$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

위성자료의 시계열 특성에 기반한 실시간 자료 재구축
Reconstruction of Remote Sensing Data based on dynamic Characteristics of Time Series Data 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.19 no.8, 2018년, pp.329 - 335  

정명희 (안양대학교 소프트웨어학과) ,  이상훈 (가천대학교 산업경영공학과) ,  장석우 (안양대학교 소프트웨어학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

여러 응용 분야에서 널리 활용되고 있는 위성영상은 지표면을 모니터링 하는데 매우 유용한 자료원이다. 위성자료는 원격 센서를 통해 획득되기 때문에 자료 획득시의 구름이나 에어로졸과 같은 관측 기상 상태나 센서 오작동상태에 따라 많은 노이즈와 에러가 포함되어 있다. 자료의 정확성은 자료 분석 결과의 정확성과 신뢰도에 영향을 주기 때문에 고품질 자료를 위한 노이즈 제거 및 자료 복원은 중요한 전처리(preprocessing) 과정이다. 본 연구에서는 다중주기 하모닉 모형을 이용하여 위성자료의 시계열적 동적 특성을 모형화하고 자료의 공간적 상관관계를 고려하여 적응적으로 자료복원을 수행하는 재구축 시스템을 제안하고 있다. 다중 주기에 기반을 둔 모형은 단일 주기보다 지표면의 연간 변화뿐 아니라 계절적 변화와 같이 내부적인 변화 패턴을 모형화 하는데 적합하다. 또한 기존에 제안된 복원 방법은 일정 기간의 전체 자료에 대한 복원 방법으로 실시간 복원법이 아니지만 제안된 방법은 실시간 자료 복원이 가능하여 위성자료 실시간 재구축을 위한 전처리 시스템의 알고리즘으로 활용될 수 있다. 제안된 방법은 먼저 시뮬레이션 자료를 통해 성능이 평가되었고 2011부터 2016년까지 6년간의 MODIS NDVI 자료에 적용하여 평가되었다. 실험 결과는 제안된 자료 복원 시스템이 위성영상 자료 분석을 위한 고품질 자료 재구축 방법으로 매우 유용함을 보여주고 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Satellite images, which are widely used in various applications, are very useful for monitoring the surface of the earth. Since satellite data is obtained from a remote sensor, it contains a lot of noise and errors depending on observation weather conditions during data acquisition and sensor malfun...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

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

문제 정의

  • 제안된 자료 복원 및 재구축 알고리즘의 성능은 먼저 시뮬레이션 자료를 이용하여 정량적으로 평가되었다. 또한 MODIS NDVI 실제 자료에도 적용되어 평가되었는데 2011년부터 2016년까지 6년간의 영상 크기 4380x2580의 한반도를 포함하는 총 2,190개의 자료를 사용하여 알고리즘의 유효성을 검증하고자 하였다.
  • 본 연구는 시계열 위성자료의 동적 특성을 기반으로 실시간으로 노이즈나 미 관측 자료를 복원하여 고품질 자료를 재구축하는 방법론을 제안하고 있다. 제안된 방법은 2차 다항식을 이용한 동적 합성을 통해 노이즈를 제거하고 시간적인 동적 패턴을 추적하여 자료를 복원하는 적응적 과정으로 구성되어 있다.
  • 본 연구에서는 MODISNDVI 시계열 자료의 시간에 따른 변화 패턴을 모형화하고 동적 합성(dynamic compositing) 과정의 적응적(adaptive) 방법으로 고품질의 시계열 자료를 재구축하는 방법론이 연구되었다. 지표면의 생·물리학적 과정과 연관된 현상은 기후와 연관되어 있기 때문에 시간에 따른 변화는 일반적으로 계절적 특성을 보인다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
위성자료가 원격 센서를 통해 획득됨에 따라 포함되는 사항은? 여러 응용 분야에서 널리 활용되고 있는 위성영상은 지표면을 모니터링 하는데 매우 유용한 자료원이다. 위성자료는 원격 센서를 통해 획득되기 때문에 자료 획득시의 구름이나 에어로졸과 같은 관측 기상 상태나 센서 오작동상태에 따라 많은 노이즈와 에러가 포함되어 있다. 자료의 정확성은 자료 분석 결과의 정확성과 신뢰도에 영향을 주기 때문에 고품질 자료를 위한 노이즈 제거 및 자료 복원은 중요한 전처리(preprocessing) 과정이다.
원격탐사 영상 자료의 시간에 따른 동적 변화를 계절적 특성 모형화로 설명할 수 있는 이유는? 본 연구에서는 MODISNDVI 시계열 자료의 시간에 따른 변화 패턴을 모형화하고 동적 합성(dynamic compositing) 과정의 적응적(adaptive) 방법으로 고품질의 시계열 자료를 재구축하는 방법론이 연구되었다. 지표면의 생·물리학적 과정과 연관된 현상은 기후와 연관되어 있기 때문에 시간에 따른 변화는 일반적으로 계절적 특성을 보인다. 따라서 원격탐사 영상 자료의 시간에 따른 동적 변화는 계절적 특성을 모형화하여 설명할 수 있다[8-9].
하모닉 모형은 어떤 방법인가? 따라서 원격탐사 영상 자료의 시간에 따른 동적 변화는 계절적 특성을 모형화하여 설명할 수 있다[8-9]. 하모닉 모형(harmonic model)은 복잡한 파형을 정현파 성분(sinusoidal component)의 합으로 나타내어 수준, 주기, 진폭, 위상 4가지 요소를 통해 변이를 분석하는 방법으로 지표에서 관찰되는 계절적 변화 양상을 모형화하기 위해 사용되었다[10]. 다중 주기 하모닉 모형의 파라미터는 각 주기마다 exponentially-weighted least-squares 필터를 이용하여 적응적 방법으로 추정되었다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (24)

  1. Y. Lee, K. Lee, I. Seo, S. S. Ko, "Efficient Satellite Mission Scheduling Problem Using Particle Swarm Optimization", Journal of the Society of Korea Industrial and Systems Engineering, Vol.39, No.1, pp.56-63, 2016. DOI: https://dx.doi.org/10.11627/jkise.2016.39.1.056 

  2. H. B. Kim, H. S. Kim, "Optimal Satellite Constellation Design for Korean Navigation Satellite System", Journal of the Society of Korea Industrial and Systems Engineering, Vol.39, No.3, pp.1-9, 2016. DOI: https://dx.doi.org/10.11627/jkise.2016.39.3.001 

  3. L. M. Hwang, B. J. Lee, B. G. Yeo, J. P. Cho, K. S. Kim, "Link Relay H-ARQ mode for Throughput improvement in a Satellite Communication network", The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication, Vol.16, No.1, pp.121-127, 2016. DOI: https://dx.doi.org/10.7236/JIIBC.2016.16.1.121 

  4. J. Lee, J. Lim, D. Ga, "A Study on Coaxial-Structure Waveguide High-Order Mode Coupler of Ku-Band satellite tracking system for UAV", The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication, Vol.16, No.2, pp.93-99, 2016. DOI: https://dx.doi.org/10.7236/JIIBC.2016.16.2.93 

  5. S. Kim, S. Park, "Design and fabrication of SSPA module in Ku band for satellite terminals", The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication, Vol.16, No.4, pp.59-64, 2016. DOI: https://dx.doi.org/10.7236/JIIBC.2016.16.4.59 

  6. J. Y. Jeong, J. H. Park, J. M. Woo, "Design of active beam steering antenna mounted on LEO small satellite", The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication, Vol.16, No.5, pp.197-203, 2016. DOI: https://dx.doi.org/10.7236/JIIBC.2016.16.5.197 

  7. C. U. Baek, J. W. Jung, "A Study on Optical High-Throughput Efficiency Methods for Digital Satellite Broadcasting System", The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication, Vol.17, No.3, pp.63-69, 2017. DOI: https://dx.doi.org/10.7236/JIIBC.2017.17.3.63 

  8. Y. M. Lee, J. S. Shin, "Design of VHF Band Meander Sleeve Monopole Antenna for Satellite Communications", The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication, Vol.17, No.5, pp.91-96, 2017. DOI: https://dx.doi.org/10.7236/JIIBC.2017.17.5.91 

  9. NASA, MODIS, Key instrument aboard the Terra (originally known as EOS AM-1) and Aqua (originally known as EOS PM-1) satellites, Available From: https://modis.gsfc.nasa.gov/ (accessed Jul., 20, 2018) 

  10. P.S. Beck, C. Atzberger and K.A. Hogda, "Improved monitoring of vegetation dynamics at very high latitudes: A new method using MODIS NDVI," Remote Sensing of Environment, Vol. 100, pp.321-334 2006. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rse.2005.10.021 

  11. P.J. Sellers, C.J. Tucker, G.J. Collatz, S.O. Los, C.O. Justice, and D.A. Dazlich, "A global $1^{\circ}$ by $1^{\circ}$ NDVI data set for climate studies. Part 2: The generation of global fields of terrestrial biophysical parameters from the NDVI ," International Journal of Remote Sensing, Vol. 151, pp. 3519-3545, 1994. DOI: https://doi.org/10.1080/01431169408954343 

  12. A.R. Huete, K. Didan and T. Miura, "Overview of the radiometric and biophysical performance of the MODIS vegetation indices.," Remote Sensing of Environment, Vol. 83, pp. 195-213, 2002. DOI: https://doi.org/10.1016/s0034-4257(02)00096-2 

  13. J. D. Wim, L. Van, A. R. Huete and T. W. Laing, "MODIS Vegetation Index Compositing Approach: A Prototype with AVHRR Data," Remote Sensing of Environment, Vol. 69, pp. 264-280, 1999. DOI: https://doi.org/10.1016/s0034-4257(99)00022-x 

  14. J. N. Hird and G. J. McDermid, "Noise reduction of NDVI time series: An empirical comparison of selected techniques," Remote Sensing of Environment, Vol. 113, pp. 248-258, 2009. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rse.2008.09.003 

  15. J. Gu, X. Li, C. Huang and G. S. Okin, "Simplified data assimilation method for reconstructing time-series MODIS NDVI data," Advanced Space Research, Vol. 44, pp. 501-509, 2009. DOI: https://doi.org/10.1109/igarss.2008.4779536 

  16. P. Jonsson and L. Eklundh, "Seasonality extraction by function fitting to time series of satellite sensor data," IEEE Trans. of Geoscience Remote Sensing, Vol. 40, No. 8, pp. 1824-1832, 2002. DOI: https://doi.org/10.1109/tgrs.2002.802519 

  17. P. Jonsson and L. Eklundh, "TIMESAT-A program for analyzing time-series of satellite sensor data," Computers and Geoscience, Vol. 30, pp. 833-845, 2004. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cageo.2004.05.006 

  18. M. E. Jakubauskas, D. R. Legates and J. H. Kastens, "Harmonic Analysis of Time-Series AVHRR NDVI Data," Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, Vol. 67, No. 4, pp. 461-470, 2001. 

  19. S-H Lee, "Reconstruction and Change Monitoring of Image Series," Korean Journal of Remote Sensing, Vol. 18, pp. 157-170, 2002. 

  20. S-H Lee, "Speckle Removal of SAR Imagery Using a Point-Jacobian Iteration MAP Estimation," Korean Journal of Remote Sensing, Vol. 23, pp. 33-42, 2007. 

  21. S-H Lee, "Adaptive Reconstruction of Harmonic Time Series Using Point-Jacobian Iteration MAP Estimation and Dynamic Compositing: Simulation Study," Korean Journal of Remote Sensing, Vol. 24, pp. 79-89, 2008. DOI: https://doi.org/10.7780/kjrs.2014.30.6.12 

  22. S-H Lee, "Adaptive Reconstruction of Multi-periodic Harmonic Time Series with Only Negative Errors: Simulation Study," Korean Journal of Remote Sensing, 26(6), pp.721-730, 2010. DOI: https://doi.org/10.1109/igarss.2011.6049230 

  23. M. Jung and E. Chang, "NDVI-based land-cover change detection using harmonic analysis," International Journal of Remote Sensing, Vol. 36. No. 4, pp. 1097-1113 2014. DOI: https://doi.org/10.7780/kjrs.2013.29.4.1 

  24. P. Bloomfield, Fourier analysis of time series: An introduction, Wiley, NY, 1976. 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

FREE

Free Access. 출판사/학술단체 등이 허락한 무료 공개 사이트를 통해 자유로운 이용이 가능한 논문

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로