해양현상을 이해하기 위한 관측분야의 노력 중에서 해류 정보의 생산은 가장 어려운 작업 중의 하나이다. 이를 극복하기 위한 대안으로서 연속 화상 자료로부터 해류벡터를 추정하려는 많은 연구들이 진행 되고 있다. 본 연구에서는 한반도 주변의 SeaWiFS (Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor) chlorophyll-a 해색 자료와 AVHRR/SST 를 이용하여 연속 화상 사이의 유사한 형태를 추적하는 최대상 관계수법을 사용한 표층 유속 벡터의 추정을 시도하였다. 한국의 남해역에서 적용한 유속 벡터 결과는 해면 고도계를 이용한 지형류, ADCP 관측 결과와 비교하여 유속은 약 15% 정도 작고, 유향은 약 $36^{\circ}$의 차이로 근접하여 기존 연구 결과에 비해 양호하게 나타났다. 이는 향후 GOCI 자료의 응용적 측면에서 매우 고무적이다.
OSMI(Ocean Scanning Multi-Spectral Imager) raw image data(Level 0) were acquired and radiometrically corrected. We have applied two methods, using solar & dark calibration data from OSMI sensor and comparing with the SeaWiFS data, to the radiometric correction of OSMI raw image data. First, we could get the values of the gain and the offset for each pixel and each band from comparing the solar & dark calibration data with the solar input radiance values, calculated from the transmittance, BRDF (Bidirectional Reflectance Distribution Function) and the solar incidence angle($\beta$, $\theta$) of OSMI sensor. Applying this calibration data to OSMI raw image data, we got the two odd results, the lower value of the radiometric corrected image data than the expected value, and the Venetian Blind Effect in the radiometric corrected image data. Second, we could get the reasonable results from comparing OSMI raw image data with the SeaWiFS data, and get a new problem of OSMI sensor.
2000년 7월 5일 한국 동남연안을 촬영한 SAR 영상에서 해안을 따라 나타난 낮은 후방산란 해역의 원인을 고찰 하였다. 이 해역은 여름철에 자주 표층 냉수가 관측되는 해역으로 인접한 시기의 SST 영상과 SeaWiFS 영상에서도 거의 동일한 해역에서 각각 낮은 표층 수온과 높은 농도의 엽록소 a의 분포를 보였다. 복수의 위성 센서 영상을 공동으로 활용한 결과 영양염이 풍부한 저층 냉수가 표층으로 용승 하여 식물플랑크톤을 비롯한 생물 활동을 증가시켰을 가능성을 보여주고 있으며, 높은 밀도의 생물 활동으로 인한 물질들이 생성한 표층 유막으로 인하여 SAR 영상에서 낮은 후방산란을 나타내는 것으로 판단된다.
Coastal sea surface temperature (CSST) and meteorological data from January through December 1995 are used to estimate the net surface heat flux and heat content for Sendai Bay. The average annual surface heat flux in the area north of the bay is estimated to be $+35Wm^{-2}$, whereas the southwestern area is estimated to be $+56Wm^{-2}$. Therefore, the net surface heat flux shows a net gain of heat over the whole bay. The largest heat gain occurs near Matsukawaura, where the strong Kuroshio/Oyashio interaction produces anomalously cold SST and wind is more moderate than in other regions of Sendai Bay over most of the year. The lowest heat gain occurs around Tashiro Island, where the temperature difference between air and sea surface is lower and wind is stronger. The heat budget shows that both surface forcing and horizontal advection are potentially important contributors to the seasonal evolution of CSST in the bay. From the A VHRR and SeaWiFS data, it is found that offshore conditions between the bay and Eno Island are different due to the presence of the Ojika Peninsula. It is also shown that the temporal behaviors of SSTs in the bay are closely connected with the air-sea heat flux and offshore conditions.
대한원격탐사학회 1998년도 Proceedings of International Symposium on Remote Sensing
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pp.95-100
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1998
The purpose of this study is to describe the change of the spring bloom and oceanographic condition. The variation of pigment concentration derived from the satellite ocean color data has been analyzed. According to the movement of blooming area, blooming was very concerned with a rising trend of sea surface temperature and a supply of nutrients. A nutrient rich water carried by the Oyashio encounters with the warm Core ring, where mixings and blooms are observed. We examined the correlation by using the satellite observations of the temperature and chlorophyll-a for the spring seasons (May, June, July) of 1998 the off Sanriku area (38-43N, 141- l50E). Using the SeaWiFS data, we process the data into the level-3, which contains the geophysical value of chlorophyll-a. And chlorophyll-a data is mapped for the water between 110E and 160E, and 15N and 52N with a 0.08 * 0.05 degree grid for each image. And Sea Surface Temperature (SST) data is produced using the AVHRR onboard the NOAA. The SST is derived by the MCSST. Then, the data is mapped for the water as much as chi-a data. And these gridded image was made by detection of each water masses, which are Kuroshio Extension, the warm-core ring and the Oyashlo Intrusion, etc., using those satellite images to determine short term change. Off Sanriku is a place where warm-water pool and the Oyashio at-e mixed. When warm streamer has intruded in cold water, the volume of phytoplankton increases at the tip of warm streamer. Warm water streamer was trigger of occurring blooming. And also, SeaWiFS images provided as much information for the studies of chlorophyll-a concentrations in the surface.
The influence of atmospheric aerosol on satellite ocean color data were evaluated using SeaWiFS monthly standard mapped image products. The atmospheric optical thickness (AOT) was increased in spring and summer, and it showed the strong positive correlation with remote sensing reflectance, normalized waterleaving radiance /solar irradiance, at 555 nm (Rrs555) which is a component of the satellite chlorophyll estimation. Such the high AOT and high Rrs555 pixels showed overestimation of satellite chlorophyll in spring, especially in the area which showed large phytoplankton absorption which 1s expressed by low remote sensing reflectance at 443, 490 and 510 nm (Rrs 443, Rrs490 and Rrs510).
Internal wave with a soliton-like, large amplitudes within several kilometers, is frequently observed in the sea surface caused by tidal rectification due to sill or rough topographic changes. Internal waves can perturb current and density field, initiate bottom sediment re -suspension and mix nutrients to photic zone. Previous studies indicate that the appearance of internal wave in the Lombok Strait have been detected in SAR image data. This paper studies effect of internal wave in the Lombok Strait to chlorophyll distribution in the surrounded areas using SeaWiFS and ERS SAR images data during 1996-2001 periods. The preliminary result concludes that the internal waves presumably affect phytoplankton distribution spreading southeastward in the coast off Bali Island. The distribution of phytoplankton at southern coastline off Bali Island when internal wave occurred is elongated and distributed further to westward (from 8.8$^{\circ}$ to 10.7$^{\circ}$LS) than the area when internal wave did not occur on August 2000 (from 9.25$^{\circ}$ to 10.25$^{\circ}$LS) as shown in figure 3. It shown that the surface phytoplankton concentration near coastal area, i.e. from 8.8$^{\circ}$ to 9.25$^{\circ}$ LS, increased when internal wave is occurred.
Atmospheric correction of Landsat Visible and Near Infrared imagery (VIS/NIR) over aquatic environment is more demanding than over land because the signal from the water column is small and it carries immense information about biogeochemical variables in the ocean. This paper introduces two methods, a modified dark-pixel substraction technique (path--extraction) and our spectral shape matching method (SSMM), for the correction of the atmospheric effects in the Landsat VIS/NIR imagery in relation to the retrieval of meaningful information about the ocean color, especially from Case-2 waters (Morel and Prieur, 1977) around Korean peninsula. The results of these methods are compared with the classical atmospheric correction approaches based on the 6S radiative transfer model and standard SeaWiFS atmospheric algorithm. The atmospheric correction scheme using 6S radiative transfer code assumes a standard atmosphere with constant aerosol loading and a uniform, Lambertian surface, while the path-extraction assumes that the total radiance (L/sub TOA/) of a pixel of the black ocean (referred by Antoine and Morel, 1999) in a given image is considered as the path signal, which remains constant over, at least, the sub scene of Landsat VIS/NIR imagery. The assumption of SSMM is nearly similar, but it extracts the path signal from the L/sub TOA/ by matching-up the in-situ data of water-leaving radiance, for typical clear and turbid waters, and extrapolate it to be the spatially homogeneous contribution of the scattered signal after complex interaction of light with atmospheric aerosols and Raleigh particles, and direct reflection of light on the sea surface. The overall shape and magnitude of radiance or reflectance spectra of the atmospherically corrected Landsat VIS/NIR imagery by SSMM appears to have good agreement with the in-situ spectra collected for clear and turbid waters, while path-extraction over turbid waters though often reproduces in-situ spectra, but yields significant errors for clear waters due to the invalid assumption of zero water-leaving radiance for the black ocean pixels. Because of the standard atmosphere with constant aerosols and models adopted in 6S radiative transfer code, a large error is possible between the retrieved and in-situ spectra. The efficiency of spectral shape matching has also been explored, using SeaWiFS imagery for turbid waters and compared with that of the standard SeaWiFS atmospheric correction algorithm, which falls in highly turbid waters, due to the assumption that values of water-leaving radiance in the two NIR bands are negligible to enable retrieval of aerosol reflectance in the correction of ocean color imagery. Validation suggests that accurate the retrieval of water-leaving radiance is not feasible with the invalid assumption of the classical algorithms, but is feasible with SSMM.
Satellite remote sensing technology for ocean observation has evolved considerably in these last twenty years. Ocean color is one of the most important parameters of ocean satellite measurements. This paper describes a remote sensing of ocean color data project - Asian I-Lac Project; it also introduces several case studies using satellite images in the Asian waters. The Asian waters are related to about 30 Asian countries, representing about 60% of the world population. The project aims at generating long-term time series images (planned for 10 years from 1996 to 2006) by combining several ocean color satellite data, i.e., ADEOS-I OCTS and SeaWiFS, and some other sensors. Some typical parameters that could be measured include Chlorophyll- a (Chl-a), Colored Dissolved Organic Matter (CDOM), and Suspended Material (SSM). Reprocessed OCTS images display spatial variation of Chl-a, CDOM, and SSM in the Asian waters; a short term variability of phytoplankton blooms was observed in the Gulf of Oman in November 1996 by analyzing OCTS and NOAA sea surface temperature (SST); Chl-a concentrations derived from OCTS and SeaWiFS have also been evaluated in coastal areas of the Taiwan Strait, the Gulf of Thailand, the northeast Arabian Sea, and the Japan Sea. The data system provides scientists with capability of testing or developing ocean color algorithms, and transferring images for their research. We have also analyzed availability of OCTS images. The results demonstrate the potential of long-term time series of satellite ocean color data for research in marine biology, and ocean studies. The case studies show multiple applications of satellite images on monitoring of coastal environments in the Asian Waters.
대한원격탐사학회 2006년도 Proceedings of ISRS 2006 PORSEC Volume II
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pp.816-819
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2006
One of the most difficult parameters to measure in the sea is current speed and direction. Recently, efforts are being made to estimate the ocean current vectors by utilizing sequential satellite imageries. In this study, we attempted to estimated sea surface current vector (sscv) by using satellite ocean color imageries of SeaWifs around the Korean Peninsula. This ocean color image data has 1-day sampling interval and spatial resolution of 1x1 km. Maximum cross-correlation method is employed which is aimed to detect similar patterns between sequential images. The estimated current vectors are compared to the surface geostrophic current vectors obtained from altimeter of sea level height data. In utilizing the color imagery data, some limitations and drawbacks exist so that in warm water region where phytoplankton concentration is relatively lower than in cold water region, estimation of sscv is poor and unreliable. On the other hand, two current vector fields agree reasonably well in the Korean South Sea region where high concentration of chlorophyll-a and weak tide is observed. In the future, with ocean color images of shorter sampling interval by COMS satellite, the algorithm and methodology developed in the study would be useful in providing the information for the ocean current around Korean Peninsula.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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