$\require{mediawiki-texvc}$

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.

농업저수지의 저수량 추정을 위한 Sentinel-1 SAR 영상 기반 수체탐지 기법
Sentinel-1 SAR image-based waterbody detection technique for estimating the water storage in agricultural reservoirs 원문보기

Journal of Korea Water Resources Association = 한국수자원학회논문집, v.54 no.7, 2021년, pp.535 - 544  

정재환 (성균관대학교 수자원학과) ,  오승철 (성균관대학교 건설환경공학부) ,  이슬찬 (성균관대학교 수자원학과) ,  김진영 (국립재난안전연구원) ,  최민하 (성균관대학교 건설환경공학부)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

농업용수는 용수수요의 48%를 차지하고 있으며, 농업 유역내의 유량관리를 위해서는 농업저수지의 관리가 중요하다. 효율적인 농업용수의 활용을 위해서는 농업저수지 및 농업 유역 내 수자원의 분포를 모니터링 할 수 있는 기술이 요구된다. 이에 본 연구에서는 2018년부터 2020년까지 3년간의 Sentinel-1 영상을 활용하여 지상의 수체를 탐지하기 위한 임계값 결정 방법 세 가지(고정 임계값, Otsu 임계값, Kittler-Illingworth (KI) 임계값)을 비교하여, 정확한 저수면적을 산정하기 위한 임계값 결정 방법을 평가하고자 하였다. 또한 이동, 고삼, 기흥저수지에서 저수면적과 저수량의 관계를 분석하여, SAR 영상 기반의 저수량을 산정하였고 지상관측 자료와의 검증을 수행하였다. 수체를 탐지하기 위한 임계값 결정 방법은 KI 임계값의 경우가 가장 정확한 것으로 나타났으며, KI 임계값을 활용하여 산정된 저수량은 이동, 고삼, 기흥저수지의 지상관측 자료와의 검증에서 평균 r = 0.9235, KGE' = 0.8691 로 높은 일치도를 나타냈다. 계절에 따른 오차 특성은 충분히 관측되지 않았으나, 저수면적과 저수량 간의 관계가 급격하게 바뀌는 고수위에서의 과소 산정 문제가 발생할 수 있다. 따라서 정확한 저수량 추정을 위해서는 지상관측 자료를 통한 저수면적-저수량 관계 파악이 선행되어야 한다. 추후 수자원위성을 통한 SAR 자료의 활용이 가능해지면, 본 연구의 결과를 바탕으로 저수량 모니터링 및 가뭄 대응을 위한 활용에서 유용할 것으로 판단되나, 홍수예방 등의 목적으로 활용하기 위해서는 추가적인 연구가 필요하다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Agricultural water occupies 48% of water demand, and management of agricultural reservoirs is essential for water resources management within agricultural basins. For more efficient use of agricultural water, monitoring the distribution of water resources in agricultural reservoirs and agricultural ...

주제어

표/그림 (12)

참고문헌 (30)

  1. Ahmad, W., and Kim, D. (2019). "Estimation of flow in various sizes of streams using the Sentinel-1 Synthetic Aperture Radar (SAR) data in Han River Basin, Korea." International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, Vol. 83, 101930. 

  2. Ahn, T., Lee, H., Lee, J.Y., Yi, J.E., and Yoon, Y.N. (2004). "A reservoir operation plan coupled with storage forecasting models in existing agricultural reservoir." Journal of Korea Water Resources Association, Vol. 37, No. 1, pp. 77-86. 

  3. Baghdadi, N., Bernier, M., Gauthier, R., and Neeson, I. (2001). "Evaluation of C-band SAR data for wetlands mapping." International Journal of Remote Sensing, Vol. 22, No. 1, pp. 71-88. 

  4. Choi, J.-D., and Choi, Y.-H. (2002). "Return flow rate estimation of irrigation for paddy culture in Chuncheon region of the North Han River basin." Korean National Committee on Irrigation and Drainage Journal, Vol. 9, No. 2, pp. 68-77. 

  5. Geudtner, D., Torres, R., Snoeij, P., Davidson, M., and Rommen, B. (2014). Sentinel-1 system capabilities and applications. Institute of Electrical and Electronics Engineers, pp. 1457-1460. 

  6. Gulacsi, A., and Kovacs, F. (2020). "Sentinel-1-imagery-based highresolution water cover detection on wetlands, aided by Google Earth Engine." Remote Sensing, Vol. 12, No. 10. 

  7. Han, H., Kim, J.-I., Hyun, C.-U., Kim, S.H., Park, J.-W., Kwon, Y.-J., Lee, S., Lee, S., and Kim, H.-C. (2020). "Surface roughness signatures of summer arctic snow-covered sea ice in X-band dual-polarimetric SAR." GIScience & Remote Sensing, Vol. 57, No. 5, pp. 650-669. 

  8. Jang, M., Lee, H., Kim, Y., and Hong, S. (2011). "Applicability of Satellite SAR imagery for estimating reservoir storage." Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers, Vol. 53, No. 6, pp. 7-16. 

  9. Jang, M.-Y., Song, J.-I., Jang, C.-R., and Kim, H.-T. (2020). "Estimation of small reservoir storage using Sentinel-1 image." Journal of the Society of Disaster Information, Vol. 16, No. 1, pp. 79-86. 

  10. Kim, H.-Y., Nam, W.-H., Mun, Y.-S., Bang, N.-K., and Kim, H.-J. (2021). "Estimation of irrigation return flow on agricultural watershed in Madun reservoir." Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers, Vol. 63, No. 2, pp. 85-96. 

  11. Kim, S.-J., Kim, P.-S., and Lim, C.-Y. (2004). "Behaviour analysis of irrigation reservoir using open water management program." Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers, Vol. 46, No. 1, pp. 3-13. 

  12. Kim, S.-M., Kim, S.-J., Kim, Y.-W., Park, T.-Y., Kim, S.-M., Park, K.-W., and Jang, M.-W. (2011). "Potential release of environmental flow through irrigation reservoir." Journal of the Korean society of Agricultural Engineers, Vol. 53, No. 6, pp. 101-109. 

  13. Kittler, J., and Illingworth, J. (1986). "Minimum error thresholding." Pattern Recognition, Vol. 19, No. 1, pp. 41-47. 

  14. Kling, H., Fuchs, M., and Paulin, M. (2012). "Runoff conditions in the upper Danube basin under an ensemble of climate change scenarios." Journal of Hydrology, Vol. 424, pp. 264-277. 

  15. Lee, H., Nam, W., Yoon, D., Jang, M., Hong, E., Kim, T., and Kim, D. (2020). "Estimation of water storage in small agricultural reservoir using Sentinel-2 satellite imagery." Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers, Vol. 62, No. 6, pp. 1-9. 

  16. Lee, Y., Jeon, S., Kim, S.-K., and Ko, I.H. (2006). "Operating rules for allocating storage among reservoirs in parallel for coordinated operation." Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference, pp. 343-348. 

  17. Liang, J., and Liu, D. (2020). "A local thresholding approach to flood water delineation using Sentinel-1 SAR imagery." ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, Vol. 159, pp. 53-62. 

  18. Lim, J., Kang, S., Kim, H., and Lee, E. (2017). "Evaluation of potential securing instream flow according to estimating operation rule in Naeseongcheon watershed." Journal of Korean Society of Hazard Mitigation, Vol. 17, pp. 265-277. 

  19. Mandal, D., Vaka, D.S., Bhogapurapu, N.R., Vanama, V., Kumar, V., Rao, Y.S., and Bhattacharya, A. (2019). "Sentinel-1 SLC preprocessing workflow for polarimetric applications: A generic practice for generating dual-pol covariance matrix elements in SNAP S-1 toolbox." Preprints, pp 1-9. 

  20. Ministry of Environment (ME) (2021). Carrying satellite development forward for water resources management. March 16, p. 1. 

  21. Moreira, A., Prats-Iraola, P., Younis, M., Krieger, G., Hajnsek, I., and Papathanassiou, K.P. (2013). "A tutorial on synthetic aperture radar." IEEE Geoscience and Remote Sensing Magazine, Vol. 1, No. 1, pp. 6-43. 

  22. Otsu, N. (1979). "A threshold selection method from gray-level histograms." IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Vol. 9, No. 1, pp. 62-66. 

  23. Parihar, N., Das, A., Rathore, V., Nathawat, M., and Mohan, S. (2014). "Analysis of L-band SAR backscatter and coherence for delineation of land-use/land-cover." International Journal of Remote Sensing, Vol. 35, No. 18, pp. 6781-6798. 

  24. Pham-Duc, B., Prigent, C., and Aires, F. (2017). "Surface water monitoring within Cambodia and the Vietnamese Mekong Delta over a year, with Sentinel-1 SAR observations." Water, Vol. 9, No. 6. 

  25. Seo, M., Kim, D., Ahmad, W., and Cha, J.-H. (2018). "Estimation of stream flow discharge using the satellite synthetic aperture radar images at the mid to small size streams." Journal of Korea Water Resources Association, Vol. 51, No. 12, pp. 1181-1194. 

  26. Song, J.-H., Her, Y., Jun, S.M., Hwang, S., Park, J., and Kang, M.-S. (2019). "Lessons from assessing uncertainty in agricultural water supply estimation for sustainable rice production." Agronomy, Vol. 9, No. 10. 

  27. Song, J.H., Song, I., Kim, J.-T., and Kang, M.S. (2015). "Characteristics of irrigation return flow in a reservoir irrigated district." Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers, Vol. 57, No. 1, pp. 69-78. 

  28. Sung, M., Jeung, M., Beom, J., Park, T., Lee, J., Jung, H., Kim, Y., Yoo, S., and Woon, K. (2021). "Simulation of water redistribution for the resized beneficiary area of a large scale agricultural reservoir." Journal of Korean Society of Agricultural Engineers, Vol. 63, No. 3, pp. 1-12. 

  29. Yoo, S.-H., Choi, J.-Y., and Jang, M.-W. (2006). "Estimation of paddy rice crop coefficients for FAO Penman-Monteith and Modified Penman method." Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers, Vol. 48, No. 1, pp. 13-23. 

  30. Yoon, S., Lee, S., Park, K., and Lee, J. (2018). "Development of a storage level and capacity monitoring and forecasting techniques in Yongdam Dam basin using high resolution satellite image." Korean Journal of Remote Sensing, Vol. 34, No. 6, pp. 1041-1053. 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

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