• 한국수자원학회논문집
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• 제56권3호
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• pp.211-224
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• 2023

본 연구에서는 합성개구레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR) 기반의 식생을 고려하는 후방산란모델 Water Cloud Model (WCM)을 활용한 토양수분 산정 연구를 수행하였다. 금강 상류의 용담댐유역을 포함한 40 × 50 km² 영역의 Sentinel-1 SAR 및 Sentinel-2 MSI (Multi-Spectral Instrument) 영상을 수집하여 연구에 활용하였다. WCM의 식생변수로는 Sentinel-1 기반의 식생지수 RVI (Radar Vegetation Index), 탈분극비(Depolarization Rario, DR)와 Sentinel-2 기반의 NDVI (Normalized Difference Vegetation Index)를 활용하였다. WCM의 정모델링(forward modeling)은 토양수분과 후방산란계수의 특성이 유사한 3개 Group으로 나누어 수행하였다. 토양수분과 후방산란계수의 선형적인 관계가 명확할수록 Group의 모의 성능이 더 높게 나타났으며, 식생지수 별로는 NDVI, RVI, DR 순으로 정확도가 높았다. 토양수분을 모의하기 위해 모의된 후방산란계수를 반전(inversion)하였으며, 모의 성능은 정모델링 결과와 비례하였다. WCM 모의의 오류는 실측 후방산란계수 기준 약 -12dB를 기점으로 증가하는 양상을 보였다.

• Journal of Platform Technology
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• 제12권3호
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• pp.16-26
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• 2024

수중에서 촬영된 영상은 상당한 색상의 왜곡을 수반하는 것으로 알려져 있다. 대표적인 원인은 부유물에 의한 후방 산란(backscattering)과 물의 깊이에 비례하는 적색 계열 색상의 감쇄(attenuation)이다. 본 논문에서는 수중에서 촬영한 영상에 대하여 색상의 보정 성능 및 색상 왜곡의 패턴을 분석하고자 한다. 부유물에 의한 후방 산란과 감쇄 현상에 대해서는 다음 연구에서 다룰 예정이다. 본 연구에서는 Jamieson 등이 제안한 DeepSeeColor 모델을 기반으로 하여, 색상 보정 성능의 검증, 물의 깊이 변화에 따른 색상 왜곡의 패턴을 분석한다. 입력 영상은 Jamieson 등의 미국령 버진 군도(US Virgin Islands)에서 촬영한 것을 이용하였고, 1190여 장 중에서 칼라 차트를 포함하는 330장을 대상으로 한다. 입력 영상과 DeepSeeColor 모델에 의한 보정 영상을 이용하여 색상 보정 성능을 각도 오차(Angular Error)로 표현하였다. Jamieson 등은 칼라 차트 중에서 흑백 패치만을 이용하여 각도 오차를 계산하였기 때문에 전반적인 색상 왜곡에 대한 정확한 분석을 제시하지 못하였다. 본 논문에서는 전체 칼라 차트 패치를 대상으로 하여 색상 보정 오차를 계산하였으므로 적절한 색상 왜곡 정도를 제시할 수 있다. DeepSeeColor 모델의 입력 영상은 1~8까지의 깊이를 가지므로, 깊이 변화에 따른 색상 왜곡 패턴을 분석할 수 있다. 일반적으로는 깊이가 깊어질수록 적색 계열의 색상 감쇄가 크다. 깊이 변화에 따른 색상 왜곡 현상은 스케일과 오프셋 이동의 형태로 모델링 하여 깊이 변화에 따른 왜곡을 예측할 수 있도록 하였다. 깊이가 깊어질수록 색상 보정을 위한 스케일은 증가하였고, 오프셋은 감소하였다. 제안한 방법을 통한 색상 보정의 성능은 기존 방법 대비 41.5% 개선되었다.

• 한국농공학회논문집
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• 제53권6호
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• pp.7-16
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• 2011

This study discussed the applicability of satellite SAR (Synthetic Aperture Radar) imagery with regard to reservoir monitoring, and tried the extraction of reservoir storage from multi-temporal C-band RADARSAT-1 SAR backscattering images of Yedang and Goongpyeong agricultural reservoirs, acquired from May to October 2005. SAR technology has been advanced as a complementary and alternative approach to optical remote sensing and in-situ measurement. Water bodies in SAR imagery represent low brightness induced by low backscattering, and reservoir storage can be derived from the backscatter contrast with the level-area-volume relationship of each reservoir. The threshold segmentation over the routine preprocessing of SAR images such as speckle reduction and low-pass filtering concluded a significant correlation between the SAR-derived reservoir storage and the observation record in spite of the considerable disagreement. The result showed up critical limitations for adopting SAR data to reservoir monitoring as follows: the inappropriate specifications of SAR data, the unreliable rating curve of reservoir, the lack of climatic information such as wind and precipitation, the interruption of inside and neighboring land cover, and so on. Furthermore, better accuracy of SAR-based reservoir monitoring could be expected through different alternatives such as multi-sensor image fusion, water level measurement with altimeters or interferometry, etc.

• 대한원격탐사학회지
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• 제18권5호
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• pp.255-261
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• 2002

Strong and coherent radar backscattering signals are observed over oyster sea farms that consist of artificial structures installed on the bottom. We successfully obtained 21 coherent interferograms from 11 JERS-1 SAR data sets even though orbital baselines (up to 2 km) or temporal baselines (up to 1 year) were relatively large. The coherent phases preserved in the sea farms are probably formed by double bouncing from sea surface and the sea farming structures, and consequently they are correlated with tide height (or instantaneous sea level). Phase unwrapping is required to restore the absolute sea level. We show that radar backscattering intensity is roughly correlated with the sea surface height, and utilize the fact to determine the wrapping counts. While the SAR image intensity gives a rough range of absolute sea level, the interferometric phases provide the detailed relative height variations within a limit of $2{\pi}$ (or 15.3 cm) with respect to the sea level at the moment of the master data acquisition. A combined estimation results in an instantaneous sea level. The radar measurements were verified using tide gauge records, and the results yielded a correlation coefficient of 0.96 with an r.m.s. error of 6.0 cm. The results demonstrate that radar interferometry is a promising approach to sea level measurement in the near coastal regions.

• 한국전자파학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.615-621
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• 2005

본 논문에서는 산악지대, 논, 채소밭, 풀밭, 도로, 수면 등을 포함하는 지표면에 대한 합성 개구면 레이다(SAR) 영상을 생성하여 주는 시뮬레이션 모델을 선보인다. 우선 토양, 수면, 논, 밭과 같은 풀 층과 나무 숲 등에서의 산란 모델을 개발하였다. 그런 다음에, 표고 데이터와 지형 데이터를 이용하여 SAR 영상을 생성하였다. 이용된 지형 변수로는 토양 수분 함유량, 표면 거칠기, 초목 층 높이, 잎 넓이, 잎 길이, 잎 밀도, 가지 길이, 가지 밀도, 나무 기둥 길이, 나무 기둥 밀도를 포함하는 10개이다. 개발된 산란 모델들은 실험 데이터와 비교하는 방식으로 정확성을 증명하였고, 특정 지역에서의 SAR 영상을 생성하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권6호
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• pp.545-554
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• 2000

충격에 의해 복합 재료 내에 발생하는 층간 박리를 정량적으로 평가하기 위한 비파괴 방법중에서 Compton X-ray 역산란 기술은 초음파에 비해 비접촉식이며 박리 층간의 상호간섭이 없어 복합재료 판면의 박리 층의 위치와 크기를 검사하는데 효과적인 방법으로 사용되어 왔다. 그러나 X-ray역산란 기술에 있어서 복합재료의 박리 층과 같은 미세한 결함의 측정을 위해 측정 정도를 높이면 역산란 양의 감소로 인해 신호 대 잡음 비(SNR)가 급격히 감소하여 결함검출 가능성이 크게 저하된다. 본 논문에서는 복합재료의 특성을 고려한 X-ray 역산란 모델을 기초로 적응필터를 사용하여 결함신호를 비선형 감쇄, 빔 경화(X-ray hardening), 비균질 특성과 같은 잡음 신호로부터 분리, 추출하는 방법을 제시하였다. 이렇게 분리된 결함신호로부터 정량적인 결함(박리)의 위치와 크기를 수학적 산란 모델과의 비교를 통해 최소 자승법을 이용하여 결정하였다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제27권12호
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• pp.1889-1893
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• 1990

In this paper, ultrasonic microscope system has been constructed with the small aperturre acoustic lens and the angle controller, and the new type of B-scanultransonic imaging has been analyzed. The system with small aperture lens was used to detect flaw existing within the thick specimen and its resolution was in the range of one wavelength at interior plane of sample. The anle controller was used to excited surface acoustic wave or shear wave. In order to obtain B-scan image of the flaw existig at interior of solids, shear wave has been excited and backscattering signals from the flaw have been processed. In experimental results, B-scan ultransonic images have been obtain from the flaws of varable shape and measured flaw size from the images has been in good agreement with practical size in the range of 10% error.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제42권3호
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• pp.170-189
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• 2017

Purpose: This paper presents Raman chemical imaging technology for inspecting food and agricultural products. Methods The paper puts emphasis on introducing and demonstrating Raman imaging techniques for practical uses in food analysis. Results & Conclusions: The main topics include Raman scattering principles, Raman spectroscopy measurement techniques (e.g., backscattering Raman spectroscopy, transmission Raman spectroscopy, and spatially offset Raman spectroscopy), Raman image acquisition methods (i.e., point-scan, line-scan, and area-scan methods), Raman imaging instruments (e.g., excitation sources, wavelength separation devices, detectors, imaging systems, and calibration methods), and Raman image processing and analysis techniques (e.g., fluorescence correction, mixture analysis, target identification, spatial mapping, and quantitative analysis). Raman chemical imaging applications for food safety and quality evaluation are also reviewed.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제10권2호
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• pp.225-234
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• 2018

A Multibeam Echo Sounder (MBES) is commonly used for rapid seafloor mapping. We herein present a time-domain integrated system simulation technique for MBES development. The Modeling and Simulation (M&S) modules consist of four parts: sensor array signal transmission, propagation and backscattering modeling in the ocean environment, beamforming of the received signals, and image processing. Also, the simulation employs a ray-theory-based algorithm to correct the reconstructed bathymetry, which has errors due to the refraction caused by the vertical sound velocity profile. The developed M&S technique enables design parameter verification and system parameter optimization for MBES. The framework of this technique can also be potentially used to characterize the seabed properties. Finally, typical seafloor images are presented and discussed.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권2호
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• pp.305-319
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• 2021

다목적실용위성 5호의 검보정 목적으로 사용되는 몽골과 같은 해외 검보정 사이트는 유지 및 보수를 위한 비용이 많이 들고 예상치 못한 문제가 발생할 경우 즉각적인 대응이 어렵다는 단점이 있다. 이에 따라서 국내 SAR 영상 검보정 사이트 구축 필요성이 제기되었지만 관련 연구 진행은 미미한 상황이다. 본 논문에서는 SAR 검보정 사이트 구축을 위해서 후방 산란 특성 측면에서 어떤 조건들이 있는지 알아보고, 실제 운영중인 다목적실용위성 5호를 통해서 고해상도, 표준, 광역 관측과 같이 다양한 모드로 촬영한 국내 후보 지역들에 대해서 검보정 사이트로써 적합한지를 판단하였다. 먼저 국내에서 위성 영상 검보정 후보 사이트로 추천되는 장소중에서 접근성, 가용성 등 일반적인 지표 만족여부를 적용하여 일차적으로 선별하였다. 그 다음에 비교적 넓고 AT나 CR을 설치하기 용이한 장소로써 site A (전라남도 고흥군), site B (전라북도 전주시), site C (대전광역시 대덕연구단지) 세 군데를 최종 후보 지역으로 선정하였다. 후보 지역들에 대해서 경사도 측정, 방사 정밀도의 평가 지표 중 하나인 ISLR을 구하기 위한 사이트의 최소 면적, SAR 영상에서의 DN 값 및 후방 산란 계수의 균일성, 사이트 내 인공 구조물, 건물 및 바위 등과 같은 strong reflector에 의한 간섭 여부, 설정 영역에 대한 후방 클러터 레벨 분석 등을 통해서 전라남도 고흥군에 위치한 site A 지역이 검보정 사이트로써 가장 적합하다고 판단내릴 수 있었다.