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YOLO 알고리즘 기반 국토위성영상의 선박 모니터링 가능성 평가 연구: 부산 신항과 캘리포니아 오클랜드항을 대상으로
A Study on Evaluating the Possibility of Monitoring Ships of CAS500-1 Images Based on YOLO Algorithm: A Case Study of a Busan New Port and an Oakland Port in California 원문보기

대한원격탐사학회지 = Korean journal of remote sensing, v.38 no.6 pt.1, 2022년, pp.1463 - 1478  

박상철 (한양대학교 해양융합공학과) ,  박영빈 ((주)유에스티21 원격탐사팀) ,  장소영 ((주)유에스티21 원격탐사팀) ,  김태호 ((주)유에스티21 원격탐사팀)

초록
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한국 수출입의 99.7%는 해상운송이 차지하고 있으며, 항만의 효율적 운영을 위해 해운 물류 모니터링 시스템 개발 필요성이 대두되고 있다. 현재 automatic identification system (AIS)를 기반으로 선박의 정보를 조회하여 해상 물동량 추정 연구가 진행되고 있지만, AIS를 운영하지 않는 선박들에 대한 모니터링은 불가능하다는 한계가 있다. 고해상도 광학 위성 영상은 광역의 범위에서 AIS 미운영 선박 및 소형 선박을 식별할 수 있기 때문에 AIS 기반 물동량 모니터링의 공백을 보완할 수 있다. 그러므로 선박 및 물동량 모니터링에 활용하기 위해, 고해상도 광학 위성영상에서 선박을 탐지하고 화물선 및 소형 선박을 분류하는 연구가 필요하다. 본 연구는 초기 국토위성영상을 이용하여 생산된 학습 자료 기반으로 인공지능 모델을 훈련시키고 다른 영상에서 탐지를 수행함으로써, 국토위성영상의 딥러닝 학습 자료 생산 및 선박 모니터링 활용 가능성을 알아보고자 하였다. 학습 자료는 황해 및 황해 주요 항만 구역 내 선박들을 추출하여 제작했으며, You Only Look Once (YOLO) 알고리즘을 사용하여 탐지 모델은 구축하고 국내외 주요 항만 각 1개소를 대상으로 선박 탐지 성능을 평가하였다. 항만 접안 및 해상 정박중인 선박을 대상으로 탐지 모델에 적용한 결과를 AIS의 선종 정보와 비교하였고, 국내 항만에서 85.5%와 89%, 국외 항만에서 70%의 선종 분류 정확도를 확인하였다. 본 연구 결과는 정박중인 선박을 중심으로 고해상도 국토위성영상을 활용하여 모니터링이 가능함을 확인하였다. 향후 지속적인 학습 자료 구축을 통해 탐지 모델의 정확도를 향상시킨다면 전세계 주요 항만에서 선박 및 물동량 모니터링 분야에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Maritime transport accounts for 99.7% of the exports and imports of the Republic of Korea; therefore, developing a vessel monitoring system for efficient operation is of significant interest. Several studies have focused on tracking and monitoring vessel movements based on automatic identification s...

주제어

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 성능 평가를 위해 제작한 학습 자료를 이용하여 You Only Look Once (YOLO) 선박 탐지 모델을 구축하고, 부산 신항과 오클랜드항이 촬영된 국토위성과 아리랑위성 3호(KOrea Multi-Purpose SATellite-3, KOMPSAT-3) 영상에 적용하였다. AIS 정보와 YOLO 탐지 결과를 비교하여 선박 탐지 정확도와 선종 분류 정확도를 산출함으로써 국토위성 영상의 선박 모니터링 가능성을 평가하고자 하였다.
  • 항만 주변 해역에서 국토위성 영상의 선박 탐지 활용 가능성을 평가해 보고자 국토위성 영상만을 사용하여 선박 탐지 및 분류 모델을 제작하고자 하였다. 영상 자료의 R/G/B 밴드를 QGIS (https://www.
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