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초록
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본 연구에서는 Geostationary Ocean Color Imager (GOCI)의 수출광량(Water-leaving radiance) 자료와 흡광계수(Absorption Coefficients) 자료를 이용하여 한국 남해에 발생한 Cochlodinium polykrikoides 적조를 탐지하는 방법을 제안한다. C. polykrikoides의 분광스펙트럼을 분석하여, 412 nm에서 555 nm구간 파장대의 수출광 및 흡광 특성을 확인하였고 이를 이용하여 적조지수를 개발하였다. 본 연구에서 제안한 탐지기법은 광학적으로 복잡한 남해에서 발생한 적조를 탐지하였으며, 이러한 결과를 바탕으로 향후 적조 방재에 활용될 수 있을 것이라 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study propose a new method to detect Cochlodinium polykrikoides red tide occurring in South Sea of Korea using Water-leaving Radiance data and Absorption Coefficients data of Geostationary Ocean Color Imager (GOCI). C. polykrikoides were analyzed and the irradiance and light emission characteri...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그러나 기존의 해수 광특성을 이용한 탐지 기법들은 지수형태로 적조가 발생하지 않은 해역과 적조가 발생한 해역이 연속적인 값으로 산출되어 간접적인 정보를 제공하거나 많은 계산절차를 요구 하는 복잡한 형태이므로, 좀 더 간단한 탐지 알고리즘을 이용하여 적조픽셀을 분리해내는 방법이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 적조가 발생한 해역에서 특징적으로 변화하는 광학적 특성을 통해 유도된 적조지수를 활용한 적조 픽셀 분리 방법을 제시하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
우리나라 남해와 같은 연안역의 환경을 반영하여 어떻게 적조를 탐지하였는가? 우리나라 남해와 같은 연안역에서는 외해에서와 다르게 해수 중에 용존유기물과 부유물질 등으로 인한 복잡한 해수 신호를 가지고 있기 때문에 적조가 가진 고유 신호를 분리하기 힘들다. 이러한 연안역의 특수한 환경을 반영하여 적조를 탐지하기 위해 Ahn et al.(2006)은 Red Tide index Chlorophyll Algorithm 방법을 개발하였으며, Kim et al.(2009)은 MODIS Level 2 Data의 Normalized water leaving radiance와 현장에서 획득한 적조 분광스펙트럼을 바탕으로 적조를 탐지하였다. Son et al.(2011, 2012)은 MODIS와 GOCI의 Water leaving radiance를 이용한 Spectral classification 방법으로 청수와 탁수에서 발생한 적조를 탐지하였다.
우리나라 남해와 같은 연안역에서 적조가 가진 고유 신호를 분리하기 힘든 이유는 무엇인가? 우리나라 남해와 같은 연안역에서는 외해에서와 다르게 해수 중에 용존유기물과 부유물질 등으로 인한 복잡한 해수 신호를 가지고 있기 때문에 적조가 가진 고유 신호를 분리하기 힘들다. 이러한 연안역의 특수한 환경을 반영하여 적조를 탐지하기 위해 Ahn et al.
기존의 해수 광특성을 이용한 탐지 기법들의 단점은 무엇인가? 이러한 해수의 광학적 특성을 이용한 적조탐지 기법 들은 적조 원인 종이 가지는 광학적 특성을 이용하여 구분하는 방법으로 대기의 효과나 해수 신호에 민감하지 않아 Chlorophyll 농도를 기반으로 한 적조탐지 기법에 비해 정확도가 높다. 그러나 기존의 해수 광특성을 이용한 탐지 기법들은 지수형태로 적조가 발생하지 않은 해역과 적조가 발생한 해역이 연속적인 값으로 산출되어 간접적인 정보를 제공하거나 많은 계산절차를 요구 하는 복잡한 형태이므로, 좀 더 간단한 탐지 알고리즘을 이용하여 적조픽셀을 분리해내는 방법이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 적조가 발생한 해역에서 특징적으로 변화하는 광학적 특성을 통해 유도된 적조지수를 활용한 적조 픽셀 분리 방법을 제시하고자 한다.
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참고문헌 (17)

  1. Ahn, Y.H. and P. Shanmugam, 2006A. Detecting the red tide algal bloom from satellite ocean color observations in optically complex Northeast-Asia Coastal waters, Remote Sensing of Environment, 103(4): 419-437. 

  2. Ahn, Y.H. P. Shanmugam, J.H. Ryu, and J.C. Jeong, 2006B. Satellite detection of harmful algal bloom occurrences in Korean waters, Harmful Algae, 5: 213-231. 

  3. Babin, M. A. Morel, and B. Gentili, 1996. Remote sensing of sea surface sun-induced chlorophyll-a fluorescence: Consequences of natural variation in the optical characteristics of phytoplankton and the quantum yield of chlorophyll a fluorescence, International Journal of Remote Sensing, 17(12): 2417-2448. 

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  7. Hu, C., F.E. Muller-Karger, C. Taylor, K.C. Carder, C. Kelble, E. Johns and C.A. Heil, 2005. Red tide detection and tracing using MODIS fluorescence data: A regional example in SW Florida coastal waters, Remote Sensing of Environment, 97(3): 311-321. 

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  13. Stumpf, R.P., M.E. Culver, P.A. Tester, M.C. Tomlinson, G.J. Kirkpatrick, B.A. Pederson, E.W. Truby, V. Ransibrahmanakul and M. Soracco, 2003. Monitoring Karenia brevis blooms in the Gulf of Mexico using satellite ocean color imagery and other data, Harmful Algae, 2(2): 147-160. 

  14. Suh, Y.S., L.H. Jang, N.K. Lee and J. Ishizaka, 2004. Feasibility of Red Tide Detection Around Korean Waters Using Satellite Remote Sensing, Journal of Fisheries Science and Technology, 7(3): 148-162. 

  15. Tomlinson, M.C., R.P. Stumpf, V. Ransibrahmanakul, E.W. Truby, G.J. Kirkpatrick, B.A. Pederson, G.A. Vargo and C.A. Heil, 2004. Evaluation of the use of SeaWiFS imagery for detecting Karenia brevis harmful algal blooms in the eastern Gulf of Mexico, Remote Sensing of Environment, 91(3): 293-303. 

  16. Wozniak, B. and J. Dera, 2007. Light Absorption in Sea Water, Springer, New York, USA. 

  17. Yoon, Y.H., 2012. Sea rebellion, Red tide, Jipmoondang, Paju, South Korea. (in Korean) 

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