• 한국측량학회지
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• 제36권5호
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• pp.343-353
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• 2018

Ocean tides in Antarctica are not well constrained mostly due to the lack of tidal observations. Especially, tides underneath and around ice shelves are uncertain. InSAR (Interferometric Synthetic Aperture Radar) data has been used to observe ice shelf movements primarily caused by ocean tides. Here, we demonstrate that it is possible to estimate tidal constituents underneath the Sulzberger ice shelf, West Antarctica, solely using ERS-1/2 tandem mission DInSAR (differential InSAR) observations. In addition, the tidal constituents can be estimated in a high-resolution (~200 m) grid which is beyond any tidal model resolution. We assume that InSAR observed ocean tidal heights can be derived after correcting the InSAR data for the effect of atmospheric loading using the inverse barometric effect, solid earth tides, and ocean tide loading. The ERS (European Remote Sensing) tandem orbit configuration of a 1-day separation between SAR data takes diminishes the sensitivity to major tidal constituents including $K_1$ and $S_2$. Here, the dominant tidal constituent $O_1$ is estimated using 8 differential interferograms underneath the Sulzberger ice shelf. The resulting tidal constituent is compared with a contemporary regional tide model (CATS2008a) and a global tide model (TPXO7.1). The InSAR estimated tidal amplitude agrees well with both models with RMS (root-mean-square) differences of < 2.2 cm and the phase estimate corroborating both tide models to within $8^{\circ}$. We conclude that fine spatial scale (~200 m) Antarctic ice shelf ocean tide determination is feasible for dominant constituents using C-band ERS-1/2 tandem mission InSAR.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.442-442
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• 2022

고해상도 시공간적 격자 형태의 레이더 강수는 돌발홍수(flash flood)와 같은 기상재해에 대비하기 위하여 실시간 예측정보로 활용된다. 그러나 대부분의 레이더 강수는 과소 추정되는 경향이 있어 정량적인 보정 과정인 QPE (Quantitative Precipitation Estimation)가 필요하다. 일반적으로 레이더 강수자료 보정은 지점 관측자료를 활용하지만, 본 연구에서는 지상 강수량 기반의 고해상도 격자 강수자료를 생산하여 레이더 강수자료와 직접적으로 비교하고자 한다. 이에 고도와 지형적 특성을 고려한 PRISM(Precipitation-elevation Regressions on Independent Slopes Model) 방법을 사용하여 고해상도 격자기반의 자료를 생성하였다. PRISM 방법은 고도와 지리정보를 독립변수로 갖는 회귀모형 기반의 기후인자 추정 모형이다. 생산된 고해상도 격자 강수자료와 레이더 강수자료를 QPF (Quantitative Precipitation Forecast) 모델의 입력자료로 사용하여 예측결과를 비교하였다. 해당 QPF 모델은 이류(advection)와 확률론적 섭동(stochastic perturbation)을 기반으로 하며, 강수 앙상블 자료를 생산한다. QPF 모델에 대해 투 트랙(two-track) 방법으로 생산된 예측정보를 통해 레이더 강수자료의 격자별 후처리 보정이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2004년도 대한지구물리학회.한국지구물리탐사학회 공동학술대회 초록집
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• pp.3-17
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• 2004

Space-borne Earth observation technique is one of the most cost effective and rapidly advancing Earth science research tools today and the potential field and micro-wave radar applications have been leading the discipline. The traditional optical imaging systems including the well known Landsat, NOAA - AVHRR, SPOT, and IKONOS have steadily improved spatial imaging resolution but increasing cloud covers have the major deterrent. The new Earth observation satellites ENVISAT (launched on March 1 2002, specifically for Earth environment observation), ALOS (planned for launching in 2004 - 2005 period and ALOS stands for Advanced Land Observation Satellite), and RADARSAT-II (planned for launching in 2005) all have synthetic aperture radar (SAR) onboard, which all have partial or fully polarimetric imaging capabilities. These new types of polarimetric imaging radars with repeat orbit interferometric capabilities are opening up completely new possibilities in Earth system science research, in addition to the radar altimeter and scatterometer. The main advantage of a SAR system is the all weather imaging capability without Sun light and the newly developed interferometric capabilities, utilizing the phase information in SAR data further extends the observation capabilities of directional surface covers and neotectonic surface displacements. In addition, if one can utilize the newly available multiple frequency polarimetric information, the new generation of space-borne SAR systems is the future research tool for Earth observation and global environmental change monitoring. The potential field strength decreases as a function of the inverse square of the distance between the source and the observation point and geophysicists have traditionally been reluctant to make the potential field observation from any space-borne platforms. However, there have recently been a number of potential field missions such as ASTRID-2, Orsted, CHAMP, GRACE, GOCE. Of course these satellite sensors are most effective for low spatial resolution applications. For similar objects, AMPERE and NPOESS are being planned by the United States and France. The Earth science disciplines which utilize space-borne platforms most are the astronomy and atmospheric science. However in this talk we will focus our discussion on the solid Earth and physical oceanographic applications. The geodynamic applications actively being investigated from various space-borne platforms geological mapping, earthquake and volcano .elated tectonic deformation, generation of p.ecise digital elevation model (DEM), development of multi-temporal differential cross-track SAR interferometry, sea surface wind measurement, tidal flat geomorphology, sea surface wave dynamics, internal waves and high latitude cryogenics including sea ice problems.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권12호
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• pp.2511-2517
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• 2009

오래전부터 활용되어진 FMCW 레이다는 최근에 와서 고해상도 단거리 탐지 및 추적 등의 목적으로 다양하게 사용되어지고 있다. 이러한 레이다는 비교적 간단하게 구현이 가능할 뿐만 아니라 저 전력의 첨두치 신호를 넓은 주파수 대역에 걸쳐서 송신하는 방식이기 때문에 외부기기에 의한 전자파 신호의 탐지 가능성을 현저히 낮출 수 있는 장점을 가지고 있다. 이러한 레이다에서는 주파수 변조된 연속적인 파형의 신호를 송신하고 목표물에 의한 반사신호의 복조 시에도 이러한 신호를 기준 주파수로 사용한다. 따라서 목표물의 거리 및 속도 정보 모두 비트 주파수 형태로 수신되어진다. 즉 이러한 비트 스펙트럼 영역에서 물체의 탐지여부를 판단하고 관련 정보를 추출하게 된다. 따라서 비트 스펙트럼 추정의 정확도 및 해상도가 우수하여야 한다. 그러나 기존의 FFT(Fast Fourier Transform) 방식에 의한 스펙트럼 추정은 레이다 수신 신호의 획득시간이 짧을 경우 높은 주파수 해상도 및 낮은 부엽크기를 유지 할 수 없는 문제가 발생하게 된다. 이러한 문제는 반사신호의 강도가 현저히 다른 인접 목표물들 간의 탐지를 어렵게 할뿐만 아니라 추출된 정보의 신뢰성을 떨어트린다. 따라서 본 논문에서는 모델 파라메터 추정 방법인 AR(Autoregressive) 및 EV(Eigenvector) 스펙트럼 추정을 적용하여 이러한 문제점들을 개선하였으며 그 모의실험 결과들을 비교하고 분석하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권6_3호
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• pp.1383-1398
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• 2018

해상풍은 복잡한 해양 현상을 이해하는 데 가장 기초 요소 중 하나이다. 1990년대 초부터 산란계를 활용하여 전세계 바람장 자료를 생산해왔지만, 낮은 해상도로 인해 해양 연구에 제한적으로 사용되었다. Synthetic Aperture Radar(SAR)는 이러한 한계점을 보완하여 고해상도의 바람장 자료 생산이 가능하다. KOMPSAT-5는 한반도 최초의 X-band SAR 탑재 인공위성으로 고해상도 해상풍 산출이 가능하다. 본 연구는 KOMPSAT-5 후방산란계수 자료를 활용하여 산출한 해상풍의 검증 결과를 최초로 제시하였다. 18장의 KOMPSAT-5 ES 모드 자료를 수집하여 해양 부이와의 일치점 데이터베이스를 생산하였다. 정확한 해상풍 산출을 위해 육지 화소, 스페클 잡음, 선박 화소를 제거하는 전처리 과정을 거쳤고, 해양 부이 실측 자료에 Liu-Katsaros-Businger (LKB) 모델을 통해 10-m 중성 바람으로 변환하여 기준 자료로 활용하였다. XMOD2를 활용하여 산출한 해상풍은 후방산란계수 산출식에 따라 $2.41-2.74m\;s^{-1}$의 평균 제곱근 오차를 보였다. 분석 결과 KOMPSAT-5 후방산란계수 자료를 활용하여 해상풍을 산출하는 경우, 대기 중력파, 파랑, 내부파를 포함한 해양 기상 환경과 레인지 모호성(range ambiguity), 입사각의 이산적 불연속적 분포를 포함한 영상 품질에 의한 잠재적 오차 요인이 존재함을 규명하였다.

• 한국측량학회지
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• 제28권2호
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• pp.265-271
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• 2010

본 논문에서는 대용량의 수치표고모델(DEM) 데이터의 효율적인 압축을 위해 허프만 코딩과 Lempel-Ziv-Welch 압축방법을 기반으로 하는 새로운 DEM 압축 소프트웨어인 DEM_Comp를 개발하였다. DEM_Comp의 개발을 위해서 $C^{++}$ 언어를 이용하였으며, 모든 Window 플랫폼에서 사용이 가능하도록 하였다. 개발된 소프트웨어의 성능을 평가하기 위해 다양한 지형의 형태를 가지는 DEM에 대해 압축을 수행하고, 출력파일의 용량에 따른 압축효율을 평가하였다. 최근 새로운 지형데이터 취득장비인 LiDAR와 SAR 등에 의해 고해상도의 DEM의 활용이 급격하게 증가하고 있어, 데이터의 저장용량과 전송대역폭을 감소시킬 수 있는 DEM 압축기술이 매우 유용하게 이용되고 있다. 일반적으로 데이터 압축기술은 i) 데이터 사이의 관계를 분석하고, ii) 분석 결과에 따라 압축 및 저장기술을 결정하는 2부분으로 구성되는데, DEM_Comp에서는 정규격자, Lempel-Ziv 압축방법, 허프만 코딩의 3단계 압축 알고리즘을 통해 DEM이 압축된다. DEM_Comp의 압축효율 실험 결과 전처리만 수행하였을 경우 지형의 기복과 상관없이 압축효율은 약 83% 정도를 나타내었지만, 3단계의 압축 알고리즘이 완료된 경우에는 압축효율이 97%까지 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 수치는 일반적인 상업용 압축 소프트웨어들과 비교하여 약 14% 정도의 압축효율이 향상되었음을 나타낸다. 이에 따라 본 연구에서 개발된 DEM_Comp S/W를 이용하면 대용량의 고해상도 DEM의 관리, 저장, 배포를 보다 효율적으로 수행할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국측량학회:학술대회논문집
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• 한국측량학회 2004년도 춘계학술발표회논문집
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• pp.337-343
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• 2004

Spatial information could be obtained from spaceborne high resolution optical and synthetic aperture radar(SAR) images. However, some satellite images do not provide physical sensor information instead, rational polynomial coefficients(RPC) are available. The objectives of this study are: (1) 3-dimensional ground coordinates were computed by applying rational function model(RFM) with the RPC for the stereo pair of Ikonos images and their accuracy was evaluated. (2) Interferometric SAR(InSAR) was applied to JERS-1 images to generate DEM and its accuracy was analysis. (3) Quality of the DEM generated automatically also analyzed for different types of terrain in the study site. The overall accuracy was evaluated by comparing with GPS surveying data. The height offset in the RPC was corrected by estimating bias. In consequence, the accuracy was improved. Accuracy of the DEMs generated from InSAR with different selection of GCP was analyzed. In case of the Ikonos images, the results show that the overall RMSE was 0.23327", 0.l1625" and 13.70m in latitude, longitude and height, respectively. The height accuracy was improved after correcting the height offset in the RPC. i.e., RMSE of the height was 1.02m. As for the SAR image, RMSE of the height was 10.50m with optimal selection of GCP. For the different terrain types, the RMSE of the height for urban, forest and flat area was 23.65m, 8.54m, 0.99m, respectively for Ikonos image while the corresponding RMSE was 13.82m, 18.34m, 10.88m, respectively lot SAR image.

• 한국측량학회지
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• 제32권1호
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• pp.19-27
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• 2014

2012년 5월 발사된 다목적 실용위성 아리랑 3호는 단일 패스 상에서 0.7m의 공간해상도로 스테레오 영상을 획득할 수 있어 기존의 아리랑 2호에 비해 고품질의 Digital Elevation Model(DEM) 추출이 가능하다. 통상적으로 DEM 추출을 위해서는 영상 전반에 걸쳐 골고루 취득된 정밀한 기준점을 사용하여 센서모델링을 수행하고, 스테레오 매칭을 수행해야하나, 해외 지역이나 접근이 힘든 지역 등 GPS측량이 쉽지 않은 지역의 경우에는 무기준점 또는 기준점을 최소화하거나 기 구축된 공간 데이터를 활용하는 등의 방법으로 DEM을 추출해야 한다. 따라서 본 연구에서는 아리랑 3호 데이터로부터 무기준점 기반, 상대표정 기반, 단일 기준점 등 여러 가지 Rational Polynomial Coefficients(RPC) 처리 조건에 따라 DEM을 생성하고 정확도를 평가하였다. 기 구축된 공간영상인 Digital Orthophoto Quadrangle(DOQ) 와 Shuttle Radar Topography Mission(SRTM)을 기준점 자료로 활용하여 미국지역 아리랑3호 스테레오 데이터를 대상으로 DEM을 생성하였으며, LiDAR DEM을 이용하여 정확도를 평가하였다. 실험 결과 무기준점인 경우 상대표정을 통해 의미 있는 정확도 향상을 얻을 수 있었고, DOQ와 SRTM 조합의 단일 기준점으로도 영상 전반에 걸쳐 기준점을 획득한 경우에 근접하는 7m 정도의 DEM 정확도를 확보할 수 있었다.

• 한국농공학회논문집
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• 제59권3호
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• pp.29-39
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• 2017

In this study, the GPM (Global Precipitation Mission) IMERG (Integrated Multi-satellitE retrievals for GPM) rainfall data was verified and evaluated using ground AWS (Automated Weather Station) and radar in order to investigate the availability of GPM IMERG rainfall data. The SPI (Standardized Precipitation Index) was calculated based on the GPM IMERG data and also compared with the results obtained from the ground observation data for the Hoengseong Dam and Yongdam Dam areas. For the radar data, 1.5 km CAPPI rainfall data with a resolution of 10 km and 30 minutes was generated by applying the Z-R relationship ($Z=200R^{1.6}$) and used for accuracy verification. In order to calculate the SPI, PERSIANN_CDR and TRMM 3B42 were used for the period prior to the GPM IMERG data availability range. As a result of latency verification, it was confirmed that the performance is relatively higher than that of the early run mode in the late run mode. The GPM IMERG rainfall data has a high accuracy for 20 mm/h or more rainfall as a result of the comparison with the ground rainfall data. The analysis of the time scale of the SPI based on GPM IMERG and changes in normal annual precipitation adequately showed the effect of short term rainfall cases on local drought relief. In addition, the correlation coefficient and the determination coefficient were 0.83, 0.914, 0.689 and 0.835, respectively, between the SPI based GPM IMERG and the ground observation data. Therefore, it can be used as a predictive factor through the time series prediction model. We confirmed the hydrological utilization and the possibility of real time drought monitoring using SPI based on GPM IMERG rainfall, even though results presented in this study were limited to some rainfall cases.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.413-413
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• 2020

Godunov형 모형을 이용한 홍수모델링에서는 일반적으로 구조적 사각격자나 비구조적 삼각격자가 주로 적용된다. 2차원 수치모형을 이용한 홍수모델링에서 연구유역의 정보가 격자의 노드나 중심에 입력되므로 적용격자의 유형과 생성방법에 따라 모형의 입력자료 오차에 영항을 줄 수 있다. 따라서, 연구유역이 지형 변동성이 심한 지역이거나 흐름형상이나 흐름변동이 심한 구간이라면, 고해상도 격자를 통해 모형의 입력자료 오차를 최소화할 할 수 있다. 본 연구에서는 2가지 유형에 대한 연구를 수행하였다, 첫 번째는 홍수해석을 위한 2차원 모형의 격자형상과 해상도에 따른 홍수위 및 홍수범람범위를 비교·분석하는 연구를 수행하였다. 연구유역은 2000년 10월 29일부터 11월 19일까지 홍수가 발생한 영국의 Severn 강 유역이다. 연구유역의 홍수 모델링을 위한 지형자료는 3m 해상도의 LiDAR(Light Detection And Ranging)를 이용하여 구축하였으며, 격자유형 및 해상도에 따른 2차원 홍수위 및 홍수범람범위를 비교·분석하기 위해서 홍수 발생기간 동안 촬영된 4개(2000년 8월 11, 14, 15, 17일)의 ASAR(Advanced Synthetic Aperture Radar) 영상자료를 활용하였다. 즉, ASAR 영상으로 촬용된 최대범람시기 및 홍수류의 배수기를 활용하여 최대범람범위뿐만 아니라 홍수가 증가하는 시기와 하류단 배수로 인해 홍수가 감소하는 시기를 모두 포함하는 홍수범람범위에 대한 격자유형별 2차원 홍수범람모형의 계산 결과에 대해 비교하였다. 두 번째는 아마존 강 중류유역의 2,500K㎡ 면적에 해당하는 대규모 유역에 대해 SRTM(Shuttle Radar Topography Mission) 지형자료를 이용하여 홍수기와 갈수기에 대해 2차원 모델링을 수행하고 그 결과를 위성자료와 비교하였다.