 추정하였다. 벼 수량 추정 모형에서 EVI2, 9월 강우일수, 염해답 비율이 유의한 독립변수로 선정되었다. 모형의 적합도를 나타내는 결정계수는 0.68이었고, 모형의 정확성을 나타내는 RMSE는 62.29kg/10a였다. 이 모형으로 2018년 김제시 전역의 쌀 생산량을 추정한 결과는 96,914.6M/T으로 통계연보의 94,470.3M/T과 비교해 0.46%의 오차를 보여 매우 근접한 결과가 도출되었다. 또한, 김제시의 단위면적당 쌀 생산량은 552kg/10a로 도출되어 통계자료의 550kg/10a와 거의 일치하였다. 이러한 결과는 기존 연구들과 유사한 결과로 국내에서 시군 이하 단위에서 Sentinel-2 위성영상을 활용하여 벼 수량을 추정하는 것이 가능하다는 것을 입증하였다.

• 항공우주정책ㆍ법학회지
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• 제20권1호
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• pp.87-107
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• 2005

지상원격탐사(Land Remote Sensing)란 멀리 떨어져 있는 지상 지하 대상물의 특성과 현상을 접촉하지 않고 관측하여 정보를 얻어내는 기술이라 정의되고 있으며 보다 좁은 의미로는 인공위성을 이용히여 우주공간으로부터 지표를 관측탐사하여 영상등 정보를 얻는 기술을 의미하는 것으로 받아들여지고 있다. 원격탐사기술은 원래 군사 및 정보 수집을 위한 목적으로 엄격히 제한되어 발전되어왔으나 1970년대 이후 점차 그 기술이 민간에 이전되어 상업화의 길을 걷게 되었다. 최근에는 지상원격탐사영상을 촬영할 수 있는 상업위성을 자체 보유하고 있는 업체까지 등장하여 최고 0.61m 해상도의 정밀위성영상을 시장에 유통시키게 되었다. 지상원격탐사의 민영화와 상업화 경향은 위성영상을 재해예방, 지도제작, 자원탐사 등에 유용하게 사용할수 있도록 하는 장점이 있지만 정밀위성영상이 피탐사국에 공격의도를 갖고 있는 국가나 단체 등에 입수될 경우 피탐사국의 국가안보를 심각하게 위협할 수 있는 가능성도 있다. 지상원격탐사기술의 최선진국인 미국은 이미 1990년대 초반부터 이러한 점을 인식하고 지상원격탐사산업을 통제하기 위한 입법적 보완책을 마련하여 왔으며 현재 국가안보를 이유로 지상원격탐사산업을 규제할 수 있는 여러 제도들을 갖추고 있다. 미국은 지상원격탐사정책법에 의하여 연방해양대기국에 유보된 허가권의 행사를 통하여 0.5m 이상 고해상도 위성영상의 촬영을 막고 촬영 후 24시간 동안 위성영상의 유통을 금하고 있으며, 1994년에는 국가안보를 이유로 지상원격탐사를 금지할 수 있도록 한 'Shutter Control'제도를 규정한 대통령령 제23호를 제정한바 있다. 위 대통령령은 2003. 'U.S. Commercial Remote Sensing Policy'로 대체되어 한층 강화되고 구체적인 규율 내용을 갖게 되었다. 새로운 미국의 지상원격탐사통제제도는 지상원격탐사허가를 내줌에 있어 국방장관과 국무장관이 그 기준을 정하도록 하고, 국가안보를 이유로 한 지상원격탐사금지 및 위성영상 유통제한 제도를 두고 있으며, 유사시 국가안보를 이유로 미국 정부가 민간지상원격탐사시설을 사용할 수 있도록 정하고 있다. 미국과 같은 우주선진국조차 지상원격탐사가 국가안보에 대하여 갖는 중요성을 깊이 인식하고 그 통제를 위한 제도를 갖추고 있다는 점은 분단 상황에 놓인 우리에게 시사 하는바가 크다고 생각한다. 우리의 우주개발진흥법에도 미국을 비롯한 우주선진국들의 지상원격탐사 통제제도를 참작 반영할 수 있도록 지속적인 관심을 기울여야 한다고 본다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제32권3호
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• pp.221-234
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• 2016

우리나라는 대규모 산업단지와 대도시들이 연안에 집중되면서 연안의 오염이 날로 심각해지고 있다. 이러한 연안 오염을 모니터링하기 위해서 위성 영상을 이용한 연안 수질평가지수 모니터링 연구가 수행될 필요가 있다. 수질평가지수란 저층 산소포화도, 엽록소 농도, 투명도, 용존무기질소 및 용존무기인 농도를 수질평가 항목으로 구성하여 해양환경관리법에 따른 해양환경기준을 통해 해역별로 기준을 설정하여 산출하는 지수이다. 이 연구는 한반도 주변의 연안지역을 대상으로 2011년부터 2013년까지의 현장관측 자료 및 Geostationary Ocean Color Imager (GOCI) 위성 영상을 이용하여 연안 표층 해수에 대한 기계학습 기반의 두 가지 수질평가지수 추정 기법을 개발하였다. 첫 번째 방법으로는 GOCI 반사도를 이용하여 추정된 수질평가 항목들로 수질평가지수를 계산하였고, 두 번째 방법은 GOCI 반사도 및 산출물(엽록소 농도, 총 부유물질, 용존유기물)을 이용하여 수질평가지수를 추정하였다. 기계학습으로는 Random Forest(RF), Support Vector Regression (SVR), Cubist를 사용하였다. 수질평가 항목 추정에서 투명도의 정확도가 가장 높게 나타났으며, 모든 수질평가 항목 추정에서 세 가지 기계학습 중 RF의 정확도가 가장 높았다. 하지만 추정된 수질평가 항목들로 계산한 수질평가지수는 추정된 수질평가 항목들의 오차와 저층 산소포화도의 불확실성으로 인해 정확도가 높지는 않았다. 반면 GOCI 반사도와 산출물을 이용하여 추정한 수질평가지수는 현장 관측 기반 수질평가지수와 비교했을 때 첫 번째 방법보다 정확도가 높게 나타났다. 또한 엽록소 농도가 수질평가지수 추정에 가장 중요한 변수로 나타났다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제29권5호
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• pp.517-525
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• 2013

매일 단위로 수신되는 MODIS 인공위성자료를 이용하여 계산한 시계열 식생지수 자료는 1년 주기의 생물계절 특성을 나타내는 복잡한 파형으로 표현될 수 있다. 이러한 복잡한 파형도 단순한 파형의 합성으로 이루어지는데 이산 퓨리에 변환 분석 기법은 이들을 각각의 하모닉들로 추출해 내어 다양한 주기별로 생육을 달리하는 식생의 특성을 설명할 수 있다. 특히 이산 퓨리에 분석을 통해 도출된 시계열 식생지수 자료의 1차 하모닉 값은 1년 동안 변화하는 총 잎의 생장량을 나타내는 것으로써 나무의 상대성장회귀식 추정에 의해 식생이 1년 동안 탄소를 흡수한 양을 나타내는 지상부 바이오매스양을 설명한다. 따라서 1차 하모닉 값의 변화량은 1년 동안 식생이 탄소를 흡수하는 양을 나타낸다고 할 수 있는데, 시계열 MODIS 자료에서 추출된 6220여개의 표본들의 1차 하모닉 10년 평균값과 산림청의 입목 축적량 데이터를 통해 추정된 연간 단위면적당 이산화탄소 흡수량을 이용하여 수종별 비례상수를 도출할 수 있었다. 남한 산림지역에 한하여 총 이산화탄소 흡수량은 2000년 이후 10년 평균 약 5천6백만톤으로 계산되었고 이것은 발표된 남한 산림의 연간 이산화탄소 흡수량에 근접하였다. 본 연구에서 제시한 방법은 보편적 비례상수를 이용하여 식생의 연간 탄소 흡수량을 추정함으로써 시계열 위성영상 자료를 이용하여 매년 변화하는 산림의 이산화탄소 흡수량 지도를 반복하여 정량적으로 제작할 수 있는 환경공간정보를 제공한다.