• Advances in Computational Design
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• 제5권2호
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• pp.127-146
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• 2020

Building Information Modeling (BIM) is increasingly used throughout the facility's life cycle for various applications, such as design, construction, facility management, and maintenance. For existing buildings, the geometry of as-built BIM is often constructed using dense, three dimensional (3D) point clouds data obtained with laser scanners. Traditionally, as-built BIM systems do not contain the material and textural information of the buildings' elements. This paper presents a semi-automatic method for generation of material and texture rich as-built BIM. The method captures and integrates material and textural information of building elements into as-built BIM using thermal infrared sensing (TIS). The proposed method uses TIS to capture thermal images of the interior walls of an existing building. These images are then processed to extract the interior walls using a segmentation algorithm. The digital numbers in the resulted images are then transformed into radiance values that represent the emitted thermal infrared radiation. Machine learning techniques are then applied to build a correlation between the radiance values and the material type in each image. The radiance values were used to extract textural information from the images. The extracted textural and material information are then robustly integrated into the as-built BIM providing the data needed for the assessment of building conditions in general including energy efficiency, among others.

• 대한원격탐사학회지
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• 제31권4호
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• pp.281-291
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• 2015

Sun glint correction methods of hyperspectral data that have been developed so far have not considered the various situations and are often adequate for only certain conditions. Also there is an inaccurate assumption that the signal in NIR wavelength is zero. Therefore, this study attempts to analyze the NIR spectral properties of sun glint effect in coastal waters. For the analysis, CASI-1500 airborne hyperspectral data, bathymetry data and in-situ data obtained at coastal area near Sin-Cheon, Jeju Island, South Korea were used. The spectral characteristics of radiance and reflectance at the five NIR wavelengths (744 nm, 758 nm, 772 nm, 786 nm, and 801 nm) are analyzed by using various statistics, spatial and spectral variation of sun-glinted area under conditions of the bottom types of benthos, barren rocks and sand with similar water depth. Through the quantitative analysis, we found that the relation of water depth or bottom type with sun glint is relatively less which is a similar result with the previous studies. However the sun glint are distributed similarly with the patterns of the direction of wave propagation. It is confirmed that the areas with changed direction of wave propagation were not affected by the sun glint. The spatial and spectral variations of radiance and reflectance are mainly caused by the effect of sun glint and waves. The radiance or reflectance of more sun-glinted areas are increased approximately 1.5 times and the standard deviations are also increased three times compared to the less sun glinted areas. Through this study, the further studies of sun glint correction method in coastal water using the patterns of wave propagation and diffraction will be placed.

• 대한원격탐사학회지
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• 제32권6호
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• pp.673-679
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• 2016

본 연구에서는 Geostationary Ocean Color Imager (GOCI)의 수출광량(Water-leaving radiance) 자료와 흡광계수(Absorption Coefficients) 자료를 이용하여 한국 남해에 발생한 Cochlodinium polykrikoides 적조를 탐지하는 방법을 제안한다. C. polykrikoides의 분광스펙트럼을 분석하여, 412 nm에서 555 nm구간 파장대의 수출광 및 흡광 특성을 확인하였고 이를 이용하여 적조지수를 개발하였다. 본 연구에서 제안한 탐지기법은 광학적으로 복잡한 남해에서 발생한 적조를 탐지하였으며, 이러한 결과를 바탕으로 향후 적조 방재에 활용될 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국광학회지
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• 제26권1호
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• pp.30-37
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• 2015

섬광의 복사온도를 측정 할 수 있는 장치를 설계하고 제작하였다. 본 논문에서는 중 원적외선 영역에서 광원의 스펙트럼 복사휘도(spectral radiance)를 측정하여 두 영역의 복사휘도 비로부터 섬광의 복사온도를 구할 수 있는 장치를 설계 및 제작하였다. 중 원적외선 영역에서 파장에 따른 복사휘도를 측정하기 위하여 광학적 대역 투과필터로 입사광을 파장에 따라 분할하고 각각의 파장으로 분할된 광을 동시에 적외선 검출기로 검출하여 입력광의 파장에 따른 복사휘도를 측정하였다. 제작된 장비로 섬광의 온도를 측정한 결과 1393K와 1455K의 온도를 얻었다. 제작된 복사온도 측정 장치는 섬광의 광원 정보를 파악하는데 중요하게 활용될 수 있으며, 섬광의 효과를 위한 M&S에 활용될 수 있다.

• 항공우주기술
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• 제9권1호
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• pp.28-34
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• 2010

균일한 광량의 빛이 카메라에 입력되었을 때 카메라 영상센서 각 픽셀은 이상적으로는 균일한 응답을 보여주어야 하지만 실제로는 그렇지 않다. 이러한 픽셀의 불균일 응답 특성은 영상품질에 직접적으로 영향을 미치지만, 고정된 형태의 잡음이므로 보정과정을 통해서 잡음을 제거할 수 있다. 영상센서 불균일 보정 방법은 특정 광량에서의 기준값만을 가지고 보정계수를 구하는 방법 등을 사용하곤 했지만, 센서의 비선형성으로 인하여 신호가 작은 경우, 혹은 반대로 아주 큰 경우에서는 보정 효과가 크지 않다. 따라서, 본 논문에서는 이러한 영상센서의 비선형 특성을 고려하여 픽셀 불균일 보정계수 계산하는 방법을 기술하고 자체 구현한 카메라와 별도의 시험셋업을 이용하여 불균일도 시험을 수행하여 알고리즘을 검증하였다. 시험결과는 비선형성 모델을 기반으로 한 보정 알고리즘을 적용했을 때, 모든 광량에서 가장 좋은 성능을 보여주었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권2호
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• pp.109-116
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• 2019

본 논문에서는 인체의 열상대역 저피탐을 위한 선행연구로써 인체에서 방사되는 적외선 신호의 특성을 소개한다. 인체에서 방사되는 적외선 신호는 인체 표면의 방사율과 표면온도에 의하여 결정된다. 따라서 적외선 신호해석을 위하여 표면온도를 정확히 도출할 필요가 있고, 이를 위하여 인체의 열적 편안함을 도출하는데 주로 사용 되어온 체온 조절 작용 및 다층 구조 피부 모델을 적용하여 인체의 표면온도 도출에 사용하였다. 기법의 검증을 위하여 비정상 해석 결과와 실험결과의 비교검증을 수행하였으며, 이로부터 체온 조절 작용이 인체의 표면온도 결정에 미치는 영향을 파악하였다. 비정상 해석을 통해 도출된 표면온도와 피부 및 의복의 방사율을 이용하여 적외선 신호를 도출하였으며, 가상의 배경조건에 따라 나타나는 인체의 적외선 신호 특성을 파악하였다. 의복을 착용함으로써 인체는 저방사 배경과의 적외선 신호차이가 작아지는 반면 고방사 조건에서는 역대비로 인해 오히려 피탐지성이 증가하게 된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권4호
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• pp.343-353
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• 2022

An attempt to derive the surface temperature from the Korea Multi-purpose Satellite (KOMPSAT)-3A mid-wave infrared (MWIR) data acquired over the southern California on Nov. 14, 2015 has been made using the MODerate resolution atmospheric TRANsmission (MODTRAN) radiative transfer model. Since after the successful launch on March 25, 2015, the KOMPSAT-3A spacecraft and its two payload instruments - the high-resolution multispectral optical sensor and the scanner infrared imaging system (SIIS) - continue to operate properly. SIIS uses the MWIR spectral band of 3.3-5.2 ㎛ for data acquisition. As input data for the realistic simulation of the KOMPSAT-3A SIIS imaging conditions in the MODTRAN model, we used the National Centers for Environmental Prediction (NCEP) atmospheric profiles, the KOMPSAT-3Asensor response function, the solar and line-of-sight geometry, and the University of Wisconsin emissivity database. The land cover type of the study area includes water,sand, and agricultural (vegetated) land located in the southern California. Results of surface temperature showed the reasonable geographical pattern over water, sand, and agricultural land. It is however worthwhile to note that the surface temperature pattern does not resemble the top-of-atmosphere (TOA) radiance counterpart. This is because MWIR TOA radiances consist of both shortwave (0.2-5 ㎛) and longwave (5-50 ㎛) components and the surface temperature depends solely upon the surface emitted radiance of longwave components. We found in our case that the shortwave surface reflection primarily causes the difference of geographical pattern between surface temperature and TOA radiance. Validation of the surface temperature for this study is practically difficult to perform due to the lack of ground truth data. We therefore made simple comparisons with two datasets over Salton Sea: National Aeronautics and Space Administration (NASA) Jet Propulsion Laboratory (JPL) field data and Salton Sea data. The current estimate differs with these datasets by 2.2 K and 1.4 K, respectively, though it seems not possible to quantify factors causing such differences.

• 대한원격탐사학회지
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• 제30권1호
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• pp.61-73
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• 2014

본 연구는 항공 초분광영상을 사용한 수질추정 활용을 검토하고 한강일부분에 대해 가용한 측정자료를 이용하여 초분광영상 기반의 수질추정을 테스트하였다. 원격탐사에 의한 수질추정은 수체에 대한 downwelling과 수체 내에서의 산란과 반사에 대한 관측정보를 이용하는 방법과 원격탐사 센서에 도달하는 upwelling과 수질측정정보와의 선형적 회귀분석을 구하는 방법이 선호된다. 두 방법 모두 유의미한 결과를 도출하지만 수질정보나 산란정보 등 추정에 필요한 보조자료에 의한 영향이 더 클 것으로 판단되었다. 수질 추정 테스트는 팔당댐 하류에 위치한 한강의 일부분에 대해서 적용되었다. AISA eagle 초분광센서로 취득된 자료와 수질관측정보를 선형적 회귀분석을 통한 방법을 적용하였다. 기존 문헌에서 제시된 밴드조합에 대해서 회귀분석한 결과 유의미한 밴드조합으로 $-24.847+0.013L_{560}$의 회귀식을 얻었다 ($L_{560}$은 560 nm 파장에서의 radiance로 $R^2$=0.985). 다중분광영상을 이용했을 경우의 결과와 비교하기 위해서 spectral resampling을 통해 Landsat TM 영상을 생성하여 -55.932 + 33.881(TM, TM3)의 회귀식을 얻을 수 있었다(TM, TM3는 radiance로, $R^2$=0.968). 부유물질 농도는 수질측정지점에서 약 3.75 mg/l 이고, 초분광영상으로 추정된 농도는 약 3.65 mg/l, 시뮬레이션된 TM은 약 5.85 mg/l 로 다중분광영상을 이용했을 경우 과대 추정하는 경향을 보였다. 항공 초분광영상의 활용가치를 높이고 보다 정밀한 값을 추정하기 위해서 영상 전반에 걸친 sun glint 와 같은 영향을 최소화하기 위해 태양고도각을 고려하여 정교한 비행계획을 구성하고 체계적 전처리와 검 보정 체계를 갖출 필요가 있다고 사료된다. 일반적으로 적용된 방법에 따른 테스트로, 대기보정의 정밀성과 부족한 수질측정 샘플자료, 분광밴드의 검색, 적합한 선형회귀모델의 선택, 그리고 정량적 검증방법과 같은 몇 가지 문제점과 제약사항들을 발견할 수 있었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제14권3호
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• pp.296-306
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• 1998

Airborne MSS 자료는 수질오염을 효과적으로 감시하고 분석할 수 있는 자료이다. 본 연구에서는 다목적 실용위성(KOMPSAT)에 탑재될 저해상도카메라(LRC)의 다중분광 영상자료를 수질오염 분석에 활용할 목적으로 수질인자의 분광반사도를 측정하였으며, 고해상도 원격탐사 자료인 Airborne MSS 자료를 이용하여 수역에서의 수질인자 추출 가능성을 조사하였다. 특히 부영양화와 관련된 환경인자 추출을 시도하였다. 수질인자는 클로로필-a, 부유물질, 탁도 등을 선정하여 분광반사 특성 및 처리기법을 개발하였다. 그 결과는 다음과 같다 첫째, 수면에 도달하는 태양광 스펙트럼은 가시광 영역인 0.4~0.7$\mu\textrm{m}$에서 전체 복사량의 50% 정도가 반사되며, 0.50$\mu\textrm{m}$ 부근에서 가장 높다. 둘째, 클로로필-a는 녹색 파장대인 0.52$\mu\textrm{m}$, 부유물질의 반사도는 0.8$\mu\textrm{m}$, 탁도는 0.57$\mu\textrm{m}$에서 높은 반사율을 보였다. 셋째, Airborne MSS자료를 이용하여 수질인자 분석결과, 클로로필-a는 Band 3과 Band 7을 비연산처리를 하여 분포도를 작성하였다. 부유물질은 Band 7에서 분포도를 작성할 수 있었으며, PCA를 수행하였을 때 PC 1에서 유용함을 알 수 있었다. 탁도는 PCA 분석시 PC 4에서 현장자료와 유사한 분포패턴을 나타내었다. 이상의 결과들은 계절적, 시간적 변화에 따라 파장대역이 달라질 수 있으므로, LRC 자료를 이용하여 보다 정확한 수질환경 인자를 분석하기 위해서는 현장실측 자료 및 수역의 분광반사 특성 등을 지속적으로 조사할 필요가 있다. 추후 본 연구에서는 저해상도 위성영상 및 현장 분광반사도 측정을 통한 수역의 분광반사 특성을 지속적으로 분석하고, 수역의 수질분석자료 확보 및 수질오염 유형을 분석 할 것이다.

• 한국환경생태학회지
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• 제36권4호
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• pp.433-441
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• 2022

빛공해는 연안 및 섬 지역의 생태계를 교란하는 요인 중 하나이다. 본 연구는 야간 위성영상을 이용하여 다도해해상국립공원 내 섬 지역의 빛공해를 일으키는 요인을 분석하였다. 분석은 다도해해상국립공원 내 섬 중 면적이 10만m² 이상인 101개 섬을 대상으로 하였다. 연구 대상 섬의 빛공해 수준은 2019년 1월과 4월, 8월, 10월 DNB monthly 영상에 기록된 야간 빛방사량으로 측정하였다. 연구 대상 섬의 야간 빛방사량을 다도해해상국립공원의 7개 지구별로 비교하면, 금오도지구가 17,666nW/m²/sr로 가장 높았고, 거문도·백도지구, 나로도지구, 소안도·청산도지구가 뒤를 이었다. 계절별로는 10월의 야간 빛방사량이 9,509nW/m²/sr로 가장 높았고, 다음으로 8월, 1월, 4월 순이었다. 연구 대상 섬의 빛공해 수준에 영향을 미치는 요인을 회귀분석을 통해 분석한 결과, 섬에서 반경 5km 내 지역의 건축물 연면적과 등대 개소수는 모든 시기에서 야간 빛방사량에 통계적으로 유의미하게 영향을 미쳤지만, 섬 내부의 건축물 연면적과 등대 개소수는 대부분 시기에 영향을 미치지 않아, 개발이 제한된 국립공원 내 섬 지역에서는 공원 내부보다 인근 지역의 인공조명의 영향이 큰 것을 알 수 있었다. 단, 8월에는 예외적으로 섬 내부의 건축물 연면적이 섬의 야간 빛방사량에 유의미한 영향을 미쳤는데, 이는 휴가철 탐방객이 사용하는 인공조명의 영향으로 보인다. 섬의 크기는 섬의 빛공해 수준에 음(-)의 영향을 미쳤는데, 이는 빛공해가 일종의 생태적 경계효과임을 보여주는 결과이다. 즉, 작은 섬일수록, 섬 전체 면적 중 인접 지역에서 방사된 빛의 영향을 받는 경계 지역의 면적이 상대적으로 넓기 때문이다. 본 연구의 결과는 해상형 국립공원 내 섬 지역의 빛공해 저감을 위해서는, 섬 인근 지역의 인공조명 관리가 필요하다는 것을 시사한다.