• 대한원격탐사학회지
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• 제22권5호
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• pp.389-396
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• 2006

Surface Solar Insolation is important for vegetation productivity, hydrology, crop growth, etc. In this study, Surface Solar Insolation is estimated using Multi-functional Transport Satellite (MTSAT-1R) in clear and cloudy conditions. For the Cloudy sky cases, the surface solar insolation is estimated by taking into account the cloud transmittance and multiple scattering between cloud and surface. This model integrated Kawamura's model and SMAC code computes surface solar insolation with a $5\;km{\times}5\;km$ spatial resolution in hourly basis. The daily value is derived from the available hourly Surface Solar Insolation, independently for every pixel. To validation, this study uses ground truth data recorded from the pyranometer installed by the Korea Meteorological Agency (KMA). The validation of estimated value is performed through a match-up with ground truth. Various match-up with ground truth. Various match-up window sizes are tested with $3{\times}3,\;5{\times}5,\;7{\times}7,\;9{\times}9,\;10{\times}10,\;11{\times}11,\;13{\times}pixels to define the spatial representativity of pyranometer measurement, and to consider drifting clouds from adjacent pixels across the ground station during the averaging interval of 1 hour are taken into account.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권6D호
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• pp.1033-1041
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• 2006

본 연구에서는 2006년 7월 10일경 한반도에 영향을 미친 태풍 에위니아가 진행하는 동안 GPS/MET 기술을 이용하여 한반도의 GPS 가강수량의 시공간적 변화량을 계산하였다. 22개소의 GPS 상시관측소를 이용하여 1시간 간격의 대류권의 건조지연량과 습윤 지연량을 산출하고 지상기상관측 정보를 이용하여 가강수량으로 환산하였다. 가강수량으로 환산하기 위하여 가중 평균 기온식은 기존의 한국형 가중 평균 기온식 결정 연구에서 제시된 식을 적용하였다. 보다 정확한 GPS 가강수량의 결정을 위하여 기압 정보를 역해면 경정하여 관측소 해발고도상의 기압으로 환산하여 적용하였다. 최종적으로 GPS 가강수량도를 작성하여 태풍 에위니아 진행 동안 MTSAT 수증기 영상 및 레이더 영상과 함께 시공간적 변화를 비교하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제29권4호
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• pp.423-441
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• 2013

이 연구에서는 MTSAT-2 적외 영상과 수증기 영상을 이용하여 2010년 9월 21일 추석 호우 사례에 대하여 대류운 생애주기의 각 단계에서 나타나는 특징을 조사하였다. 추석 호우와 관련된 최초의 구름은 20일 1630~1900 UTC에 서해 중부 지역에서 관측된 다중 세포의 하층운이다. 이 구름 가운데 일부가 1930 UTC에 산동반도 부근에서 휘도온도 $-45^{\circ}C$ 이하의 대류 세포로 발달한다. 이 때 이 지역은 수증기 영상에서 암역의 가장자리에 위치한다. 대류 세포는 동진하다가 한반도 중서부 해안 부근에서 21일 0030과 0430 UTC에 두 차례의 병합을 거쳐 급격히 발달한다. 이후 21일 0430에서 1000 UTC까지 약 6시간 동안 위성 영상에서 구름의 면적은 상대적으로 작고, 수평 이동속도는 느려졌다. 최저 휘도온도는 약 $-75{\sim}-65^{\circ}C$로 매우 낮게 유지되며, 잘 발달한 부세포가 반복적으로 형성되는 특징을 보인다. 레이더 자료에는 국지적으로 50 mm/hr 이상의 강우율을 보이는 좁은 띠 모양의 강우 밴드가 나타나고 이 밴드는 대류운의 남서쪽 가장자리에 위치한다. 그러나 수치 모델 자료의 종관 규모 역학적 강제항에는 뚜렷한 특징을 찾기 어렵다. 대류 세포의 구름 면적은 21일 1000 UTC 이후 짧은 시간에 급격한 증가를 보이고 뒤이어 소멸한다. 이러한 대류 세포의 발달과 관련된 위성 영상의 특징은 중규모 호우의 초단기 예보와 실시간 예보에 사용될 수 있을 것이다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.219-223
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• 2007

GMS(Geostational Meteorological Satellite), GOES(Geostationary Operational Environmental Satellite), MTSAT(Multi-Funcional Transport Satellite) 등의 정지기상위성은 거의 매시간 기상상황을 감시하고 태풍정보를 실시간 분석할 수 있어 드보락(Dvorak, 1975)등에 의해 이를 이용한 가시영상이나 적외영상기반의 태풍중심강도를 분석기법(드보락의 VIS/IR 분석법) 및 적외강조영상 분석기법(드보락의 EIR 분석법)이 개발되었다(Dvorak，1975, 1984). 그러나 주관적인 드보락의 VIS/IR 분석 법 및 EIR 분석법에 의한 결과는 분석자마다 다를 수 있고，절차 또한 복잡하여 시급성을 요하는 태풍 분석에서 취약점으로 지적되어 왔다. 이러한 주관적 방법의 한계를 극복하기 위하여 디지럴화된 영상과 자동 객관화된 알고리즘을 적용하는 객관 드보락 기법 (Advanced Objective Dvorak Technique, 이하 AODT)이 개발되었고(Velden et al, 1998), Zehr(1989)에 의해 비행기 관측자료등을 통해 보정되고 있다. 기상청에서는 2001 년부터 GMS 위성 관측영상을 이용하여 태풍의 중심위치를 분석하고，태풍강도를 정량화하기 위해 주관 드보락 기법 (Subjective Dvorak Technique 이하 SDT)을 이용하여 태풍중심위치와 강도정보를 실시간 예보관 및 일반인에게 제공하고 있다. 그러나 주관적인 드보락 기법이 분석자에 따라 다른 결과가 도출 될 수 있어, 이를 보완하기 위해 QuikSCAT 해상풍 관측자료, 정지 및 극 궤도위성자료를 활용한 해수면온도 둥 위성 분석자료와 기타 관측자료를 참조하고 있다. 정지기상위성자료를 이용한 드보락기법은 적외영상만으로 태풍중심 위치와 강도를 분석할 수 있는 장점 외에 앞에서 열거한 몇 가지 극복되지 못한 한계도 있으나，SSM/I 둥 기타 위성자료의 관측시간대와 분석정보 부족 등으로 정지기상위성자료를 이용한 드보락 기법을 대체할만한 현업용 분석기법이 개발되지 못했다. 기상청에서는 기존의 태풍분석업무를 개선하기 위해서 2005년부터 AODT를 도입하여 그 성능을 시험분석하고, 2006년 6월부터 AODT를 현업화하여 실시간 태풍강도분석 에 활용하였으며 2006년 제 3호 태풍 에위니아(EWINIAR)부터 두리안(DURlAN)까지 19개 태풍 434개 시간대자료를 분석한 결과 SDT 강도분석결과와 0.90의 상관도를 보였다. 또한 AODT 알고리즘이 기본적으로 대서양에서 발생하는 태풍에 초점을 두고 개발되어 북서태평양에서 발생하는 태풍에 직접 적용하기에는 어려움이 있는 것으로 알려져 있으므로(Velden et al. 1998), 이의 개선을 위하여 태풍강도지수인 SDT CI(Current Intensity) 수와 AODT CI 수간의 통계적 관계를 밝히고 신경망을 이용한 비선형 주성분 분석 (Hieh，2004)등을 통해 AODT CI 수 보정 시도를 하였다. 이와 더불어, 기상청은 근원적 객관 알고리즘 개선을 위해 AODT 자체 알고리즘 분석과 위성자료 DB 구축 동의 노력을 기울이고 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제32권2호
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• pp.190-199
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• 2011

지형 효과가 포함된 태양복사 모델(GWNU)을 이용한 한반도의 태양광 자원지도를 개발하였다. 태양복사 모델의 입력 자료는 위성 관측 자료(MODIS, OMI, MTSAT-1R)와 수치 모델(RDAPS) 자료를 사용하였으며 특히 고해상도 지형 자료를 이용하여 지형 효과에 따른 한반도의 지표면 태양광 변화를 계산하였다. 계산 결과를 월 및 연 누적하여 분석하였을 때 여름철은 태양 고도각이 높아 지형 효과에 영향이 10% 이하로 적은 반면 겨울철은 20% 이상의 큰 차이가 나타났다. 또한 4 km 해상도의 지표면 태양광의 경우보다 1 km 해상도의 경우 지형 효과 포함에 따른 태양광 차이가 약 2배 정도 크게 나타났다. 즉 지표면에 도달하는 태양광을 정확히 모델링하기 위해서는 입력 자료뿐만 아니라 정확하고 고해상도의 지형 자료가 필연적이며 지형효과는 더욱 뚜렷이 나타나 실제와 유사할 것이다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제25권4호
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• pp.459-470
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• 2008

DATS는 IDACS시스템을 구성하는 3개의 서브시스템중의 하나로써 통신해양기상위성과의 RF통신링크를 통해 L-대역의 Sensor Data, LRIT, HRIT의 수신 및 S-대역 LRIT, HRIT의 송신을 담당한다. 이 논문에는 DATS의 구축 후 위성과의 접속에 필요한 기능 및 성능을 확인하는 시험 구성이 제안되어 있고 실제 수행된 결과들이 정리되어 있다. 우선 성능 확인을 위해 태양을 이용하여 G/T 및 EIRP를 측정하였고 요구되는 사양이 만족됨을 확인하였다. 기능 확인을 위해 RF loop-back test를 수행하여 DATS내부에서 MODEM/BB의 implementation loss외에는 BER열화 요인이 없음을 확인하였다. 13m 안테나와 연동하여 일본의 기상위성인 MTSAT-1R로부터 사용자 데이터인 LRIT와 HRIT를 수신 받아 영상을 복원함으로써 L-대역의 수신기능을 검증하였다. S-대역 송신 기능은 13m 안테나의 외부에 시험용 안테나를 설치하고 이로부터 S-대역 LRIT와 HRIT의 스펙트럼을 획득함으로써 확인하였다. 수행된 시험결과를 통해 DATS는 발사 후 L-대역과 S-대역을 통해 위성과 통신을 함에 있어 필요한 기능 및 성능을 만족하고 있음을 확인할 수 있었다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2006년도 Proceedings of ISRS 2006 PORSEC Volume I
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• pp.278-281
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• 2006

Korea Meteorological Administration(KMA) has issued the tropical storm(typhoon) warning or advisories when it was developed to tropical storm from tropical depression and a typhoon is expected to influence the Korean peninsula and adjacent seas. Typhoon information includes current typhoon position and intensity. KMA has used the Dvorak Technique to analyze the center of typhoon and it's intensity by using available geostationary satellites' images such as GMS, GOES-9 and MTSAT-1R since 2001. The Dvorak technique is so subjective that the analysis results could be variable according to analysts. To reduce the subjective errors, QuikSCAT seawind data have been used with various analysis data including sea surface temperature from geostationary meteorological satellites, polar orbit satellites, and other observation data. On the other hand, there is an advantage of using the Subjective Dvorak Technique(SDT). SDT can get information about intensity and center of typhoon by using only infrared images of geostationary meteorology satellites. However, there has been a limitation to use the SDT on operational purpose because of lack of observation and information from polar orbit satellites such as SSM/I. Therefore, KMA has established Advanced Objective Dvorak Technique(AODT) system developed by UW/CIMSS(University of Wisconsin-Madison/Cooperative Institude for Meteorological Satellite Studies) to improve current typhoon analysis technique, and the performance has been tested since 2005. We have developed statistical relationships to correct AODT CI numbers according to the SDT CI numbers that have been presumed as truths of typhoons occurred in northwestern pacific ocean by using linear, nonlinear regressions, and neural network principal component analysis. In conclusion, the neural network nonlinear principal component analysis has fitted best to the SDT, and shown Root Mean Square Error(RMSE) 0.42 and coefficient of determination($R^2$) 0.91 by using MTSAT-1R satellite images of 2005. KMA has operated typhoon intensity analysis using SDT and AODT since 2006 and keep trying to correct CI numbers.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.390-390
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• 2011

본 연구는 기초기술연구회의 위성정보 활용 지원 운영사업(과제명: 위성영상을 이용한 하천정보 생산 및 활용에 관한 연구)의 연구비 지원에 의해 수행되었습니다. 지난 2010년 6월 발사된 천리안 위성이 약 9개월간의 정지궤도 시험운행을 마치고 본격적으로 위성자료 서비스를 시작함에 따라 한반도 악기상 관측 및 예측 정확도 향상에 기여할 것으로 예상된다. 최근 기후분야 외에도 수자원, 방재, 농업, 해양 등 다양한 응용분야에서 기상위성을 활용하고자 하는 연구가 수행되고 있으며 자료제공 시간의 단축과 기상자료 산출물의 제공으로 천리안 위성은 향후 광범위하게 활용 될 것으로 예상된다. 본 연구는 천리안 위성의 수자원 분야 활용을 위한 기반연구로 천리안 위성과 동일한 채널 특성을 보유한 MTSAT-1R 기상위성을 이용하여 면적강우량을 추정하고 이를 지상관측소를 이용하는 강우보정기법에 적용하며 강우산정 결과를 레이더 및 티센, 크리깅 등과 비교하였다. 강우추정은 NOAA NESDIS의 Power-law 공식을 이용하였으며 지상관측소를 이용한 강우보정은 조건부 합성기법을 적용하였다. 연구대상 유역은 충주댐 유역과 충주댐 유역 상류에 위치한 영월수위표 지점 상류유역을 대상으로 하였으며 레이더 차폐에 따른 레이더 강우량의 감쇄 효과를 분석하고 지형적 특성에 영향 받지 않는 기상위성을 이용한 강우량 산정 기법의 활용성을 제시하였다. 연구결과 레이더 차폐에 영향 받지 않는 영월 수위표 상류유역의 경우 레이더를 이용한 강우량 산정결과와 기상위성을 이용한 결과가 큰 차이가 없으나 전체 유역면적의 절반 정도가 레이더 차폐 지역에 포함되는 충주댐 유역의 경우 레이더를 이용할 경우 20%~35% 가량 강우량이 과소 추정되는 것으로 나타났다. 본 연구를 토대로 산악지형에 의해 레이더 차폐가 발생되는 유역에 대해 기상위성의 활용을 기대할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 대기
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• 제18권4호
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• pp.267-277
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• 2008

The occurrence and strength of the Asian Dust over the Korea Peninsular have been increased by the expansion of the desert area. For the continuous monitoring of the Asian Dust event, the geostationary satellites provide useful information by detecting the outbreak of the event as well as the long-range transportation of dust. The Infrared Optical Depth Index (IODI) derived from the MTSAT-1R data, indicating a quantitative index of the dust intensity, has been produced in real-time at Korea Meteorological Administration (KMA) since spring of 2007 for the forecast of Asian dust. The data processing algorithm for IODI consists of mainly two steps. The first step is to detect dust area by using brightness temperature difference between two thermal window channels which are influenced with different extinction coefficients by dust. Here we use dynamic threshold values based on the change of surface temperature. In the second step, the IODI is calculated using the ratio between current IR1 brightness temperature and the maximum brightness temperature of the last 10 days which we assume the clear sky. Validation with AOD retrieved from MODIS shows a good agreement over the ocean. Comparison of IODI with the ground based PM10 observation network in Korea shows distinct characteristics depending on the altitude of dust layer estimated from the Lidar data. In the case that the altitude of dust layer is relatively high, the intensity of IODI is larger than that of PM10. On the other hand, when the altitude of dust layer is lower, IODI seems to be relatively small comparing with PM10 measurement.

• 대한원격탐사학회지
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• 제29권1호
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• pp.123-135
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• 2013

정지기상 위성의 가시채널에서 관측되는 반사도는 지상의 일사량 관측자료와 비교하여 구름량 계산이 가능하며 이를 이용하여 지표면에 도달되는 일사량을 추정할 수 있다. 기상 센서(MI)의 경우는 675 nm 파장으로 관측된 반사도를 이용하며 해양 센서(GOCI)는 기상 센서(MI)의 관측파장과 유사한 660 nm, 680 nm 파장으로 관측된 자료를 이용할 수 있다. 연구를 위하여 태풍이 있었던 흐린 날과 맑은 날을 선정하였으며 정지위성으로부터 관측된 자료들을 이용하였다. 위성영상의 반사도가 40%이상 높은 화소들은 0.3이하의 청천지수가 나타났으며 70%이상의 태양에너지가 차폐되었다. 또한 15%이하의 반사도가 나타나는 화소들은 0.9이상의 청천지수가 나타났으며 90%이상의 태양에너지가 지표면에 도달되었다. 계산된 일누적 일사량은 기상청 22개 관측소의 관측 일누적 일사량과 비교하였다. COMS와 MTSAT의 MI센서의 경우 관측값과 비교하여 다소 작게 계산되었으며 GOCI센서를 이용한 계산결과인 상관계수 0.96보다 낮은 0.94와 0.93의 상관성을 보였다. 그리고 일사량 관측값에 대한 RMSE는 MTSAT, COMS MI, GOCI순으로 2.21, 2.09, 2.02 MJ/$m^2$로 나타났다. 또한 COMS GOCI센서의 일누적 계산결과를 지상 관측자료와 비교하였을 때 흐린 날과 맑은 날의 상관성은 각각 0.96과 0.86이었으며 RMSE는 1.82 MJ/$m^2$와 2.27 MJ/$m^2$로서 흐린 날의 상관성이 높게 나타났다. COMS 위성의 해양 센서는 기상센서와 비교하여 관측시각이 한정적이고 관측의 불연속이 있으나 높은 해상도의 이점이 있기 때문에 태양에너지 분석 등의 연구에 유용할 것으로 사료된다.