초록 ▼

Ⅰ. 연구개요
● 우리나라의 호수, 하천 그리고 강의 하류는 인위적 오염물질로 인한 영양염류의 과다한 유입으로 부영양화가 유발되어 오염이 심각한 실정임.
● 공간적인 조류의 분포를 파악할 수 있는 면단위 개념의 모니터링 기술의 필요성이 대두되고 있음.
● 또한 실제 수체의 분광 특성을 조사하여 이를 조류와의 관계를 유도하여 향후 초분광 영상을 이용하여 조류를 모니터링하기 위한 기초조사를 수행하고자 함.
Ⅱ. 연구내용 및 범위
● 강원도 춘천시에 위치한 의암호에서 직접 채수를 하여 클로로필a 농도를 측정하였

Ⅰ. 연구개요
● 우리나라의 호수, 하천 그리고 강의 하류는 인위적 오염물질로 인한 영양염류의 과다한 유입으로 부영양화가 유발되어 오염이 심각한 실정임.
● 공간적인 조류의 분포를 파악할 수 있는 면단위 개념의 모니터링 기술의 필요성이 대두되고 있음.
● 또한 실제 수체의 분광 특성을 조사하여 이를 조류와의 관계를 유도하여 향후 초분광 영상을 이용하여 조류를 모니터링하기 위한 기초조사를 수행하고자 함.
Ⅱ. 연구내용 및 범위
● 강원도 춘천시에 위치한 의암호에서 직접 채수를 하여 클로로필a 농도를 측정하였고, 같은 위치에서 분광복사계를 이용하여 분광반사율을 구함.
● 초분광 영상의 대리보정을 하기 위해 7가지 색의 모의 지표물(하드보드지)을 대상으로 초분광센서를 이용하여 복사량을 측정한 후 분광복사계를 이용하여 분광복사량과 분광반사율을 구함.
Ⅲ. 주요 연구결과
● 현장실험을 통한 조류와 분광과의 관계를 알아보기 위해 3가지 경험적인 알고리즘(Band ratio algorithm, Gons algorithm, Gitelson algorithm)을 적용하였고, 전반적으로 Gons 알고리즘이 가장 잘 클로로필a를 예측할 수 있음을 보임.
● 초분광센서 영상의 복사량과 분광복사계의 분광 반사율의 관계는 선형회귀식으로 나타났으며, 이를 이용하여 초분광센서 영상의 복사량을 직접 반사율로 변환시킬 수 있음.
Ⅳ. 연구결과 활용계획
● 향후 더욱 다양한 색상 및 특성을 가진 모의 지표물을 이용하여 분광 반사율을 취득하는 연구를 수행하여야 함.
● 클로로필a의 농도 뿐만 아니라 녹조의 발생원인이자 독성물질을 가진 남조류에 대해서도 모니터링을 실시하여야 함.

Abstract ▼

Hyperspectral images(HSI) is a promising technology for monitoring water quality in natural surface waters in Korea. However, this technology has not been used for monitoring water quality in Korea. As well, digital number or radiance from HSI need to be converted into reflectance to be applicable f

Hyperspectral images(HSI) is a promising technology for monitoring water quality in natural surface waters in Korea. However, this technology has not been used for monitoring water quality in Korea. As well, digital number or radiance from HSI need to be converted into reflectance to be applicable for sensing water quality. Here, this study utilizes a Test-bed system to performe vicarious radiometric calibration with HSI. Radiance on different colors measured by a hyperspectral sensor, and then compared with reflectance from spectroradiometer. It turns out that the correlation between radiance with reflectance is greater than 0.90, implying that it is possible to convert HSI into reflectance values. In addition, we monitored chl-a concentrations at multiple stations in the Lake Uiam in an attempt to quantify them using spectral reflectance. Three different algorithms(band ratio algorithm, Gons algorithm, and Gitelson algorithm) were applied to quantify chl-a concentrations by using spectral reflectance. Overall, Gons algorithm showed the superior performance to estimate chl-a concentrations

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구용역과제 결과보고서 ... 2
• 연구용역과제 결과보고서 초록 ... 3
• 제 출 문 ... 4
• 요 약 문 ... 5
• Abstract ... 6
• 차례 ... 7
• Ⅰ. 서 론 ... 8
• Ⅱ. 연구내용 및 방법 ... 10
• 1. 연구이론 ... 10
• 가. 내재적, 외재적 광학특성(Inherent and Apparent Optical Properties) ... 10
• 나. 용승 복사도(Upwelling Radiance) ... 10
• 다. 경험적, 반경험적, 생물 광학적/분석적 모형 ... 11
• 2. 연구 동향 ... 13
• 가. 현장 기반 시스템을 이용한 조류 모니터링 ... 13
• 나. 초분광 영상의 복사보정 ... 16
• 다. 비행체 시스템을 기반으로 한 조류 모니터링 ... 17
• 라. 위성 시스템을 기반으로 한 조류 모니터링 ... 18
• 3. 연구내용 및 방법 ... 20
• 가. 초분광 영상의 대리보정 ... 20
• 나. 분광복사기를 이용한 검증 ... 22
• 다. 클로로필 a 알고리즘 ... 24
• 라. 연구대상지역: 의암호 ... 25
• Ⅲ. 연구결과 및 고찰 ... 26
• 1. 초분광 영상에 대한 대리보정 ... 26
• 2. 현장실험을 통한 조류와 분광과의 관계 ... 30
• 3. 베이지안 기법을 이용한 조류산정 ... 34
• Ⅳ. 결 론 ... 37
• 참고문헌 ... 38
• 부 록 ... 39
• 끝페이지 ... 40