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- 저자 : 신형섭(HyoungSub Shin) (검색결과 7 건)
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탁수환경 수조의 배경색에 따른 토사의 분광반사 정보추출
신형섭 ( Hyoungsub Shin ),이규호 ( Kyuho Lee ),박종화 ( Jonghwa Park ) 한국농공학회 2009 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2009 No.-
최근 택지개발 및 도로공사 등에서 유출되는 토사로 인해 농업용 저수지와 하천하류의 탁수가 심해지고 있다. 이런 토사에 의한 탁수의 장기화는 농업용 저수지와 수리구조물의 수자원 이용과 수중 생태계에 많은 피해를 미치고 있는 실정이다. 이러한 탁수환경변화는 시ㆍ공간적으로 분포하고 지속적으로 일어나기 때문에, 이에 대해 효과적으로 접근하기 위해서는 탁수환경에 영향을 미치는 토사에 대한 연구가 우선적으로 시행되어져야 한다. 현재까지 개발된 실측장비로는 시ㆍ공간적으로 변동하는 탁수의 특성을 충분히 관측하고 이해하는데 어려움이 따른다. 이러한 토사 정보의 추출 및 분석에 RS기법의 활용성이 증대되고 있으나 우리나라에서는 연구가 미진하여, 이에 대한 연구가 시급한 실정이다. 본 연구에서는 토사 재해 파악에 대한 기초연구로 RS기법을 이용하여 농업용 저수지와 하천에 영향을 미치는 실트와 모래의 토사농도와 분광반사특성의 상호관계를 파악하고자 하였다. 토사시료는 산림지 공사 현장에서 채취 후 체가름을 실시하여 모래(2.0~0.075 mm)와 실트(0.075~0.002 mm)로 분류하여 실험하였다. 제작한 실험용수조의 색을 변화(흑색, 백색)시켜 토사에 대한 배경색의 영향을 비교ㆍ분석하였다. 농업용저수지와 유사한 조건을 맞추기 위해 수조바닥에 배수펌프를 설치하여 물이 계속 움직이는 환경을 조성하였다. 임의로 분류한 5개 파장영역에서의 적분치를 분석함으로써 토사농도를 추정하기 위한 최적파장영역을 파악하고자 하였다. 본 연구를 통하여 탁수환경변화에 따른 토사정보의 정량적 정성적 추출 및 분석을 기대할 수 있으며, 토사농도를 추정할 수 있는 최적파장을 파악함으로써 계속적으로 발달하고 있는 고해상도 위성영상의 효과적인 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대되어진다.
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초분광 스펙트로미터를 활용한 분광특성 기반의 수심 측정 기법 적용성 검토
유호준,김동수,신형섭,You, Hojun,Kim, Dongsu,Shin, Hyoungsub 대한원격탐사학회 2020 大韓遠隔探査學會誌 Vol.36 No.2
최근 기후변화와 4대강 살리기 사업으로 인위적으로 조성된 하천의 급속한 재퇴적 및 침식이 의심스러운 상황이다. 이에 따라 최근 하천법을 개정하여 하상변동조사를 정기적으로 실시해야 한다고 규정하였다. 하지만 하상 조사의 공간적 범위 및 밀도가 대폭 증가하고 조사 간격은 줄어드는 추세에 반해 기술적인 한계가 존재하여, 국가기관 등에서 하상 조사 효율화를 위해 혁신적인 하상조사 기술 개발에 관심을 보이고 있다. 하상 조사의 핵심은 다양한 하천 조건에서 하천의 수심을 측정하는 것에 있으며, 일반적인 지상의 지형측량에 비해 수중에서의 직접 조사는 상대적으로 많은 위험과 시간, 비용을 수반한다. 이에 전통적인 기술의 한계를 극복하고자, 해양 수심측량에 주로 활용되어 온 음향측심기(Echo-sounder)를 하천에 적용하였지만, 여러 기술적 한계로 여전히 광범위한 영역에 대한 주기적인 조사에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 이에 원격탐사를 활용한 기법이 그 대안으로 각광받고 있으며, 특히 분광특성을 활용한 수심 측정의 가능성을 보이고 있다. 본 연구에서는 분광특성 중 반사도를 활용하여 수심을 측정할 수 있는 기술을 개발하고 이를 검토하고자 한다. 본 연구에서 제시한 기법을 적용한 결과, 약 0.95 m이내에 해당하는 수심 범위에서 실제 측정된 수심과 0.986, 0.053 m에 해당하는 상관성과 오차를 나타냄을 확인하였다. 향후 본 연구를 드론에 탑재된 초분광 센서에 접목할 경우, 공간적인 수심 측정에 가능할 것으로 사료되며, 광범위한 영역의 주기적인 하상변동조사에 큰 기여를 할 것으로 판단된다. Recently, the rapid redeposition and erosion of rivers artificially created by climate change and the Four Rivers Restoration Project is questionable. According to the revised law in Korea, the river management agency will periodically carry out bed changes surveys. However, there are technical limitations in contrast to the trend of increasing spatial coverage, density and narrowing of intervals. National organizations are interest in developing innovative bed changessurvey techniquesfor efficiency. Core of bathymetry survey is to measure the depth of rivers under a variety of river conditions, but that is relatively more risky, time-consuming and expensive compared to conventional ground surveys. To overcome the limitations of traditional technology, echo sounder, which has been mainly used for ocean depth surveying, has been applied to rivers. However, due to various technical limitations, it is still difficult to periodically investigate a wide range of areas. Therefore, technique using the remote sensing has been spotlighted as an alternative, especially showing the possibility of depth measurement using spectral characteristics. In this study, we develop and examine a technique that can measure depth of water using reflectance from spectral characteristics. As a result of applying the technique proposed in thisstudy, it was confirmed that the measured depth and the correlation and error corresponding to 0.986 and 0.053 m were measured in the depth range within 0.95 m. In the future, this study could be applied to the measurement of spatial depth if it is applied to the hyperspectral sensor mounted on the drone.
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박진기 ( Jinki Park ),신형섭 ( Hyoungsub Shin ),나상일 ( Sangil Na ),박종화 ( Jonghwa Park ) 한국농공학회 2009 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2009 No.-
최근 지구온난화와 기후변화의 영향으로 계절에 따른 한반도의 홍수나 가뭄, 그리고 국지성 호우 등 각종 이상기후 발생이 늘어나고 규모도 커지고 있다. 이러한 원인 중에는 도시개발 등으로 인한 피복형태의 변화를 들 수 있다. 따라서 지구환경에 대한 영향을 파악하기 위해서는 식생 변화에 대한 주기적인 모니터링과 식생변화 특성에 대한 정보 획득과 평가가 필요하다. 위성영상을 이용한 식생조사의 경우 센서에 의해 감지되는 유용한 자료는 식물의 잎으로부터 얻어지므로 잎의 구조와 특성에 따른 분광특성을 이해함으로써 인공위성 영상자료를 식생조사에 활용할 수 있는 방법을 찾을 수 있을 것이다. 인공위성 영상자료를 이용한 식생지수는 식생의 활력도 및 녹피율에 따른 가시광선 및 근적외선 파장영역에서의 반사량의 차이를 이용한 계산식으로 식생의 생체량이나 생산성, 엽면적, 녹피율 등을 조사하고 예측 할 수 있다. 또한 현장에서 얻어진 작물의 생육단계별 분광반사를 정확하게 측정하여 그 특성을 파악해 둔다면 작물의 생태학적 특성과 생육량, 그리고 병충해의 유무, 한발에 의한 물 스트레스 정도, 홍수에 의한 침수 피해상황 등의 파악이 가능할 것이다. 본 연구는 논과 밭작물의 성장에 따른 식생특성을 분석하는데 중점을 두었으며, 대상지역은 충북 청원군 오창면 소로리 등에 대해 조사하고 검토하였다. 현장 조사를 실시한 작물은 양파, 감자, 옥수수, 마늘, 고추 및 벼 6종으로 시기별로 약간 차이를 보인다. 각 작물에 대해 휴대용 분광복사계(Li-1800, Li Cor. Inc.)를 이용하여 생육단계별 작물의 분광반사특성과 생육상태를 파악하고 식생수관 분석장치(LAI-2000, Li Cor. Inc.)를 이용하여 작물에 대한 엽면적지수를 측정하였다. 현장자료와 비교 검토를 위해 원격탐사 자료로 Landsat 영상을 참조자료로 활용하였다. 현장실험으로 얻어진 분광반사 자료와 엽면적지수를 기초로 Landsat 영상과 비교 분석하여 이 지역에 분포하는 작물의 특성을 나타내는 지수를 추출하여 제시하고자 하였다.
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이윤호 ( Yunho Lee ),김서준 ( Seojun Kim ),신형섭 ( Hyoungsub Shin ),유호준 ( Hojun You ) 한국농공학회 2019 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2019 No.-
최근 4차산업혁명 관련 기술이 비약적으로 발전함에 따라 원격탐사(Remote Sensing;RS)를 농업분야에서 활용하는 연구가 증가하는 추세이다. 위성영상은 넓은 지역에 대해 공간정보를 취득할 수 있는 장점이 있는 반면에 우리나라 기후 특성상 생육이 활발한 6∼8월에는 장마로 인해 영상의 품질이 낮아지므로 농작물 모니터링을 수행하기에는 일정 부분 한계를 지니고 있다. 또한 소규모 면적에 여러 작물을 재배하는 혼작형태의 작부체계를 지니고 있어서 국외 농업환경 모니터링에 적용하는 위성영상 활용에는 어려움이 존재한다. 이에 대한 대안으로 무인기(UAUnmanned Aerial Vehicle;UAV)를 이용하는 방안이 부각되고 있으며, 이를 이용한 농업 모니터링 관련 연구가 활발히 수행되고 있다. 무인기는 비교적 낮은 고도에서 노지를 촬영할 수 있고, 장비의 이동 및 가동에 소요되는 시간이 짧기 때문에 정밀 농업 모니터링 분야에서 활용성이 매우 높아지고 있다. 현재 무인기 기반의 농업 모니터링은 일반적으로 400∼680nm 파장대역인 가시광선(RGB), 720nm 파장대역인 Red edge 및 840nm 파장대역인 근적외선(NIR) 밴드 등을 포함하는 다중분광(Multispectral) 센서를 활용한다. 농업 모니터링 실무에서 무인기 영상에 대해 NDVI 등과 같은 다양한 식생지수(Vegetation Index)를 적용하여 활용하는 기술이 점차적으로 증가하고 있는 추세이나, 다양한 농작물의 고유 분광특성은 어느 정도 차이가 있기 때문에 다중분광 영상만으로 정밀한 모니터링을 수행하기에는 한계가 있다. 최근 초분광 센서 기술의 발달로 무인기에 탑재할 수 있도록 소형화·경량화되는 추세이며, 이러한 기술을 이용하여 취득되는 초분광 영상은 수백 개 밴드에 해당하는 분광정보를 확인할 수 있기 때문에 정밀 농업모니터링 분야에서 활용성이 매우 높아질 것으로 판단된다. 이에 본 연구는 무인기 기반 초분광 영상을 이용하여 농업 모니터링 부분에 적용하기 위한 기초연구로서 우선적으로 마늘 작물추출에 목적을 두고 수행하였다. 대상지는 전라남도 무안에 위치한 국립식량과학원 바이오에너지작물연구소의 마늘 필지를 대상으로 무인기 기반의 초분광 영상을 촬영하여 마늘의 분광특성을 확인하였으며, 이를 이용하여 마늘 작목을 추출하는 기술을 개발하였다. 본 연구에서는 400nm∼1000nm 파장대의 영역을 150개 밴드로 촬영 가능한 초분광센서를 사용하였고, 추가적으로 무인기 기반의 가시광선 영상과 다중분광 영상도 동시에 촬영하여 작목 추출 결과를 비교하였다. 연구 결과 필지 단위의 마늘 분광특성을 매우 정밀하게 확인할 수 있었다. 마늘 작목 추출에 있어서 가시광선영상과 다중분광 영상의 경우는 마늘의 녹색영역만 추출이 가능하였으나, 초분광 영상은 마늘의 분광특성을 활용하여 더욱 명확하게 작목 추출이 가능하였다. 또한 다양한 식생지수(Vegetation Index;VI)를 활용하여 필지 단위로 추출한 마늘 작목에 대한 평가도 가능하였다. 본 연구의 개발 기술은 향후 무인기 기반의 초분광 영상을 활용하여 다양한 농작물에 대한 작목 추출 및 생육 평가에 활용 가능할 것으로 기대한다.
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이규호 ( Kyuho Lee ),박진기 ( Jinki Park ),신형섭 ( Hyoungsub Shin ),나상일 ( Sangil Na ),박종화 ( Jonghwa Park ) 한국농공학회 2009 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2009 No.-
저수지와 같은 기반시설 정비에 있어서는 시설이 갖는 다원적 기능의 현상과 가능성을 적절하게 파악하고 이를 기초로 정비계획을 입안할 필요가 있다. 그러나 각각의 저수지가 현재 어떠한 다원적 기능을 가지고 있는지 또한 정비 등으로 어떠한 다원적 기능을 발휘할 것인지를 판단하는 것은 매우 어렵다. 현재 전국의 등록된 저수지는 17,679개로 설치년도가 50년 이상인 저수지가 10,981개로 전채의 62%를 차지하고 있다. 이렇게 노후화된 시설이 대부분을 차지하는 현 시점에서 물부족국가의 위치에 있는 우리의 경우 이러한 노후화된 저수지를 효율적으로 활용하는 방법을 찾는 것이 매우 중요하다. 최근들어 농림수산식품부와 한국농어촌공사는 4대강 물길 따라 흐르는 농촌 희망 금수강촌 프로젝트의 일환으로 4대강 수계의 저수지 둑을 높여 한해와 수해를 사전 예방하고자 둑 높임사업을 추진하고 있다. 둑 높임 사업의 목적은 기존 농업용 저수지의 둑을 높여 담수량을 늘려 홍수 및 가뭄등 재해예방과 주변 지역의 환경용수를 확보하여 공급하는데 있다. 한국농어촌공사는 농업용저수지 둑 높임 사업으로 저수지 138개에 대한 현지조사를 실시하고 이중 96개를 선정하여 사업을 추진하고 있다. 따라서 본 연구에서는 저수지가 갖는 다원적기능을 발휘하고 규모에 따라 안전하게 저수지 둑 높임을 할 수 있는 방법에 대해 조사 분석하여 제시하고자 한다.
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