• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.37 no.3
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• pp.615-625
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• 2021

The coastal areas around Palau Island and Tonga Island, near the Pacific equator, consist of coral reefs, mangrove and seaweed. In particular, understanding the optical properties of sea surface water in coral reef habitats helps improve the accuracy of remote sensing based habitat mapping and identify tropical ecosystem characteristics. Here, we collected spectral characteristics of sea surface water of Palau Island and Tonga Island and analyzed the concentration of suspended matters, absorption coefficient, and remote sensing reflectance to understand the seawater characteristics of the coral reef habitats. Based on the results of the suspended matter concentration analysis, we developed and verified an empirical algorithm to derive the concentration from satellite data using remote sensing reflectance of three bands, 555, 625, 660 nm, showed a high determinant coefficient, 0.98. In conclusion, coral reef habitats in tropical regions are characterized by CASE-I water in terms of the marine optics with oligotrophic properties, and require monitoring using continuous collection and analysis of field data.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.34 no.2_1
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• pp.227-236
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• 2018

The focus control mechanism of the multi-purpose camera can be required for the better quality image acquisition. A good image acquisition through the hardware system including the optics and image sensor, has to be processed before the post correction for improvement of image quality. In the case of the high-resolution satellite camera, the focus control is not a necessity, unlike a normal camera due to a fixed optical system, but may be required due to various reasons. Although there is a basic focus control method using a motor for satellite electronic optical camera, a focus control method using thermal control can be a good alternative because of its various advantages in design, installation, operation, contamination, high reliability and etc. In this paper, we describe the design method and implementation results for the focus control mechanism using the temperature sensor and heater installed in the telescope structure. In the proposed focus control method, the measured temperature information is converted into temperature data by the Kalman filter and the converted temperature data are used in PI controller for the thermal focus control.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.21 no.4
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• pp.341-369
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• 2005

Hyperspectral images have emerged as a new and promising remote sensing data that can overcome the limitations of existing optical image data. This study was designed to provide a comprehensive review on definition, data processing methods, and applications of hyperspectral data. Various types of airborne, spaceborne, and field hyperspectral image sensors were surveyed from the available literatures and internet search. To understand the current status of hyperspectral remote sensing technology and research development, we collected several hundreds research papers from international journals (IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, International Journal of Remote Sensing, Remote Sensing of Environment and AVIRIS Workshop Proceedings), and categorized them by sensor types, data processing techniques, and applications. Although several hyperspectral sensors have been developing, AVIRIS has been a primary data source that the most hyperspectral remote sensing researches were relied on. Since hyperspectral data have very large data volume with many spectral bands, several data processing techniques that are particularly oriented to hyperspectral data have been developed. Although atmospheric correction, spectral mixture analysis, and spectral feature extraction are among those processing techniques, they are still in experimental stage and need further refinement until the fully operational adaptation. Geology and mineral exploration were major application in early stage of hyperspectral sensing because of the distinct spectral features of rock and minerals that could be easily observed with hyperspectral data. The applications of hyperspectral sensing have been expanding to vegetation, water resources, and military areas where the multispectral sensing was not very effective to extract necessary information.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2008.02a
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• pp.71-72
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• 2008

과학기술위성3호 부탑재체로 영상분광기(COMIS, Compact Hyperspectral Imager)가 선정되어 2007년 5월부터 개발이 진행되고 있다. COMIS는 2010년 과학기술위성3호에 탑재 발사되어, 위성 궤도 700km 상공에서 해상도 30m을 가지고, 30km 폭의 지표면 또는 대기를 관측할 수 있다. 현재까지 국내에서 개발된 위성탑재 지구관측카메라가 흑백이거나 다분광(3파장)으로 지구관측을 하는 것에 반하여 COMIS는 가시광 및 근적외선 영역에서 16${\sim}$62대역(4${\sim}$15nm 파장 분해능)의 초분광 관측을 수행하게 된다. 초분광 영상은 관측 대상 물성의 상세 구분이 가능한 관계로 군사적 활용을 포함한 원격 탐사의 주요 활용 분야로 대두되고 있다. 본 논문은 과학기술위성3호 부탑재체로 개발되는 영상분광기인 COMIS(Compact Hyperspectral Imager)의 전반적인 개념, 활용 과학을 먼저 소개하고 상세 광학 설계를 발표한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.296-296
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• 2022

농업적 가뭄은 토양의 수분함량(토양수분)이 마르기 시작하면서 식생 활동에 영향을 주는 것으로 정의할 수 있다. 광범위한 농업적 가뭄을 판별하기 위해 인공위성 자료를 토대로 토양수분을 산정하고 이를 이용해 가뭄지수를 산정하고, 가뭄 상태를 판별한다. 기존 인공위성 기반의 토양수분의 경우, microwave sensor에서 제공되는 밝기온도(brightness temperature)를 통해 토양수분을 추정하는 방식이 일반적으로 활용되었다. 하지만, microwave sensor에서 제공되는 자료들의 공간해상도가 10 km 이상이기 때문에, 한반도나 더 작게는 유역 단위, 행정 단위별 가뭄 분석을 하기에는 적합하지 않다. 이에 본 연구에서는 공간 해상도 500m의 광학센서(visible infrared imaging radiometer suite sensor (VIIRS))에서 제공되는 지표면 온도(land surface temperature)와 지표 반사도(land surface albedo) 자료들을 조합하여 토양수분을 산정하는 방식을 제안하고, 산출된 토양수분으로 농업적 가뭄을 모니터링한 결과를 제시하고자 한다. 기존의 microwave sensor로 산출된 토양수분 결과 값과의 비교 및 검증을 통해 광학센서를 통한 토양수분 산출물의 한반도 내 적용성을 확인할 수 있다.

• Proceedings of the KSRS Conference
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• 2006.03a
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• pp.218-222
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• 2006

본 연구에서는 광학센서를 이용한 벼 군락의 질소수준별 생육단계별 식생지수와 쌀 단백질함량과의 관계를 구명하여 쌀 단백질함량을 추정하는 것을 목적으로 하였다. 질소의 경우 0, 7, 10, 13kg/10a등 4수준으로 범위를 두고 처리하여 인공광원을 사용하는 2종의 능동형 광학(G)NDVI 센서를 이용하여 벼 군락의 반사특성을 측정하였고, 동시에 식물체의 생육량, 엽면적지수, 엽 질소함량 등을 분석하였다. 생육단계에 따른 식생지수 변화를 분석해 본 결과 (G)NDVI값은 이앙기 이후 급속히 증가하다가 수잉기 전후로 수확기에 이르기까지 감소하는 경향을 보였다. 질소 수준에 따른 식생지수 변화의 경우 무처리구를 제외하고는 처리수준별 G(NDVI)값이 큰 변이가 나타나지는 않았지만, 처리 수준에 따라 일정하게 식생지수 차이를 보였다. (G)NDVI값 과 엽질소 함량과의 시기별 상관분석 결과 유효분얼기, 유수형성기 보다는 출수기, 결실기에 엽 질소 함량과의 상관이 더 높게 나타났고, GNDVI값이 NDVI값보다 상관이 더 높게 나타났다. 출수 후 쌀 단백질 함량과 엽 질소 함량과의 관계를 조사해보았는데 높은 정의 상관관계($r=0.96^{**}$)를 보였다. 출수기에서 수확기까지 자료를 이용한 각 시기별 G(NDVI)값과 쌀 단백질 함량과의 상관분석 결과 수확기에 가까울수록 상관계수가 높게 나타났다. GNDVI값을 이용한 수확기 쌀 단백질 함량 추정식($R^2=0.92$)을 작성하였고, 쌀 단백질 함량 추정값과 실측값을 비교해보았더니 1:1선에 근접하게 분포하였다($R^2=0.90$).

• Proceedings of the KSRS Conference
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• 2007.03a
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• pp.210-215
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• 2007

북극 다산기지가 있는 니알슨 인근 해역인 Kongsfjorden만은 일부 해역이 해빙으로 덮혀 있는 반폐쇄적인 만으로 수심이 평균 200m 이상 된다. 이곳 북극 지방은 하절기 라도 태양의 고도가 낮아 해색위성분야의 극지활용에 대한 가능성 여부도 명확하게 알려져 있지 못하다. 따라서 본 연구에서는 북극 다산기지가 위치한 스발바드 군도의 니알슨 주변 해역(Kongsfjorden 해역)을 중심으로 2006년 8월 현장관측된 자료들을 유사한 시기의 한반도 주변 해역에서 현장관측된 자료들과 비교/분석하여 해양환경적 특성과 해수광학적인 특성이 어떤 차이가 있는지를 비교 분석하였다. 또한 북극 지방에서 인공위성을 이용한 해색위성자료의 극지활용이 가능한지를 검토하였다. 해수의 광 특성으로, 니알슨 주변 해역의 ${\alpha}^*_{ph}(440)$ 최대값은 $0.1m^2/mg$으로 한반도 주변해수의 ${\alpha}^*_{ph}(440)$ 최대값보다 약 2배정도 높게 측정되어 플랑크톤의 광 흡수효율이 중위도보다 상대적으로 높은 것으로 분석되었다. ${\alpha}^*_{ss}(440)$ 값은 $0.04-0.1m^2/g$으로 동중국해와 유사하며，한반도 주변해수보다 높은 값을 나타냈다. 이것은 Kongsfjorden 해역의 부유물질(SS) 구성성분이 동중국해와 유사한 무기광물 입자로 주로 구성되어 있음을 보여주고 있다. ${\alpha}_{dom}(400)$ 값은 $0.08-0.25m^{-1}$로 한반도 주변해수의 ${\alpha}_{dom}(400)$이 값과 유사하고 연안해역의 ${\alpha}_{dom}(400)$ 값보다 낮은 값을 나타냈다. $E_d(460)$의 평균값은 Konsfjorden 해역 $40mW/cm^2/{\mu}m$, 동중국해 $120mW/cm^2/{\mu}m$, 황해남부 $110mW/cm^2/{\mu}m$, 남해연안 $100mW/cm^2/{\mu}m$, 진해만 $100mW/cm^2/{\mu}m$이었다. 이와 같은 현장관측결과를 토대로 분석한 북극 다산기지 주변 해역의 해수광학적인 환경 특성은 용존유기물의 흡광도를 기준으로 볼 때 대양(Open Sea)의 광 특성과 유사하였다. 또한 북극지방에서 태양의 해수 입사 광량은 중위도의 약 40%정도이지만 해색위성자료의 극지활용이 가능하다고 판단되었다.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.30 no.5
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• pp.559-570
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• 2014

Backscatter signal observed from the space-borne Light Detection And Ranging (LIDAR) system is providing unique 3-dimensional spatial distribution as well as temporal variations for atmospheric aerosols. In this study, the continuous observations for aerosol profiles were analyzed during a years of 2012 by using a Cloud-Aerosol LIDAR with Orthogonal Polarization (CALIOP), carried on the Cloud-Aerosol LIDAR and Infrared Pathfinder Satellite Observation (CALIPSO) satellite. The statistical analysis on the particulate extinction coefficient and depolarization ratio for each altitude was conducted according to time and space in order to estimate the variation of optical properties of aerosols over Northeast Asia ($E110^{\circ}-140^{\circ}$, $N20^{\circ}$ $-50^{\circ}$). The most frequent altitudes of aerosols are clearly identified and seasonal mean aerosol profiles vary with season. Since relatively high particle depolarization ratios (>0.5) are found during all seasons, it is considered that the non-spherical aerosols mixed with pollution are mainly exists over study area. This study forms initial regional 3-dimensional aerosol information, which will be extended and improved over time for estimation of aerosol climatology and event cases.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.26 no.5
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• pp.581-591
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• 2010

In this paper, we proposed a new wavelet-based image fusion algorithm, which has advantages in both frequency and spatial domains for signal analysis. The developed algorithm compares the ratio of SAR image signal to optical image signal and assigns the SAR image signal to the fused image if the ratio is larger than a predefined threshold value. If the ratio is smaller than the threshold value, the fused image signal is determined by a weighted sum of optical and SAR image signal. The fusion rules consider the ratio of SAR image signal to optical image signal, image gradient and local variance of each image signal. We evaluated the proposed algorithm using Ikonos and TerraSAR-X satellite images. The proposed method showed better performance than the conventional methods which take only relatively strong SAR image signals in the fused image, in terms of entropy, image clarity, spatial frequency and speckle index.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.35 no.6_4
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• pp.1327-1339
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• 2019

Surface reflectance obtained by absolute atmospheric correction from satellite images is useful for scientific land applications and analysis ready data (ARD). For Landsat and Sentinel-2 images, many types of radiometric processing methods have been developed, and these images are supported by most commercial and open-source software. However, in the case of KOMPSAT 3/3A images, there are currently no tools or open source resources for obtaining the reflectance at the top-of-atmosphere (TOA) and top-of-canopy (TOC). In this study, the atmospheric correction module of KOMPSAT 3/3A images is newly implemented to the optical calibration algorithm supported in the Orfeo ToolBox (OTB), a remote sensing open-source tool. This module contains the sensor model and spectral response data of KOMPSAT 3A. Aerosol measurement properties, such as AERONET data, can be used to generate TOC reflectance image. Using this module, an experiment was conducted, and the reflection products for TOA and TOC with and without AERONET data were obtained. This approach can be used for building the ARD database for surface reflection by absolute atmospheric correction derived from KOMPSAT 3/3A satellite images.