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Landsat 위성 영상으로부터 Modified U-Net을 이용한 백두산 천지 얼음변화도 관측 (Observation of Ice Gradient in Cheonji, Baekdu Mountain Using Modified U-Net from Landsat -5/-7/-8 Images)

  • 이어루;이하성;박순천;정형섭
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제38권6_2호
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    • pp.1691-1707
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    • 2022
  • 한반도와 중국 경계에 위치한 백두산의 칼데라호인 천지호는 계절에 따라 해빙과 결빙을 반복한다. 천지 아래에는 마그마 챔버가 존재하며 마그마 챔버의 변화에 의해 온천수의 온도 및 수압 변화와 같은 화산 전조현상이 발생한다. 이에 따라, 천지호 내에서 다른 부분보다 해빙이 빠르며 결빙기에도 늦게 얼며 물표면 온도가 높은 이상지역이 존재하게 된다. 해당 이상지역은 온천수 방출 지역으로, 이상지역의 얼음변화도 값을 통해 화산활동을 모니터링 할 수 있다. 그러나 지리적, 정치적 그리고 공간적 문제로 천지의 이상지역을 주기적으로 관측하기에는 한계가 존재한다. 따라서 본 연구에서는 Landsat -5/-7/-8 광학위성영상으로부터 Modified U-Net 회귀모델을 이용하여 이상지역내의 얼음변화도를 정량적으로 관측하였다. 1985년 1월 22일부터 2020년 12월 8일까지 이상지역을 갖는 83장의 Landsat 영상의 Visible and Near Infrared (VNIR)대역을 활용하였다. 얼음 변화도를 정량적으로 관측을 위해 VNIR대역에서 수체와 얼음과의 상대적인 분광반사도를 활용하여 새로운 데이터를 만들었다. 가시광선대역과 근적외선 대역이 가지고 있는 정보를 최대한 유지하기 위해 2개의 인코더를 가진 U-Net에 적용하여 얼음변화도를 관측하였으며 Root Mean Square Error (RMSE) 140, 상관계수 0.9968의 높은 예측 성능을 보여주었다. 따라서 Modified U-Net을 활용하면 추후 Landsat 영상으로부터 얼음변화도 값을 높은 정확도로 관측하므로 백두산 화산활동을 모니터링하는 방법 중 하나로 사용될 수 있으며, 다른 화산 모니터링 기법과 더불어 활용한다면 더욱 정밀한 화산감시체계 구축이 가능할 것이다.

Sentinel-1 레이더 식생지수와 AutoML을 이용한 Sentinel-2 NDVI 결측화소 복원 (Gap-Filling of Sentinel-2 NDVI Using Sentinel-1 Radar Vegetation Indices and AutoML)

  • 윤유정;강종구;김서연;정예민;최소연;임윤교;서영민;원명수;천정화;김경민;장근창;임중빈;이양원
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권6_1호
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    • pp.1341-1352
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    • 2023
  • 위성영상 기반의 정규식생지수(normalized difference vegetation index, NDVI)는 넓은 영역에서 주기적인 정보를 수집할 수 있어 산림 및 농업 모니터링에 주로 사용된다. 그러나 광학센서 기반 식생지수는 구름 등의 영향으로 일부 지역에서 결측을 가지기 때문에, 본 연구는 전천후 및 주야에 관계없이 관측 가능한 Sentinel-1의 합성 개구 레이더(synthetic aperture radar, SAR) 영상을 활용하여 Sentinel-2 NDVI 결측값을 복원하는 모델을 개발하였다. 이는 광학적으로 관측이 어려운 구름 조건이나 야간에도 NDVI를 추정할 수 있는 잠재력을 보여준다. Automated machine learning (AutoML)을 활용한 비선형 결측복원모델의 5폴드(fold) 교차검증 결과, 절대오차 7.214E-05, 상관계수 0.878의 NDVI 복원 성능을 보였다. 이를 통해 시공간 연속적인 NDVI 생산 방법론을 발전시켜, 전천후 식생 모니터링에 필요한 정보 생산에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

단일위성영상 기반 도심지 건물변화탐지 방안 (Building Change Detection Methodology in Urban Area from Single Satellite Image)

  • 김승희;김태정
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권5_4호
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    • pp.1097-1109
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    • 2023
  • 도심지는 개별 건물단위의 소규모 변화가 빈번하게 발생하는 지역이다. 기 구축된 건물 데이터베이스는 그 활용도를 높이기 위해 도심지 내의 주기적인 갱신이 요구된다. 그러나 광범위한 도심지에 대한 건물 단위 변화를 관측하기에는 자료수집의 한계가 존재한다. 따라서 본 연구에서는 넓은 범위를 단일 영상으로 촬영 가능한 위성영상을 활용하여 건물변화 탐지와 건물 정보의 갱신 가능성을 확인하고자 한다. 이를 위해 먼저 건물 데이터베이스에서 제공하는 건물 모서리점의 3차원 좌표를 이용하여 위성영상에 건물 영역을 투영한다. 투영된 건물 영역을 다시 지붕 및 전면 영역으로 구분한다. 투영된 지붕영역의 화소값을 비교하여 건물높이 갱신, 건물멸실 등 건물변화 여부를 탐지한다. 건물높이 갱신은 영상에 투영된 지붕면이 실제 영상에서 관측되는 지붕면과 일치할 때까지 높이값을 조절하여 수행된다. 영상에 투영된 모습은 나타나나 관측되는 건물이 없는 경우 철거된 건물에 해당한다. 영상에서 관측되는 건물 중에서 지붕면과 전면영역이 투영되지 않은 건물은 신축 건물에 해당된다. 이러한 변화탐지 결과를 바탕으로 건물 데이터베이스를 높이갱신, 건물삭제 및 건물생성의 세가지 분류로 갱신한다. 제안된 방식은 인천지역을 촬영한 아리랑 3A호와 인천광역시 건물 데이터베이스를 사용하여 실험하였다. 입력 단일 위성영상을 이용하여 건물변화를 탐지하고, 갱신이 필요한 건물에 대해 건물 데이터베이스 편집 작업을 수행하였다. 갱신된 건물 정보를 검증하고자 이를 이용하여 다른 아리랑 3A호 영상에 건물영역을 투영하였다. 실험결과, 갱신된 건물정보로부터 투영된 건물영역은 영상에서 관측된 건물영역과 잘 일치하였다. 이를 통해서 단일 위성영상을 이용한 건물변화탐지 및 건물 데이터베이스 갱신 가능성을 확인하였다. 후속 연구로 제안방식의 자동처리기술 개발을 수행할 예정이다.

한국농촌보건(韓國農村保健)의 문제점(問題點)과 개선방안(改善方案) (Innovative approaches to the health problems of rural Korea)

  • 노인규
    • 농촌의학ㆍ지역보건
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    • 제1권1호
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    • pp.5-9
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    • 1976
  • The categories of national health problems may be mainly divided into health promotion, problems of diseases, and population-economic problems which are indirectly related to health. Of them, the problems of diseases will be exclusively dealt with this speech. Rurality and Disease Problems There are many differences between rural and urban areas. In general, indicators of rurality are small size of towns, dispersion of the population, remoteness from urban centers, inadequacy of public transportation, poor communication, inadequate sanitation, poor housing, poverty, little education lack of health personnels and facilities, and in-accessibility to health services. The influence of such conditions creates, directly or indirectly, many problems of diseases in the rural areas. Those art the occurrence of preventable diseases, deterioration and prolongation of illness due to loss of chance to get early treatment, decreased or prolonged labour force loss, unnecessary death, doubling of medical cost, and economic loss. Some Considerations of Innovative Approach The followings art some considerations of innovative approaches to the problems of diseases in the rural Korea. 1. It would be essential goal of the innovative approaches that the damage and economic loss due to diseases will be maintained to minimum level by minimizing the absolute amount of the diseases, and by moderating the fee for medical cares. The goal of the minimization of the disease amount may be achieved by preventive services and early treatment, and the goal of moderating the medical fee may be achieved by lowering the prime cost and by adjusting the medical fees to reasonable level. 2. Community health service or community medicine will be adopted as a innovative means to disease problems. In this case, a community is defined as an unit area where supply and utilization of primary service activities can be accomplished within a day. The essential nature o the community health service should be such activities as health promotion, preventive measures, medical care, and rehabilitation performing efficiently through the organized efforts of the residents in a community. Each service activity should cover all members of the residents in a community in its plan and performance. The cooperation of the community peoples in one of the essential elements for success of the service program, The motivations of their cooperative mood may be activated through several ways: when the participation of the residents in service program of especially the direct participation of organized cooperation of the area leaders art achieved through a means of health education: when the residents get actual experience of having received the benefit of good quality services; and when the health personnels being armed with an idealism that they art working in the areas to help health problems of the residents, maintain good human relationships with them. For the success of a community health service program, a personnel who is in charge of leadership and has an able, a sincere and a steady characters seems to be required in a community. The government should lead and support the community health service programs of the nation under the basis of results appeared in the demonstrative programs so as to be carried out the programs efficiently. Moss of the health problems may be treated properly in the community levels through suitable community health service programs but there might be some problems which art beyond their abilities to be dealt with. To solve such problems each community health service program should be under the referral systems which are connected with health centers, hospitals, and so forth. 3. An approach should be intensively groped to have a physician in each community. The shortage of physicians in rural areas is world-wide problem and so is the Korean situation. In the past the government has initiated a system of area-limited physician, coercion, and a small scale of scholarship program with unsatisfactory results. But there might be ways of achieving the goal by intervice, broadened, and continuous approaches. There will be several ways of approach to motivate the physicians to be settled in a rural community. They are, for examples, to expos the students to the community health service programs during training, to be run community health service programs by every health or medical schools and other main medical facilities, communication activities and advertisement, desire of community peoples to invite a physician, scholarship program, payment of satisfactory level, fulfilment of military obligation in case of a future draft, economic growth and development of rural communities, sufficiency of health and medical facilities, provision of proper medical care system, coercion, and so forth. And, hopefully, more useful reference data on the motivations may be available when a survey be conducted to the physicians who are presently engaging in the rural community levels. 4. In communities where the availability of a physician is difficult, a trial to use physician extenders, under certain conditions, may be considered. The reason is that it would be beneficial for the health of the residents to give them the remedies of primary medical care through the extenders rather than to leave their medical problems out of management. The followings are the conditions to be considered when the physician extenders are used: their positions will be prescribed as a temporary one instead of permanent one so as to allow easy replacement of the position with a physician applicant; the extender will be under periodic direction and supervision of a physician, and also referral channel will be provided: legal constraints will be placed upon the extenders primary care practice, and the physician extenders will used only under the public medical care system. 5. For the balanced health care delivery, a greater investment to the rural areas is needed to compensate weak points of a rurality. The characteristics of a rurality has been already mentioned. The objective of balanced service for rural communities to level up that of urban areas will be hard to achieve without greater efforts and supports. For example, rural communities need mobile powers more than urban areas, communication network is extremely necessary at health delivery facilities in rural areas as well as the need of urban areas, health and medical facilities in rural areas should be provided more substantially than those of urban areas to minimize, in a sense, the amount of patient consultation and request of laboratory specimens through referral system of which procedures are more troublesome in rural areas, and more intensive control measures against communicable diseases are needed in rural areas where greater numbers of cases are occurred under the poor sanitary conditions.

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