최근 원격탐사 활용이 더욱 늘어남에 따라 연구주제를 모아 게재하는 특별호가 진행되었다. 이번 특별호에서는 2017년 국립농업과학원, 한국환경정책평가연구원, 환경부 및 한국항공우주연구원에서 진행한 연구주제와 2018년 한국해양과학기술원, 극지연구소, 한국항공우주연구원, 기상청에서 진행한 연구주제를 검토하고, 한국에서의 원격탐사 활용에 관한 연구들을 소개하고자 한다.
최근 원격탐사 활용이 더욱 늘어남에 따라 연구주제를 모아 게재하는 특별호가 진행되었다. 이번 특별호에서는 2017년 국립농업과학원, 한국환경정책평가연구원, 환경부 및 한국항공우주연구원에서 진행한 연구주제와 2018년 한국해양과학기술원, 극지연구소, 한국항공우주연구원, 기상청에서 진행한 연구주제를 검토하고, 한국에서의 원격탐사 활용에 관한 연구들을 소개하고자 한다.
As there is a growing interest in remote sensing applications, the Korean Society of Remote Sensing has published several special issues in which articles on specific research topics were collected. In this special issue, we first review the research topics on several special issues published in the...
As there is a growing interest in remote sensing applications, the Korean Society of Remote Sensing has published several special issues in which articles on specific research topics were collected. In this special issue, we first review the research topics on several special issues published in the Korean Journal of Remote Sensing by 1) the National Institute of Agricultural Sciences (NAS), the Korea Environment Institute (KEI), the Ministry of Environment (ME) and the Korea Aerospace Research Institute (KARI) in 2017 and 2) the Korea Institute of Ocean Science and Technology (KIOST), the Korea Polar Research Institute (KOPRI), KARI, and Korea Meteorological Administration (KMA) in 2018. Then, research articles on the remote sensing applications in Korea are introduced.
As there is a growing interest in remote sensing applications, the Korean Society of Remote Sensing has published several special issues in which articles on specific research topics were collected. In this special issue, we first review the research topics on several special issues published in the Korean Journal of Remote Sensing by 1) the National Institute of Agricultural Sciences (NAS), the Korea Environment Institute (KEI), the Ministry of Environment (ME) and the Korea Aerospace Research Institute (KARI) in 2017 and 2) the Korea Institute of Ocean Science and Technology (KIOST), the Korea Polar Research Institute (KOPRI), KARI, and Korea Meteorological Administration (KMA) in 2018. Then, research articles on the remote sensing applications in Korea are introduced.
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문제 정의
그래서 고주기 저해상도 자료와 저주기 고해상도 자료를 효과적으로 융합한다면 높은 시공간해상도에서의 식생지수 생성이 가능해진다. 이 논문에서는 기존에 많이 적용되어온 시공간 융합모델인 spatial and temporal adaptive reflectance fusion model(STARFM)과 enhanced spatial and temporal adaptive reflectance fusion model(ESTARFM)의 성능을 비교 평가하였다. 사례연구 결과, 기존 융합모델들을 이용할 때 예측 정확성을 향상시키기 위해서 예측시기와 가까운 위성자료가 이용되어야 하며, 이러한 자료 이용의 한계를 고려할 수 있는 새로운 모델 개발의 필요성을 제시하였다.
가뭄은 산불을 일으킬 수 있는 요소 중 하나이며, 산불의 빈도 및 피해면적과 관련성이 높은 편이다. 이 논문에서는 우리나라를 대상으로 산불발생 및 면적과 가뭄 변수의 관련성을 파악하고, 연구지역에 적합한 가뭄 변수를 이용하여 산불 발생위험 추정을 위한 위성기반의 가뭄지수를 개발하였다. 고해상도 토양수분, Normalized Different Water Index(NDWI), Normalized Multi-band Drought Index(NMDI), Normalized Different Drought Index(NDDI),Temperature Condition Index(TCI), Precipitation Condition Index(PCI), Vegetation Condition Index(VCI) 등을 가뭄변수로 입력하고, 경험적 가중 선형조합(Weighted Linear Combination)과 One-class SVM을 통하여 지수를 개발하였다.
(2019)는 공간정보를 기반으로 국내 화산재 피해 분야와 아소산 화산재의 모의 확산 시나리오를 통하여 화산재 누적 피해를 분석하였다. 이 논문에서는 화산재의 누적이 국내에 직접적으로 발생할 수 있는 화산성 재해이며, 화산재는 매우 광범위한 영역에 대하여 확산되어 지표상에 누적되면서 다양한 분야에 대해 피해를 야기시킬 수 있기 때문에 이에 대한 연구의 필요성과 중요성을 강조하였다. 이 논문은 국내 화산재 피해 분야와 관련된 공간정보 자료를 수집하고 가공하여 화산재 피해 기반자료를 생성하였는데, 시나리오 적용결과 162개, 134개 시군구에서 피해 최소 기준인 0.
(2019)는 강원도 강릉시 옥계면에 분포하는 백운석 및 방해석의 분광특성을 분석하여 백운석과 방해석의 분광특성 그래프를 제작하였다. 이 연구는 석회암 광상 개발을 위한 석회암의 분광 특징을 파악하는데 중요한 역할을 한다. 석회암, 백운암, 고품위 석회암이 많이 산출되는 강원도 강릉시 옥계면은 옥천변성대 에속하는데, 이 지역에서의 분광 특성 측정은 FieldSpec®3 스펙트로미터 장비를 사용하였고, 현장 및 실내에서분광특성을 측정하였다.
이번 특별호에서는 2017년과 2018년에 대한원격탐사학회지에서 주관한 농업, 환경정책, 항공우주, 해양,극지, 기상/지질 등에 관한 원격탐사 활용연구를 돌아보고, 최근 활발하게 진행되고 있는 한국의 원격탐사 활용에 관한 연구들을 소개하고자 한다. 육상 원격탐사에서의 광학영상 대기보정 문제를 다룬 리뷰논문이1편과 기상, 환경, 농업, 자연재해 등에 원격탐사 기술을 활용한 연구논문 10편이 소개된다.
Lee(2019)는 최근 육상 원격탐사에서 대기보정의 중요성이 크게 증가함에 따라 활용분야에 따른 대기보정의 필요성을 설명하고, 대기보정의 이론, 대기보정 소프트웨어 소개, BRDF(bidirectional reflectance distribution function) 보정에 대한 설명을 제공하고 있다. 이와 더불어 현재 대기보정 방법의 한계와 이를 극복할 수 있는 기술 발전 방향도 제시함으로써 육상 원격탐사 활용 시대기보정의 필요성을 확인하고 수행방식을 결정하는데 중요한 정보를 제공한다.
제안 방법
이 논문에서는 우리나라를 대상으로 산불발생 및 면적과 가뭄 변수의 관련성을 파악하고, 연구지역에 적합한 가뭄 변수를 이용하여 산불 발생위험 추정을 위한 위성기반의 가뭄지수를 개발하였다. 고해상도 토양수분, Normalized Different Water Index(NDWI), Normalized Multi-band Drought Index(NMDI), Normalized Different Drought Index(NDDI),Temperature Condition Index(TCI), Precipitation Condition Index(PCI), Vegetation Condition Index(VCI) 등을 가뭄변수로 입력하고, 경험적 가중 선형조합(Weighted Linear Combination)과 One-class SVM을 통하여 지수를 개발하였다. 이렇게 개발된 지수를 2018년 산불 발생건에 대하여 적용하여 개발지수가 대형 산불에 적합하다는 결과를 얻었다.
석회암, 백운암, 고품위 석회암이 많이 산출되는 강원도 강릉시 옥계면은 옥천변성대 에속하는데, 이 지역에서의 분광 특성 측정은 FieldSpec®3 스펙트로미터 장비를 사용하였고, 현장 및 실내에서분광특성을 측정하였다.
(2019)는 원격탐사의 대기활용에 관한 연구논문으로 원격탐사 영상으로부터 이산화황 연직칼럼농도를 관측하였다. 유럽의 센티넬-5P를 이용하여TROPOspheric Monitoring Instrument(TROPOMI) 위성 센서 원시 자료로부터 산업 및 화산 활동에 의해 발생한 이산화황 연직칼럼농도(Vertical column density;VCD)를 산출하고, 이를 차등흡수분광법(Differential Optical Absorption Spectroscopy; DOAS)을 이용하여 산출된 TROPOMI Level 2 이산화황 연직칼럼농도 산출물과 비교하였다.
(2019)는 작물분류를 목적으로 다중 입력 패치로부터 추출한 공간특징들의 상대적인 중요도를 고려하는 합성곱 신경망(convolutional Neural network,CNN) 기반의 가중 결합 모델을 제안하였다. 이 논문에서 제안한 모델은 서로 다른 크기를 갖는 입력 패치로부터 공간특징들을 추출한 후에, 추출된 공간특징들의 결합에 상대적인 중요성을 고려하여 분류를 수행한다. 다중시기 Landsat-8 Operational Land Imager(OLI) 영상을 이용한 작물분류 실험을 통해, 제안 방법론의 예측 성능이 기존 단일 패치 기반 모델이나, 다중 패치 기반 공간특징의 단순결합 모델에 비해 우수하다고 보고하였다.
(2019)는 L밴드 ALOS-2 PALSAR-2 spotlight 영상으로부터 향상된 위성레이더 간섭기법을 활용하여 하와이의 킬라우에아 화산에서 발생하는 지표변위를 2차원으로 정밀하게 관측하였다. 이 연구에서는 2015년1월부터 2017년 12월까지의 얻어진 ALOS2 PALSAR2영상을 이용하였는데, 이로부터 두 간섭쌍을 선택하여 킬라우에아 화산 정상부에서 발생한 지표변위를 관측하였다. 이 간섭쌍에 대해 유효 안테나 길이와 정규화된 스퀸트를 변화시키며 레이더 간섭기법(radar interferometry, InSAR)과 멀티레이더간섭기법(multiple-aperture interferometry, MAI)를 적용하여 시선방향(line-of-sight, LOS)과 비행방향으로의 지표변위를 관측하였다.
석회암, 백운암, 고품위 석회암이 많이 산출되는 강원도 강릉시 옥계면은 옥천변성대 에속하는데, 이 지역에서의 분광 특성 측정은 FieldSpec®3 스펙트로미터 장비를 사용하였고, 현장 및 실내에서분광특성을 측정하였다. 현장에서는 암석 표면을 측정하였으며 실내에서는 암석 표면, 연마면 및 파우더 상태에서 반사도를 측정하고 비교분석하였다. 이 연구는 향후 고품위의 방해석 산출에 기초 자료로 활용될 것으로 기대한다.
대상 데이터
2017년에는 농촌진흥청 국립농업과학원, 한국환경정책·평가연구원, 환경부 및 한국항공우주연구원에서 각 분야에서의 원격탐사 활용에 관한 특별호를 진행하였다.
이론/모형
이 연구에서는 2015년1월부터 2017년 12월까지의 얻어진 ALOS2 PALSAR2영상을 이용하였는데, 이로부터 두 간섭쌍을 선택하여 킬라우에아 화산 정상부에서 발생한 지표변위를 관측하였다. 이 간섭쌍에 대해 유효 안테나 길이와 정규화된 스퀸트를 변화시키며 레이더 간섭기법(radar interferometry, InSAR)과 멀티레이더간섭기법(multiple-aperture interferometry, MAI)를 적용하여 시선방향(line-of-sight, LOS)과 비행방향으로의 지표변위를 관측하였다. 이러한 결과는 킬라우에아 화산의 분화 활동에 대한 연구에 중요한 자료로 활용될 수 있다.
성능/효과
TVDI는 기상과 식생을 고려하는 건조도를 제작할 수 있는 장점을 지니고 있지만, 다른 산불 관련 지수들에 비해 한반도 내에서는 산불의 발생민감도가 높지 않은 것으로 보고된 바 있다. 그러나 이 연구에서는 TVDI의 산불발생 위험도 표현능력을 개선시켰고, 이를 통해 개선된 TVDI는 한반도 내의 산불발생 위험도 측정에서 향상된 성능을 보여주었다.
(2019a)는 이산화탄소 지중저장소에서 지표로 누출되는 이산화탄소를 원격으로 탐지하고, 이산화탄소의 농도를 측정하는 라만 라이다 시스템(Raman Lidar system)을 개발하였다. 이 개발된 시스템의 실내 셀 측정에서의 이산화탄소 농도 측정 정확도는 약 99.89%였으며, 300 m와 350 m 떨어진 지점에서 실시한 실외실험에서 이산화탄소 농도의 상관계수, 평균절대오차 및 평균제곱근오차는 각각 0.67, 2.78, 3.26 ppm 이었다. 이러한 기술은 대규모 이산화탄소 지중 저장소에서 이산화탄소 누출을 원격으로 감시할 수 있는 중요한 시스템으로 활용될 수 있다.
이 논문에서는 화산재의 누적이 국내에 직접적으로 발생할 수 있는 화산성 재해이며, 화산재는 매우 광범위한 영역에 대하여 확산되어 지표상에 누적되면서 다양한 분야에 대해 피해를 야기시킬 수 있기 때문에 이에 대한 연구의 필요성과 중요성을 강조하였다. 이 논문은 국내 화산재 피해 분야와 관련된 공간정보 자료를 수집하고 가공하여 화산재 피해 기반자료를 생성하였는데, 시나리오 적용결과 162개, 134개 시군구에서 피해 최소 기준인 0.01 mm 이상의 피해가 발생할 것으로 예측되었다.
고해상도 토양수분, Normalized Different Water Index(NDWI), Normalized Multi-band Drought Index(NMDI), Normalized Different Drought Index(NDDI),Temperature Condition Index(TCI), Precipitation Condition Index(PCI), Vegetation Condition Index(VCI) 등을 가뭄변수로 입력하고, 경험적 가중 선형조합(Weighted Linear Combination)과 One-class SVM을 통하여 지수를 개발하였다. 이렇게 개발된 지수를 2018년 산불 발생건에 대하여 적용하여 개발지수가 대형 산불에 적합하다는 결과를 얻었다.
후속연구
이 논문에서는 기존에 많이 적용되어온 시공간 융합모델인 spatial and temporal adaptive reflectance fusion model(STARFM)과 enhanced spatial and temporal adaptive reflectance fusion model(ESTARFM)의 성능을 비교 평가하였다. 사례연구 결과, 기존 융합모델들을 이용할 때 예측 정확성을 향상시키기 위해서 예측시기와 가까운 위성자료가 이용되어야 하며, 이러한 자료 이용의 한계를 고려할 수 있는 새로운 모델 개발의 필요성을 제시하였다.
현장에서는 암석 표면을 측정하였으며 실내에서는 암석 표면, 연마면 및 파우더 상태에서 반사도를 측정하고 비교분석하였다. 이 연구는 향후 고품위의 방해석 산출에 기초 자료로 활용될 것으로 기대한다.
26 ppm 이었다. 이러한 기술은 대규모 이산화탄소 지중 저장소에서 이산화탄소 누출을 원격으로 감시할 수 있는 중요한 시스템으로 활용될 수 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
대한원격탐사학회지는 언제 처음 발간되었는가?
우리나라 원격탐사 연구와 관련해서 대한원격탐사학회가 주기적으로 발간하는 대한원격탐학학회지는 해당 분야 발전에 많은 기여를 해왔다. 대한원격탐사학회지는 1985년에 처음으로 1권 1호가 발간된 이후, 한해도 빠지지 않고 30년 이상 원격탐사 분야의 다양한 연구 논문을 출판해오고 있다. 1986년부터는 1997년까지는 연간 2호가 발간되었고, 1998년부터 2001년까지는 연간 4호가 발간되었으며, 그 이후부터 2019년 현재까지 연간 6호가 발간되고 있다.
대한원격탐사학회지의 연간 발행되는 호수는 연도별 어떤 변화를 보였는가?
대한원격탐사학회지는 1985년에 처음으로 1권 1호가 발간된 이후, 한해도 빠지지 않고 30년 이상 원격탐사 분야의 다양한 연구 논문을 출판해오고 있다. 1986년부터는 1997년까지는 연간 2호가 발간되었고, 1998년부터 2001년까지는 연간 4호가 발간되었으며, 그 이후부터 2019년 현재까지 연간 6호가 발간되고 있다. 특히 원격탐사의 활용범위가 광범위해지면서 2017년부터는 연간 100편이 넘는 양질의 연구논문이 게재되고 있으며, 농업, 환경정책,항공우주, 해양, 극지, 기상, 지질 등의 원격탐사의 주요 활용 주제 별에 대한 특집호를 발간해오고 있다(Lee etal.
TVDI의 장단점은 어떤 것으로 보고된 바 있는가?
(2019b)는 한반도 지역에서의 산불 발생위험도 예측에 Temperature Vegetation Dryness Index(TVDI)의 활용 가능성에 대해 연구하였다. TVDI는 기상과 식생을 고려하는 건조도를 제작할 수 있는 장점을 지니고 있지만, 다른 산불 관련 지수들에 비해 한반도 내에서는 산불의 발생민감도가 높지 않은 것으로 보고된 바 있다. 그러나 이 연구에서는 TVDI의 산불발생 위험도 표현능력을 개선시켰고, 이를 통해 개선된 TVDI는 한반도 내의 산불발생 위험도 측정에서 향상된 성능을 보여주었다.
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