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TerraSAR-X 영상으로부터 Modified U-NET을 이용한 홍수 매핑
Flood Mapping Using Modified U-NET from TerraSAR-X Images 원문보기

대한원격탐사학회지 = Korean journal of remote sensing, v.38 no.6 pt.2, 2022년, pp.1709 - 1722  

유진우 (서울시립대학교 공간정보공학과) ,  윤영웅 (서울시립대학교 공간정보공학과) ,  이어루 (서울시립대학교 공간정보공학과) ,  백원경 (서울시립대학교 공간정보공학과) ,  정형섭 (서울시립대학교 공간정보공학과)

초록
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지구온난화로 인해 발생한 기온 상승은 엘니뇨, 라니냐 현상을 초래하였고, 해수의 온도를 비정상적으로 변화시켰다. 해수 온도의 비정상적인 변화는 특정 지역에 강우가 집중되는 현상을 발생시켜 이상 홍수를 빈번하게 일으킨다. 홍수로 인한 인명 및 재산 피해를 복구하고 방지하기 위해서는 침수피해 지역을 신속하게 파악하는 것이 중요한데 이는 합성개구레이더(synthetic aperture radar, SAR)를 통해 가능하다. 본 연구에서는 멀티 커널(kernel) 기반의 수정된 U-NET과 TerraSAR-X 영상을 활용하여 다양한 특성 맵 추출을 통해 반전 잡음(speckle noise)의 효과를 저감하고, 홍수 전, 후의 두 장의 영상을 입력자료로 활용해 홍수 발생 지역을 직접적으로 도출해내는 모델을 제작하고자 한다. 이를 위해 두 장의 SAR 영상을 전처리하여 모델의 입력자료를 제작하였고, 이를 수정된 U-NET 구조에 적용하여 홍수 탐지 딥러닝 모델을 학습시켰다. 해당 방법을 통해 평균 F1 score 값이 0.966으로 높은 수준으로 홍수 발생 지역을 탐지할 수 있었다. 이 결과는 수해 지역에 대한 신속한 복구 및 수해 예방책 도출에 기여할 것으로 기대된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The rise in temperature induced by global warming caused in El Nino and La Nina, and abnormally changed the temperature of seawater. Rainfall concentrates in some locations due to abnormal variations in seawater temperature, causing frequent abnormal floods. It is important to rapidly detect flooded...

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 또한, 기존 연구들은 각 영상에 대해 수계, 비수계 면적을 탐지하고 추가적인 연산을 통해 홍수 발생 면적을 탐지하였다. 이러한 단점들을 보완하기 위해 본 연구에서는 U-NET의 구조를 수정하여 다중 크기를 가지는 3갈래의 인코더를 통해 합성곱 연산을 진행하여 모델의 탐지 성능을 향상시키고, 홍수 전, 후의 영상을 모델의 입력자료로 활용하여 홍수 발생 면적을 직접적으로 도출해내는 모델을 제작하고자 하였다.
  • 이러한 단점들을 보완하기 위해 본 연구에서는 수정된 U-NET 구조를 활용하여 3가지 크기의 커널을 통해 합성곱 연산을 진행하여 다양한 특성맵을 모델 학습에 반영하여 모델의 탐지 성능을 향상시키고, 홍수 전, 후의 영상을 모델의 입력자료로 활용하여 홍수 발생 면적을 직접적으로 도출해내는 모델을 제작하고자 한다. 이를 위해 TerraSAR-X 영상을 통해 모델의 입력 자료 및 정답값 라벨을 제작하였고, 이를 수정된 U-NET 구조에 적용하였다.
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참고문헌 (31)

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