• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.89-100
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• 2013

통신, 해양, 기상의 세 분야 복합 임무를 수행하는 천리안위성(Communication Ocean Meteorological Satellite: COMS)이 2010년 6월 27일 지구정지궤도로 발사된 이후 궤도상시험을 마치고 현재 정상운영 임무를 수행하고 있다. 천리안위성은 정지궤도의 동경 $128.2^{\circ}$에 위치한다. 세 임무를 수행하기 위해 천리안위성에는 3가지 탑재체인 기상탑재체(Meteorological Imager: MI), 해양탑재체(Geostationary Ocean Color Imager: GOCI), 통신탑재체(Ka-band Antenna)가 실려 있다. 각 탑재체는 각각의 임무를 전담하여 수행한다. 기상탑재체(MI)와 해양탑재체(GOCI)는 각각 기상 관측과 해양 모니터링을 위한 지구 관측 임무를 수행한다. 궤도상시험 기간 동안 천리안위성과 지상국의 기능과 성능이 지구 관측 임무 운영을 통해 점검되었다. 지구 관측 임무는 지구의 여러 영역에 대한 기상 현상 관측과 한반도 주변의 해양 환경 모니터링으로 구성된다. 천리안위성 궤도상시험에 대한 기상 및 해양 임무 운영 특성을 기술하고 천리안위성 임무 계획에 대해 논하였다. 궤도상시험 임무 운영 결과로서 시험 기간 동안의 임무 계획 결과와 위성 영상 수신 상황에 대한 통계 분석 및 종합 결과를 제시하여 궤도상시험에서 검증된 천리안위성의 임무 운영 능력과 달성된 위성 영상 수신 역량을 연구하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제23권2호
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• pp.137-144
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• 2007

한국해양연구원에서는 2008년으로 예정된 통신해양기상위성의 발사에 맞춰 해색센서 데이터의 수신, 처리, 배포를 위한 해양위성센터 구축을 진행하고 있다. 해양위성센터의 위치는 전파 수신 환경 등의 조건을 고려하여, 5곳의 후보지 중 안산으로 정하였다. 수신시스템은 안테나와 RF로 나뉘어지며, 안테나는 위성으로부터 L밴드로 전송되는 센서데이터를 수신하기 위하여 직경 9m의 카세그레인식 안테나(G/T: 1.67GHz에서 19.35$(dB/^{\circ}K)$)로 설계하였다 RF는 다시 LNA와 다운컨버터로 구성되며 수평편파만을 분리해 모뎀으로 전송하도록 설계하였다. 기존 건물은 센터의 운용개념에 맞도록 전산실, 수전실, 상황실, 자료 처리실 등으로 내부 구조 변경 설계가 완료되었다. H/W및 N/W는 데이터의 수신, 처리, 배포에 효율성을 고려하여 6가지 세부 시스템으로 나누어 설계되었다. 가장 중요한 자료 배포 시스템은 위성을 통한 LRIT 배포 시스템과 인터넷을 통한 자료배포 시스템으로 구성된다. 또한 수신된 데이터를 1시간 내에 제공하기 위해 웹호스팅 등 외부데이터 제공 시스템도 구축하는 것을 추진 예정이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권6_2호
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• pp.1541-1551
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• 2023

해색위성 원격탐사에서 광학센서에서 측정된 전자기 시그날을 태양광 복사휘도로 산출하는 것은 해양 환경 모니터링의 시작이 되는 중요 단계이다. 일반적으로 광학센서가 임무 기간 수많은 촬영을 하면서 감쇄가 일반적이며 이로 인해 발생하는 복사 보정의 불확도는 해수원격반사도, 엽록소-a 농도, 유색용존유기물 등 최종 산출물에 영향을 미치기 때문에, 국제적으로 해색위성의 임무기간 중 자료 연속성을 위한 복사보정의 중요성을 강조해 왔다. 본 연구는 Geostationary Ocean Color Imager-II (GOCI-II) 위성의 지속적인 품질과 정확성을 확보하기 위해 GOCI-II의 복사 보정 알고리즘을 개선 방법을 제시한다. GOCI-II는 궤도상 복사 보정 장치인 태양광 확산기(Solar Diffuser, SD)를 사용하여 gain을 지속적으로 측정하였다. 시계열 분석 결과 gain이 방위각에 따라 계절적 변동을 보임과 동시에 센서의 노후화 가능성을 고려해야 함을 확인하였다. 본 연구에서는 방위각 보정 모델을 도입하여 계절 주기성을 제거하였고, 센서 감쇄 보정 모델을 통해 복사 이득의 비선형적 추세를 산출하였다. 본 연구에서 개선된 복사 보정 알고리즘을 적용하여 대기 최상층(Top of Atmosphere, TOA) 복사휘도의 스펙트럼에 미치는 영향을 확인하였고, 이는 GOCI-II 데이터의 장기적인 안정성 확보를 통해 신뢰성 있는 위성 산출물을 제공함으로써 장기간 트렌드 분석 및 해양 환경 모니터링에 기여할 것으로 기대된다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2006년도 Proceedings of ISRS 2006 PORSEC Volume I
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• pp.290-293
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• 2006

COMS (Communication, Ocean and Meteorological Satellite) shall be operated with two remote sensing payloads, MI (Meteorological Imager) and GOCI (Geostationary Ocean Color Imager). Since both payloads have rotating mechanisms, the dynamic coupling between two payloads is very important considering the pointing stability during GOCI operation. In addition, COMS adopts a single solar wing to improve the image quality, which leads to the unbalanced solar pressure torque in COMS. As a result, the off-loading of the wheel momentum needs to be performed regularly (2 times per day). Since the frequent off-loading could affect MI/GOCI imaging performance, another suboptimal off-loading time needs to be considered to meet the AOCS design requirements of COMS while having margin enough in the number of thruster actuations. In this paper, preliminary analysis results on the pointing stability and the wheel off-loading time selection with respect to MI/GOCI operations are presented.

• 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.

• 대한원격탐사학회지
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• 제30권2호
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• pp.275-292
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• 2014

이 연구에서는 Geostationary Ocean Color Imager(GOCI) 센서에 적용할 수 있는 고유의 Tasseled Cap Transformation(TCT) 계수를 제시하고 있다. TCT는 다중밴드 센서 자료로부터 지표의 특성을 분석하는 전통적인 영상변환 방법 중 하나로 새로운 다중밴드 광학센서가 관측을 시작하는 경우 센서의 특성 차이로 인하여 각각의 육상관측 위성센서에 적합한 TCT 계수들이 장기 분석을 통하여 수립되어야 한다. GOCI 센서는 해양관측이 주 목적으로 개발되었으나 영상의 상당 부분은 육지를 관측하고 있으며 밴드 구성은 육지관측에도 일반적으로 이용되는 Visible-Near InfraRed(VNIR) 영역의 정보를 포함하고 있다. 또한 GOCI 센서의 높은 시간 해상도는 지표의 일별 변화의 관측에도 유용하게 사용될 수 있다. 이러한 장점을 이용하여 GOCI 센서에 대한 고유한 TCT가 제공된다면 GOCI 센서의 관측범위 내에서 준 실시간으로 지표변화에 대한 분석과 해석이 가능할 것이다. TCT는 일반적으로 "Brightness", "Greenness", "Wetness"의 세 가지 정보를 포함하지만, ShortWave InfraRed(SWIR) 파장대역이 없는 GOCI 센서의 경우에는 "Wetness"의 정보를 얻을 수 없다. GOCI 센서의 높은 시간 해상도의 활용을 극대화하기 위해서는 "Wetness"의 정보가 제공되어야 한다. "Wetness"의 정보를 얻기 위해 GOCI 주성분 분석(Principal Component Analysis: PCA) 공간을 MODIS TCT 공간에 선형 회귀하는 방법이 사용되었다. 이 연구에서 산출된 GOCI TCT 계수는 정지궤도의 특성에 의해 관측 시간대별로 다른 변환계수를 가질 수 있다. 이 차이를 알아보기 위하여 GOCI TCT 자료와 MODIS TCT 자료 사이의 상관관계가 비교되었다. 그 결과, "Brightness"와 "Greenness"는 4시 자료, "Wetness"는 2시 자료의 변환계수가 선택되었다. 최종적으로 산출된 변환계수의 적절성을 평가하기 위하여 GOCI TCT 자료는 MODIS TCT 영상 및 여러 육상 파라미터들과 비교되었다. GOCI TCT 영상은 MODIS TCT 영상보다 지표 피복의 분류가 더 세밀하게 표현되었으며, GOCI TCT 공간의 지표 피복 분포도 유의미한 결과를 보여줬다. 또한 GOCI TCT의 "Brightness", "Greenness", "Wetness" 자료는 Albedo($R^2$ = 0.75), Normalized Difference Vegetation Index(NDVI) ($R^2$ = 0.97), Normalized Difference Moisture Index(NDMI) ($R^2$ = 0.77)와 각각 비교적 높은 상관관계가 나타났다. 이러한 결과들은 적절한 TCT 계수의 산출이 이루어졌다는 것을 보여준다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제24권6호
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• pp.559-569
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• 2008

세계 최초의 정지 궤도 해양관측 센서인 Geostationary Ocean Color Imager (COMS/GOCI)가 측정하는 가시광선 영역의 파장대 ($0.4-0.9{\mu}m$)는 대기 구성성분(기체상 또는 입자상)에 의하여 영향을 받기 때문에 이에 대한 보정이 필요하다. 특히, 대기중에 존재하는 미세입자인 에어러솔은 그 물리 화학적 특성의 다양함으로 인하여 태양광과 반응하는 과정이 상당히 복잡하게 나타나므로, 정확한 해양 관측을 위하여 대기 에어러솔과 복사 과정의 상호작용에 대한 정확한 이해가 필요하다. 본 연구에서는 알려진 대기 에어 러솔 특성 자료를 이용하여 에어 러솔의 물리 적, 광학적 특성을 분석하였다. 여기서 얻어진 에어러솔 특성 값들은 복사전달 모델을 이용하여 다양한 환경 조건하(에어러솔의 종류와 양)에서 위성센서가 측정하는 이론적인 복사량과 에어러솔의 관계를 분석하는데 사용되었다. 복사전달모델 분석결과, 위성 자료 분석에서 잘못된 에어러솔의 광학 특성값의 사용으로 인한 오차는 에어러솔 광학 두께($\tau$)가 0.2보다 작은 범위에서는 비교적 작은 값을 나타내나 0.2보다 크게 되는 경우 지속적으로 증가하였다. 추가로 위성 관측값과 복사전달 모델에 의하여 계산된 값의 차이가 최소인 에어러솔 타입의 광학 특성값을 이용하여 ($\tau$)와 ${\aa}ngstr{\ddot{o}}m$ exponent 를 도출한 결과는 기존의 표준 알고리즘보다는 지상관측자료와의 비교적 잘 일치하고 있는 것으로 나타났다. 따라서 위성 관측자료에서 에어러솔 분석함에 있어서 에어러솔 타입에 따른 광학적 특성값의 중요성은 매우 크다고 할 수 있다. 이러한 결과들은 궁극적으로 향후 발사될 COMS/GOCI의 관측 자료를 이용한 대기 에어러솔 분석이나 대기 효과 보정에 있어서 도움이 될 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권6_1호
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• pp.1507-1515
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• 2021

해색 원격 탐사를 통해 chlorophyll-a를 추정하면 식물성 플랑크톤, 해양일차생산력의 전 지구적 분포를 파악할 수 있다. 하지만 위성으로 관측된 해색 자료는 구름이나 기상 상황 등에 의하여 결측 데이터가 발생한다. 본 연구에서는 DINEOF를 이용하여 GOCI chlorophyll-a 산출물의 결측 자료를 복원하고자 하였다. DINEOF는 시·공간 자료에 기반을 두어 결측 자료를 복원하는 방법으로, 정확도는 GOCI chlorophyll-a 영상의 일부를 제거한 뒤 복원 영상과 비교하여 교차 검증하였다. 연구지역에서 DINEOF를 위한 최적의 EOF 모드는 10-13이었다. 시·공간 복원 자료 결과에서는 오후 시간대 chlorophyll-a 농도가 증가하는 경향이 반영되었고, 노이즈에 해당되는 이상치는 필터링 되는 효과를 보였다. 따라서 DINEOF는 결측이 발생한 영상에 대하여 복원 자료로 활용 가능할 것으로 보이며, 이를 통해 해양 환경 모니터링을 위한 기초 자료로 사용 가능할 것으로 판단된다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2007년도 Proceedings of ISRS 2007
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• pp.191-194
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• 2007

The paper clarifies all the noise sources of a CMOS image sensor, with which the GOCI (Geostationary Ocean Color Imager) is equipped, and analyzes their contribution to a nonlinear image sensor model. In particular, the noise PDF (Probability Density Function) is derived in terms of sensor-gain coefficients: a linear and a nonlinear gains. As a result, the relation between the noise characteristic and the sensor gains is studied.

• Spatial Information Research
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• 제19권1호
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• pp.29-40
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• 2011

정지궤도 해색 센서(GOCI: Geostationary Ocean Color Imager) 는 세계 최초의 정지궤도 위성으로 매일 1 시간마다 8 장의 영상을 획득 할 수 있어 육상파 해양 모두 활용성이 높은 위성이다. 그러나 500m의 GSD(Ground Sample Distance)를 지니는 서해성도 영상은 육성 활용에 한계가 있다. 최근, 컴퓨터 비전분야에서 활발히 진행 중인 기술인 Super Resolution(이하 SR)는 유사 시간대에 촬영한 저해상도 영상으로부터 고해상도 영상을 제작하는 기술로, 이를 시간 해상도가 높은 시계열 위성인 GOCI에 적용한다면 해상도가 향상 된 영상을 제작하는 기술로, 이를 시간 해상도가 높은 시계열 위성인 GOCI에 적용한다면 해상도가 향상 된 영상의 취득이 가능하며, 또한 광학 위성 영상의 단점인 구름에 의해 손실된 지상 정보의 복원이 가능할 것이다. 본 연구에서는, GOCI 자료를 위한 효율적인 초해상도 영상 복원 알고리즘 개발을 위한 선행연구로써 위성 영상 취득과정과 유사한 환경의 시뮬레이션을 통해 시계열 자료를 제작하고, 제작된 자료를 제안한 알고리즘에 적용함으로서 0.1 단위의 픽셀 정합도를 확인하였고, 원본 영상과 RMSE 0.5763, PSNR 52.9183 db, SSIM Index 0.9486의 정확도를 나타낸 HR 영상을 복원하였다.