[보고서]북극 빙권변화 정량 분석을 위한 원격탐사 연구

김현철

보고서 정보

주관연구기관

한국해양연구원 부설 극지연구소

연구책임자

김현철

참여연구자

강성호 , 권영주 , 김고흥 , 김나영 , 김승희 , 김재인 , 김종민 , 김주홍 , 문채은 , 박정원 , 박지은 , 박진구 , 서민지 , 신형철 , 이나미 , 이성재 , 정용식 , 주동찬 , 지준화 , 최용한 , 하선용 , 한향선 , 현창욱 , Iman Heidarpour Shahrezaei , 한경수 , 홍성욱 , 임정호 , 손영백

보고서유형

최종보고서

발행국가

대한민국

언어

한국어

발행년월

2023-02

과제시작연도

2022

주관부처

해양수산부
Ministry of Oceans and Fisheries

등록번호

TRKO202300014475

과제고유번호

1525013566

사업명

극지연구소운영지원(주요사업비)

DB 구축일자

2023-09-19

키워드

해빙.동토.인공위성.무인기.원격탐사.Sea ice.Permafrost.Satellite.Unmanned Aerial Vehicle.Remote Sensing.

표 총 연구기간 로드맵
표 1단계 로드맵
표 2단계 로드맵
표 연구개발 추진체계
표 주관기관과 위탁기관의 분담개발 관계
표 위탁연구과제 목록
표 기존 텍스쳐 기반 해빙 유형 분류 알고리즘의 작업 흐름도
표 이 연구에서 개발한 텍스쳐 기반 해빙 유형 분류 알고리즘의 작업 흐름도
표 편파별, 시기별 입사각에 대한 후방 산란 계수의 의존도
표 원본 NIC 해빙 유형 지도를 훈련용으로 단순화시켜 가공하는 과정
표 겨울철 5종 분류 정확도 평가 결과 (종속검증)
표 겨울철 5종 분류 정확도 평가 결과 (독립검증)
표 2019년 2월 5일의 Sentinel-1A/1B 모자이크 영상(왼쪽 위: HH편파, 오른쪽 위: HV편파)과 분석된 해빙 분류 지도 (오른쪽 아래), 그리고 주간 NIC 해빙 유형 지도 (왼쪽 아래)
표 2019년 2월 8일의 Sentinel-1A/1B 모자이크 영상(왼쪽 위: HH편파, 오른쪽 위: HV편파)과 분석된 해빙 분류 지도 (오른쪽 아래), 그리고 주간 NIC 해빙 유형 지도 (왼쪽 아래)
표 여름철 3종 분류 정확도 평가 결과 (종속검증)
표 여름철 3종 분류 정확도 평가 결과 (독립검증)
표 겨울철 3종 분류 정확도 평가 결과 (종속검증)
표 겨울철 3종 분류 정확도 평가 결과 (독립검증)
표 2018년 8월 13일의 Sentinel-1A/1B 모자이크 영상(왼쪽 위: HH편파, 오른쪽 위: HV편파)과 분석된 해빙 분류 지도 (오른쪽 아래), 그리고 주간 NIC 해빙 유형 지도 (왼쪽 아래)
표 Sentinel-1 영상레이더의 전지구 자료 획득 주기
표 MOSAiC 연구선인 Polarstern의 무동력 표류 궤적
표 Feature tracking과 Pattern matching에 의해 추출한 해빙 이동 벡터의 예
표 추출된 이동 벡터(노랑)와 보간된 이동 벡터(초록)의 예시
표 영상레이더 추출 해빙 이동 벡터(검은색)와 SVP 부이의 이동 벡터(빨간색)의 비교
표 영상레이더 추출 해빙 이동 벡터와 SVP 부이 이동 벡터의 일대일 산포도
표 영상레이더 추출 해빙 이동 속도와 SVP 부이 이동 속도의 일대일 산포도
표 Polarstern의 표류 궤적 (검은색 실선), KOMPSAT-5 촬영 범위(빨간색 사각형) 및 COSMO-SkyMed 촬영 범위 (초록색 사각형)
표 사용된 SAR 센서와 영상 프로덕트 파라미터
표 KOMPSAT-5 영상을 이용한 해빙 이동 벡터 추출 예시
표 COSMO-SkyMed 영상을 이용한 해빙 이동 벡터 추출 예시
표 KOMPSAT-5 기반 해빙 이동 벡터 추출의 검정 결과. (좌) 속도 산포도 (우) 방향차 도수분포도
표 KOMPSAT-5 기반 해빙 이동 벡터 추출의 검정 결과
표 COSMO-SkyMed 기반 해빙 이동 벡터 추출의 검정 결과. (좌) 속도 산포도 (우) 방향차 도수분포도
표 COSMO-SkyMed 기반 해빙 이동 벡터 추출의 검정 결과
표 KOMPSAT-5와 COSMO-SkyMed 혼합 기반 해빙 이동 벡터 추출의 검정 결과. (좌) 속도 산포도 (우) 방향차 도수분포도
표 KOMPSAT-5와 COSMO-SkyMed 혼합 기반 해빙 이동 벡터 추출의 검정 결과
표 기존 연구들에서 수행된 C-밴드 기반 결과와의 성능 비교
표 시간간격 대비 위치오차의 분포
표 시간간격 대비 속도오차의 분포와 모델식 피팅 결과 (파란색 점선)
표 북극해 고해상도 해빙 이동 속도 산출 및 이동장 제작 방법 모식도
표 BM3D 방법을 통한 SAR 영상의 de-noising
표 MCC 자료 처리 방법
표 de-noising된 SAR 영상 자료 처리
표 보정된 해빙 이동벡터의 변화 plot 및 주변 해빙이동벡터와의 관계
표 서로 다른 시기(Day 1,2)에 관측된 동일 영역의 SAR Image 와 Day 1-2 동안 해빙관측부이의 이동 경로(녹색 궤적)
표 개선된 MCC과 ROF 방법을 사용해 구축한 해빙 이동장(MCCT: 좌측 청색, ROFT: 우측 적색) 및 해빙관측부이(흑색 궤적)의 이동거리와의 비교
표 개선된 MCC과 ROF 방법을 사용해 구축한 해빙 이동장 및 해빙관측부이의 이동거리와의 비교
표 82개 경우를 대상으로 개선된 MCC 및 ROF 방법을 통한 해빙 이동거리와 해빙관측부이의 이동거리 비교
표 개선된 MCC 및 ROF 방법을 통한 해빙 이동속도와 해빙관측부이의 이동속도의 비교(좌측: 경도 방향 이동속도, 중앙: 위도 방향 이동속도, 우측: 총 이동속도)
표 SAR 이미지 쌍을 이용한 MCC 알고리즘에 의한 해빙 드리프트 벡터. (a)와 (b)는 동일한 영역을 갖는 제1 및 제2 SAR 이미지를 이용한 템플릿 쌍, 파란색과 빨간색 원은 각각의 SAR 이미지를 촬영할 때 부표 궤적의 위치. 교차 보정 결과(c)는 영상 쌍에서 계산. MCC(d)의 벡터는 해빙 이동으로 표시
표 독립 매치업에 대한 유효성 검사 결과. 산점도는 MCC와 부이(왼쪽), 부이와 MCC가 검출한 얼음 운동의 X-(중앙)와 Y-속도(오른쪽) 차이의 X-와 Y-성분을 비교
표 NSIDC 및 MCC의 MCC 알고리즘 및 해빙 움직임 벡터에 의한 결과 위치
표 NSIDC와 MCC에서 검출한 해빙 유동의 X-(중심)와 Y-속도(오른쪽) 비교 결과
표 NSIDC와 MCC에서 검출한 해빙 유동 결과 비교
표 Beaufort 해역에서 서로 다른 해상도 해빙 이동장 생산
표 북극해 위성 및 현장자료의 유빙 이동속도 변화. (오른쪽) 선형경향 변화, (왼쪽) detrend한 자료의 경향 변화
표 위성과 현장 관측 부이 자료의 시계열 선형 경향 분석
표 북극해에서 위성과 현장 관측 부이에서 관측된 해빙 이동 속도의 계절 변화 분석
표 북극해에서 위성과 현장 관측 부이에서 관측된 해빙 이동 속도의 detrend한 계절 변화 분석
표 위성관측 자료와 현장 관측 부이 자료에서 상대적으로 높계 발생하는 시기 비교
표 위성 자료와 현장 관측 부이 자료간 계절별 차이 발생 비교
표 실측자료와 위성관측자료(NSIDC와 OSISAF)간 비교
표 월별 위성, 현장 및 SIC 간의 관계(위성자료에서 하계 이동속도 감소 현상 발생)
표 위성과 부이 관측 자료간 공간적 차이
표 북극해 계절별 해빙 이동 속도 변화
표 북극해 1980년부터 10년 단위 해빙 이동 속도 변화
표 북극해 평균 해빙 이동속도 변화(20/15/10년 기준)
표 북극해 해빙 이동속도 선형경향 변화
표 북극해 부이관측자료를 이용한 해빙 이동속도 변화 분석
표 북극해 해빙 이동속도 변화와 SLP 상관관계 분석
표 본 연구에서 활용한 IceBridge의 CAMBOT 항공영상. 노란색 점선은 ICESat-2의 관측 경로
표 CAMBOT 광항영상의 리드 및 해빙에 따른 RGB 밴드 값 분석. 가운데) CAMBOT 광학영상. 위, 아래) 위도별 RGB 값의 수평 평균값. 각 그림의 빨강, 파랑, 초록 그래프는 각각 8비트의 RGB 밴드 값을 나타냄
표 CAMBOT 광학위성으로부터 추출한 리드 레이블. 노란 색은 리드, 파란 색은 해빙을 나타냄
표 해빙 리드 육안 탐지 및 샘플링 예시 (CAMBOT 관측자료, 2019. 09. 09. 14:31)
표 랜덤 포레스트 모델의 변수 중요도 분석 결과
표 랜덤 포레스트 모델의 calibration, validation 샘플에 대한 정확도 분석 결과
표 10개의 CAMBOT 영상에 대응하는 ICESat-2 위성의 리드 탐지 정확도
표 CAMBOT 영상 1번에서의 리드 탐지 및 분석 결과
표 CAMBOT 영상 5번에서의 리드 탐지 및 분석 결과
표 CAMBOT 영상 6번에서의 리드 탐지 및 분석 결과
표 총 변형율 계산 결과 예시. (좌) CMEMS 기반, (우) 이 연구의 산출물 (KOPRI) 기반
표 해빙 총 변형량의 프랙탈적 특성
표 라그랑지안 격자상에서의 누적 총 변형율(좌)과 변형을 거친 해빙의 레이더 후방산란계수(우)
표 해빙 이동과 유형의 입자추적 결과에서 나타나는 해빙 유형 분류 결과의 불합리성 예시. (상단) 초기장, (하단) 8주간의 입자 추적 후, (좌) 해빙 유형 분류도, (중) 주적 해빙 이동 벡터장, (우) 입자 추적을 통한 해빙 유형의 분포도. 붉은색은 다년빙, 노란색은 단년빙, 파란색은 개빙수역을 나타냄
표 수동형 마이크로파 위성 GCOM-W1/AMSR2에서 관측한 밝기온도와 복사 전달모델 (RTTOV)를 활용하여 얻은 6.9GHz 밴드에서의 수직편파 방출율 (왼쪽)과 수평편파 방출율 (오른쪽)의 예
표 2018년 1년간 일정한 해수의 방출율을 보여주는 그래프
표 산출된 수직(V) 및 수평 (H) 편파 방출율에서 계산된 PR과 RR 지도의 예 (2018년 11월 3일)
표 관측 자료에서 추정된 방출율의 월별 분포 특성
표 관측 자료에서 추정된 방출율의 PR과 RR의 월별 분포 특성
표 매질의 유전 상수 및 방출율을 계산에 필요한 변수들과 특성
표 월별 방출율의 PR 및 RR의 분포와 이론 기반 방출율 비교
표 해수 최소 밝기온도의 연간 변동성과 계절 변동성
표 복사전달모델과 해수의 최소 밝기온도의 계절 변동성 비교
표 수동마이크로파 밴드별 해빙 레이어에서의 방출 에너지 분포
표 실험에 사용한 자료 목록
표 AMSR2 기반 건현 높이와 ICESat-2 건현 높이의 비교
표 Feature들간의 “곱” 연산을 통한 augmentation
표 해빙두께 산출을 위해 제안된 앙상블 합성곱 신경망 구조
표 모델 종류별, 입력 feature들별 오차 비교
표 CryoSat-2와 AMSR2에서 산출된 해빙두께 값 비교
표 AMSR2 일간 해빙두께 지도 (상)와 CryoSat-2/SMOS 주간 해빙두께 지도 (하)
표 수동마이크로파 자료로부터 해빙두께를 산출하는데 있어 입력 feature 들의 통계적 정확도 비교 (값이 클수록 중요도가 높음)
표 수동마이크로파 기반 해빙두께 산출을 위한 앙상블 기반 1차원 합성곱 신경망 모델
표 해빙두께 산출 모델 종류별 입력 피쳐의 개수별 통계적 정확도 차이 비교
표 해빙두께 산출 결과의 연도별, 월별 통계적 정확도 비교
표 위성 해빙두께 산출 결과와 IceBridge 현장관측 자료와의 비교. (좌) 수동마이크로 vs IceBridge. (중) 고도계 vs IceBridge. (우) 수동마이크로 vs 고도계
표 수동마이크로파 자료로부터 생산된 일간 북극 해빙두께 지도
표 얇은 해빙두께에 대한 AMSR2 vs SMOS 산점도 비교 (좌). 히스토그램 비교 (우)
표 얇은 해빙에 대한 SMOS와의 비교 결과
표 해빙 표면에 설치된 GPS 위치 변화
표 입사각에 따른 동일 해빙 표면의 후방산란 특성 차이
표 입사각에 따른 HH, HV 편파 후방산란계수 변화
표 2017년과 2018년에 확보된 해빙 코어 자료 갯수
표 아라온 GPS 정보를 활용하여 현장조사와 위성영상 간 시간차이에 따른 위치 정보 보정
표 굽힘강도 산출식을 활용하여 제작한 북극 해빙 강도 지도 (2018년, 2019년)
표 대안산출물 제작 순서도
표 북극해 굽힘강도 연평균
표 바렌츠해 월평균 비교
표 2021년 4월 9일 해빙 굽힘강도 산출물
표 SMAP 9km model frozen ground flag 자료
표 개선 전후 해빙 거칠기 알고리즘에 적용된 여름철 해빙 영역 판단 일자료 (위) SMAP surface flag (아래) AMSR2 해빙 농도
표 0.5m 이하의 얇은 해빙 영역에서의 거칠기 (a) SMOS 영역 (b) SMAP 영역
표 해빙 거칠기 변화 추세 및 연도별 변동 패턴 (a), (c)는 전체 해빙, (b), (d)는 얇은 해빙
표 해빙 거칠기 EOF 모드 (상위 3개)
표 해빙 거칠기 주성분 (상위 3개)
표 (a) 북극권에서의 해양 순환 (Wang, Q et al., 2018), (b) 프람 해협에서의 해류 순환 (Beszczynska-Moller et al., 2012)
표 해빙 거칠기 PC와 기후 변수 사이의 TLCC (좌) 및 시계열 중첩 (우) ((a), (b)는 PC1&SST, (c), (d)는 PC2&1/풍속, (e), (f)는 PC3&AMO)
표 AO index (a) negative phase, (b) positive phase (NOAAClimate.gov)
표 AO index와 대기압 (20 –90°N) 의 상관성 (1958~2002, Talley, L. D., 2011)
표 해빙 거칠기 PC2와 대기압 사이의 TLCC (좌) 및 시계열 중첩 (우)
표 D2D 모델 학습 과정
표 SMAP 밝기온도와 AMSR2 주파수 별 밝기온도 상관계수 (2018년, 북위 65도 이상)
표 SMAP과 AMSR2 6.9GHz 편광 밝기온도의 산포도 (a)수직, (b)수평
표 SMAP 편광 밝기온도와 AMSR2 주파수 별 연평균 차이 (2018년)
표 영역별, 편광별 SMAP과 AMSR2 6.9GHz 편광 밝기온도의 산포도
표 영역별 회귀계수 (2015~2018년, 북위 65도 이상)
표 rMBE와 rRMSE의 모델 성능 평가 척도
표 SMAP 원자료와 가상의 D2D 생성물 결과 산포도 (수직 편광 밝기온도)
표 수직 편광 밝기온도 결과의 정성적 비교 ((좌) SMAP 원자료, (우) 가상의 D2D 생성물)
표 가상의 D2D 생성물 (b, c)과 선형 회귀변환 결과 (d, e) 비교 (수직 편광, 2021/2/15)
표 가상의 D2D 생성물 (b, c)과 선형 회귀변환 결과 (d, e) 비교 (수직 편광, 2021/8/15)
표 SMAP 원자료와 가상의 D2D 생성물 결과 산포도 (수평 편광 밝기온도)
표 수평 편광 밝기온도 결과의 정성적 비교 ((좌) SMAP 원자료 , (우) 가상의 D2D 생성물)
표 가상의 D2D 생성물 (b, c)과 선형 회귀변환 결과 (d, e) 비교 (수평 편광, 2021/2/15)
표 가상의 D2D 생성물 (b, c)과 선형 회귀변환 결과 (d, e) 비교 (수평 편광, 2021/8/15)
표 북극해 해빙영상 현장 획득 센서 개요
표 아라온이 정박 중인 북극해 해빙에 대한 고해상도 영상 획득 결과 예
표 해빙 흐름이 보정된 고해상도 북극해 해빙영상 모자이크 제작 결과
표 해빙 흐름 보정 전후의 영상 모자이크 제작을 위한 영상 획득 지점의 위치 오차 평가
표 융빙호 분류를 위한 영상 객체 속성 정의
표 융빙호 분류를 위한 해빙 영상 객체 클래스 정의 및 학습/검증자료 생성
표 모자이크 영상 기반 융빙호 분류 결과
표 모자이크 영상 기반 융빙호 분류 후 해양에 잠긴 해빙을 융빙호가 아닌 해양 클래스로 재할당하기 위한 인접분석 적용 결과
표 동일 지점에 대한 모자이크 영상과 인접분석 전후의 해빙 분류 결과 비교
표 객체 기반 고해상도 해빙 모자이크 영상 분류 정확도 평가 결과
표 고해상도 무인기 영상 기반 개별 융빙호 정밀 관측
표 대표적 전북극 융빙호 분포 산출물의 특성
표 대표적 전북극 융빙호 분포 산출물의 2002~2011년 5~8월 월평균
표 ISODATA 분류기 활용 CAMBOT 영상 melt pond 의심 영역 탐지 결과 및 ICEsat-2 track 예시 (2019. 09. 09. 14:58)
표 Tilling et al. (2020)에서 분석한 Sentinel-2 영상 기반 melt pond 및 ICESat-2 ATL07 match-up data 예시
표 Tilling et al. (2020)에서 분석한 ICESat-2 활용 melt pond reference 참고 영상
표 Farrell et al. (2020)에서 제시한 MODIS 및 Sentinel-2 활용 영상 예시
표 본 연구에서 활용한 2019년 8월 5일의 ICESat-2와 Sentinel-2의 공간적인 분포. 노란색 박스는 Sentinel-2의 영역을 나타내고, 초록색 선은 2019년 8월 5일에 관측된 ICESat-2의 궤도임
표 본 연구에서 제시한 melt pond 탐지 알고리즘의 흐름도
표 2019년 08월 05일의 Sentinel-2 영상 및 ICESat-2 활용 융빙호 탐지 결과
표 2019년 08월 05일 타지역의 Sentinel-2 영상 및 ICESat-2 활용 융빙호 탐지 결과
표 ICESat-2 활용 2019년 5월 평균 melt pond 탐지 결과. 왼쪽 위: 월평균 해빙 농도 (0 – 100%), 왼쪽 아래: 월평균 융빙호 비율 (0 – 100%), 오른쪽 위: 월평균 융빙호 탐지 (노란색: 융빙호, 초록색: 개빙수역, 파란색: 해빙), 오른쪽 아래: 내삽 기법 활용 월평균 융빙호 비율 (0 – 100%)
표 ICESat-2 활용 2019년 6월 평균 melt pond 탐지 결과. 왼쪽 위: 월평균 해빙 농도 (0 – 100%), 왼쪽 아래: 월평균 융빙호 비율 (0 – 100%), 오른쪽 위: 월평균 융빙호 탐지 (노란색: 융빙호, 초록색: 개빙수역, 파란색: 해빙), 오른쪽 아래: 내삽 기법 활용 월평균 융빙호 비율 (0 – 100%)
표 ICESat-2 활용 2019년 7월 평균 melt pond 탐지 결과. 왼쪽 위: 월평균 해빙 농도 (0 – 100%), 왼쪽 아래: 월평균 융빙호 비율 (0 – 100%), 오른쪽 위: 월평균 융빙호 탐지 (노란색: 융빙호, 초록색: 개빙수역, 파란색: 해빙), 오른쪽 아래: 내삽 기법 활용 월평균 융빙호 비율 (0 – 100%)
표 ICESat-2 활용 2019년 8월 평균 melt pond 탐지 결과. 왼쪽 위: 월평균 해빙 농도 (0 – 100%), 왼쪽 아래: 월평균 융빙호 비율 (0 – 100%), 오른쪽 위: 월평균 융빙호 탐지 (노란색: 융빙호, 초록색: 개빙수역, 파란색: 해빙), 오른쪽 아래: 내삽 기법 활용 월평균 융빙호 비율 (0 – 100%)
표 ICESat-2 활용 2019년 9월 평균 melt pond 탐지 결과. 왼쪽 위: 월평균 해빙 농도 (0 – 100%), 왼쪽 아래: 월평균 융빙호 비율 (0 – 100%), 오른쪽 위: 월평균 융빙호 탐지 (노란색: 융빙호, 초록색: 개빙수역, 파란색: 해빙), 오른쪽 아래: 내삽 기법 활용 월평균 융빙호 비율 (0 – 100%)
표 2019년 월별 ICESat-2 관측 누적 빈도수. 좌측부터 2019년 5월~9월
표 2019년 월별 NSIDC 해빙농도 관측자료. 좌측부터 5~9월
표 2019년 월별 ERA-5 mean sea level pressure 재분석자료. 좌측부터 5~9월
표 2019년 월별 ERA-5 surface thermal radiation downwards 재분석자료. 좌측부터 5~9월
표 2019년 월별 ERA-5 2-meter temperature 재분석자료. 좌측부터 5~9월
표 2019년 월별 ERA-5 total cloud cover 재분석자료. 좌측부터 5~9월
표 2019년 월별 ERA-5 total column vertically-integrated water vapour 재분석자료. 좌측부터 5~9월
$2019년 (좌) 월별 (우) 5~9월 전체 melt pond fraction과 관련 변수 간 상관계수$ 표 2019년 (좌) 월별 (우) 5~9월 전체 melt pond fraction과 관련 변수 간 상관계수
$2019년 (좌) 월별 (우) 5~9월 전체 melt pond fraction과 1개월 이전 관련 변수 간 상관계수$ 표 2019년 (좌) 월별 (우) 5~9월 전체 melt pond fraction과 1개월 이전 관련 변수 간 상관계수
$2012년 북극 melt pond fraction 분포도 (Schröder et al. (2014)의 Figure 2b)$ 표 2012년 북극 melt pond fraction 분포도 (Schröder et al. (2014)의 Figure 2b)
표 여름철 북극 melt pond로 인한 (a) 해빙 albedo 차이 및 (b) 표층 수분 함량의 상관관계 (Kwok and Untersteiner, 2011)
표 CM SAF CLARA-A2-SAL
표 CM SAF surface albedo 자료의 예
표 ERA5 skin temperature
표 ERA5 Skin temperature 예시
표 NSIDC Sea Ice Concentration
표 NSIDC Sea Ice Concentration 예시
표 GCM에 따른 surface albedo 복사 커널들의 월평균 시계열 분포
표 6월 기준 GCM(CAM5, GFDL)에 따른 surface albedo 복사커널 차이의 공간적 분포
표 GCM에 따른 surface temperature 복사 커널들의 월평균 시계열 분포
표 8월 기준 GCM(HadGEM3, CAM5)에 따른 surface albedo 복사커널 차이의 공간적 분포
표 본 연구에 활용된 데이터 특성
표 북극 영역의 지역명 지도
표 북극에서의 1982년부터 2015년까지 기후 모델에 따른 연평균 SIRF 들의 시계열 분포, (a) net-SIRF, (b) albedo-SIRF, (c) temperature-SIRF
표 기후 모델들의 평균값을 이용한 연간 SIRF 변화량의 공간적 분포, (a) net-SIRF, (b) albedo-SIRF, (c) temperature-SIRF
표 지역에 따른 SIRF 들의 연간 변화량 (W/m2)
표 기후모델에 따른 평균 계절별 SIRF. (a) DJF, (b) MAM, (c) JJA, (d) SON
표 각 기후모델의 평균 커널값을 활용한 계절별 평균 SIRFs 공간적 분포, 가로축 : 계절, 세로축 : 각 요소별 SIRF
표 지역별 계절 SIRF의 변화량
표 5개 커널 평균값을 이용한 월별 net-SIRF 시계열 분포
표 1982년부터 2015년 동안 각 요소별 SIRF 월별 변화량
표 net-SIRF 월별 변화량의 공간적 분포
표 2000-2015년 기준 6월 평균 ERA5 및 MODIS의 표면온도 분포 특성
표 2000-2015년 기준 12월 평균 ERA5 및 MODIS의 표면온도 분포 특성
표 본 연구에 적용한 DNN 하이퍼파라미터
표 본 연구에 적용한 DNN 구조
표 MODIS IST 및 IMB bouy 데이터를 통해 DNN 기반 IST 검증 결과. (a) DNN기반 IST와 MODIS IST의 분포. (b) DNN 기반 IST 및 MODIS IST 와 IMB buoy IST와 비교
표 MODIS IST(a, b, c, d)와 DNN 기반 IST와(a’, b’, c’, d’)의 공간적 분포
표 Case 별 MODIS IST와의 검증 결과
표 SHAP를 활용한 Case에 따른 변수 중요도 평가 결과
표 ERA5-SIRF와 DNN-SIRF의 연평균 시계열 분포
표 ERA5-SIRF와 DNN-SIRF의 계절별 평균 공간적 분포
표 공간 불연속적 수치표고모델과 낮은 촬영고도로 인한 무한루프 케이스
표 제안방법의 작업절차
표 시선벡터 프로파일 추출을 통한 탐색범위 결정
표 Ray tracing 2단계(좌측)와 3단계(우측) 개념
표 실험자료 취득 개요: (a) 연구지역, (b) 초분광 스트립 취득을 위한 비행경로, (c) 처리된 LiDAR DSM
표 영상 스트립별 촬영고도, 공간해상도, 영상 크기
표 제안방법 처리 결과: (a) 원시자료, (b) 기하보정된 결과
표 제약조건 및 ray tracing 방법별 정사기하보정 결과
표 촬영고도 변화에 따른 정사기하보정 결과
표 Boresight calibration을 위한 타겟 설치 및 비행 계획 수립
표 Boresight calibration을 통한 라이다 자료와 광학영상 자료 간 기하학적 정렬
표 Boresight calibration에 따른 초분광 센서자료의 기하보정 결과 비교
표 Registration을 통한 정밀 기하보정 결과
표 연구지역에 설치된 스노우펜스
표 라이다 포인트 클라우드로부터 구축된 2019년과 2022년에 구축된 DSM (각각 상, 중). 3년간 지형의 높이 차이 (하). 붉은색일수록 2019년에 비해 지형의 높이가 낮아진 경우를 뜻함
표 2020년도 아라온호 하계 북극해 항해 중 해수 시료 샘플링 위치
표 아라온호 하계 북극해 항로 상 해수 시료 샘플링 위치
표 아라온 북극 2항차 경로와 해수 샘플 취득 위치
표 연구정점 10번에서 취득한 해수 샘플의 흡광 특성. (좌) 입자 (중) 쇄설물 (우) 유색용존유기물
표 연구정점 23번에서의 TriOS 관측 결과
표 북극해 해빙에 이동 추적을 위한 트래커 설치 모습
표 해빙 트래커 이동 추적 결과: (위) Rover01 이동 경로 기록, (아래) Rover02 이동 경로 기록
표 중심관측소 주변 반경 설정에 따른 날짜별 SVP 부이 개수
표 6개월간의 부이 삼각망의 변화
표 2022년 설치 해빙 트래커 목록
표 해빙 캠프 지역에 설치한 KP-001 트래커(좌)와 MIZ 인근 해빙에 설치한 KP-002 트래커(우)
표 해빙캠프를 수행한 부빙에 설치한 KP-001 트래커의 표류 경로
표 확보된 과거 해빙 코어 목록
표 해빙 코어 깊이별 온도 및 염도 프로파일
표 해빙 코어링 위치
표 해빙 캠프 중 해빙 코어 수집 위치
표 수집한 해빙 코어의 온도(a)와 염분(b)의 연직 분포
표 좌: SAR를 이용한 해빙 굽힘강도. 우: CS2SMOS두께를 이용한 해빙 굽힘강도
표 알라스카 카운실 지역의 원격탐사영상 자료
표 무인기를 통해 동시 획득한 RGB (0.6 cm), 초분광 (4 cm), 라이다 포인트클라우드, RGB-라이다 합성
표 PRISMA 초분광 위성영상 촬영 시도 및 실패에 대한 로그
표 본 연구에서 사용된 다중센서 시스템
표 본 연구에서 사용된 무인기와 다중센서들의 스팩
표 PPK정보를 이용하지 않았을 경우 (핑크색), PPK정보를 이용하여 후보정한 경로 (초록색) 예시
표 연구지역 개요 및 다중센서자료 획득 지역
표 Council Site 1과 2의 데이터 획득을 위한 비행 경로 (우측 하단은 GNSS/IMU 보정을 위한 비행)
표 파장별 분광타겟의 Radiance값(좌)과 선형회귀모델의 결정계수(우)
표 Council Site 1의 라이다 포인트 클라우드
표 Council Site 1의 고해상도 RGB 모자익 영상
표 Council Site 1의 초분광 모자익 영상
표 RGB영상과 초분광영상의 기하학적 정합 확인
표 지상에서 획득한 좌표, 근접 사진(우)과 무인기에서 얻은 영상의 비교(좌)
표 열카르스트 분석을 위한 고해상도 시계열 위성 데이터셋 구축 내역
표 알래스카 배로우 인근 열카르스트 호수 분류를 위한 영상 객체 추출
표 연구개발 요소와 본과제-위탁과제 분담 개발 관계도
표 대표적 우수성과 1
표 (좌) 고착빙 탐지 기계학습 알고리즘의 입력 피쳐 중요도, (우) 고착빙 탐지 결과 예시
표 대표적 우수성과 2
표 실제 해빙 농도와 예측 (RF 및 CNN 기반) 해빙 농도의 비교
표 대표적 우수성과 3
표 개발된 해빙 유형 분류 알고리즘 적용 결과와 NIC 주간 해빙 지도의 비교
표 대표적 우수성과 4
표 대표적 우수성과 5
표 KPDC 등록 이행실적
표 인력지원 성과
표 국내·외 공동 연구협력 실적 (위탁연구 제외)
표 인력교류 성과
표 학술회의 개최 성과
표 위성탐사빙권정보센터 외부기관 소속 방문자 접객 목록

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북극 빙권변화 정량 분석을 위한 원격탐사 연구
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