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X-밴드 위성 SAR 영상을 이용한 수위선 탐지
Extraction of Waterline from X-band Satellite SAR Images 원문보기

항공우주기술 = Aerospace engineering and technology, v.10 no.2, 2011년, pp.163 - 169  

이경엽 (한국항공우주연구원 영상활용기술팀) ,  김윤수 (한국항공우주연구원 영상활용기술팀)

초록
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이 논문은 SAR영상을 이용한 수위선 탐지 방법을 소개한다. SAR 영상의 수위선 탐지를 위해 선행적으로 수행해야 할 처리 과정을 소개한다. SAR 영상의 히스토그램의 임계값을 이용하여 수경 지역을 식별하고, 차연산자 에지 추출 기법을 이용하여 수위선을 추출하였다. 사용된 알고리즘을 적용하기 위해서 넓은 해안선 추출을 위해 TerraSAR-X 영상을 이용하였고, 보다 복잡하고 좁은 지역인 도심지 하천의 수위선 추출을 위해 Cosmo-SkyMed 영상을 이용하여 수위선 탐지의 정확성을 검증하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper introduces a method about water line detection using SAR image. The method includes pre-processing of the SAR image with the threshold of the histogram to recognize the boundary between the water and the landmass area. Finally we applied the image differentiation to detect the water line ...

주제어

#수위선   #합성개구레이더   #에지추출  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 논문은 고해상도 SAR 영상을 통해 수위선을 탐지하는 방법과 결과를 선보였다. 임계값을 기준으로 한 영상 식별을 통해 수면 영역을 식별하고, 객체 별 크기와 라벨링을 통해 작은 산란체들의 영향을 제거하였다.
  • 최근에 Canny 경계선 추출 알고리즘을 이용한 수위선 탐지 방법이 발표되었다(Liu, 2004). 이 논문에서는 SAR 영상에서의 수면 영역의 크기와 무관하게 원하는 지역의 수면을 식별하고, 식별 된 영상의 에지를 추출하여 수위 선을 추출하는 방법을 연구하였다. 먼저 SAR 영상에 대한 기초 처리 방법을 소개하고, 영상 히스토그램의 임계값을 이용하여 수면을 식별하고, 에지 추출 기법을 통해 수위 선을 탐지하는 방법을 설명한다.
  • 에지 추출 기법 또한 여러 기법들이 있고(Canny, 1986), 이러한 기법들을 이용하여 수위선의 정확한 정보를 획득할 수 있다. 이 논문에서는 복잡한 에지 추출 알고리즘보다 가장 단순하고 빠른 에지 추출 기법을 사용하여 시간적인 효율을 높이도록 한다. 가장 기본이 되는 에지 추출 기법으로 유사 연산자(homogenity operator) 와 차연산자(difference operator) 기법이 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
최근 많은 위성 영상의 등장으로 수량 및 수위 선을 탐지에 있어서 어떠한 변화가 있었는가? Synthetic Aperture Radar(SAR) 영상을 이용하여 수위 선을 추출하는 것은 매우 효과적이다. 기존의 수량 및 수위 선을 탐지하기 위해서 현장답사를 하였지만, 최근에 많은 위성 영상의 등장으로 인해 저비용으로 넓은 지역을 한 번에 관측하는 것이 가능해졌다. 해안선, 강 및 농경지의 저수지의 수위선에 대한 정확한 정보는 용수량과 수질에 대한 직접 적인 정보를 제공하기 때문에 중요성을 가진다.
muitilooking과 speckle filtering을 이용한 speckle 제거 순서는 어떻게 되는가? Speckle로 인해 불필요한 에지가 생길 수도 있기 때문이다. 그래서 Speckle을 제거하기 하기 위한 방법으로 먼저 muitilooking을 수행하고, 다음으로 Lee 필터를 이용하여 Speckle을 제거하였다. Lee filter는 에지 손상이나 흐려짐 현상이 없이 radar noise와 Speckle을 효과적으로 없앨 수 있다(Lee, 2009).
지속적인 수위선 관찰을 통해 이뤄지는 정보들은 어디에 사용될 수 있는가? 해안선, 강 및 농경지의 저수지의 수위선에 대한 정확한 정보는 용수량과 수질에 대한 직접 적인 정보를 제공하기 때문에 중요성을 가진다. 또한 지속적인 수위선 관찰을 통해 이뤄지는 정보들은 기하학적 변화의 지형적 탐사로 이어져 해안 침식, 수위선 변화 등을 탐지할 수 있고, 연안의 자원을 효과적으로 관리할 수 있도록 한다. 특별히 고해상도 SAR 영상은 수위 선을 더욱 정밀히 측정할 수 있도록 한다.
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참고문헌 (12)

  1. Kim, D. j., Wooil M. Moon., Sang-Eun Park, Ji-Eun Kim, "Dependence of Waterline Mapping on Radar Frequency Used for SAR Images in Intertidal Areas", IEEE GRSL, 2007, 제4권, 제2호, pp.269-273 

  2. Lee, J.s., Jurkevich, I., "Coastline detection and tracing in SAR images"' IEEE TGRS, 제28권, 제4호, 1990, pp.662-668 

  3. MASON, D. C., DAVENPORT, I. J., "Accurate and efficient determination of the shoreline in ERS-1 SAR Images", IEEE TGRS, 제34권, 1996, pp.1243-1253 

  4. LIU H., K. C. JEJEK, "Automated extraction of coastline from satellite by integrating Canny edge detection and locally adaptive thresholding method", IJRS, 제 25권, 제5호, 2004 ,pp.937-958 

  5. Cloude S. R., E. Pottier, "A Review of Target Decomposition Theorems in Radar Polarimetry", IEEE TGRS, 제34권, 제2호, 1996, pp.498-518 

  6. Freeman A., S. L. Durden, "A Three-Component Scattering Model for Polarimetric SAR Data", IEEE TGRS, 제36권, 제3호, 1998, pp.963-973 

  7. CANNY, J., "A computational approach to edge detection", IEEE TPAMI, 제8권, 1986, pp.679-698. 

  8. Lee, J.S., and E. Pottier, PolarimericRadarImaging;FromBasicstoApplica tions, CRCPress, 2009 

  9. Yamaguchi, Y., Moriyama, T., Ishido, M., Yamada, H., "Four-component scattering model for polarimetric SAR image decomposition", IEEE TGRS, 제43권, 제8호, 2005, pp.1699-1706 

  10. 이상훈, "고해상도 SAR 영상 Speckle 제거 및 분류", 한국원격탐사학회지, 제25권, 제5호, 2009, pp.455-464 

  11. 박노욱, 이훈열, 지광훈, "SAR 자료에서 추출한 특징들과 토지 피복 항목 사이의 연관성 분석", 한국원격탐사학회지, 제23권, 제4호, 2007, pp.257-272 

  12. 박노욱, 이훈열, 지광훈, "다중시기SAR 자료를 이용한 토지 피복 구분을 위한 특징 추출과 융합", 한국원격탐사학회지, 제21권, 제2호, 2005, pp.145-162 

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