• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.20 no.1
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• pp.434-439
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• 2019

Recently, interest in urban temperature change and ground surface temperature change has been increasing due to weather phenomenon due to global warming, heat island phenomenon caused by urbanization in urban areas. In Korea, weather data such as temperature and precipitation have been collected since 1904. In recent years, there are 96 ASOS stations and 494 AWS weather observation stations. However, in the case of terrestrial networks, terrestrial meteorological data except measurement points are predicted through interpolation because they provide point data for each installation point. In this study, to improve the resolution of ground surface temperature measurement, the surface temperature using satellite image was calculated and its applicability was analyzed. For this purpose, the satellite images of Landsat 8 OLI TIRS were obtained for Seoul Metropolitan City by seasons and transformed to surface temperature by applying NASA equation to the thermal bands. The ground measurement data was based on the temperature data measured by AWS. Since the AWS temperature data is station based point data, interpolation is performed by Kriging interpolation method for comparison with Landsat image. As a result of comparing the satellite image base surface temperature with the AWS temperature data, the temperature difference according to the season was calculated as fall, winter, summer, based on the RMSE value, Spring, in order of applicability of Landsat satellite image. The use of that attribute and AWS support starts at $2.11^{\circ}C$ and RMSE ${\pm}3.84^{\circ}C$, which reflects information from the extended NASA.

• Journal of Satellite, Information and Communications
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• v.6 no.2
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• pp.1-9
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• 2011

The Communication Ocean and Meteorological Satellite(COMS), the first geostationary observation satellite, was successfully launched on June 27th in 2010. The raw data of Meteorological Imager(MI) and Geostationary Ocean Color Imager(GOCI), the main payloads of COMS, is delivered to end-users through the on-ground processing. The COMS Image Data Acquisition and Control System(IDACS) developed by Korea Aerospace Research Institute(KARI) in domestic technologies performs radiometric and geometric corrections to raw data and disseminates pre-processed image data and additional data to end-users through the satellite. Currently the IDACS is in the nominal operations phase after successful in-orbit testing and operates in National Meteorological Satellite Center, Korea Ocean Satellite Center, and Satellite Operations Center, During the in-orbit test period, validations on functionalities and performance IDACS were divided into 1) image data acquisition and transmission, 2) preprocessing of MI and GOCI raw data, and 3) end-user dissemination. This paper presents that IDACS' operational validation results performed during the in-orbit test period after COMS' launch.

• Journal of Satellite, Information and Communications
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• v.5 no.2
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• pp.19-24
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• 2010

The COMS (Communication Ocean Meteorological Satellite) is a hybrid geostationary satellite including communication, ocean, and meteorological payloads. The COMS includes the MODCS (Meteorological and Ocean Data Communication Subsystem) which provides transmitting the raw data collected by meteorological payload called MI (Meteorological Imager) and ocean payload named GOCI (Geostationary Ocean Color Imager) to the ground station, and relaying the meteorological data processed on the ground to the end-user stations. Here, for the L-band transmit antenna transmitting SD (Sensor Data) signal and the processed signal, from the system point of view, it is required to estimate the combined antenna gain when the L-band transmit is placed with MI and GOCI payloads on the earth panel of COMS. First of all, the L-band transmit horn is designed and analyzed for the requirements given, and then after placing it on the earth panel, the combined gain analysis is performed using three different analysis methods. It's shown that the obtained gain patterns are very similar among three different analysis methods. Finally the antenna gain degradation of less than 0.5 dB is estimated.

• Water for future
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• v.24 no.3
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• pp.36-41
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• 1991

1960년대 초부터 미 국립항공우주국(NASA)에서 기상위성을 지구궤도에 올리면서 시작되고 우주개발 선도국들에 의해 수 없이 발사되어 지구상공을 선회하고 있는 각종 실험위성, 자원탐사위성들로부터 이전까지만해도 지엽적이고 단편적인으로 알려지던 지구환경현황들이 이제는 지구전체에 대한 시시각각의 정보로 확대되고 있다. 기상위성들에 장착된 Sensor들로는 구름과 기상현상의 분포는 물론이고 각 대양의 해수면 온도 분포들이 파악되고 있으며 식물지수에 의한 지상의 식물분포의 계절적 변화양상에서 열대림의 사막화 추세들까지도 분석된다. 특히 위성탐사에 의한 남극 오존홀 (Ozone Hole)의 확인은 최근악화 되고 있느 swlrnchs 환경문제에 대한 커다란 주의를 환기시켜 주었다. 대양의 Phytoplankton 분포가 계절에 따라 위성자료에 의해 분석되므로서 해양의 생산능력(Productivity)의 변화도 알게되고 있다. 해양수면의 높이를 측정했던 초단파(microwave)영역의 SAR 자료는 구름을 투과하여 지구표면을 전천후 Monitoring할 수 있는 다음 세대의 Sensor로 각광을 받고 있으며 앞으로 유럽과 일본, 카나다, 소련 등에서 이들 새로운 Sensor들이 탑재 될 자원탐사 위성(ERS)과 RADASAT 등의 위성이 계속해서 개발되고 있어 이들에 의한 지구환경상태 진단은 크게 각광받게 될 것이다. 그외에도 해면풍 운량, 총강우량 분포, 대기 투명도, 대기의 열수지등의 계절적 변화에 대한 인공위성자료 해석을 통하여 지구의 온난화nas제가 본격적으로 ud가되고 있다. 또한 자원탐사위성인 Landsat 과 SPOT 등의 위성에 의해서는 각대륙의 토지 이용도 변화, 토사의 이도, 지질도 작성, 입체도 제착등과 농산물수확량의 예측있어서 괄목할 만한 발전이 계속되고 있다. 더욱이 NASA와 일본, 유럽등에서 지구관측을 위해서 준비하고 있는 각종 지구관측위성(EOS)들이 실용화 될 2000년 대에는 일반 지구환경감시는 물론 수계환경 감시 체계구축에 획기적인 진전이 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.23-23
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• 2018

본 연구에서는 다중분위회귀분석모형(Multiple Quantile Regression Model, MQRM)과 MODIS(MODerate resolution Imaging Spectroradiometer) LST (Land Surface Temperature) 자료를 이용하여 전국 공간토양수분을 산정하였다. 공간토양수분을 산정하기 위한 과정은 크게 두가지로 구분된다. 첫 번째로 기존의 MODIS LST 자료를 조건부 합성 보정기법을 적용하여 실측 LST 자료와 비교하여 위성 LST 자료가 갖고 있는 오차를 보정하였다. 그 결과, 조건부 합성 보정기법을 적용하기전 전국 71개 지상관측지점에서 관측한 실측 LST와 MODIS LST의 $R^2$는 전체 평균 0.70으로 어는정도 유의성 있는 상관관계를 나타냈으나 조건부 합성 보정기법을 적용한 후 실측 LST와 MODIS LST의 $R^2$는 전체 평균 0.92로 상당히 크게 향상됨을 알 수 있었다. 두 번째로 보정된 MODIS LST를 이용하여 다중분위회귀분석 모형을 개발하고 토양수분을 예측하는 단계로 입력자료로 위성영상 자료와 관측자료를 융합하여 사용하였다. 위성영상 자료로는 보정된 MODIS LST와 MODIS NDV를 구축하였고 일단위 강수량 및 일조시간의 기상자료는 기상청으로부터 전국 71개 지점에 대해 구축하여 IDW 공간보간기법을 이용한 공간자료로 구축하였다. 토양수분 결과를 비교하기 위한 관측 토양수분은 자동농업기상관측(Automated Agriculture Observing System, AAOS)지점에서 2013년 1월부터 2015년 12월까지의 실측 일단위 토양수분 자료를 구축하여 사용하였다. 다중분위회귀분석 모형은 LST 인자를 중심으로 각각의 분위(0.05, 0.25, 0.5, 0.75, 0.95)에 해당되는 값의 회귀식을 NDVI, 강수 입력자료를 독립인자로서 조합하여 계절 및 토성에 따른 총 80개의 회귀식을 산정하였다. 관측 토양수분과 모의 토양수분을 비교한 결과 $R^2$가 0.70 (철원), 0.90 (춘천), 0.85 (수원), 0.65 (서산), 0.78 (청주), 0.82 (전주), 0.62 (순천), 0.63 (진주), 0.78 (보성)로 높은 상관성을 보였다. 본 연구에서는 다중분위회귀 모형의 성능을 검증하기 위해 기존의 다중선형회귀모형의 결과와 비교하여 크게 개선됨을 나타냈다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.103-104
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• 2017

본 연구에서는 다중회귀분석모형(MLRM)과 MODIS (MODerate resolution Imaging Spectroradiometer) LST (Land Surface Temperature) 자료를 이용하여 전국 공간토양수분을 산정하였다. 공간토양수분을 산정하기 위한 과정은 크게 두가지로 구분된다. 첫 번째로 기존의 MODIS LST 자료를 조건부 합성 보정기법을 적용하여 실측 LST 자료와 비교하여 위성 LST 자료가 갖고 있는 오차를 보정하였다. 그 결과, 조건부 합성 보정기법을 적용하기전 전국 71개 지상 관측지점에서 관측한 실측 LST와 MODIS LST의 R2는 전체 평균 0.70으로 어는정도 유의성 있는 상관관계를 나타냈으나 조건부 합성 보정기법을 적용한 후 실측 LST와 MODIS LST의 R2는 전체 평균 0.92로 상당히 크게 향상됨을 알 수 있었다. 두 번째로 보정된 MODIS LST를 이용하여 다중회귀분석 모형을 개발하고 토양수분을 예측하는 단계로 입력자료로 위성영상 자료와 관측자료를 융합하여 사용하였다. 위성영상 자료로는 보정된 MODIS LST와 MODIS NDV를 구축하였고 일단위 강수량 및 일조시간의 기상자료는 기상청으로부터 전국 68개 지점에 대해 구축하여 IDW 공간보간기법을 이용한 공간자료로 구축하였다. 토양수분 결과를 비교하기 위한 관측 토양수분은 자동농업기상관측(Automated Agriculture Observing System, AAOS)지점에서 2013년 1월부터 2015년 12월까지의 실측 일단위 토양수분 자료를 구축하여 사용하였다. 다중회귀분석 모형은 각각의 입력자료를 독립인자로서 조합하여 12개의 시나리오를 만들었다. 시공간적 경향을 고려하기 위하여 계절별, 토양 토성(soil texture)를 구분하여 회귀분석을 실시하였다. 관측 토양수분과 모의 토양수분을 비교한 결과 $R^2$가 0.80 (철원), 0.90 (춘천), 0.80 (수원), 0.63 (서산), 0.77 (청주), 0.82 (전주), 0.52 (순천), 0.63 (진주), 0.99 (보성)로 높은 상관성을 보였다. 본 연구에서는 토양수분을 예측하기 위한 인자 중 가장 민간함 LST를 보정하지 않는 토양수분 예측 방법은 상당한 오차를 포함하게 되어 실측 토양수분 결과와 크게 차이가 나타남을 보여주었다.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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• v.17 no.1
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• pp.25-34
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• 2015

In this research, we applied a procedure of quality control (QC) to the agro-meteorological data measured at the Suwon weather station of Korea Meteorological Administration (KMA). The QC was conducted through six steps based on the KMA Real-time Quality control system for Meteorological Observation Data (RQMOD) and four steps based on the International Soil Moisture Network (ISMN) QC modules. In addition, we set up our own empirical method to remove erroneous data which could not be filtered by the RQMOD and ISMN methods. After all these QC procedures, a well-refined agro-meteorological dataset was complied at both air and soil temperatures. Our research suggests that soil moisture requires more detailed and reliable grounds to remove doubtful data, especially in winter with its abnormal variations. The raw data and the data after QC are now available at the NCAM website (http://ncam.kr/page/req/agri_weather.php).

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.1117-1120
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• 2009

최근 이상기후와 같은 기후변화로 인한 기온, 강수 등의 변화는 안정적인 수자원 확보에 큰 영향을 미칠 것으로 판단되고 수자원을 필요로 하는 사회 모든 분야에 있어 큰 영향을 끼친다. 특히 농업, 공업, 도시의 용수 공급에 있어 변화는 더욱 심해질 것으로 판단되며 기후변화로 인한 기온, 강수 등의 변화의 정확한 분석이 필요로 한다. 따라서 본 연구에서는 동아시아 해수면 온도와 우리나라 강수량에 대한 MSSA (Multi-channel Singular Spectrum Analysis)를 실시함으로 두 시계열 사이에 공통적으로 나타나는 변화, 즉 특정 상관 주기 변동을 분석함으로 두 변수 사이에 변화 상관 분석을 실시하였다. 우리나라 강수량 자료로는 현재 기상청에서 운영 중인 지상 기상관측소 76개소 중 가용관측소 61개소 자료에 대하여 1973년 1월부터 2008년 12월까지의 자료를 수집하여 월 평균값을 사용하였고 동아시아 해수면 온도 자료로는 한반도 근해 해수면 온도 변화, 남중국해 해수면 온도 변화, 인도양 해수면 온도 변화, 적도 해수면 온도 변화 등을 선택하여 관측시점부터 2008년 12월까지 자료를 수집하여 사용하였다. 분석 자료에 대해 선형 회귀분석을 통한 선형추세 제거와 정규화한 자료를 사용하여 각각의 지수에 대해 MSSA 분석을 실시하였다. 이때 window length는 Vautard 등(1992)이 제시한 N/5$^{\sim}$N/3의 값인 108의 값을 사용하였고 이때 각각의 고유치는 전체 공분산에 대한 각 요소의 비율을 설명한다. 상관분석 결과는 각 지수와 강수자료 사이에 높은 상관성을 가지는 장단주기 변화가 존재함을 보여주었다. 그럼에도 불구하고 우리나라 월강수자료의 전체 변화는 계절변화를 제외하고도 장단 주기를 가지는 시간변화가 자료 전체 변화의 절반에 해당하며 장주기 변화가 나타내는 부분이 미미하다. 이는 계절 주기를 제외한 자료들 사이의 상관변화가 설명할 수 있는 부분이 미미 하며 여러 기상지수들과 국내 강수량사이의 MSSA 분석을 통하여 제시 할 수 있는 변화의 정량적 정도가 매우 제한됨을 보여준다. 그럼에도 불구하고 이러한 접근을 통하여 강수 변화의 불확실성을 줄여나가는 노력이 필요하다고 하겠다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.409-409
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• 2022

환경부 홍수통제소의 경우는 전국단위의 강수량(지상, 레이더), 하천수위, 유사량 관측과 국부적으로 증발산량과 토양수분 관측이 이루어지고 있는 상황이며, 기상청 및 다른 공공기관도 각 목적에 맞게 수문기상관측이 이루어지나 유역(또는 지역) 단위의 물순환 과정(강우량, 유출량, 증발산량, 지하수함양량, 토양수분량 등 포함)을 규명하는 조사·연구는 매우 미비한 실정이다. 개별적인 물순환 성분별 수문조사에서 벗어난 전체적인 관점을 고려한 유역단위의 물순환 과정을 규명하는 것은 매우 중요하다. 즉 물순환 성분별 명확한 수문량 산정 결과는 수자원 개발과 물환경 보전에 중요한 정보를 제공할 수 있다. 따라서 물순환 성분별 명확한 분석을 위해서는 중·소규모 유역 단위를 대상으로 지속적이고 신뢰성 있는 자료의 획득과 축적이 중요하므로 중·소규모 유역 단위의 대표성 있는 시험유역의 운영은 매우 의미가 있다고 볼 수 있다. 본 논문에서는 한국건설기술연구원에서 운영하는 설마천 유역(전적비교 수위관측소 기준, 유역 면적 8.48km², 유로연장 5.59km, 유로경사 2.15%, 경기도 파주시 적성면 소재)의 2021년 수문관측자료를 이용하여 지표수 물순환 성분인 강우량, 하천유출량, 증발산량을 산정하였다. 기본 관측자료인 강우량은 각 지점강우량의 관측자료의 비교·검토 등 품질관리를 통해 자료를 확정하고 유역평균강우량을 산정하였다. 하천수위는 기준수위표와의 검토를 통해 자료를 확정하였으며, 하천유출량은 기존의 유량측정성과와 단면검토를 통해 수위-유량관계곡선식을 개발하고, 확정된 수위자료를 적용하여 산정하였다. 그리고 증발산량은 유역인근 2개 관측소(동두천 파주)의 기상관측자료를 이용하여 잠재증발산량을 산정하여 추정한 값이며, 그 외 지하수 함양량은 관측 지하수위자료의 결측으로 산정에서 제외하였다. 각 물순환 성분별로 생성된 2021년의 설마천 유역(전적비교 수위관측소 기준)의 총강우량은 1,103.6mm이며, 하천유출량은 620.1mm(총강우량 대비 56.2%), 실제증발산량(잠재증발산량 추정값)은 443.0mm(40.1%)이며, 그 외는 유역 손실량이다. 이와 같이 산정된 물순환 성분별 자료는 유역의 물순환 과정 규명을 위한 기초자료로 매우 유용하게 활용될 수 있으며, 유역 물관리를 위한 의사결정 과정에 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.43 no.3
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• pp.386-404
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• 2022

From April 29 to 30, 2011, under the influence of Asian dust originated from Mongolia, a high concentration of Asian dust was observed nationwide for 4 days in Korea. This study investigated the causes and characteristics of and weather conditions associated with Asian dust at high concentrations at its source in Mongolia. For analysis, Asian dust weather data, Asian dust monitoring tower data, satellite data, backward trajectory data, observation data (PM₁₀ and OPC data), and ECMWF reanalysis data were used. In the synoptic analysis, it was observed that the intervals of isobars were densely distributed in the central region of Mongolia and the pressure gradient force was strong. It could be inferenced that Asian dust occurred due to strong winds. The temperature was relatively high, above 10℃, just before the occurrence of Asian dust, and it decreased sharply at the onset of the dust. The relative humidity had a low value of less than approximately 40%. After the occurrence of Asian dust, it increased sharply to over 50% and then showed a tendency to decrease. In the aerosol index shown by the COMS satellite, a high concentration value of over 25 was detected in Inner Mongolia, and it was consistent with the observations made with naked eyes. In the 72-hour backward trajectory, the northwest airflow streamed into Korea, and on May 2, Heuksando showed the highest PM₁₀ concentration of 1,025 ㎍ m^-3(times the average). Especially, in kinematic vertical analysis, it was observed that low pressure on the ground was strengthened by cyclonic relative vorticity developed in the upper layer. Also, the vertical velocity development is considered to have played a major role in the occurrence of high concentration Asian dust.