[논문]Landsat 위성영상을 이용한 중국 츠시시의 이상 고온 현상 분석

박준규; 이종신

doi:10.5762/kais.2017.18.8.34

Landsat 위성영상을 이용한 중국 츠시시의 이상 고온 현상 분석
Analysis of Abnormal High Temperature Phenomena in Cixi-si of China using Landsat Satellite Images 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.18 no.8, 2017년, pp.34 - 40

초록
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최근 전세계적으로 지구 온난화로 인한 이상 기후 현상이 발생되고 있다. 미국 북동부 지역의 한파, 중국 베이징, 인도 남부, 파키스탄의 폭염, 칠레, 카자흐스탄, 베트남의 홍수 등 세계 각지에서 이상 기후가 발생되고, 피해도 속출하고 있다. 특히, 중국의 경우 2013년 이후 매년 남부지역을 중심으로 전국적인 폭염이 지속되고 있다. 이에 본 연구에서는 이러한 이상 고온 현상의 특성을 분석하기 위해 중국 츠시시의 4시기 Landsat 8 OLI TIRS 센서 영상을 활용하였다. 위성영상의 10개 밴드를 활용하여 토지피복 분류를 수행하고, 10번 열밴드를 이용하여 지표면 온도를 추출하였다. 4시기의 토지피복 분류 결과를 통해 시계열적인 변화 추이를 정량적으로 파악할 수 있었으며, 지표 온도 산출 결과를 통해 각 시기의 평균 온도뿐만 아니라 각 항목별 평균온도까지 확인할 수 있었다. 특히, 항목별 평균온도 산출 결과를 통해 동일 시기에서는 건물, 나지, 산림, 농경지, 수계, 갯벌의 순서로 온도가 높게 나타나는 것뿐만 아니라, 대상지 전체의 평균온도에 비해 건물, 나지, 산림, 농경지 지역의 온도는 높고 수계와 갯벌 지역은 온도가 낮게 나타나는 것을 확인 가능하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

In recent years, global warming has caused abnormal weather phenomena. Unusually cold climates have occurred all around the world, including cold waves in the Northeastern United States, Beijing, China, Southern India, and Pakistan, as well as floods in Chile, Kazakhstan, and Vietnam. China has been experiencing a nationwide heat wave annually since the year 2013, especially in the southern region. In this study, we used Landsat 8 OLI TIRS sensor images from four periods to analyze the characteristics of abnormal high temperature phenomena in Cixi-si, China. Land cover classification was performed using 10 bands of satellite imagery, and the surface temperature was extracted using the 10th thermal band. The results of the land cover classification of the fourth period show the changes of the time series quantitatively. The results of the surface temperature calculation provided both the average overall temperature and the average temperature of individual items. The temperature was found to be highest for buildings, followed by grassland, forest, agricultural land, water systems, and tidal flats in the same period.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

그러나 매년 비슷한 시기의 시계열적인 분석과 관련된 연구는 부족한 현실이다. 이에 본 연구에서는 최근 심각성이 부각되고 있는 중국의 이상 고온 현상을 Landsat 8 OLI TIRS 위성영상을 이용하여 토지피복별, 시계열별 특징을 파악하고 분석하고자 한다[11-12].

대상 데이터

본 연구에서는 중국 내에서도 이상 고온 현상이 빈번하게 발생되고 있는 저장성 츠시시를 대상지로 선정하고 분석을 실시하였다. 영상의 시기는 이상 고온 현상이 두드러지게 발생하기 시작한 2013년 7월 12일을 시작으로 2015년 8월 3일, 2016년 7월 20일, 2017년 7월 23일의 4시기에 해당된다.
본 연구에서는 중국 내에서도 이상 고온 현상이 빈번하게 발생되고 있는 저장성 츠시시를 대상지로 선정하고 분석을 실시하였다. 영상의 시기는 이상 고온 현상이 두드러지게 발생하기 시작한 2013년 7월 12일을 시작으로 2015년 8월 3일, 2016년 7월 20일, 2017년 7월 23일의 4시기에 해당된다.

데이터처리

본 연구에서는 최근 심각한 고온 현상이 지속되고 있는 중국 츠시시의 지표 온도의 특징을 파악하기 위해 Landsat 8 OLI TIRS 센서의 열밴드를 이용하여 산출한 온도를 시계열적, 토지피복별로 분석하였다. 지표면의 온도 분포를 분석하기 위해 각 시기별 융합영상에서 열 밴드에 해당되는 10번 밴드(열적외선)를 활용하였다.

이론/모형

Landsat 영상 중 열적외선 밴드들을 통해 나타나는 영상의 밝기는 해당 파장대에서의 에너지 세기를 표현하며, 지표면 온도를 미리 정해진 관계식을 통해 이산화 하여 반영하고 있다[13-16]. 영상의 밝기값을 지표면 온도로 환원하는 모델에는 NASA 모델, RESTEC(Remote Sensing Technology Center of Japan) 방법, Quadratic 방법이 있으며, 본 연구에서는 가장 보편적으로 사용되는 NASA 모델을 채택하였다[14,17,18]. Fig.

성능/효과

1. Landsat 8 OLI TIRS 영상을 이용한 영상 분류 결과와 지표 온도 산출 결과를 통해 시계열적인 변화 값을 정량적으로 산출할 수 있었다.
2. 토지피복 분류 결과 나지나 산림을 경작지로 개간하여 2013년부터 최근에 이르기까지 경작지의 면적이 지속적으로 증가한 것을 알 수 있었다.
3. 지표 온도 산출 결과 전체 면적의 평균온도는 2013년 31.02℃, 2015년 30.36℃, 2016년 26.59℃, 2017년 30.11℃, 각 시기별 최고온도는 2013년 48.00℃, 2015년 43.31℃, 2016년 41.04℃, 2017년 42.95℃로 거의 매년 평균온도가 30℃를 육박하고, 최고 온도는 40℃이상인 것을 알 수 있었다.
4. 분류항목별 지표 온도 분석 결과 건물 및 나지에서 고온 현상이 두드러졌으며, 갯벌지역에서는 상대적으로 낮은 온도를 유지하는 것을 알 수 있었다.

후속연구

향후, 본 연구 결과를 바탕으로 대상지역을 중국대륙 전체로 확장시켜 이상 고온 현상의 특징을 지속적으로 관찰하는 연구를 진행할 계획입니다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	지구 온난화는 무엇인가?	지구 온난화는 19세기 후반부터 시작된 해수면과 지표 부근 공기의 기온 상승을 의미한다[1]. 20세기 초부터 발생된 온난화로 인해 지구 표면의 평균온도는 1980년에 비해 약 0.
	영상의 밝기값을 지표면 온도로 환원하는 모델은 어떤 것들이 있는가?	Landsat 영상 중 열적외선 밴드들을 통해 나타나는 영상의 밝기는 해당 파장대에서의 에너지 세기를 표현하며, 지표면 온도를 미리 정해진 관계식을 통해 이산화 하여 반영하고 있다[13-16]. 영상의 밝기값을 지표면 온도로 환원하는 모델에는 NASA 모델, RESTEC(Remote Sensing Technology Center of Japan) 방법, Quadratic 방법이 있으며, 본 연구에서는 가장 보편적으로 사용되는 NASA 모델을 채택하였다[14,17,18]. Fig.
	저장성 츠시시 지역의 경작지가 지속적으로 증가한 이유는 무엇인가?	077km2 만큼 지속적으로 증가하였다. 이는 도심지와 조금 떨어진 지역의 경우 나지나 산림을 개간하여 경작지로 사용하기 때문으로 볼 수 있다. 또한 2013년부터 2017년까지 산림은 전체적으로 감소하고 있으며, 산림지가 건물이나 경작지로 변한 것을 알 수 있었다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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