최근 UAV (Unmanned Aerial Vehicle)를 이용하여 고해상도 영상을 편리하게 취득할 수 있게 되면서 저비용으로 소규모 지역의 관측 및 공간정보 제작이 가능하게 되었다. 특히, 농업환경 모니터링을 위하여 작물생산 지역의 피복지도 생성에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 랜덤 포레스트와 SVM (Support Vector Machine) 및 CNN(Convolutional Neural Network) 을 적용하여 분류 성능을 비교한 결과 영상분류에서 딥러닝 적용에 대하여 활용도가 높은 것으로 나타났다. 특히, 위성영상을 이용한 피복분류는 위성영상 데이터 셋과 선행 파라메터를 사용하여 피복분류의 정확도와 시간에 대한 장점을 가지고 있다. 하지만, 무인항공기 영상은 위성영상과 공간해상도와 같은 특성이 달라 이를 적용하기에는 어려움이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 위성영상 데이터 셋이 아닌 UAV를 이용한 데이터 셋과 국내의 소규모 복합 피복이 존재하는 농경지 분석에 활용이 가능한 딥러닝 알고리즘 적용 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 최신 딥러닝의 의미론적 영상분류인 DeepLab V3+, FC-DenseNet (Fully Convolutional DenseNets), FRRN-B (Full-Resolution Residual Networks) 를 UAV 데이터 셋에 적용하여 영상분류를 수행하였다. 분류 결과 DeepLab V3+와 FC-DenseNet의 적용 결과가 기존 감독분류보다 높은 전체 정확도 97%, Kappa 계수 0.92로 소규모 지역의 UAV 영상을 활용한 피복분류의 적용가능성을 보여주었다.
무인항공기에 부착된 위성 항법 시스템/관성 측정 센서(global positioning system/inertial measurement unit, GPS/IMU)와 관측 센서 사이에는 물리적인 위치와 자세 오차가 존재한다. 해당 물리 오프셋으로 인해, 관측 데이터는 비행 방향에 따라 서로 위치가 어긋나는 이격 오차가 발생한다. 특히나, 다중 센서를 활용하여 데이터를 취득하는 다중 센서 무인항공기의 경우, 관측 센서가 변경될 때마다 고액의 비용을 지불하고 외산 소프트웨어 의존하여 물리 오프셋을 조정하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 다중 센서에 적용 가능한 초기 센서 모델식을 수립하고 물리 오프셋 추정 방법을 제안한다. 제안된 방안은 크게 3가지 단계로 구성된다. 먼저, 직접지리 참조를 위한 회전 행렬 정의 및 초기 센서 모델식을 수립한다. 다음으로, 지상기준점과 관측 센서에서 취득된 데이터 간의 대응점을 추출하여 물리 오프셋 추정을 위한 관측방정식을 수립한다. 마지막으로, 관측 자료를 기반으로 물리 오프셋을 추정하고, 추정된 파라미터를 초기 센서 모델식에 적용한다. 전주, 인천, 알래스카, 노르웨이 지역에서 취득된 데이터셋에 적용한 결과, 4개 지역 모두 물리 오프셋 적용 전에 발생되던 영상 접합부의 이격 오차가 물리 오프셋을 적용 후 제거되는 것을 확인했다. 인천 지역의 지상기준점 대비 절대 위치 정확도를 분석한 결과, 초분광 영상의 경우, X, Y 방향으로 약 0.12 m 위치 편차를 보였으며, 라이다 포인트 클라우드의 경우 약 0.03 m의 위치 편차를 보여줬다. 더 나아가 영상 내 특징점에 대하여 초분광, 라이다 데이터의 상대 위치 정확도를 분석한 결과, 센서 데이터 간의 위치 편차가 약 0.07 m인 것을 확인했다. 따라서, 제안된 물리 오프셋 추정 및 적용을 통해 별도 기준점 없이 정밀한 데이터 매핑이 가능한 직접 지리 참조가 가능하다는 것을 확인했으며, 다중 센서를 부착한 무인항공기에서 취득된 센서 데이터 간의 융합 가능성에 대해 확인하였다. 본 연구를 통해 독자적인 물리 파라미터 추정 기술 보유를 통한 경제적 비용 절감 효과 및 관측 조건에 따른 유연한 다중 센서 플랫폼 시스템 운용을 기대한다.
본 연구의 목적은 학생들로 하여금 실제 야외지질조사를 효과적으로 수행하기 위한 교육 자료를 개발하는 것이다. 이를 위하여 시대를 달리하는 다양한 암석과 지질구조를 가지고 있고 지리적으로 접근하기 편리한 음성분지의 남동부 두타산 일대를 대상으로 선정하였다. 음성분지의 야외지질 실습코스에는 13개의 관찰지점이 있으며 실제 현장에서 각 관찰 지점별로 학생들이 활동할 수 있도록 야외학습자료를 제시하였다. 이를 위해 일반 지형도나 수치 지형도를 이용하여 스스로 노선지질도를 작성하도록 하였으며 큰 구조나 서로 다른 암상과의 관계를 광역적으로 알 수 있도록 항공사진을 첨가하였다. 또한 각 관찰 지점마다 노두 및 편광 현미경 사진을 제시하여 야외학습에서 경험할 수 있는 환경으로 설계하여 실제로 야외에서 겪게 되는 갈등 요인을 최소화 할 수 있도록 하였다. 이렇게 구현된 야외지질조사자료는 충북대학교 사범대학 지구과학 수강자를 대상으로 학생들의 태도를 조사하였으며, 그 결과 정의적 측면에서 학생들이 야외학습을 수행하는데 도움이 된다는 긍정적인 변화를 보였으며, 특히 지구과학에 관한 구체적인 개념 형성에 많은 도움이 되는 것으로 분석되었다.
북극해 및 남극해는 접근이 어려운 지역으로 해양환경 모니터링을 위해 원격탐사 기술을 이용한 관측이 효과적이다. 원격탐사 플랫폼인 인공위성, 무인기와 선박 등에 관측센서를 장착하여 연구지역의 환경변화를 모니터링하고 있지만 극지역의 다양한 환경에서는 시계열자료 및 광범위한 데이터가 필요하다. 특히 고위도 지역에서는 낮은 태양고도의 영향으로 광학원격탐사를 적용하기는 쉽지않다. 본 논문에서는 2010년도 부터 극지연구소 쇄빙연구선 아라온호에 초분광계 HyperSAS(Satlantic inc.)를 설치하여 연구항해 및 이동항해 동안 해수의 분광학적 정보를 연속적으로 획득하고, 극지 해색 원격탐사자료 성능개선을 위해 현장에서 해수샘플을 채수하며 수행하고 있는 연구를 소개한다. 해수 상부의 반사도와 현장 해수샘플링은 2010년부터 연속적으로 획득하고 있어 동일 지역에 대한 반사도의 시계열 변화를 모니터링할 수 있다. 또한 고위도에서부터 저위도까지 연속적으로 관측하여 위도별 반사도 값의 연속 변화를 파악할 수 있다. 본 논문에서 취득한 자료는 극지역에서 남극해, 북극해 해수의 반사도가 어떻게 변화하는지 이해하고, 반사도를 통한 엽록소, 부유물질 등의 다양한 인자를 추정하는 알고리즘 개발에 활용될 것이다.
고고도 장기체공 축소형 전기 동력 무인기(EAV-2H+)용 프로펠러의 성능을 평가하기 위해 풍동시험과 전산해석을 수행하였다. 3종의 프로펠러에 대해 성능 곡선을 측정하고, 운용 조건을 평가하여 EAV-2H+에 적용 가능 여부를 판단하였다. 낮은 rpm 영역에서 성능 계수의 저하 경향을 확인하였다. 프로펠러 성능에 미치는 강체 천이 테이프 부착 효과를 측정하고 분석하였다. 상용 전산유체역학 코드를 사용한 성능 해석을 수행하여 시험과 해석의 추력계수-동력계수 선도가 잘 일치함을 확인하였다. 전진비에 따른 성능 계수를 비교하고 결과 차이에 기여하는 시험장치의 영향을 평가하였다. 시험에서 관찰된 낮은 rpm 영역의 성능 감소 경향을 transition SST 모델이 유사하게 모사함을 확인하였다. 낮은 레이놀즈수에 의한 깃 요소의 공력 성능 저하가 프로펠러 성능 감소의 주원인으로 분석되었다. 고고도 조건 해석으로부터 프로펠러 성능 저하를 확인하였다.
Kusanagi, Michiro;Nogami, Jun;Choomnoommanee, Tanapati;Laosuwan, Teerawong;Penaflor, Eileen;Shulian, Niu;Zuyan, Yao
대한원격탐사학회:학술대회논문집
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대한원격탐사학회 2003년도 Proceedings of ACRS 2003 ISRS
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pp.894-896
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2003
Koh Chang Island is located near the east border of Thailand. The government of Thailand promotes the island as a model of eco-tourism spots. The Island undeveloped until recent years, is expected to change to major tourist attraction. 'Digital Koh Chang project' has thus. The main objective of this project is to monitor the environment and land use status of the island and to support its sound development. In March 2003, a field survey of this project was planned and field data were collected using both airborne and ground platforms and an ocean vessel. These data were combined with satellite data in the laboratory. This presentation is all balloon-born system field operation. A 5-meter length balloon filled with Helium gas was used, whose payload consisted of two RGB standard color digital still cameras, two directional rotating servo motors, a camera mount cradle as well as signal transmitting and receiving components. A series of aerial high-resolution digital images were rather easily obtained using this inexpensive system, making it possible to monitor intended landscape features in a specific field. Design of simple, low-cost and easily transportable flying platforms and local field surveys using them are useful for getting local ground truth data to calibrate satellite or airborne-based RS data. The design analysis to upgrade the system is further investigated.
A-factor I a microbial hormone that can positively control cell differentiation leading to spore formation and secondary metabolite formation in Streptomyces griseus. to identify a protease that is deeply involved in the morphological and physiological differentiation of Streptomyces, the proteases produced by Streptomyces griseus IFO 13350 and its A-factor deficient mutant strain, Streptomyces griseus HH1, as well as Streptomyces griseus HH1 transformed with the afsA gene were sturdied. In general Streptomyces griseus showed a higher degree of cell growth and protease activity in proportion to its ability to produce a higher amount of A-factor. In particular, the specific activity of the trypsin of Streptomyces griseus IFO 13350 was greatly enhanced more than twice compared with that of Streptomyces griseus HH1 in the later stage of growth. The specific activity of the metalloprotease of Streptomyces griseus HH1 was greatly enhanced more than twice compared with that of Streptomyces griseus IFO 13350, and this observation was reversed in the presence of thiostreptione, However, Streptomyces griseus HH1 transformed with the afsA gene showed a significantly decreased level of trypsin and metalloprotease activity compared with that of the HH1 strain. There was no significant difference between Streptomyces griseus IFO 13350 and HH1 strain in their chymotrypsin and thiol protease activity, yet the level of leu-amionpeptidase activity was 2 times higher in Streptomyces griseus HH1 than in strain IFO 13350 . Streptomyces griseus HH1 harboring afsA showed a similar level of enzyme activity , however, all the three protease activities sharply increased and the thiol protease activity was critically increased at the end of the fermentation. When a serine protease inhibitor, pefabloc SC, and metalloprotease inhibitor, EDTA, were applied to strain IFO 13350 to examine the in vivo effects of the protease inhibitors on the morpholofical differentiation, the formation of aerial meycelium and spores was delayed by two or three days.
최근 복합적 대형 재난이 빈번히 발생하면서 전지구적인 재해 재난 모니터링을 위해 인공위성 센서, 항공/지상 LiDAR 등 다양한 관측센서들이 활용되고 있다. 특히, 전지구를 주기적 반복적으로 관측하며 cm급 고해상도 공간 영상정보를 제공하는 상업 위성은 국가적 재해 재난 발생에 대한 전조 모니터링에서부터 신속한 복구 등 재해 재난업무에 그 활용범위가 확대되고 있다. 그러나, 기존의 독자적 위성운용 시스템만으로는 광역적이고 준실시간적 대응을 요하는 재해 재난 상황 대응에는 한계가 있으므로, 다중 센서가 탑재된 탑재체 운용, 여러 대의 탑재체를 연동하여 적시에 위성영상을 확보하기 위한 긴밀한 국제적 협력체계가 필요하다. 본 논문에서는 지난 2011년 발생했던 국내 폭설 및 집중호우 재난 대응을 위해 국립방재연구원과 국제재난기구인 International Charter와의 협업을 통하여 신속한 위성영상 수급과 자료처리, GIS 분석, 지도화(mapping)함으로써 적시적으로 의사결정지원이 가능한 재난관리 체계를 제시하였다.
본 연구는 해안 및 습지지역의 측량에 있어서 지상측량의 대체 기법으로 신속한 자료의 획득과 분석이 가능한 관측기법인 C/A-code수신에 의한 GPS-항공삼각측량의 활용 가능성을 조사하는데 그 목적이 있다. 연안지역의 지형도 제작에 결합블럭조정 기법을 적용하여 그 결과를 살펴보고, 재래식 블럭조정과 비교 분석하였다. 재래식 블록 조정 기법에서는 기준점의 수와 배치 형태에 따라 정확도가 민감하게 변화하였으며, 모든 기준점을 이용하였을 경우 수평, 수직위치의 정확도는 $\pm{2cm}$ 정도였으며, 정오차의 효과적인 소거를 위한 부가변수의 적용은 정확도에 크게 영향을 주지 못하였고, 기준점의 수가 적고 배치형태가 안정성이 없을 때는 오히려 나쁜 결과를 초래하였다. 블록 조정에 GPS 관측을 부가로 이용하였으나 C/A-code 수신의 낮은 정확도로 인하여 블럭의 정확도 향상에는 큰 효과가 없었다. 따라서 높은 정확도의 획득을 위해서는 반송파에 의한 상대측위 기법이 요청되며, 수신기의 빠른 개량과 관측기법의 향상으로 코드파 측정에 의한 GPS 항측이 앞으로 활성화 될 것으로 전망된다.
본 연구에서는 항공 디지털 프레임 카메라에 의해 제작된 모자이크 영상의 정량적인 품질 평가를 위해 HSI 색상 모델을 이용한 색상평가 방법을 제안하였다. 이를 위하여 먼저 RGB칼라 영상을 HSI색상모델로 변환 후, 모자이크영상의 접합영상에 대해 6가지 동일한 색상에 해당하는 채도와 명도의 화소정보를 추출한다. 이 후, 접합영상을 객관적으로 평가하기 위하여 유사성과 대비 측정을 위해 4가지 평가인자를 산출하였으며, 이에 대한 정량적인 평가를 수행하였다. 그 결과 제안된 영상 평가 방법이 육안 평가 방법과 거의 유사한 결과를 보여주고 있음을 확인하였다. 따라서 본 연구에서는 모자이크영상에 대해 시각적으로 판단하기 어려운 문제점을 정량적으로 나타냄으로써 영상 자체의 품질을 평가하기 위한 객관화된 방안을 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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