• 한국농림기상학회지
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• 제21권2호
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• pp.97-109
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• 2019

적산 온도는 작물 재배 의사결정 지원을 위해 대상지역 주변 기상 관측소의 자료를 활용하여 산정되어 왔다. 한편 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 자료로부터 공간적인 온도 자료를 바탕으로 특정 지점의 적산 온도 자료를 생산할 수 있다. 본 연구의 목적은 MODIS 자료를 처리하는 도구를 개발하고 이를 바탕으로 작물의 고온 피해도 및 시설의 냉방 요구도 분석에 활용될 수 있는 냉방도일을 계산하고자 하였다. R 스크립트를 사용하여 특정지역의 MODIS 기온자료를 생성하는 모듈들을 작성하였다. 해당 스크립트들은 격자자료의 좌표계 변환과 자료들의 공간적인 통합 기능들을 가지고 있었다. 온도 수직 분포 자료로부터 지표 기압에 해당하는 온도를 추출하는 기능은 rgdal과 RcppArmadillo등의 패키지를 활용하여 구현되었다. 또한 냉방도일 및 일평균온도 추정을 위해 MODIS 기온 자료, day of year, 및 위도를 입력 자료로 사용하는 random forest (RF) 모형을 남한 지역의 24개 지점에 대하여 훈련하였다. 인공위성 자료 별로 훈련된 RF 모형을 사용하여 한반도 지역의 일별 냉방도일을 계산하였다. 특히, 북한지역에 24개 지점에 대해 검증한 결과, MODIS 자료를 바탕으로 추정된 지역별 평균 연간 냉방도일은 관측값 변이의 96%를 설명할 수 있었다. 이러한 결과는 MODIS 자료로부터 유효적산온도 및 난방도일 등 다른 농림 기상 모형의 입력자료 생산을 지원할 수 있다는 것을 암시하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제27권4호
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• pp.467-480
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• 2011

본 연구는 AVHRR(Advanced Very High Resolution Radiometer)과 MODIS(MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer) 위성관측을 바탕으로 산출된 남한지역의 장기간(1981-2006년) 순 일차생산량(Net Primary Production, NPP)의 시공간적 변화를 분석하고 그 변화에 영향을 미치는 기후요소와의 상관성을 분석하였다. 남한지역의 AVHRR과 MODIS에서는 연간순 열차생산량이 AVHRR의 경우 893-1068 $g{\cdot}C/m^2$ /yr과 MODIS의 경우 610-695 $g{\cdot}C/m^2$/yr로 나타나고 있으며 두 자료는 통계적으로 약 325 $g{\cdot}C/m^2$/yr 의 차이를 보이고 있다. 해상도 등의 차이가 있으나 지상 관측과 비교한 결과 MODIS 센서에 의한 관측이 보다 근접한 결과를 보이는 것으로 나타났다. 위성관측자료 분석결과 NPP 값은 식생의 밀도가 높은 산림지역 및 연평균기온이 높은 지역에서 큰 것으로 나타났다. 두개의 위성센서로 산출된 순 열차생산량은 경년변화가 다소 크지만, 각각 장기간에 걸쳐 서서히 증가하고 있는 것으로 나타났으며 1981-2000년 동안 AVHRR에서 매년 평균 2.14 $g{\cdot}C/m^2$/yr, 2000-2006년 동안 MODIS에서 매년 평균 6.08 $g{\cdot}C/m^2$/yr 만큼 증가하였다. 특히 남서해안 지역은 두 위성관측결과 모두 순 일차생산량의 증가가 상대적으로 높았다. 토지피복 지도와 대조결과 그 이유는 논 밭 등의 관개와 비료시용에 의한 농작물의 생산성 증대와 관계가 있는 것으로 추정된다. NPP값은 월별 강수량 및 평균기온에 밀접한 관계가 있는 것으로 확인되었으며, 특히 남한지역의 여름몬순시기에서 강수량과 기온이 모두 가장 큰 상관관계를 보이고 있다. NPP 절대값의 차이 외에도 두 센서로 산출된 순 일차생산량과 기후요소와의 상관성 등의 차이는 두 자료의 토양호흡 등을 포함하는 등 위성자료 복원과정 및 관련 모텔의 차이에 의해 발생하는 것으로 사료된다. 또한 향후 보다 정확한 순 일차생산량을 계산하기 위해 복원과정에서 기상 실측자료 및 보다 현실적인 토지피복 등을 고려해야 할 것이다.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제12권2호
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• pp.165-177
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• 2018

Particulate matter (PM) measurements are important in air quality, public health, epidemiological studies and decision making for short and long-term policies implementation. However, only few cities in the word have advance air quality-monitoring networks able to provide reliable information of PM leaves in the ambient air, trends and extent of the pollution. In Colombia, only major cities measure PM concentrations. Available measurements from Bogota, Medellin and Bucaramanga show that PM concentration are well above World Health Organization guidelines, but up to now levels and trends of PM in other cities and regions of the country are not well known. Satellite measurements serve as an alternative approach to study air quality in regions were surface measurements are not available. The aim of this study is to perform a spatial and temporal assessment of PM in the ambient air of Colombia. We used Aerosol optical depth (AOD) retrieved by the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) satellite of NASA and surface measurements from the air quality networks of Bogota, Medellin and Bucaramanga. In a first step, we estimated the correlation between MODIS-AOD and monthly average surface measurements (2000 to 2015) from these three cities, obtaining correlation coefficient R values over 0.4 for the cities under study. After, we used AOD and $PM_{10}$ measurements to study the temporal evolution of PM in different cities and regions. Finally, we used AOD measurements to identify cities and regions with the highest AOD levels in Colombia. All the methods presented in this paper may serve as an example for other countries or regions to identify and prioritize locations that require the implementation of more accurate air quality measurements.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권5_3호
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• pp.1125-1137
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• 2020

본 연구에서는 산불 발생 위치와 면적만 기록하는 산불피해대장 정보의 한계점을 보완하기 위해 위성 영상 기반의 산불발생데이터의 연계 방법을 제시하고자 하였다. 이를 위해 2012년 1월 ~ 2019년 12월 사이 산림청에서 제공하는 산불피해대장 자료와 MODIS 및 VIIRS 기반 산불발생데이터를 연계하는 방안을 도출하였다. 연구 결과 191건의 산불피해대장 산불 중 MODIS와 VIIRS 기반 산불발생데이터는 각각 약 11%와 44%의 산불에 대해 발생지역 확인이 가능하였다. VIIRS 기반 산불발생데이토로 추출한 피해지역에 대해 고해상도의 Sentinel-2A 위성으로 확인한 산불 영역과 비교한 결과 평균 56% 정도의 산림지역 피해가 추출되었다. 따라서 대규모 산불에 대해서는 VIIRS 산불발생데이터를 이용하면 면적과 발화점 위치만 기록하는 산불피해대장 정보의 한계점을 보완할 수 있을 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제35권1호
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• pp.39-55
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• 2019

In this study, we have proposed an improved method to detect forest fires by correcting the reflected signals of day images using the middle-wavelength infrared (MWIR) channel. The proposed method is allowed to remove the reflected signals only using the image itself without an existing data source such as a land-cover map or atmospheric data. It includes the processing steps for calculating a solar-reflected signal such as 1) a simple correction model of the atmospheric transmittance for the MWIR channel and 2) calculating the image-based reflectance. We tested the performance of the method using the MODIS product. When compared to the conventional MODIS fire detection algorithm (MOD14 collection 6), the total number of detected fires was improved by approximately 17%. Most of all, the detection of fires improved by approximately 30% in the high reflection areas of the images. Moreover, the false alarm caused by artificial objects was clearly reduced and a confidence level analysis of the undetected fires showed that the proposed method had much better performance. The proposed method would be applicable to most satellite sensors with MWIR and thermal infrared channels. Especially for geostationary satellites such as GOES-R, HIMAWARI-8/9 and GeoKompsat-2A, the short acquisition time would greatly improve the performance of the proposed fire detection algorithm because reflected signals in the geostationary satellite images frequently vary according to solar zenith angle.

• 한국농공학회논문집
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• 제62권3호
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• pp.51-61
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• 2020

Drought events are not clear when those start and end compared with other natural disasters. Because drought events have different timing and severity of damage depending on the region, various studies are being conducted using satellite images to identify regional drought occurrence differences. In this study, we investigated the applicability of drought assessment using the Evaporative Stress Index (ESI) based on Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) satellite images. The ESI is an indicator of agricultural drought that describes anomalies in actual and reference evapotranspiration (ET) ratios that are retrieved using remotely sensed inputs of Land Surface Temperature (LST) and Leaf Area Index (LAI). However, these approaches have a limited spatial resolution when mapping detailed vegetation stress caused by drought, and drought hazard in the actual crop cultivation areas due to the small crop cultivation in South Korea. For these reasons, the development of a drought index that provides detailed higher resolution ESI, a 500 m resolution image is essential to improve the country's drought monitoring capabilities. The newly calculated ESI was verified through the existing 5 km resolution ESI and historical records for drought impacts. This study evaluates the performance of the recently developed 500 m resolution ESI for severe and extreme drought events that occurred in South Korea in 2001, 2009, 2014, and 2017. As a result, the two ES Is showed high correlation and tendency using Receiver Operating Characteristics (ROC) analysis. In addition, it will provide the necessary information on the spatial resolution to evaluate regional drought hazard assessment and and the small-scale cultivation area across South Korea.

• 대한원격탐사학회지
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• 제28권2호
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• pp.203-214
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• 2012

콘크리트와 아스팔트가 상당 부분을 차지하는 도시의 물리적인 환경은 도시열섬효과를 일으키는 주요 원인이며, 일차적으로 토지이용 또는 토양피복에 따른 지표면온도의 상승으로 나타난다. 본 연구에서는 도시의 토지피복유형이 지표면온도에 미치는 영향을 공간해상도가 다른 MODIS, Landsat ETM+과 RapidEye 위성영상을 사용하여 비교 분석해 보았다. 연구대상지인 일산 신도시지역의 지표면온도는 토지 이용에 따라 뚜렷이 구분되는 패턴을 보여주었는데 건폐율이 높은 저층단독주택지구보다 건폐율이 낮고 녹지율이 높은 고층 아파트단지의 지표면온도가 현저히 낮게 나타났다. 토지피복유형과의 관계는 건물이나 도로 등 도시화지역의 면적이 증가할수록 기후존의 지표면온도가 증가하고, 식생과 수면, 그림자 지역의 면적이 늘어날수록 지표면온도는 떨어진다. NDVI와 지표면온도 사이에도 음의 선형상관관계가 나타나지만, 계절적 영향을 배제하기 어렵다는 단점이 있다.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제10권1호
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• pp.22-31
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• 2016

Active fire products from Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) satellite observation during the 16 years from 2000-2015 were analyzed to estimate spatial and temporal variations of wildland fires over East Asia (region of interest: $20^{\circ}N-55^{\circ}N$, $100^{\circ}E-150^{\circ}E$). GLOBCOVER 2009 land cover data were also used to investigate the trend in wildfire occurrence with respect to each land cover type. Statistical analysis showed that the highest number of wildland fires occurred in the evergreen and vegetation covered areas, and strong seasonal variations were found in these areas. Total numbers of fires were 283,683 and 202,543, respectively. In particular, the wildland fires in croplands occurred mainly during summer season and distinguishable increasing trends were found. The correlations between number of wildland fires and air pollutants, such as black carbon, organic matter, and carbon monoxide, were also calculated in order to investigate the intensity of the air pollution caused by the wildland fires. Positive correlation between total column carbon monoxide contents and the occurrence of wildland fire was found. In addition, this correlation was higher than the correlation between fire occurrence and black carbon or organic matter. These results indicate that a significant amount of carbon monoxide originated from the wildland fires and influenced the regional atmospheric environment in East Asia.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2011년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.342-347
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• 2011

Solar energy is attenuated by absorbing gases (ozone, aerosol, water vapour and mixed gas) and cloud in the atmosphere. And these are measured with solar instruments (pyranometer, phyheliometer). However, solar energy is insufficient to represent detailed energy distribution, because the distributions of instruments are limited on spatial. If input data of solar radiation model is accurate, the solar energy reaches at the surface can be calculated accurately. Recently a variety of satellite measurements are available to TERA/AQUA (MODIS), AURA (OMI) and geostationary satellites (GMS-5, GOES-9, MTSAT-1R, MTSAT-2 and COMS). Input data of solar radiation model can be used aerosols and surface albedo of MODIS, total ozone amount of OMI and cloud fraction of meteorological geostationary satellite. The solar energy reaches to the surface is calculated hourly by solar radiation model and those are accumulated monthly and annual. And these results are verified the spatial distribution and validated with ground observations.

• 대한원격탐사학회지
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• 제32권3호
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• pp.253-262
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• 2016

이 연구에서는 세계최초 해색 위성인 GOCI로부터 일간 광합성 유효광량(Daily PAR)(GOCI PAR)를 추정하였고 이를 극궤도 위성인 MODIS에서 추정한 Daily PAR(MODIS PAR)와 비교하였다. 또 소청초기지 현장자료를 이용하여 GOCI PAR의 정확도를 검증하였다. GOCI PAR는 맑은 날과 구름이 있는 날 모두 현장자료와 비슷한 결과를 보이지만 MODIS PAR는 구름이 있는 날 값이 일정하지 않고, 자료 손실 등으로 인해 값이 추정되지 않는 해역도 존재하였다. 그러나 GOCI PAR와 현장자료 PAR 사이에 일정한 값의 차이가 나타나 소청초 기지의 맑은 날에 해당하는 PAR 값을 이용하여 GOCI PAR를 보정하였다. 보정 결과, 두꺼운 구름의 영향으로 광학적으로 포화된 날을 제외한 나머지 달에서 GOCI PAR 값이 현장자료 PAR 값과 거의 일치하는 것을 보였다. 연구결과, GOCI 자료는 낮 시간 동안 하루 8번의, 극궤도 위성에 비해 많은 자료를 이용하므로, 한반도 주변 해역에서 Daily PAR 생성 시 구름에 의한 이동과 자료의 부족에 의한 오차를 줄일 수 있을 것으로 판단된다.