• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.440-440
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• 2022

1970년대부터 집중 건설 된 우리나라의 다목적댐, 홍수조절댐, 용수전용댐 등의 대형 국가 수자원시설물들의 '고령화'가 급속히 진행되어 수리구조물에 대한 안정성을 주기적으로 파악할 수 있는 정밀안전모니터링 체계 구축이 시급한 시점이다. 주기적인 정밀안전모니터링 방법들 중에는 위성 등을 활용한 원격관측 기술들이 최근 시도되고 있다. 위성 영상레이더(SAR; Synthetic Aperture Radar)는 마이크로파 대역의 전자기파를 송·수신하는 능동센서로 날씨 및 주·야간에 영향을 받지 않고 지표면 관측이 가능한 장점이 있다. 특히, 고정산란체 영상레이더 간섭(PSInSAR; Permanent Scatterer Interferometry SAR)기법은 영상레이더 영상에서 긴밀도(coherence)가 상대적으로 높은 수자원시설물과 같은 고정산란체의 위상(phase) 정보를 이용하여 mm급의 측정민감도로 시계열 변위 분석이 가능하다. 또한, 여러 장의 InSAR 영상을 생성하였기 때문에 DEM 오차, 위성궤도 오차, 대기 성분에 의한 지연 오차 등을 보다 정밀하게 제거할 수 있는 장점이 있다 본 연구에서는 국내 중대형 수자원시설물의 정밀안전모니터링을 위하여 고정산란체 영상레이더 간섭 기법을 영암금호방조제, 영주댐, 소양강댐 등에 적용하여 시계열 변위 분석을 수행하였다. 2014년 11월부터 2022년 3월(현재)까지 획득된 Sentinel-1 SLC(Single Look Complex) 위성자료의 상승(Ascending) 궤도 126장 및 하강(Descending)궤도 187장을 각각 활용하였다. 두 위성궤도를 모두 활용하여 수직, 수평 변위 등 3차원 분석을 수행하였으며, 특히 소양강댐 GPS 관측 자료와 정확도 검증에서 연평균 2mm의 RMSE를 보였다. 이를 통해 위성 원격탐사 기술로도 댐, 보, 방조제와 같은 수자원시설물에 대한 시계열 변위 분석을 통한 댐 안전관리가 가능함을 보여주고 있다. 2025년 발사될 국내 C-밴드 SAR 탑재 수자원위성 개발을 통해 한반도 재방문주기를 단축시킴으로써, 한반도 전역의 수자원시설물 정밀안전진단체계 구축이 가능할 것으로 기대된다.

• Journal of Satellite, Information and Communications
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• v.12 no.3
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• pp.63-68
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• 2017

SAR(Synthetic Aperture Radar) uses electromagnetic signals to acquire ground information and has been used for wide coverage reconnaissance missions regardless of weather conditions. However SAR is known to be vulnerable to interference signals by other communication devices or radar instruments and may suffer from undesirable performance degradations and image quality. In this paper, a modified Eigen-subspace based filter is proposed that can be easily applied to SAR images affected by interference signals. The method of constructing Eigen-subspace based filter is briefly described and various simulations are performed to show the performance of the interference mitigation process. The suppression filter is applied to a ALOS PALSAR raw data affected by interfering signals in order to verify its superiority over the Notch filter.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.279-279
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• 2021

위성영상정보는 센서의 종류, 취득, 분석, 재난과 위성영상 특성 매칭 등의 제약으로 재난 상황에서 제한적으로 사용되었다. 일반적으로 인공위성의 종류는 탑재한 센서의 정보제공 능력 범위에 따라 분류 가능하며 이에 따라 대상 범위가 결정된다. 본 연구에서는 재난의 예측, 탐지, 사후처리를 위한 위성자료의 취득과 활용을 위해 다양한 위성과 탑재된 센서의 궤도, 공간 해상도, 파장대 등의 특성에 대하여 분석하고 재난유형별로 최적 위성영상을 선정하였다. 행정안전부에서는 재난과 재해의 유형을 자연재난(10종)과 사회재난(27종)으로 분류하였다. 위성영상 활용이 가능한 재난 유형은 가시적으로 확인이 가능한 자연재난에 해당하며 그 중 태풍, 홍수, 가뭄, 산불 등 총 4종의 재난유형별로 가용한 최적의 위성영상을 분석하였다. 재난관측에 사용 가능한 대표적인 탑재체의 종류는 극궤도 지구관측 위성에서 광학과 SAR로 구분할 수 있다. 각 기본 특성에 따라 제공되는 정보의 종류가 분류되며 광학 센서는 태양복사 및 지구복사에너지 파장 영역 중 가시광선-근적외선-단파적외선-열적외선 파장대 영역의 분광 정보를 제공할 수 있는 다중 밴드들로 구성된다. 지표의 특정 대상이나 물질을 탐지하고 변화를 감지·분석하는데 유용하여 홍수, 태풍, 지진 등 자연 및 사회 재난·재해 관측에 유용하게 이용된다. SAR 센서는 장파장의 전자기파를 방출한 후 돌아오는 신호를 활용하여 대상에 대한 정보를 획득한다. 대기의 효과 및 요소를 투과하는 주파수 대역별 장파장 밴드 정보를 활용하여 고해상도의 대상 표면, 위치, 형태 등의 정보를 측량 및 관측하므로 중·광역 지역에 제약 없이 영상정보를 획득할 수 있어 산사태, 홍수, 지진, 등의 재난 모니터링에 유용하다. 이러한 다종 위성별 센서들의 특징(공간 해상도, 파장대별 밴드 특성, 관측폭, 재방문 주기 등)들을 분석하여 재난유형별로 가용한 무료/상용 지구관측위성을 분류한 결과 태풍에는 광역관측, 정지궤도 위성, 홍수에는 광학 및 SAR 고해상도 위성, 가뭄은 광역관측, 다분광 광학 위성 그리고 산불에는 정지궤도, 광학, SAR 위성이 적합함을 알 수 있다.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.30 no.4
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• pp.431-444
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• 2014

As applications of spaceborne SAR imagery are extended, there are increased demands for accurate registrations for better understanding and fusion of radar images. It becomes common to adopt multi-resolution SAR images to apply for wide area reconnaissance. Geometric correction of the SAR images can be performed by using satellite orbit and attitude information. However, the inherent errors of the SAR sensor's attitude and ground geographical data tend to cause geometric errors in the produced SAR image. These errors should be corrected when the SAR images are applied for multi-temporal analysis, change detection applications and image fusion with other sensor images. The undesirable ground registration errors can be corrected with respect to the true ground control points in order to produce complete SAR products. Speeded Up Robust Feature (SURF) technique is an efficient algorithm to extract ground control points from images but is considered to be inappropriate to apply to SAR images due to high speckle noises. In this paper, an attempt is made to apply SURF algorithm to SAR images for image registration and fusion. Matched points are extracted with respect to the varying parameters of Hessian and SURF matching thresholds, and the performance is analyzed by measuring the imaging matching accuracies. A number of performance measures concerning image registration are suggested to validate the use of SURF for spaceborne SAR images. Various simulations methodologies are suggested the validate the use of SURF for the geometric correction and image registrations and it is shown that a good choice of input parameters to the SURF algorithm should be made to apply for the spaceborne SAR images of moderate resolutions.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.26 no.2
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• pp.75-86
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• 2010

As the performance of the spaceborne SAR has been dramatically enhanced and demonstrated through advanced missions such as TerraSAR and LRO(Lunar Reconnaissance Orbiter), the need for highly sophisticated and efficient SAR processor is also highlighted. In Korea, the activity of SAR researches has been mainly concerned with SAR image applications and the current SAR raw data studies are mostly limited to stripmap mode cases. The first Korean spaceborne SAR is scheduled to be operational from 2010 and expected to deliver vast amount of SAR raw data acquired from multiple operational scenarios including ScanSAR mode. Hence there will be an increasing demand to implement ground processing systems that enable to analyze the acquired ScanSAR data and generate corresponding images. In this paper, we have developed an efficient ScanSAR processor that can be directly applied to spaceborne ScanSAR mode data. The SPECAN(Spectrum Analysis) algorithm is employed for this purpose and its performance is verified through RADARSAT-1 ScanSAR raw data taken over Korean peninsular. An efficient quick-look processing is carried out to produce a wide-swath SAR image and compared with the conventional RDA processing case.

• 한국지형공간정보학회:학술대회논문집
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• 2002.03a
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• pp.48-53
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• 2002

본 연구에서는 각각 1998년 8월 12일(홍수 발생시), 8월 19일(홍수 발생 후) 옥천, 보은 지역을 촬영한 RADARSAT SAR 위성영상을 이용하여 수계지역 및 홍수지역 분류를 수행하고자 하였다. 이를 위해, 먼저 두 장의 위성영상에 대해서 각각 스페클 잡영(speckle noise)을 제거하고, ${\sigma}^0$(sigma naught, dB)을 계산한 후 수계지역에 대한 ${\sigma}^0$값을 분석하였다. 이 값을 기준으로 각각 두 장의 위성영상에서 각각 최대우도법을 이용하여 수계지역을 분류하였다. SAR 영상은 영상취득의 원리에 의해 지형의 기복에 따른 음영효과(shadow effect)가 발생하는데, 음영효과가 발생하는 지역의 ${\sigma}^0$값은 수계지역과 비슷한 반사특성(낮은 dB 값)을 보인다. 따라서 지형의 기복이 심한 지역의 수계지역 분류시 음영효과를 제거해야 효과적적인 분류를 할 수 있으며, 이를 위해 위성의 헤더자료로부터 촬영시 각각의 촬영중심을 계산하고, 촬영중심과 지상좌표와의 기하학적 관계를 고려하여 음영효과를 제거하였다. 마지막으로, 수계지역만이 추출된 영상에 대해 영상의 기하보정을 수행하였으며, 기하 보정된 두장의 위성영상에 대해 차분영상를 생성함으로서 홍수지역을 분류하였다.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.10 no.2
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• pp.37-48
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• 2011

Synthetic Aperture Radar(SAR) is a powerful and well established microwave remote sensing technique which enables high resolution measurement of Earth surface independent of weather conditions and sunlight illumination. KARI has been developing the first Korea SAR satellite which is scheduled to be launched in this year. The SAR satellite mainly consists of the bus platform and SAR payload. Most of all, the RF compatible design during the design phase and the verification of the RF compatibility during the testing phase is very important procedure for the in-orbit performance guarantee because the SAR payload radiates high power through the SAR antenna. In this study, the SAR satellite design criteria and verification procedure for the RF compatibility are described. In addition, this paper describes the RF full radiation testing (RF auto-compatibility testing) for the verification of the RF performance robustness, the testing configuration, and the test results.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.359-359
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• 2023

최근 기후변화로 인한 홍수 및 가뭄과 같은 자연재해가 증가함에 따라 이를 선제적으로 탐지 및 예방할 수 있는 해결책에 대한 필요성이 증가하고 있다. 이러한 수재해를 예방하기 위해서 하천, 저수지 등 가용수자원의 지속적인 모니터링은 필수적이다. SAR 위성 영상의 경우 주야간 및 기상상황에 상관없이 지속적인 수체 탐지가 가능하다. 일반적으로 SAR 기반 수체 탐지 시 송수신 방향이 동일한 편파(co-polarized) 영상을 사용한다. 하지만 co-polarized 영상의 경우 바람 및 강우에 민감하게 반응하여 수체 미탐지의 가능성이 존재한다. 한편 송수신 방향이 서로 다른 편파(cross-polarized) 영상은 강우 및 바람의 영향에 민감하지 않지만 식생에 민감하게 반응하여 수체의 오탐지율이 높다는 단점이 존재한다. 이에 SAR 영상의 편파 특성에 따라 수체 탐지의 정확도 차이가 발생하여 최적의 편파 영상 조합을 구성하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 Sentinel-1 SAR 위성의 VV, VH, VV+VH 편파 영상과 머신러닝 알고리즘 중 하나인 SVM (support vector machine)을 활용하여 수체탐지를 수행하였다. 편파 영상 조합별 수체 탐지 결과의 검증을 위하여 혼동행렬 (confusion matrix) 기반 평가지수를 사용하였다. 각각의 수체탐지 결과의 비교 및 분석을 통하여 SAR 기반 수체 탐지를 위한 최적의 밴드 조합을 도출하였다. 본 연구결과를 바탕으로 차후 높은 시공간 해상도를 가진 SAR 영상의 활용이 가능하다면 수재해 및 수자원 관리의 효율성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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• v.30 no.1
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• pp.75-86
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• 2012

Synthetic Aperture Radar(SAR) imaging system is independent of solar illumination and weather conditions; however, SAR image is difficult to interpret as compared with optical images. It has been increased interest in multi-sensor fusion technique which can improve the interpretability of $SAR^{\circ\circ}$ images by fusing the spectral information from multispectral(MS) image. In this paper, a multi-sensor fusion method based on high-frequency extraction process using Fast Fourier Transform(FFT) and outlier elimination process is proposed, which maintain the spectral content of the original MS image while retaining the spatial detail of the high-resolution SAR image. We used TerraSAR-X which is constructed on the same X-band SAR system as KOMPSAT-5 and KOMPSAT-2 MS image as the test data set to evaluate the proposed method. In order to evaluate the efficiency of the proposed method, the fusion result was compared visually and quantitatively with the result obtained using existing fusion algorithms. The evaluation results showed that the proposed image fusion method achieved successful results in the fusion of SAR and MS image compared with the existing fusion algorithms.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.15 no.2
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• pp.103-112
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• 2012

We demonstrate the preliminary results of ship detection application using synthetic aperture radar (SAR) and automatic identification system (AIS) together. Multi-frequency and multi-temporal SAR images such as TerraSAR-X and Cosmo-SkyMed (X-band), and Radarsat-2 (C-band) are acquired over the West Sea in South Korea. In order to compare with SAR data, we also collected an AIS data. The SAR data are pre-processed considering by the characteristics of scattering mechanism as for sea surface. We proposed the "Adaptive Threshold Algorithm" for classification ship efficiently. The analyses using the combination of the SAR and AIS data with time series will be very useful to ship detection or tracing of the ship.