• 대한원격탐사학회지
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• 제39권6_1호
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• pp.1371-1388
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• 2023

지구온난화로 인해 촉발된 기후변화가 홍수와 같은 수재해의 빈도와 규모를 증가시키며 국내 또한 장마와 집중호우로 인한 수재해가 증가하는 추세를 보인다. 이에 광범위한 수재해에 대해 효과적인 대응 및 기후 변화에 따른 선제적 대처가 필수적이며 이는 위성레이더 영상을 통해 가능하다. 본 연구에서는 Sentinel-1 위성 레이더 영상으로부터 국내 수체의 특성을 반영하기 위해 한강권역과 낙동강 권역의 일부 수체 영역에 대해 수체 학습 데이터셋 1,423장을 구축하였다. 정밀한 데이터 어노테이션(Annotation)을 위해 다양한 상황에 따른 구축 기준 문서를 작성한 뒤 진행하였다. 구축이 완료된 데이터셋을 딥러닝 모델 중 U-Net에 적용하여 수체 탐지 결과를 분석하였다. 최종적으로 학습된 모델을 학습과에 활용되지 않은 수체 영역에 적용하여 결과를 분석함으로써 전 국토 수체 모니터링의 가능성을 확인하였다. 분석 결과 구축된 수체 영역의 대해서는 F1-Score 0.987, Intersection over Union (IoU) 0.955의 높은 정확도로 수체를 탐지할 수 있었으며, 학습 및 평가에 활용되지 않은 다른 국내 수체 영역에 대해서도 동일하게 F1-Score 0.941, IoU 0.89의 높은 수체 탐지 결과를 나타냈다. 두 결과 모두 전반적으로 일부 그림자 영역과 폭이 좁은 하천에서 오류가 관찰되었으나, 그 외에는 정밀하게 수체를 탐지하였다. 이러한 연구 결과는 수재해 피해 규모 및 수자원 변화 모니터링에 중요한 기여를 할 것으로 기대된다. 추후 연구에서는 보다 다양한 수체 특성을 가진 데이터셋을 추가 구축한다면 오분류한 영역을 개선할 수 있을 것으로 기대되며, 전 국토의 수체를 효율적으로 관리 및 모니터링하는데 활용될 것으로 사료된다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.21-30
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• 2020

본 논문에서는 국제전기통신연합에서 권고하는 경로손실 예측모델을 이용하여 지상통제소와 무인 항공기 사이의 공대지 채널에 대한 경로손실을 예측하고, 이를 공대공 채널로 확장하여 중고도급 무인 항공기를 기반으로 하는 공중중계 시스템에 대한 네트워크 커버리지를 분석한다. 대기에 의한 경로손실 예측을 위해 한반도의 기후 및 지리적 인자를 활용하였다. 특히 국내의 강우량 및 유효지구반경 인자는 한국정보통신기술협회에서 공시한 실측 데이터를 활용하여 정확도를 높였다. 또한, 공중중계 송수신기는 현재 국내에서 개발 완료된 공용데이터링크 시스템의 주요지표를 활용하였다. 예측 결과로부터 임무 고도가 높아질수록 공중중계 시스템의 네트워크 커버리지가 넓어짐을 확인하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제24권1호
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• pp.22-29
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• 2003

Temporal and spatial variability of precipitation (P), evaporation (E), and moisture balance (P-E; precipitation minus evaporation) has been investigated over the tropical ocean during the period from January 1998 to July 2001. Our data were analyzed by the EOF method using the satellite P and E observations made by the Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) Precipitation Radar (PR) and the Special Sensor Microwave/Imager (SSM/I). This analysis has been performed for two three-year periods as follow; The first period which includes the El Ni${\tilde{n}}$o in early 1998 ranges from January 1998 to December 2000, and the second period which includes the La Ni${\tilde{n}}$o events in the early 1999 and 2000 (without El Ni${\tilde{n}}$o) ranges from August 1998 to July 2001. The areas of maxima and high variability in the precipitation and in the P-E were displaced from the tropical western Pacific and the ITCZ during the La Ni${\tilde{n}}$o to the tropical middle Pacific during the El Ni${\tilde{n}}$o, consistent with those in previous P studies. Their variations near the Korean Peninsula seem to exhibit a weakly positive correlation with that in the tropical Pacific during the El Ni${\tilde{n}}$o. The evaporation, out of phase with the precipitation, was reduced in the tropical western Pacific due to humid condition in boreal summer, but intensified in the Kuroshio and Gulf currents due to windy condition in winter. The P-E variability was determined mainly by the precipitation of which the variability was more localized but higher by 2-3 times than that of evaporation. Except for the ITCZ (0-10$^{\circ}$N), evaporation was found to dominate precipitation by ${\sim}$2 mm/day over the tropical Pacific. Annual and seasonal variations of P, E, and P-E were discussed.

• 한국방재학회 논문집
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• 제4권2호
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• pp.61-69
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• 2004

가뭄은 주요 자연 재해 중의 하나이다. 가뭄 파악을 위하여 주로 강우량과 같은 기상자료를 주요 입력 자료로 활용하여 분석하고 있으나, 이러한 기상 자료는 한정된 기상 관측소로부터 얻어진 점자료에 해당된다. 따라서, 위성을 이용한 원격탐사 자료를 기상자료에서 포착할 수 없는 문제점을 보완하기 위한 자료로 활용할 수 있다는 확신 하에 본 연구를 진행하게 되었다. 본 연구에서는 NOAA 위성에 탑재되어 있는 AVHRR 센서로부터 얻어지는 자료를 이용하여 가뭄파악을 위한 분석을 실시하였다. NOAA/AVHRR로부터 얻어진 식생지수(NDVI)와 이로부터 얻을 수 있는 식생상태지수(VCI)를 이용하여 가뭄분석을 실시하였으며, 또한 광역적인 가뭄분석을 위해 위성자료를 이용하여 기후학적 물수지에 근거하는 간편한 방법을 제안하고 있다. 본 연구를 통하여 가뭄에 대한 시간적, 공간적 특성을 파악하는데 위성자료가 유용하게 이용될 수 있음을 알 수 있었으며, 습윤지표를 통하여 가뭄 지역도 작성이 가능함을 보여주고 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.75-81
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• 2008

The water shortage in mega cities in Asia, which face a rapid growth in urban population, is an outstanding problem. It is important, therefore, to accurately estimate the water balance in each city in order to use the limited water resources effectively. In this study, we estimated the potential water resources in し sixteen mega cities in Asia. The target cities were Delhi and Calcutta, India; Colombo, Sri Lanka; Dhaka, Bangladesh; Yangon, Myanmar; Bangkok, Thailand; Kuala Lumpur, Malaysia; Singapore; Jakarta, Indonesia; Hanoi, Vietnam; Beijing and Hong Kong, the People's Republic of China; Seoul, the People's Republic of Korea; Manila, the Philippines, and Sapporo and Tokyo, Japan. The potential water resources were estimated by subtracting the actual evaporation from the amount of rainfall. The actual evaporation was estimated using the potential evaporation obtained by Hamon's equation which requires the air temperature and the possible hours of sunshine. When the results of Hamon's and Penman's evaporation equations were compared, a considerable error appeared in the low latitude region. The estimation using Hamon's equation was corrected with the linear regression line of Hamon's and Penman's equations. A classification of the land cover was carried out based on satellite photographs of the target cities, and the volume of surface runoff for each city was obtained using the runoff ratios which depended on the land cover. As a result, the potential water resources in the above mega cities in Asia were found to be greater than the world average. However, the actual water resources which are available for one person to use are probably very limited.

• 한국지리정보학회지
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• 제7권3호
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• pp.108-117
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• 2004

임동 유역은 지질 및 토지피복 상태가 토사유실에 취약한 특성을 가지고 있어, 강우발생시 토사유입으로 호소내 수질오염에 큰 영향을 주고 있으며, 특히 이러한 호소내 수질문제의 원인으로 저수지 사변의 토사유실 가능성이 제기되고 있다. 본 연구에서는 저수지 사면에서 발생하는 토사유실 기여율을 평가하기 위해 최근 GIS 및 위성영상과의 연계가 가능한 RUSLE 모형을 선정하였으며 사면에서 발생하는 토사유실 정확도에 큰 영향을 주는 사연의 범위와 폭 그리고 사면상태를 DB로 구축하기 위해 현지조사를 실시하였다. 임동유역에 대한 토사유실량과 비교하여 저수지 사면에서 발생하는 토사유실량과의 영향을 분석한 결과 약 2.64%로 나타났다. 따라서 이러한 결과를 볼 때, 임동 유역의 토사유실량에 비해 저수지 사면의 토사유실 영향은 상대적으로 낮은 것으로 평가되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.390-390
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• 2011

본 연구는 기초기술연구회의 위성정보 활용 지원 운영사업(과제명: 위성영상을 이용한 하천정보 생산 및 활용에 관한 연구)의 연구비 지원에 의해 수행되었습니다. 지난 2010년 6월 발사된 천리안 위성이 약 9개월간의 정지궤도 시험운행을 마치고 본격적으로 위성자료 서비스를 시작함에 따라 한반도 악기상 관측 및 예측 정확도 향상에 기여할 것으로 예상된다. 최근 기후분야 외에도 수자원, 방재, 농업, 해양 등 다양한 응용분야에서 기상위성을 활용하고자 하는 연구가 수행되고 있으며 자료제공 시간의 단축과 기상자료 산출물의 제공으로 천리안 위성은 향후 광범위하게 활용 될 것으로 예상된다. 본 연구는 천리안 위성의 수자원 분야 활용을 위한 기반연구로 천리안 위성과 동일한 채널 특성을 보유한 MTSAT-1R 기상위성을 이용하여 면적강우량을 추정하고 이를 지상관측소를 이용하는 강우보정기법에 적용하며 강우산정 결과를 레이더 및 티센, 크리깅 등과 비교하였다. 강우추정은 NOAA NESDIS의 Power-law 공식을 이용하였으며 지상관측소를 이용한 강우보정은 조건부 합성기법을 적용하였다. 연구대상 유역은 충주댐 유역과 충주댐 유역 상류에 위치한 영월수위표 지점 상류유역을 대상으로 하였으며 레이더 차폐에 따른 레이더 강우량의 감쇄 효과를 분석하고 지형적 특성에 영향 받지 않는 기상위성을 이용한 강우량 산정 기법의 활용성을 제시하였다. 연구결과 레이더 차폐에 영향 받지 않는 영월 수위표 상류유역의 경우 레이더를 이용한 강우량 산정결과와 기상위성을 이용한 결과가 큰 차이가 없으나 전체 유역면적의 절반 정도가 레이더 차폐 지역에 포함되는 충주댐 유역의 경우 레이더를 이용할 경우 20%~35% 가량 강우량이 과소 추정되는 것으로 나타났다. 본 연구를 토대로 산악지형에 의해 레이더 차폐가 발생되는 유역에 대해 기상위성의 활용을 기대할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 대기
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• 제18권4호
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• pp.441-458
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• 2008

A TP/WVP-3000A, ground-based microwave radiometer, that was first introduced to South Korea has been operated since August 22, 2007 at the National Center for Intensive Observation of Severe Weathers (NCIO). Using the dual-band, the radiometer provides temperature and humidity soundings from the surface up to 10 km height with the high-temporal resolution of a few minutes. In this study, the performance of the radiometer on the predictability of the high impact weathers was evaluated and various practical applications were investigated. To verify the retrieved profile data from the radiometer, temperature and relative humidity soundings are compared with those from the rawinsonde launched at the NCIO and Gwangju station. The root mean squared errors for temperature and relative humidity soundings were smaller under rainy weather conditions. The correlation coefficient between PWVs (Precipitable Water Vapors) obtained from the radiometer and Global Positioning System satellite at Mokpo station is 0.92 on average. In order to investigate the structure and characteristics of precipitation, stability indexes related to rainfall such as the Convective Available Potential Energy (CAPE), K-index, and Storm RElative Helicity (SREH) were calculated using windprofiler at the NCIO from 14 to 16 September, 2007. CAPE and K-index tended to be large when the thermodynamic unstability was strong. On the other hand, SREH index was dominantly large when the dynamic unstability was strong due to the passage of the typhoon 'Nari'.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권1호
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• pp.41-53
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• 2020

The production of near- and off-shore fisheries in South Korea is decreasing due to rapid changes in the fishing environment, particularly including higher sea temperature in recent years. To improve the competitiveness of the fisheries, it is necessary to provide fish catch information that changes spatiotemporally according to the sea state. In this study, artificial intelligence models that predict the CPUE (catch per unit effort) of mackerel, anchovies, and squid (Todarodes pacificus), which are three major fish species in the near- and off-shore areas of South Korea, on a 15-km grid and daily basis were developed. The models were trained and validated using the sea surface temperature, rainfall, relative humidity, pressure,sea surface wind velocity, significant wave height, and salinity as input data, and the fish catch statistics of Suhyup (National Federation of Fisheries Cooperatives) as observed data. The 10-fold blind test results showed that the developed artificial intelligence models exhibited accuracy with a corresponding correlation coefficient of 0.86. It is expected that the fish catch models can be actually operated with high accuracy under various sea conditions if high-quality large-volume data are available.

• 한국물환경학회지
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• 제26권1호
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• pp.61-70
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• 2010

The increase of impervious cover (IC) in a watershed is known as an important factor causing alteration of water cycle, deterioration of water quality and biological communities of urban streams. The study objective was to assess the impact of IC changes on the surface runoff characteristics of Kap Stream basin located in Geum river basin (Korea) using the Storm Water Management Model (SWMM). SWMM was calibrated and verified using the flow data observed at outlet of the watershed with 8 days interval in 2007 and 2008. According to the analysis of Landsat satellite imagery data every 5 years from 1975 to 2000, the IC of the watershed has linearly increased from 4.9% to 10.5% during last 25 years. The validated model was applied to simulate the runoff flow rates from the watershed with different IC rates every five years using the climate forcing data of 2007 and 2008. The simulation results indicated that the increase of IC area in the watershed has resulted in the increase of peak runoff and reduction of travel time during flood events. The flood flow ($Q_{95}$) and normal flow ($Q_{180}$) rates of Kap Stream increased with the IC rate. However, the low flow ($Q_{275}$) and drought flow ($Q_{355}$) rates showed no significant difference. Thus the subsurface flow simulation algorithm of the model needs to be revisited for better assessment of the impact of impervious cover on the long-term runoff process.