• Journal of Satellite, Information and Communications
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• v.9 no.1
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• pp.65-69
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• 2014

The Communication, Ocean and Meteorological Satellite(COMS) data processing system(CMDPS) has developed to support the meteorological observation and weather prediction by NMSC(National Meteorological Satellite Center) and it is generating the 16 kind of meteorological data(Level 2 product). Unfortunately, currently CMDPS has some problems in terms of the system maintenance and the integrated software efficiency, and the extension to support the next generation meteorological satellite data processing. To solve this problems, in this paper, we suggest the extensible component-based system architecture for COMS meteorological data processing with consideration of identified issues. Proposed system is adapted the component-based frameworks with extensible architecture. We expects that this system will be provide easy ways to develop new satellite data processing algorithms and to maintain the system.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.114-114
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• 2023

기상레이더는 대류권의 기상 관측에 널리 사용되며, 기상예보를 비롯하여 항공, 농업, 수문학 등 다양한 분야에서 활용하고 있다. 기상레이더센터는 SSPA(Solid State Power Amplifier) 기반 X-Band 주파수대역(9GHz)을 사용하는 연구용 소형기상레이더 관측망을 운영하고 있다. 주로 수도권 저층 대기에서 발생하는 위험 기상현상을 1분 단위로 빠르게 관측하면서 정확한 강수 정보생산을 위한 연구를 수행하고 있다. 레이더 관측 자료는 전파를 이용하여 넓은 범위에 분포하는 눈, 비, 우박 등 대기수상체를 관측하여, 강수량 추정을 통해 강수 정보를 생산한다. 이에 따라 레이더 관측 자료의 정확성과 신뢰도를 높이기 위해서 레이더 품질관리 기술 적용은 필수적이다. 기상레이더센터는 소형기상레이더로 관측한 이중편파 자료의 효과적인 품질관리를 위한 각종 자료처리 모듈을 개발하여, 실시간 자료처리 프로그램에 적용하였다. 우선, 저층 대기 관측 시 기상에코와 더불어 강한 반사도로 나타나는 지형에코를 판별하는 모듈과 선형 또는 쐐기형태의 전파간섭에코를 비롯한 비기상에코를 효과적으로 제거하는 기술을 개발하였다. 다음으로, X-Band 주파수대역 기상레이더 관측 자료의 취약점인 강한 강수 시 발생하는 반사도 감쇠 현상을 보정하기 위한 기술도 개발하였다. 소형기상레이더 품질관리 개발과 적용을 통하여 생산된 자료는 HSR(Hybrid Surface Rainfall), 레이더 강수량 추정, 대기수상체 등 다양한 기상 산출물 생산과 동시에 기상 감시 및 연구 분야에 효과적으로 활용하고 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.9-9
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• 2015

레이더 기술의 발전으로 말미암아, 현재의 기상 레이더는 그 관측 범위와 정밀성 뿐 아니라, 시공간 해상도의 월등한 향상을 이룩하였으며, 특히 이중편파 기술을 이용한 기상 관측을 통해 기존의 단일편파 레이더로 해석할 수 없었던 다양한 대기현상 분석을 가능케 하였다. 이처럼 기상레이더 관측 기술의 발전은 광범위한 관측반경과 높은 시공간해상도로 관측 정확성을 향상시킨 반면, 해상도 증가에 따른 기본적인 자료량이 증가되었으며 이중편파를 활용한 자료해석기법의 다양화로 인해 레이더 자료의 용량 또한 기하급수적으로 증가하게 되었다. 이러한 이유로 현재 도입이 진행중인 고성능의 기상레이더들로부터 광범위한 국토 범위에 대해 지속적으로 관측되는 방대한 양의 레이더 자료를 저장하고 분석하기 위해서는 많은 시간과 비용이 요구될 것으로 우려된다. 그러한 문제점을 해결하기 위해 레이더 자료의 유통 특성을 분석한 바, 기상레이더 자료는 자료의 획득시부터, 신호처리, 품질관리, 기상분석 등의 단계를 거치며, 각 단계의 사용자에 의해 각각 처리되고 가공되는 특성이 있음을 확인하였다. 따라서 제안 기법은 각 레이더 자료의 특성을 재해석하는 방법으로 압축함으로써 용량을 최소화시키는 동시에, 레이더 자료의 각 유통 단계의 여러 사용자들에게 서비스 될 수 있는 생성, 가공 및 단순화된 형태의 자료를 모두 포함하면서 각 단계의 사용자들에 적합한 자료의 형태로 제공할 수 있는 기법을 제안한다. 실험 결과, 기상레이더 자료의 특성과 기상 에코의 분포를 이용한 내용 기반 손실 압축 기법을 통해 다양한 사용자들을 위한 적응적이고, 효율적인 압축을 수행할 수 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.198-198
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• 2023

유역 내 수자원 계획을 효율적으로 수립하기 위해서는 장기간에 걸친 수문 모델링 뿐만 아니라 미래 기후 시나리오에 따른 수문학적 기후변화 영향 분석도 중요하다. 이를 위해서는 관측 값에 기반한 고품질 및 고해상도 격자형 기상자료 생산이 필수적이다. 하지만, 우리나라는 종관기상관측시스템(ASOS)과 방재기상관측시스템(AWS)으로 이루어진 고밀도 관측 네트워크가 2000년 이후부터 이용 가능했기에 장기간 격자형 기상자료가 부족하다. 이를 보완하고자 본 연구는 가정적인 상황에 기반하여 만약 2000년 이전에도 현재와 동일한 고밀도 관측 네트워크가 존재했다면 산출 가능했을 장기간 일 단위 고해상도 격자형 기상자료를 생산하는 것을 목표로 한다. 구체적으로, 2000년을 기준으로 최근과 과거 기간의 격자형 기상자료를 딥러닝 알고리즘으로 모델링하여 과거 기간을 대상으로 기상자료(일 단위 기온, 강수량)의 공간적 변동성 및 특성을 재구성한다. 격자형 기상자료의 생산을 위해 우리나라의 고도에 기반하여 기상 인자들의 영향을 정량화 하는 보간법인 K-PRISM을 적용하여 고밀도 및 저밀도 관측 네트워크로 두 가지 격자형 기상자료를 생산한다. 생산한 격자형 기상자료 중 저밀도 관측 네트워크의 자료를 입력 자료로, 고밀도 관측 네트워크의 자료를 출력 자료로 선정하여 각 격자점에 대해 Long-Short Term Memory(LSTM) 알고리즘을 개발한다. 이 때, 멀티 그래픽 처리장치(GPU)에 기반한 병렬 처리를 통해 비용 효율적인 계산이 가능하도록 한다. 최종적으로 1973년부터 1999년까지의 저밀도 관측 네트워크의 격자형 기상자료를 입력 자료로 하여 해당 기간에 대한 고밀도 관측 네트워크의 격자형 기상자료를 생산한다. 개발된 대부분의 예측 모델 결과가 0.9 이상의 NSE 값을 나타낸다. 따라서, 본 연구에서 개발된 모델은 고품질의 장기간 기상자료를 효율적으로 정확도 높게 산출하며, 이는 향후 장기간 기후 추세 및 변동 분석에 중요 자료로 활용 가능하다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.77-77
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• 2015

기상이변으로 인한 사회 경제적 피해의 증가로 기상정보에 대한 중요성이 커지면서 해외에서는 민간 기업이 기상 관측망을 구축하는 사례가 나타났다. 미국의 Earth Network은 전 세계에 1만개의 기상 관측센서를 설치하였고, 일본의 통신회사인 NTT DoCoMo는 일본에 4000여 개의 기상 및 환경관측 센서를 구축하였다. 국내에서는 SK플래닛이 자사의 플랫폼 기술과 SK텔레콤의 기지국 인프라를 활용하여 수도권 지역에 국지기상 관측망을 구축하였다. SK플래닛은 2013년 서울지역에 1km 간격으로 264개의 기상센서를 설치하고, 2014년 인천 경기지역에 3km 간격으로 825개의 기상센서를 추가 설치하여, 현재 1089개의 국지기상 관측망을 운용하고 있다. 관측에 사용한 센서는 우량계와 복합 기상센서로 강수량, 기온, 습도, 바람, 기압을 측정한다. 관측된 자료는 데이터로거에서 기상청의 자료처리 표준규격에 따라 처리한 후 M2M 모뎀을 통해 1분마다 서버로 전송한다. 전송된 자료는 기상정보 플랫폼의 수집 서버에서 프로토콜 변환 후 원본자료 DB에 저장하고, 실시간 품질관리를 마친 후 품질관리 자료 DB에 저장한다. 관측 지점의 기본정보 및 작업이력은 메타데이터 DB에 저장되고 관리자 페이지를 통해 조회 및 수정 된다. 관측 자료의 품질 보증은 제조사의 센서 Calibration부터 서비스 모니터링 까지 각 단계별로 체계적인 품질관리를 통해 이루어진다. 품질관리를 마친 국지기상 관측 데이터는 응용프로그램 개발자가 편리하게 사용할 수 있는 API(Application Programming Interface)형태로 제공된다. 2013년 여름부터 수집된 1~3km 해상도의 SK플래닛 국지기상 관측 자료를 통해 그 동안 정량적으로 확인하지 못한 국지성 호우 시의 강수량 편차에 대해 알 수 있었다. 2014년 7월 31일 양평지역에 내린 국지성 호우는 시간당 최대 90mm 이상의 비가 내린 사례로, 귀여리 관측소(SK 플래닛)에 시간당 93.1mm가 내리는 동안 퇴촌 관측소(기상청)에는 17.5mm의 비가 내려, 두 관측지점 간 거리가 3.4km 임에도 불구하고 시간당 75mm 이상의 강수량 차이를 보였다. 앞으로 SK플래닛의 국지기상 관측 자료가 국지성 호우의 조기 경보 및 예측 정확도 향상에 활용되어 재난으로부터 국민의 생명과 재산을 지키는데 많은 도움이 되기를 기대한다.

• Atmosphere
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• v.12 no.4
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• pp.43-55
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• 2002

기상청의 위성기상업무는 위성자료를 취득하여 위성영상 및 기상분석정보를 생산하고, 예보관을 비롯한 자료 사용자들에게 자료를 신속하게 제공함으로써 체계적인 위성자료 활용서비스를 수행하는 것이다. 최근 외국의 우주개발 동향과 관련하여 활용 가능한 위성자료가 증가함에 따라 위성자료 활용시스템 개선을 추진해 왔으며, 2002년 현재 종래의 GMS, NOAA 이외에 Meteosat-5, FY-2B, FY-1C, Terra, QuickScat, DMSP, TRMM, SeaWiFS 등의 다양한 위성자료를 활용하고 있다. 예보현업에 대한 원격탐사자료 지원업무는 24시간 근무체계로 위성수신분석장비를 안정적으로 운영하면서 각종 위성정보를 종합적으로 활용하여 기상실황의 변화를 감시하고, 특히 전선, 저기압, 태풍에 동반된 구름의 변화상황, 황사의 발생 및 이동 등에 대한 상황을 파악하고 있다. 또한 위성자료의 보존관리 및 외부기관으로부터의 위성자료 요청에 대한 지원업무도 중요한 업무의 하나로 수행하고 있다. 위성정보 활용체계를 강화하기 위해, GMS-5호 위성의 관측임무를 대체하게 될 GOES-9, MTSAT-1R 위성의 자료수신 및 활용체계 구축을 준비하고 있으며, Terra, Aqua와 같은 첨단 지구관측위성자료를 이용한 기상정보 산출기술의 개발을 단계적으로 추진할 것이다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2021.05a
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• pp.67-69
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• 2021

Weather radar images can be used in a variety of ways because of their high visibility in terms of visuals. In other words it has the advantage of being able to grasp the flow of weather phenomena using not only the raw data of the weather radar, but also the change characteristics between consecutive images. In particular image processing techniques are gradually expanding in the field of meteorological research, and in the case of image data having high resolution such as weather radar images it is expected to produce useful information through a new approach called image processing techniques. In this study the weather phenomena flow was calculated as a vector from the change of the weather radar image according to time interval with the optical flow method, one of the image processing techniques. The characteristics of the weather phenomena to be analyzed were derived through vector analysis resolution suitable for the scale of weather, vector interpolation in regions where no radar echo exists, and the removal of relative flow vectors to distinguish the flow of specific weather and the entire atmosphere. Through this study, it is expected that not only the use of raw data of weather radar, but also the widening of the application area of weather radar, such as the use of unique characteristics of image data, and the active use of image processing techniques in the field of meteorology in the future.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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• v.20 no.3
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• pp.243-251
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• 2018

The gridded simulation of crop growth, which would be useful for shareholders and policy makers, often requires specialized computation tasks for preparation of weather input data and operation of a given crop model. Here we developed an automated system to allow for crop growth simulation over a region using the DSSAT (Decision Support System for Agrotechnology Transfer) model. The system consists of modules implemented using R and shell script languages. One of the modules has a functionality to create weather input files in a plain text format for each cell. Another module written in R script was developed for GIS data processing and parallel computing. The other module that launches the crop model automatically was implemented using the shell script language. As a case study, the automated system was used to determine the maximum soybean yield for a given set of management options in Illinois state in the US. The AgMERRA dataset, which is reanalysis data for agricultural models, was used to prepare weather input files during 1981 - 2005. It took 7.38 hours to create 1,859 weather input files for one year of soybean growth simulation in Illinois using a single CPU core. In contrast, the processing time decreased considerably, e.g., 35 minutes, when 16 CPU cores were used. The automated system created a map of the maturity group and the planting date that resulted in the maximum yield in a raster data format. Our results indicated that the automated system for the DSSAT model would help spatial assessments of crop yield at a regional scale.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2010.07a
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• pp.165-167
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• 2010

최근 지구 온난화 효과에 의한 기상이변으로 기상정보에 대한 관심이 급증하고 있다. 날씨 예보가 일반인들의 일상생활에 영향을 미칠 뿐만 아니라 산업과 경제 전반에 미치는 영향이 크기 때문이다. 기상분야의 의사결정은 직간접적으로 많은 양의 자료를 필요로 한다. 기상자료로부터 공간에 관련된 지도 자료, 각종 측정 및 계측자료 등이 그것들이다. 따라서 기상분야에서의 의사결정이 앞에 나열한 자료를 처리하고 계산과정을 거쳐 그 결과를 바탕으로 이루어질 때 적절하고 합리적인 의사결정이라고 할 수 있을 것이다. 이러한 의사결정 시스템은 사용자가 직관적이고 종합적으로 의사를 결정할 수 있도록 여러 가지 복잡한 자료를 표출할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 의사결정을 위한 기상가시화 시스템의 요구조건을 분석하고 설계를 제안한다.

• Proceedings of the KSRS Conference
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• 2006.03a
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• pp.398-403
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• 2006

2008년 발사를 목표로 개발되고 있는 통신해양기상위성(COMS : Communication, Ocean and Meteorological Satellite)의 기상 탑재체를 이용한 기상 관측 임무는 기상청 기상위성센터(가칭)의 고유 임무로서, 이는 기상탑재체에서 관측한 자료를 수신 처리하여 고품질의 영상과 분석 자료를 생산하여 기상 예보 업무에 활용하고, 위성을 통하여 국내외 사용자들에게 분배하는 것 등을 포함한다. 위성을 통한 기상 자료 서비스는 국내에서는 최초로 시도되는 것으로, 국제기상위성운영 기관들의 모임인 기상위성조정그룹회의(CGMS Coordination Group for Meteorological Satellites)에서 권고하는 High Rate Information Transmission/Low Rate Information Transmission(HRIT/LRIT)라는 특정 자료 형태를 사용하여 분배하게 된다. 따라서 본 논문에서는 CGMS에서 권고하는 CCSDS (Consultative Committee for Space Data Systems) 전송 규격과 일본의 MTSAT-1R(Multi-functional Transport Satellite) 위성 사용자 서비스 자료 형태를 참고하여 통신해양기상위성의 효과적인 기상자료 분배를 위한 HRIT/LRIT 데이터 전송률을 분석하여 보았다.