최근 해양예보/재해 등의 주요 분야에서 해양수치모델의 수행 및 연구결과에 대한 활용도가 증가함에 따라 정확도 높은 수심자료의 중요성이 크게 부각되고 있다. 해양수치모델에 주로 활용되는 국내 수심자료는 Choi et al.(2002), Seo(2008)의 자료가 있지만, 제작년도가 오래되고 해도를 기반으로 작성했다는 제한사항이 있다. 해도는 항해를 목적으로 제작되어 수심 측량자료 중 최천소 자료를 사용하므로 실제 해저지형을 재현하는데 한계가 있다. 국립해양조사원은 매년 지속적인 수심측량을 통하여 해도를 생산하고 있지만, 수치모델을 목적으로 한 수심자료는 생산하지 않았다. 본 연구에서는 원시 수심측량자료를 이용하여 수치모델을 위한 해양수치모델 전용 수심 데이터셋(BADA Ver.1)을 구축하고, 공개된 해양 수심자료와 비교하였다.
2-D wavelet analysis is applied to bathymetric data from the KR1 area of Korea Deepsea Mining Area. The wavelet analysis is one of the quantitative methods to analyze the topography. The wavelet allows us to create filters to select for topography in a continuous variety of shapes, sizes, and orientation. The 2-D Linear B-spline filter, 100 BS and 100 NF, is convolved with bathymetric data to identify the location of abyssal hills and abyssal troughs in bathymetry. In addition, the 2-D derivative of Cubic B-spline filter, 60 BS and 60 NF, is applied to bathymetric data to find the slope of abyssal hill in bathymetry. These filters were rotated $5^{\circ}$ counterclockwise from NS to match the dominant orientation of seafloor lineament. Both filters result in good match with abyssal hills, troughs, and slopes. This method can apply to fault, fold, and other lineament structures description with variable size. The result of application shows that wavelet analysis of bathymetric data could be used with fundamental data of geophysical analysis.
Seafloor sediment mapping is an essential research topic in shallow coastal waters, especially in port development, benthic habitat mapping, and underwater communications. The seafloor sediments can be interpreted by collecting sediment samples directly in the field using a grab sampler or corer. Another method is optical, especially using underwater cameras and videos. Both methods each have weaknesses in terms of area coverage (mechanic) and accurate positioning (optic). The latest technology used to overcome it is the acoustic method (echosounder) with Global Navigation Satellite System (GNSS) Real Time Kinematic (RTK) positioning. Therefore, in this study will propose the classification of seafloor sediments in coastal waters using acoustic method that is Multibeam Echosounder (MBES) multi-frequency with five frequency (200 kHz, 250 kHz, 300 kHz, 350 kHz, and 400 kHz). In this study, the deep neural network (DNN) used the bathymetric multi frequency, bathymetric difference inters frequencies, and bathymetric features from 5 (five) frequencies as input layer and 4 (four) sediment types in 74 (seventy-four) sample sediment as output layer to make a seafloor sediment map. Results of sediment mapping using the DNN method show an overall accuracy of 71.6% (significant) and a kappa coefficient of 0.59 (moderate). The distribution of seafloor sediment in the study area is mainly silt (41.6%), followed by clayey sand (36.6%), sandy silt (14.2%), and silty sand (7.5%).
Shin, Myoung Sig;Shin, Jung Il;Park, In Sun;Suh, Yong Cheol
한국측량학회지
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제34권2호
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pp.143-151
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2016
The distribution of seabed rock in the coastal area is relevant to navigation safety and development of ocean resources where it is an essential hydrographic measurement. Currently, the distribution of seabed rock relies on interpretations of water depth data or point based bottom materials survey methods, which have low efficiency. This study uses the airborne bathymetric Lidar data and the hyperspectral image to detect seabed rock in the coastal area of the East Sea. Airborne bathymetric Lidar data detected seabed rocks with texture information that provided 88% accuracy and 24% commission error. Using the airborne hyperspectral image, a classification result of rock and sand gave 79% accuracy, 11% commission error and 7% omission error. The texture data and hyperspectral image were fused to overcome the limitations of individual data. The classification result using fused data showed an improved result with 96% accuracy, 6% commission error and 1% omission error.
본 연구에서는 한국 근해인 황해, 동중국해 및 동해 전역의 1분 수평격자 간격의 표고와 수심자료와 한반도 주변해역인 동·서·남해안 해역의 1초수평격자 간격의 표고, 수심자료를 결합 생성한 방대한 데이터베이스를 창출하였다. 육상표고와 해양수심자료의 결합에서는 공통기준면으로서 평균해면을 사용한 자료결합이 시도되었으며, 편집된 1분 격자 수치수심은 지금까지 보고된 한국근해 수심자료로서는 가장 신뢰성이 있으며 심해인 동해와 대륙붕해 인 황해 및 동중국해의 조석, 해일, 순환과정을 상세하게 해상하는 중규모적 해양과정과 연안범람 수치시뮬레이션을 수행할 수 있는 기초자료를 형성하였다.
대한원격탐사학회 2002년도 Proceedings of International Symposium on Remote Sensing
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pp.330-330
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2002
The combination of Multi-Beam Echo Sounder swath bathymetry and high-resolution towed Sidescan sonar provides a powerful method of examination about hydrographic survey results. In this paper, we investigate the fast method of 3D bathymetric reconstruction with the Digital Sidescan sonar(Benthos SIS 1500) and Shallow Multi-Beam Echo Sounder(Reson Seabat 8125). The Seabat 8125 is a 455KHz high resolution focused Multibeam echo sounder(MBES) system which measures the relative water depth across a wide swath perpendicular to a vessel's track. The Benthos SIS1500 is a chirp(nominal fq. 200KHz) sonar which map the topographical features & sediment texture of ocean bottom using backscattered amplitude. We generates the very large 3D bathymetric texture mapping model with the Helical System's HHViewer and describes additional benefits of combining MBES and Sidescan Sonar imagery, the removal of geometric distortions in the model and a deterministic sounding noise.
항공수심라이다(ABL: Airborne Bathymetric LiDAR)는 녹색 레이저(green laser)를 사용하여 연안 및 하천에 대해 해저지형과 수심에 대한 관측을 동시에 수행하는 첨단측량 기술이다. 항공수심라이다를 활용하여 해저지형 정보를 구축하기 위해서는 취득된 포인트 클라우드로부터 해수면과 해저면 점들을 분리하고 추출하는 과정이 필요하다. 기존의 해저면 점을 추출하기 위한 연구는 주로 waveform 분석(analysis)을 기반으로 수행되었다. 하지만 일반 사용자의 경우 waveform 데이터에 대한 접근성이 낮으며, waveform 분석 기반 해저면 추출 방법론에 대한 보완도 필요하다. 본 연구는 항공수심라이다 데이터의 지형학적 정보를 사용하여 해저면 점들을 추출하기 위한 연구를 수행하였다. 이를 위해 지면분리(ground filtering) 기법인 CSF (Cloth Simulation Filtering) 알고리즘을 RIEGL VQ880 항공수심라이다 시스템으로부터 취득된 데이터에 적용하고 효용성을 분석하였다. 실험결과 CSF 알고리즘을 항공수심라이다 데이터의 해저면 포인트 추출에 효과적으로 적용할 수 있음을 확인하였다.
다중음향측심기에 의한 해저 지형조사는 해양 연구에 기본적인 자료를 제공한다. 지형조사를 위해 수층의 음속을 측정하는데 정확한 수심별 음속 측정은 지형조사 결과에 큰 영향을 미친다. 광역 지형조사 시 공간의 이동에 따라 수층별로 음속의 변화를 일으키는 요인이 발생할 수 있고, 측정 기기별(Sound Velocity Profiler, Conductivity-Temperature-Depth, eXpendable BathyThermograph) 특성에 의해 음속을 달리 측정할 가능성이 있다. 이 연구에서는 음속수직분포도(sound velocity profile)가 달라짐에 따라 발생하는 해저 지형의 변화를 MB-System을 이용하여 비교하였다. 분석 결과 표층의 음속 변화에 비해 수온약층의 음속변화가 획득지형자료에 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 각 기기별로 측정된 음속의 차이는 크지 않았고 해저 지형 결과에 큰 영향을 주지 않은 것으로 나타났다. 해저 지형조사를 위해 위 음속측정기기 중 어떠한 것을 사용하여도 무방하나 해저 지형조사 측선은 수층의 온도변화가 작은 방향으로 선정하는 것이 더 바람직하다.
한국해안해양공학회 1997년도 정기학술강연회 발표논문 초록집 Annual Meeting of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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pp.39-44
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1997
As wind waves generated in deep water approach nearshore zone, they experience various physical phenomena caused by bathymetric variations, nonlinear interactions among different wave components and interferences with man-made coastal structures. Among these, the bathymetric variations may play a significant role in the change of wave climate. The accurate calculation of reflection and transmission coefficients of incident waves over a bottom topography is indispensible for the proper and economical design of coastal structures. (omitted)
최근 무인항공기(UAV, Unmanned Airborne Vehicles)의 기술적 발달로 해상도와 정확도가 증가함에 따라 다양한 분야에서 활용되고 있다. 이러한 무인항공기는 지표면의 영상취득뿐만 아니라 저고도로 촬영할 경우 하천 저수심부의 영상도 취득할 수 있는 장점을 지니고 있다. 따라서 본 연구에서는 무인항공기를 저고도로 촬영하여 하천지형정보를 취득하고 수심에 따른 정확도 분석을 수행하였다. 수심정확도 분석은 저수심부 지형의 GPS 관측값과 무인항공기 영상에서 생성한 DSM 값을 비교 분석을 하였다. 수심이 50cm이하에서의 저수심부는 일반측량 작업규정의 하천공사 설계측량의 수직위치 정확도 ${\pm}10cm$를 만족시킴을 알 수 있었다. 이러한 결과는 수심이 깊지 않은 하천의 경우 무인항공기 촬영으로 취득한 하천지형자료가 수심측량 자료로 유용하게 사용될 수 있음을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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