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차연산과 분광미분을 이용한 항공 초분광영상의 식생지수 산출 적절밴드 선택
김태우 ( Tae Woo Kim ),위광재 ( Gwang Jae We ),서용철 ( Yong Cheol Suh ) 한국지리정보학회 2013 한국지리정보학회지 Vol.16 No.4
최근 초분광영상의 활용 연구사례와 다양한 분광지수들의 개발과 평가가 지속적으로 증가하고 있다. 특히 식생원격탐사 분야에서는 식생의 스트레스와 활력에 대한 지표로 식생지수가 사용되며 일반적으로 NIR과 red 파장대의 두 개 혹은 이상의 분광밴드를 선택적으로 사용하고 있다. 항공 초분광영상은 좁고 연속적인 수많은 밴드를 가지기 때문에 식생지수를 위한 밴드선택에 혼돈을 야기할 수 있다. 만약 식생지수를 개발하는 과정에서 사용된 밴드와 항공기를 이용해 취득한 센서의 밴드정보와 동일하지 않다면, 탐지 대상의 광학특성에 대한 설명력이 높은 적절한 밴드를 선택하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 NIR과 red 파장영역에 속하는 4개의 후보밴드를 선택하고 이들의 조합으로 계산된 NDVI(normalized difference vegetation index)와 MSRI(modified simple ratio index)를 산출하였다. 산출된 식생지수들에 대해서 각 지수들의 변이를 살펴보기 위해 변화탐지 기법의 차연산(image differencing)을 이용하였다. 또한 보다 직접적인 분석을 위해서 분광미분(spectral derivative)을 통하여 임상도로 구분되는 식생의 종류별 분광특성을 가장 잘 설명할 수 있는 밴드를 확인하였다. 연구 결과로 후보밴드들 중에서 red #3(680.2㎚)와 NIR#2(801.7㎚)가 수림에 영향을 적게 받고 밴드의 변동이 적은 적절한 밴드로 선택할 수 있었다. Recently the various applications and spectral indices development of airborne hyperspectral imagery(A-HSI) has been increased. Especially the vegetation indices (VIs) were used to verify stress and vigor of vegetation. The VIs needs two or more spectral bands selectively to calculate as NIR(near infrared) and red wavelength. The A-HIS has specific band characteristics as narrow, continues and many. The A-HIS has narrow, continues and many specific band characteristics. That could be make it confuse which of bands could be explained for appropriate vegetation characteristics. If the A-HIS bands is not the same the wavelength with VIs`development band setting, then it need a selection adequate for spectral characteristics of target vegetation. Therefore we set 4 substitute bands for NIR and red wavelength respectively and calculated two VIs combined with substitute bands such as NDVI(normalized difference vegetation index) and MSRI(modified simple ratio index). To consider the variation of each VIs, we adapted the image differencing method of change detection technique. Also, we used spectral derivative to identify appropriate bands for spectral characteristics of digital forest cover type map. The result of adequate bands for two VIs selected red #3 as 680.2nm and NIR #2 as 801.7nm. This wavelength was good for any forest type in low variations.
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다중시기 영상자료를 이용한 을숙도 습지 지역의 정성적 변화분석
이재원 ( Jae One Lee ),김용석 ( Yong Suk Kim ),위광재 ( Gwang Jae We ) 한국지리정보학회 2010 한국지리정보학회지 Vol.13 No.2
본 연구는 낙동강 하구 을숙도 지역에 대하여 지난 30년간의 다중시기 영상정보를 수집하였으며 이를 기반으로 지형변화에 대한 정성적 분석을 수행하였다. 우선 자료 획득을 위하여 현지조사 및 지상기준점 측량을 실시하였고, 영상정보는 아날로그와 디지털 영상으로 구분하여 분석하였다. 취득된 영상은 고정밀 스캔과정과 기하보정을 거쳐 정사 모자이크 영상으로 제작하였으며, 시기별 총 9단계로 구분하여 정성적 분석을 실시하였다. 을숙도 지역의 환경적 지형변화는 1980년 중후반 대규모 건설공사로 인하여 많은 변화가 생겼음을 본 연구를 통하여 나타났다. 그리고 1990년대 후반에 들어서는 무분별한 경작지들을 정리하고 인공생태 습지 복원을 시작하였으며, 2000년대에는 대규모 교량 공사로 인한 지형의 변화가 생겼음을 알 수 있었다. 향후 4대강 살리기 사업으로 인한 이 지역의 지형적, 환경적 변화가 빠르게 진행되는 상황에서 본 연구의 분석 결과는 중요한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. This research collected some multi-image information of Nakdong River Estuary Eulsukdo area in last 30 years, which are used as the basis information in running the qualitative analysis of the topography relief`s deformation. First, to obtain the data, this research carried out a field survey and GCP measurement, then classified and collected the image information by analog and digital image. The acquired images which have passed a high-precise scan process and geometric correction is manufactured by Ortho Mosaic image, then divided them into 9 sections time period classification before we run a qualitative analysis. In late of 1980`s there are many changes of environmental topography deformation of the Eulsukdo area which caused by large scale building constructions, appeared to be known through this research. And then in late of 1990`s, we organized the wild cultivated lands, started the wetland restoration of the artificial ecology, in 2000`s we are able to know the existence of topograph relief change which caused by big scale of bridge construction. Hereafter, in this quick process of the environmental and topographical change of this area caused by the 4 major rivers restoration project, the analysis results of this experiment are expected to be something applicable as important basic data.
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항공수심측량 촬영설계 소프트웨어 개발을 위한 요구사항 분석
김동욱(Kim, Dong Wook),고아라(Goh Ara),김은영(Kim, Eun Young),위광재(We Gwang Jae) 한국측량학회 2016 한국측량학회 학술대회자료집 Vol.2016 No.4
항공수심측량 장비를 이용하여 수심정보를 획득하기 위해서는 비행코스에 대한 설계가 필요하다. 비행코스를 설계하기 위해서는 촬영 센서 및 비행체의 운용 환경 등에 대한 정보가 입력되어야 하며 특히 수심측량의 경우에는 연안 지역에 대한 조석 정보도 필요하다. 본 논문에서는 이러한 정보들을 반영하여 비행코스를 설계할 수 있는 소프트웨어의 개발 과정에 대해서 설명하고자 한다. 소프트웨어 분석 시에는 해외 소프트웨어의 조사 및 요구 사항의 분석을 통해 소프트웨어에 대한 전체 구현요소를 정의하였다. Designing flight course is necessary in order to acquire depth information using bathymetry equipment. To design a flight course, we must enter information about sensor and operating environment of the vehicle. In particular, tide information is needed for the bathymetry of the coastal area. In this paper, we described software development process that reflects these information. In case of software analysis, we define overall requirement of software through investigation of common use software, analysis of usecase.
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분광각매퍼 기법을 적용한 항공기 탑재 초분광영상의 소규모 녹지공간 탐지
김태우 ( Tae Woo Kim ),최돈정 ( Don Jeong Choi ),위광재 ( Gwang Jae We ),서용철 ( Yong Cheol Suh ) 한국지리정보학회 2013 한국지리정보학회지 Vol.16 No.2
도시녹지는 열섬현상을 감소시키고 여가나 휴식 공간으로 활용되는 등 도시민의 삶의 질을 향상시키는 중요한 역할을 하는 도시 기반시설이다. 그러나 양적인 개발효율에 치중한 관행으로 도시녹지의 체계적인 관리가 미흡했던 것이 사실이다. 녹지총량제와 같은 보존을 위한 제도적 틀은 갖추어 가고 있지만, 정확한 녹지량을 산정하는 기술적 측면은 상대적으로 보완할 여지가 크다. 최근 들어 원격탐사를 이용한 녹지나 도시 기반시설의 정량적 탐지를 수행한 다양한 연구들이 수행 되었다. 그러나 기존 연구들이 활용한 자료의 공간 해상도를 고려하였을 때 도시 내에 무수히 존재하는 소규모 녹지공간의 탐지가 효과적으로 되었다고 보기 힘들다. 이러한 맥락에서 본 연구에서는 초분광 영상(CASI-1500)을 활용한 도시 내 소규모 녹지에 대한 정량적 탐지를 수행하였다. 이를 위해 식생지수를 산출하여 소규모 녹지공간의 탐지 여부를 검토한 뒤, ISODATA와 SAM 기법을 적용한 감독분류, 무감독분류를 통해서 각 방법들이 소규모 녹지공간 탐지에 적절한지 비교하였다. 미분류, 불투수성, 녹지로 의심되는 영역, 녹지의 4개의 피복으로 분류하여 SAM 기법에 사용된 참조스펙트럼의 차이를 비교하였다. Urban green space is one of most important aspects of urban infrastructure for improving the quality of life of city dwellers as it reduces the heat island effect and is used for recreation and relaxation. However, no systematic management of urban green space has been introduced in Korea as past practices focused on efficient development. A way to calculate the amount of green space needed to complement an urban area must be developed to preserve urban green space and to determine ``regulations determining the total amount of greenery``. In recent years, various studies have quantified urban green space and infrastructure using remotely sensed data. However, it is difficult to detect a myriad small green spaces in a city effectively when considering the spatial resolution of the data used in existing research. In this paper, we quantified small urban green spaces using CASI-1500 hyperspectral imagery. We calculated MCARI, a vegetation index for hyperspectral imagery, to evaluate the greenness of small green spaces. In addition, we applied image-classification methods, including the ISODATA algorithm and Spectral Angle Mapper, to detect small green spaces using supervised and unsupervised classifications. This could be used to categorize land-cover into four classes: unclassified, impervious, suspected green, and vegetation green.
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이동하(Lee, Dong Ha),위광재(We, Gwang Jae),정태준(Jung, Tae Jun),염민교(Youm, Min Kyo),윤홍식(Yun, Hong Sik) 한국측량학회 2012 한국측량학회 학술대회자료집 Vol.2012 No.4
본 연구의 목적은 육상과 해상 수직기준체계에 적합된 합성지오이드모델 간의 편차를 이용하여 TBM과 BM의 표고 성과를 대상지역 내에서 균질하고, 정확하게 변환함으로써 이원화된 국가수직기준 체계를 효율적으로 통합할 수 있도록 하는 것에 있다. 따라서 본 과업의 가장 핵심적인 사항은 육상과 해상 수직기준체계 기준의 합성지오이드모델을 정확하게 결정하고, 그 후 이를 통해 두 합성지오이드모델 간의 편차를 정확하게 계산하는 것이다. 정밀한 합성지오이드모델의 개발을 위해 육상 및 해상 기준의 표고 성과가 함께 고시되어 있는 약 70점의 TBM에 대해 두 성과 간 차이를 비교?분석하였으며, 최소 4시간 이상의 정밀 GPS 관측을 수행하여 지역 및 인천 평균해수면 기준의 기하학적 지오이드고를 계산하였다. 또한, 기하학적 지오이드고와 중력지오이드모델의 적합 시 타원체고 관측오차가 기하학적 지오이드고에 전파되어 합성지오이드모델의 정확도를 저하시키지 않도록, GAMIT/GLOBK 정밀해석 S/W를 이용하여 각 TBM에 대한 타원체고를 정밀하게 결정하였다. 마지막으로 최종적으로 개발된 육상과 해상 기준의 합성지오이드모델을 이용하여 모델 간 편차를 결정하였으며, 이를 도서지역에 설치된 약 20점 TBM 성과에 적용하여 지역적 평균해수면 기준의 표고 성과를 인천만 평균해수면 기준의 표고 성과로 변환하였다. 이를 통해 합성지오이드모델을 이용한 수직기준체계 변환방법의 정확도와 활용성을 평가하고, 육상과 해상 수직기준체계 변환 시 오차범위와 국가 수직기준체계 일원화를 위한 합성지오이드모델 이용방안을 제시하였다. The present paper intends to present a measure to effectively integrate the current dual national vertical datums of land and sea through the development of a precise gravimetric geoid model and the use of the hybrid geoid model of land and sea. The most important thing in the vertical datum surface conversion modeling that is presented in this paper is the determination of an accurate hybrid geoid model. The deviations between models were determined using the hybrid geoid model for land and sea. The accuracy was about 3 cm when these deviations were used for the conversion of mean sea level and the conversion of vertical datum surface. This result suggests that the development of a precise gravimetric geoid model using marine gravity data would allow us to determine the height of the mean sea surface by using a hybrid geoid model that has been fitted to TBM and a surface hybrid geoid model that has been fitted to the BM. It is expected that this could overcome the limitations of the existing GPS/Leveling method. The findings of this study will minimize confusion due to disagreement of height information when they are used in connection with the surface and marine national spatial data, and also minimize the economic and time losses in the development of the coastal area and the marine disaster prevention. Especially in the marine area, using a geoid model based on the invariable ellipsoidal surface instead of the mean sea level that changes over time and space will allow us to easily identify the differences between local mean sea levels.
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