초록 ▼

이 연구는 대용량 해색 위성 자료의 효율적 처리 기술을 개발하고, 이를 이용하여 해양 환경의 변화를 탐지하는 것을 목표로 하여 아래와 같은 내용을 수행함.
□ 대용량 과학위성 데이터의 효율적 처리 플랫폼 개발
○ 해색 위성 데이터의 특성 조사
- 센서별, 시기별 자료 정리, 5개 대표 센서 96.7 TB 자료 수집 및 데이터베이스화
○ 데이터 처리 과정 분석 및 개선
- 자료 형식 및 처리 소프트웨어 분석, 시간적․공간적 고해상화 방법 연구
- 시공간 합성 필터 개조를 통한 유효관측영역

이 연구는 대용량 해색 위성 자료의 효율적 처리 기술을 개발하고, 이를 이용하여 해양 환경의 변화를 탐지하는 것을 목표로 하여 아래와 같은 내용을 수행함.
□ 대용량 과학위성 데이터의 효율적 처리 플랫폼 개발
○ 해색 위성 데이터의 특성 조사
- 센서별, 시기별 자료 정리, 5개 대표 센서 96.7 TB 자료 수집 및 데이터베이스화
○ 데이터 처리 과정 분석 및 개선
- 자료 형식 및 처리 소프트웨어 분석, 시간적․공간적 고해상화 방법 연구
- 시공간 합성 필터 개조를 통한 유효관측영역을 확장: Level-3 일별, 8일, 월별 프로덕트에서 각각 30.8(±16.3)%, 15.8(±9.2)%, 6.0(±5.6)%의 이득
○ 고속 분산 처리 시스템 개발 및 평가
- 빅데이터 처리․분석 환경 개선을 위한 분산처리 플랫폼 설계, 개발 시스템의 처리 효율 및 성능 평가
- 분산처리 알고리즘(SGE/HTCondor)과 DBMS를 도입하여 개발, 기존 자료 방법 대비 3,568%의 효율
□ 해색의 시공간 변화 및 기후 요인 연구
○ 해색 관련 기후 요소 선정
- 해양 기후인자 관련 현장/위성 데이터 수집
- 해색과 해양 기후인자의 관계 분석을 위한 7개 분석 요소 제안
○ 고속 분산 처리 시스템 생산 자료를 이용한 중장기 시공간 변화 연구
- 한반도 주변 연안 해역 현장관측/해색인공위성관측 상관성을 평가, 탁도가 높은 연
안 해역에 대한 센서보정용 기초자료 생산
- 해색 파라미터(클로로필-a 농도, 해수표층온도)간의 상관관계 분석, 기후변화와 직
간접적인 관계가 있는 어족자원량 변화와의 상관관계 분석

Abstract ▼

IV. Result of research and development
○ The quality and productivity of satellite ocean color data were largely improved by the developed high-speed distributed processing platform, KISTI-KOPRI system.
- Developed system with distributed processing algorithms (SGE/HTCondor) demonstrated 3,56

IV. Result of research and development
○ The quality and productivity of satellite ocean color data were largely improved by the developed high-speed distributed processing platform, KISTI-KOPRI system.
- Developed system with distributed processing algorithms (SGE/HTCondor) demonstrated 3,568% higher performance compared to the conventional data processing system. Now data processing productivity exceeds the rate of raw data production from satellite observation.
- A novel method for extending effective observation area by modifying spatio-temporal binning filter was proposed. Estimated spatial increments were 30.8( ±16.3)%, 15.8(±9.2)%, and 6.0(±5.6)% for daily, 8-day, monthly composite, respectively.
○ Non-linear relationship between ocean color, sea surface temperature, and ocean climate factors were studied.
- Basic data for building enhanced calibration coefficient of Level-2 algorithm was produced by comparing chlorophyll-a concentrations measured by in-situ and satellite remote sensing.
- A strong correlation between ocean color parameters (chlorophyll-a concentration and sea surface temperature) and a catch of fish, which is directly/indirectly affected by climate change, was confirmed.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 5
• 보고서 요약서 ... 6
• 요약문 ... 7
• Summary ... 10
• Contents ... 13
• 목차 ... 16
• 표목차 ... 19
• 그림목차 ... 20
• 제1장 연구개요 ... 24
• 제1절 연구의 배경 및 필요성 ... 24
• 1. 연구의 배경 ... 24
• 2. 연구의 필요성 ... 31
• 제2절 연구의 목표 및 내용 ... 33
• 1. 연구 목표 ... 33
• 2. 연구 내용 ... 33
• 3. 연구 추진전략, 체계 ... 34
• 제2장 해색위성 자료와 기후 요소 ... 36
• 제1절 해색위성자료 수집 ... 36
• 1. SeaWiFS (Sea-Viewing Wide Field-of-View Sensor) ... 41
• 2. MODIS (Moderate Resolution Spectroradiometer) ... 42
• 3. MERIS (MEdium Resolution Imaging Spectrometer) ... 44
• 4. VIIRS (Visible Infrared Imager Radiometer Suite) ... 45
• 5. 천리안 해양관측위성 (Geostationary Ocean Color Imager, GOCI) ... 46
• 6. 수집 결과 ... 46
• 제2절 해색위성자료 기반의 기후 요소 및 분석 모델 ... 48
• 1. Gaussian function fitting ... 48
• 2. Coefficient of variation (CV) ... 49
• 3. Cross correlation ... 50
• 4. EOF (Empirical Orthogonal Function) 분석 ... 51
• 5. K-means clustering ... 53
• 6. Complex Empirical Mode Function (CEOF) ... 54
• 7. Ensemble Empirical Mode Decomposition (EEMD) ... 54
• 제3장 대용량 해색위성 자료의 고속분산처리 시스템 개발 ... 56
• 제1절 인공위성 해색 자료 처리 ... 56
• 1. 해색 위성자료의 포맷 ... 56
• 2. 해색 위성자료 처리 소프트웨어 (SeaDAS) ... 60
• 제2절 해색위성 자료처리의 고효율화 ... 65
• 1. 빅데이터(위성영상) 처리·분석 환경 개선을 위한 설계 ... 65
• 2. 분산·병렬 처리시스템 적용 및 평가 ... 70
• 3. 동종 해색위성자료의 비교 분석 ... 72
• 4. 이종 해색위성자료의 비교 분석 ... 75
• 제4장 해색 인공위성 데이터의 품질 향상 ... 85
• 제1절 개요 ... 86
• 제2절 자료처리 품질 향상 방법의 제안 ... 88
• 1. 시험 적용 지역 및 자료 ... 88
• 2. 연구 방법 ... 88
• 제3절 적용 결과 및 분석 ... 92
• 1. Level-2 자료 비교 ... 92
• 2. Level-3 자료 비교 ... 95
• 제5장 해양부유생물의 시공간 변화 파악을 위한 현장조사와 위성자료의 비교 ... 100
• 제1절 개요 ... 101
• 제2절 한반도 주변 연안 해역 해양부유생물의 시공간 분포 ... 102
• 1. 연구자료 ... 102
• 2. 연구방법 ... 104
• 제3절 적용 결과 및 분석 ... 107
• 1. 현장 자료 분석 ... 107
• 2. 위성 자료와의 비교 ... 111
• 제6장 위성자료 기반 해양부유생물의 시공간 변화 파악 ... 114
• 제1절 개요 ... 115
• 1. 시험 자료 ... 117
• 2. 시험 방법 ... 117
• 제2절 시공간 변화 분석 방법의 제안 ... 117
• 제3절 적용 결과 및 분석 ... 120
• 1. 클로로필-a 농도의 선형/비선형 추세 ... 120
• 2. 클로로필-a 농도 위상 변화 시점 결정 ... 124
• 3. 클로로필-a 농도 위상 변화가 어획량에 미치는 영향 ... 128
• 제7장 결론 ... 132
• 참고문헌 ... 135
• 끝페이지 ... 142