[논문]코로나19 팬데믹 기간의 서울의 사회적 거리두기 단계 변화와 The Suomi National Polar-Orbiting Partnership (S-NPP) 위성 영상을 이용한 Nighttime Light (NTL) 간의 상관관계

이슬기; 한주

doi:10.7780/kjrs.2021.37.6.1.13

코로나19 팬데믹 기간의 서울의 사회적 거리두기 단계 변화와 The Suomi National Polar-Orbiting Partnership (S-NPP) 위성 영상을 이용한 Nighttime Light (NTL) 간의 상관관계
Correlation Between Social Distancing Levels and Nighttime Light (NTL) during COVID-19 Pandemic in Seoul, South Korea Based on The Day-Night Band (DNB) Onboard The Suomi National Polar-Orbiting Partnership (S-NPP) Satellite 원문보기

대한원격탐사학회지 = Korean journal of remote sensing, v.37 no.6 pt.1, 2021년, pp.1647 - 1656

(강원대학교 스마트 지역혁신학과) , 이슬기 (강원대학교 스마트 지역혁신학과) , (강원대학교 과학교육학과) , 한주 (강원대학교 가정교육과)

초록
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한국은 코로나19로 인한 감염전파를 줄이기 위해 4단계의 사회적 거리두기 기준을 설정하고 확진자 발생 비율을 기준으로 단계를 전환하여 시행하고 있다. 이러한 사회적 거리두기는 사람들의 이동 및 모임 등 사회적 접촉을 제한함으로써 시민들의 활동량에 변화를 가져왔다. 이를 직관적으로 확인할 수 있는 데이터 중 하나가 Night Time Light (NTL)이다. NTL은 인공위성에 포착된 불빛을 활용해 측정한 국가경제규모를 측정할 수 있는 변수로, 야간동안 사람의 사회 활동을 파악하는데 활용할 수 있다. NTL 자료는 수오미 위성(Suomi National Polar-orbiting Partnership, S-NPP)에 탑재된 센서인 Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS)에 포함된 Day-Night Band (DNB)를 통해 얻을 수 있다. 본 연구는 2019년 1월 5일부터 2021년 10월 26일까지 1023개의 Suomi 자료를 수집하고, 서울의 NTL 변화를 시계열로 생성하여 사회적 거리두기 단계와의 상관관계를 분석하였다. 그 결과 사회적 거리두기의 단계가 높아질수록 NTL의 공간적, 시간적 변화가 모두 감소된 것으로 나타났다. 이는 더 높은 단계의 사회적 거리두기 정책이 실행됨에 따라 야간 시간대의 상업 활동 및 모임 인원제한 등과 같은 사회적 활동의 제한이 실제로 서울의 NTL 감소에 영향을 준 것으로 해석할 수 있다. 본 연구는 향후 코로나19 관련 정부의 정책을 평가하고 개선하기 위한 참고자료로 활용할 수 있을 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

In order to reduce the spread of infection due to COVID-19, South Korea has established a four-step social distancing standard and implemented it by changing the steps based on the rate of confirmed cases. The implementation of social distancing brought about a change in the amount of activity of citizens by limiting social contact such as movement and gathering of people. One of the data that can intuitively confirm this is Night Time Light (NTL). NTL is a variable that can measure the size of the national economy measured using lights captured by satellites, and can be used to understand people's social activities during the night. The NTL visible data is obtained via the Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) Day-Night Band (DNB) onboard the Suomi National Polar-orbiting Partnership (S-NPP) satellite. 1023 of Suomi data from 1 January 2019 until 26 October 2021 were collected to generate time series of NTL radiance change over Seoul to analyze the correlation with social distancing policy. The results show that implementing the level of social distancing generally decreased the NTL radiance both in spatial disparities and temporal patterns. The higher level of policy, limiting human activities combined with the low number of people who have been vaccinated and the closure of various facilities. Because of social distancing, the differences in human activities affected the nighttime light during the COVID-19 pandemic, especially in Seoul, South Korea. Therefore, this study can be used as a reference for the government in evaluating and improving policies related to efforts reducing the transmission of COVID-19.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 1. The location of Itaewon in the center of Seoul represents Seoul condition during the COVID- 19 pandemic. The purple line indicates the administration boundary of Seoul, and the green star indicates the location of Itaewon in the middle of Seoul. The image from Sentinel-2 level-2A on 18 August 2021 provided by European Space Agency (ESA).
그림 Fig. 2. The Workflow of Suomi DNB processing.
그림 Fig. 3. NTL radiance map of South Korea (left) and Seoul (right) after georeferencing process.
그림 Fig. 4. The time series NTL change from January 2019 to October 2021 of each date at the target point (Itaewon, Seoul). The orange points indicate the NTL radiance (nW·cm-²·sr^-1) at the exact pixel (window 1×1), and the blue points indicate the NTL radiance, the NTL radiance of average value from window 3×3.
표 Table 1. Korean government social distancing policy during COVID-19 pandemic
그림 Fig. 5. NTL radiance map over Seoul during (a) Level 1 on 6 May 2020, (b) Level 2 on 3 November 2020, (c) Level 2.5 on 25 December 2020, and (d) Level 4 on 15 August 2021.
그림 Fig. 6. The time series NTL change from January 2019 to October 2021 of each date at the target point (Itaewon, Seoul). The green points indicate the NTL radiance (nW·cm^-2·sr^-1).

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 S-NPP에 탑재된 VIIRS DNB를 기반으로 코로나19 팬데믹 기간 동안 서울의 사회적 거리두기 정책과 NTL간의 상관관계를 분석하였다. 정부에 의해 시행되는 사회적 거리두기의 단계는 NTL로 설명되는 인간 사회 활동에 영향을 미친다.

제안 방법

본 연구는 한국 서울의 NTL 자료를 사용하여 코로나19 전염병과 사회적 거리두기 정책 간의 관계를 분석했다. 그 결과 사회적 거리두기 단계에 따라 일반적으로 공간적, 시간적인 변화 모두에서 NTL 값이 감소했다.

대상 데이터

본 연구에서는 국내 첫 코로나19 확진자가 발생한 이후 1년(2019년 1월 5일부터 2021년 10월 26일)간의 NTL 변화를 관측하였다. NTL 데이터는 NASA의 Black Marble (VNP46A2)의 일간 데이터 1023개를 사용했으며, 현지 시간 00시를 기준으로 500 m의 공간 해상도로 샘플링 되었다. 한국을 관측하는 자료는 타일 h30v05에서 약 10°×10° 영역과 160개의 겹치지 않는 Land 타일로 구성된 선형 위도/경도(또는 지리적) 그리드를 사용한다(Román et al.
따라서 팬데믹 이전 3년 또는 4년 NTL 데이터를 사용하여 팬데믹 기간의 NTL 데이터와 비교할 수 있다. 또한 본 연구는 서울의 사회적 거리두기 정책과의 상관관계를 관찰하기 위해 NTL 데이터만을 사용했다. 더불어 연구기간 동안 한국은 10.
본 연구는 코로나19 대유행 1년 전과 동안 NTL 데이터만 사용했다. 그러나 한국에는 4계절이 있으며, 계절적인 변화에 따른 활동량의 차이를 고려할 필요가 있다.
본 연구에서는 국내 첫 코로나19 확진자가 발생한 이후 1년(2019년 1월 5일부터 2021년 10월 26일)간의 NTL 변화를 관측하였다

성능/효과

공간적으로는 높은 수준의 사회적 거리두기 단계가 시행됨에 따라 도시 전체에서 NTL 값이 감소했다. NTL 시계열 분석 결과는 서울의 사회적 거리두기 수준에 따라 상이하게 나타났다. 사회적 거리두기가 완화되면 사람들의 야간 사회 활동이 증가하고 NTL 값이 높게 나타났다.
그 결과 사회적 거리두기 단계에 따라 일반적으로 공간적, 시간적인 변화 모두에서 NTL 값이 감소했다. 공간적으로는 높은 수준의 사회적 거리두기 단계가 시행됨에 따라 도시 전체에서 NTL 값이 감소했다. NTL 시계열 분석 결과는 서울의 사회적 거리두기 수준에 따라 상이하게 나타났다.
본 연구는 한국 서울의 NTL 자료를 사용하여 코로나19 전염병과 사회적 거리두기 정책 간의 관계를 분석했다. 그 결과 사회적 거리두기 단계에 따라 일반적으로 공간적, 시간적인 변화 모두에서 NTL 값이 감소했다. 공간적으로는 높은 수준의 사회적 거리두기 단계가 시행됨에 따라 도시 전체에서 NTL 값이 감소했다.
사회적 거리두기가 완화되면 사람들의 야간 사회 활동이 증가하고 NTL 값이 높게 나타났다. 사회적 거리두기 4단계가 시행되었을 때 NTL 값이 가장 낮게 나타났다. 이와 같이 코로나19 발생 이후 사회적 거리두기 단계에 따른 다양한 시설 폐쇄와 사회 활동 제한 등은 서울의 야간 조명에 영향을 미쳤음을 확인하였다.
NTL 시계열 분석 결과는 서울의 사회적 거리두기 수준에 따라 상이하게 나타났다. 사회적 거리두기가 완화되면 사람들의 야간 사회 활동이 증가하고 NTL 값이 높게 나타났다. 사회적 거리두기 4단계가 시행되었을 때 NTL 값이 가장 낮게 나타났다.
사회적 거리두기 4단계가 시행되었을 때 NTL 값이 가장 낮게 나타났다. 이와 같이 코로나19 발생 이후 사회적 거리두기 단계에 따른 다양한 시설 폐쇄와 사회 활동 제한 등은 서울의 야간 조명에 영향을 미쳤음을 확인하였다. 본 연구는 정부가 코로나19 확산 방지 노력과 관련된 정책을 평가하고 개선하는데 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.

후속연구

사회적 거리두기의 시행은 인간 사회 활동을 제한함으로써 일일 신규 확진자 수를 줄이는 것을 목표로 한다. 따라서 본 연구의 결과는 정부가 코로나19의 전파저감 관련 정책을 평가하고 개선하는데 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.
이와 같이 코로나19 발생 이후 사회적 거리두기 단계에 따른 다양한 시설 폐쇄와 사회 활동 제한 등은 서울의 야간 조명에 영향을 미쳤음을 확인하였다. 본 연구는 정부가 코로나19 확산 방지 노력과 관련된 정책을 평가하고 개선하는데 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.
2 %의 낮은 백신 접종 완료율로 개인 활동의 제한이 더욱 높았다는 한계가 있다. 향후 사회적 거리두기 정책기간 동안 NTL 변화를 사람들의 이동 데이터 또는 코로나19 확진 사례, 백신 완료율 등과 같은 공간정보 데이터와 비교하는 연구를 수행한다면 코로나19의 확산에 따른 정책을 판단하는데 좋은 근거가 될 것으로 판단된다.

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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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