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Sentienl-1 SAR 토양수분 산정 연구: 농지와 초지지역을 중심으로
Estimation of soil moisture based on sentinel-1 SAR data: focusing on cropland and grassland area 원문보기

Journal of Korea Water Resources Association = 한국수자원학회논문집, v.53 no.11, 2020년, pp.973 - 983  

조성근 (성균관대학교 수자원학과) ,  정재환 (성균관대학교 수자원학과) ,  이슬찬 (성균관대학교 수자원학과) ,  최민하 (성균관대학교 수자원학과)

초록
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최근 인공위성 자료를 기반으로 한 수자원 관측 분야에서는 공간해상도의 한계를 극복하기 위한 방안으로 SAR (Synthetic Aperture Radar) 센서에 대한 관심이 높아지고 있다. 토양수분을 관측하는 기존 위성 자료가 10 km 이상의 공간해상도를 지닌 반면, SAR 센서는 후방산란계수를 10 m 까지 관측할 수 있으므로 공간적인 분포를 보다 세밀하게 분석할 수 있다. 이러한 자료를 활용하기 위해서는 관측된 후방산란계수에 다양한 수문인자 및 환경적 요인이 미치는 영향을 다각적으로 분석하여 토양수분을 산출하는 과정이 필요하다. 본 연구는 토양수분 산정에 주로 적용되고 있는 WCM(Water Cloud Model)과 선형회귀 기법을 국내 5개 지점에 적용함으로써, SAR 영상을 기반으로 토양수분을 산정하고 이를 지점 관측 자료와 비교하여 평가하고자 하였다. WCM의 경우 토양수분의 즉각적인 변화를 관측하기에 용이하나 오차에 대한 보정이 필요한 것으로 판단되며, 선형회귀 방법은 순간적인 토양수분의 변동이 크게 나타나지 않았으나 안정적인 오차 범위를 나타내었다. 또한 토양수분이 후방산란계수에 미치는 영향은 토지피복, 식생의 분포, 식생 내 수분량의 정도에 따라 모델별로 크게 상이한 결과를 나타냄을 알 수 있으며, 기존의 모델을 동일하게 적용하기에는 한계점이 많음을 알 수 있다. 따라서 복잡한 지형적, 수문학적 특성을 가진 한반도에서 SAR 영상을 수자원 분야에 적용하기 위해서는, 추후 각 지점 별 특성에 따른 영향을 다각적으로 분석하는 과정이 필수적이며 한반도에 적합한 토양수분 모델을 구축하기 위한 연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다.

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Recently, SAR (Synthetic Aperture Radar) is being highlighted as a solution to the coarse spatial resolution of remote sensing data in water resources research field. Spatial resolution up to 10 m of SAR backscattering coefficient has facilitated more elaborate analyses of the spatial distribution o...

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 향후 발사될 예정인 수자원 위성의 활용에 대비하여, 기존의 SAR 위성 영상을 활용하여 한반도 지역에서의 토양수분 산정에 대한 연구를 수행하고, 이에 따른 문제점 및 대비책에 대해 분석하고자 하였다. Sentinel-1 SAR 관측 자료를 활용하였으며, 지점 자료로는 기상자료개방포털(기상청) 및 농업기상정보서비스(농촌진흥청)의 5개 지점 관측 토양수분 데이터를 사용하였다.
  • Sentinel-1 SAR 관측 자료를 활용하였으며, 지점 자료로는 기상자료개방포털(기상청) 및 농업기상정보서비스(농촌진흥청)의 5개 지점 관측 토양수분 데이터를 사용하였다. 토양수분의 산정은 WCM과 선형 회귀식을 적용하여 각 지점별 결과를 비교하였으며, 한반도에서의 SAR 영상 기반 토양수분 산정의 적용 가능성을 확인하고, 보다 신뢰도 있는 자료를 생산하기 위한 방안을 모색하고자 한다.
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