Landsat 시계열 영상을 이용한 한강 수계 호수 수온과 계절적 성충 현상 분석

한향선,이훈열,Han, Hyang-Sun,Lee, Hoon-Yol 대한원격탐사학회 2005 大韓遠隔探査學會誌 Vol.21 No.4

Landsat 시계열 영상과 실측수온자료를 이용하여 한강 수계 댐호들의 표면수온과 계절적 성층현상을 분석하였다. 1994년에서 2004년까지 29회에 걸쳐 얻어진 Landsat-5, 7 열적외선 영상으로부터 NASA 경험식을 이용하여 호수의 표면수온을 추출하였고, 이를 하천형 댐호인 파로호, 춘천호, 의암호, 청평호, 팔당호의 표층수온, 그리고 호소형 댐호인 소양호의 상층수온(수심 10m) 자료와 비교하였다. 십 수 년간 매월 1회 측정된 수온자료를 위성관측 날짜에 보간하여 사용하였음에도 불구하고, 하천형 댐호들에서는 수온오차(위성관측수온-실측보간수온)의 표준 편차가 $2^{\circ}C$ 이하인 영상이 94개로서, 새로운 통계적 대기보정을 적용할 수 있었다. 실측보간수온과 위성관측수온의 상관계수는 소양호가 0.915 (대기보정 후 0.950), 다른 호수는 0.951-0.980 (대기보정 후 0.979-0.997)로서, 높은 상관성을 보여주었다. 이는 수심이 얕고 인위적인 물의 유입과 유출이 연중 계속되는 하천형 댐호의 표층에는 혼합층이 상시 존재하고 수온의 일변화 및 월변화가 비교적 연속적이기 때문인 것으로 해석되었다. 그러나 소양호에서는 4-7월에 위성관측수온이 실측보간수온보다 $3-5^{\circ}C$ 더 높게 나타나는 이상 수온오차가 관찰되었다. 한강 수계의 최상류에 위치하며 수심이 깊고 자연적인 유입량만이 존재하는 소양호에서 이 시기는 상층수의 물리적 혼합현상이 없이 매우 안정적이고, 일조량 증가에 따라 호수 상층부에 수온약층이 발달하기 때문에, 수심 10m에서 측정된 실측수온보다 위성으로 관측된 표면수온이 연중 비교적 건조한 이 시기에 더 높게 나타나는 것으로 밝혀졌다. We have analyzed surface water temperature and seasonal stratification of lakes in the Han river system using time-series Landsat images and in situ measurement data. Using NASA equation, at-satellite temperature is derived from 29 Landsat-5 TM and Landsat-7 ETM+ images obtained from 1994 to 2004, and was compared with in situ surface temperature on river-type dam lakes such as Paro, Chuncheon, Euiam, Chongpyong, Paldang, and with 10m-depth temperature on lake-type dam lake Soyang. Although the in situ temperature at the time of satellite data acquisition was interpolated from monthly measurements, the number of images with standard deviation of temperature difference (at-satellite temperature - in situ interpolated temperature) less than $2^{\circ}C$ was 24 on which a novel statistical atmospheric correction could be applied. The correlation coefficient at Lake Soyang was 0.915 (0.950 after correction) and 0.951-0.980 (0.979-0.997 after correction) at other lakes. This high correlation implies that there exist a mixed layer in the shallow river-like dam lakes due to physical mixing from continuous influx and efflux, and the daily and hourly temperature change is not fluctuating. At Lake Soyang, an anomalous temperature difference was observed from April to July where at-satellite temperature is $3-5^{\circ}C$ higher than in situ interpolated temperature. Located in the uppermost part of the Han river system and its influx is governed only by natural precipitation, Lake Soyang develops stratification during this time with rising sun elevation and no physical mixture from influx in this relatively dry season of the year.

북극의 KOMPSAT-1 EOC 영상과 SSM/I NASA Team 해빙 면적비의 비교 연구

한향선 ( Hyang Sun Han ),이훈열 ( Hoon Yol Lee ) 大韓遠隔探査學會 2007 大韓遠隔探査學會誌 Vol.23 No.6

인공위성 수동 마이크로파(passive microwave, PM) 센서는 1970년대부터 극지 해빙의 면적비 (sea ice concentration, SIC)와 표면 온도(ice temperature), 적설 두께(snow depth) 등을 관찰하고 있다. 특히 SIC는 기후 및 환경 변화 관찰을 위한 1차 요소로 고려되는 등 다양한 연구 분야에서 중요한 역할을 하기 때문에 PM SIC의 지속적인 검증과 보정이 필요하다. 본 연구에서는 2005년 7-8월 북극해의 가장 자리를 촬영한 KOMPSAT-1 EOC 영상으로부터 SIC를 계산하였고, 이를 NASA Team(NT) 알고리즘으로 계산된 SSM/I SIC와 비교하였다. EOC와 SSM/I NT SIC는 서로 다른 해상도와 관측 시각을 가지며 북극의 여름철 해빙 분포지역의 가장자리에서 해빙의 시공간적인 변화가 크기 때문에, 해빙의 유형을 고려하지 않았을 경우 0.574의 낮은 상관성을 보였다. 해빙의 유형에 따른 SSM/I NT SIC를 검증하기 위하여 EOC 영상으로부터 정착빙, 부빙, 유빙으로 해빙 형태를 분류하였고, 각 유형 별로 EOC와 SSM/I NT SIC를 비교하였다. 정착빙의 면적비는 EOC와 SSM/I NT SIC 사이에서 평균 오차가 0.38%로 매우 유사한 값을 나타냈다. 이는 정착빙의 시공간적인 변화가 작기 때문이며, 표면에 쌓인 눈은 건조한 상태일 것으로 추정되었다. 부빙의 경우 NT 알고리즘에서 면적비가 과소평가되는 빙맥(ice ridge)과 new ice가 많이 관찰되었으며, 이로 인해 SSM/I NT SIC는 EOC보다 평균 19.63% 작은 값을 나타냈다. 유빙 지역에서 SSM/I NT SIC는 EOC보다 평균 20.17% 큰 값을 가진다. 유빙은 부빙의 가장자리와 가까운 지역에 위치하기 때문에 SSM/I의 넓은 IFOV 내에 비교적 높은 SIC를 가지는 부빙이 포함되어 오차를 일으킬 수 있다. 또한 유빙 표면에 쌓인 수분 함량이 높은 눈의 영향으로 SSM/I NT SIC가 과대 측정되었을 것으로 사료된다. Satellite passive microwave(PM) sensors have been observing polar sea ice concentration(SIC), ice temperature, and snow depth since 1970s. Among them SIC is playing an important role in the various studies as it is considered the first factor for the monitoring of global climate and environment changes. Verification and correction of PM SIC is essential for this purpose. In this study, we calculated SIC from KOMPSAT-1 EOC images obtained from Arctic sea ice edges from July to August 2005 and compared with SSM/I SIC calculated from NASA Team(NT) algorithm. When we have no consideration of sea ice types, EOC and SSM/I NT SIC showed low correlation coefficient of 0.574. This is because there are differences in spatial resolution and observing time between two sensors, and the temporal and spatial variation of sea ice was high in summer Arctic ice edge. For the verification of SSM/I NT SIC according to sea ice types, we divided sea ice into land-fast ice, pack ice, and drift ice from EOC images, and compared them with SSM/I NT SIC corresponding to each ice type. The concentration of land-fast ice between EOC and SSM/I SIC were calculated very similarly to each other with the mean difference of 0.38%. This is because the temporal and spatial variation of land-fast ice is small, and the snow condition on the ice surface is relatively dry. In case of pack ice, there were lots of ice ridge and new ice that are known to be underestimated by NT algorithm. SSM/I NT SIC were lower than EOC SIC by 19.63% in average. In drift ice, SSM/I NT SIC showed 20.17% higher than EOC SIC in average. The sea ice with high concentration could be included inside the wide IFOV of SSM/I because the drift ice was located near the edge of pack ice. It is also suggested that SSM/I NT SIC overestimated the drift ice covered by wet snow.

MODIS 영상을 이용한 빙하의 정규청빙지수(NDBI) 개발 및 변화요인 분석

한향선 ( Hyang Sun Han ),지영훈 ( Young Hun Ji ),김연춘 ( Yeon Chun Kim ),이훈열 ( Hoon Yol Lee ) 대한원격탐사학회 2014 大韓遠隔探査學會誌 Vol.30 No.4

빙상이나 빙하, 빙붕에서 푸른색의 얼음이 지표에 노출되어 있는 지역을 청빙지대라 한다. 이는 빙하 표면에 쌓인 눈이 바람에 의해 침식되거나 기온과 일사량에 따른 승화로 인해 대부분 제거되기 때문이다. 청빙지대는 운석이 농집되기 쉽고 빙체의 질량균형에 매우 큰 영향을 미치기 때문에, 청빙의 노출도 및 밀집도에 대한 정량적 지표의 개발이 요구되고 있다. 이 연구에서는 2007~2012년에 동남극 맥머도 드라이벨리를 촬영한 MODIS 영상을 이용하여 청빙과 눈, 구름의 분광반사특성을 분석하고, 청빙의 노출도 및 밀집도를 정량화 할 수 있는 정규청빙지수(Normalized Difference Blue-ice Index, NDBI) 알고리즘을 고안하였다. 눈과 구름은 가시광선과 근적외선 파장대역에서 매우 높은 반사율을 나타낸다. 청빙은 청색 파장대역에서 높은 반사율을 보이는 반면에, 근적외선 파장대역에서 낮은 반사율을 보인다. NDBI 알고리즘은 청색과 근적외선 파장대역에서의 반사율 차이를 두 반사율의 합으로 나누는 것으로 표현된다[NDBI = (Blue _ NIR)/(Blue + NIR)]. 청빙의 NDBI는 노출도와 밀집도에 따라 0.2~0.5의 값을 가지며, 0.2 이하의 값을 가지는 눈과 구름이나 음수의 값을 나타내는 암석으로부터 명확히 구분되었다. 청빙의 NDBI가 시간에 따라 변화하는 현상은 맥머도 드라이벨리의 기상관측소에서 측정된 풍속(R2 = 0.012)이나 기온(R2 = 0.278) 보다는 적설두께와 가장 높은 상관성(R2 = 0.699)을 나타냈다. 적설두께가 증가할수록 NDBI 값은 감소하였는데, 이는 청빙지대의 NDBI 값으로부터 적설량의 추정이 가능함을 의미한다. 이 연구에서 개발된 NDBI 알고리즘은 운석탐사, 빙체의 질량균형 분석, 적설량 추정 등 다양한 극지연구 분야에서 매우 유용하게 사용될 것으로 전망된다. Blue-ice area is a glacial ice field in ice sheet, ice shelf and glaciers where snow ablation and sublimation is larger than snowfall. As the blue-ice area has large influences on the meteorite concentration mechanism and ice mass balance, it is required to quantify the concentration of blue-ice. We analyzed spectral reflectance characteristics of blue-ice, snow and cloud by using MODIS images obtained over blue-ice areas in McMurdo Dry Valleys, East Antarctica, from 2007 to 2012. We then developed Normalized Difference Blue-ice Index (NDBI) algorithm which quantifies the concentration of blue-ice. Snow and cloud have a high reflectance in visible and near-infrared (NIR) bands. Reflectance of blue-ice is high in blue band, while that lowers in the NIR band. NDBI is calculated by dividing the difference of reflectance in the blue and NIR bands by the sum of reflectances in the two bands so that NDBI = (Blue _ NIR)/(Blue + NIR). NDBI calculated from the MODIS images showed that the blue-ice areas have values ranging from 0.2 to 0.5, depending on the exposure and concentration of blue-ice. It is obviously different from that of snow and cloud that has values less than 0.2 or rocks with negative values. The change of NDBI values in the blue-ice area has higher correlation with snow depth (R2 = 0.699) than wind speed (R2 = 0.012) or air temperature (R2 = 0.278), all measured at a meteorological station installed in McMurdo Dry Valleys. As the snow depth increased, the NDBI value decreased, which suggests that snow depth can be estimated from NDBI values over blue-ice areas. The NDBI algorithm developed in this study will be useful for various polar research fields such as meteorite exploration, analysis of ice mass balance as well as the snow depth estimation.

DDInSAR 기반의 빙하연구를 위한 동남극 테라노바 만의 조위모델 정밀도 평가

한향선 ( Hyang Sun Han ),이주한 ( Joo Han Lee ),이훈열 ( Hoon Yol Lee ) 대한원격탐사학회 2013 大韓遠隔探査學會誌 Vol.29 No.4

이중차분간섭기법(Double-Differential Interferometric SAR; DDInSAR)을 이용하여 빙하의 조위반응을 정확히 해석하기 위해서는 극지 해양에 대한 조위모델의 정밀도 평가가 수행되어야 한다. 이 연구에서는 동남극 테라노바 만에서 TPXO7.1, FES2004, CATS2008a, Ross_Inv 조위모델의 정밀도를 평가하기 위해 2년 동안 획득된 16쌍의 one-day tandem COSMO-SkyMed SAR 간섭영상으로부터 생성한 120개의 DDInSAR 영상과 수압식 파고계로 11일 동안 실측한 조위를 이용하였다. 먼저, DDInSAR 영상과 조위모델로 추출된 조위의 이중차분값(△T)을 비교하였으며, 실측조위와 조위모델의 조위(T), 그리고 실측조위와 조위모델 조위의 24시간 차분값(T)을 비교하였다. △T와 T, T의 평균제곱근오차(root mean square error; RMSE)는 조위모델의 역기압 효과(inverse barometer effect; IBE) 보정 후에 감소하였고, 이로부터 조위모델의 IBE는 필수적으로 보정되어야 함이 확인되었다. T와 △T는 T보다 작은 RMSE를 보였다. 이는 SAR 간섭쌍의 시간차(24시간) 동안의 차분값인 에 조위모델과 실측조위의 평균해수면 오차와 조위모델이 사용하는 조화상수 중 S2, K2, K1, P1의 오차가 상쇄되기 때문이다. 따라서 IBE가 보정된 조위모델의 T와 △T가 DDInSAR 기법에 사용될 수 있음을 확인하였다. 단기간 실측된 조위로는 최적의 조위모델 선정에 어려움이 있었으나, DDInSAR를 이용한 정밀도 평가에 의하면 Ross_Inv가 4.1 cm의 RMSE를 보여 테라노바 만의 DDInSAR에 가장 적합한 조위모델로 확인되었다. Accuracy assessment of tide models in polar ocean has to be performed to accurately analyze tidal response of glaciers by using Double-Differential Interferometric SAR (DDInSAR) technique. In this study, we used 120 DDInSAR images generated from 16 one-day tandem COSMOSkyMed DInSAR pairs obtained for 2 years and in situ tide height for 11 days measured by a pressure type wave recorder to assess the accuracy of tide models such as TPXO7.1, FES2004, CATS2008a and Ross_Inv in Terra Nova Bay, East Antarctica. Firstly, we compared the double-differential tide height (Δ. T) for Campbell Glacier Tongue extracted from the DDInSAR images with that predicted by the tide models. Tide height (T) from in situ measurement was compared to that of the tide models. We also compared 24-hours difference of tide height (. T) from in situ tide height with that from the tide models. The root mean square error (RMSE) of Δ. T, T and .T decreased after the inverse barometer effect (IBE)- correction of the tide models, from which we confirmed that the IBE of tide models should be corrected requisitely. The RMSE of .T and Δ.T were smaller than that of T. This was because .T is the difference of tide height during temporal baseline of the DInSAR pairs (24 hours), in which the errors from mean sea level of the tide models and in situ tide, and the tide constituents of S2, K2, K1 and P1 used in the tide models were canceled. This confirmed that .T and Δ.T predicted by the IBE-corrected tide models can be used in DDInSAR technique. It was difficult to select an optimum tide model for DDInSAR in Terra Nova Bay by using in situ tide height measured in a short period. However, we could confirm that Ross_Inv is the optimum tide model as it showed the smallest RMSE of 4.1 cm by accuracy assessment using the DDInSAR images.

X-밴드 산란계를 이용한 하천 얼음 두께 측정에 관한 연구

한향선 ( Hyang Sun Han ),김범준 ( Bum Jun Kim ),이훈열 ( Hoon Yol Lee ) 한국지구물리·물리탐사학회 2012 지구물리와 물리탐사 Vol.15 No.1

본 연구에서는 X-band 파장 대역에서 얼음의 두께를 측정하기 위해 중심주파수가 9.5 GHz (X-band)인 안테나를 사용하여 지상용 마이크로파 산란계를 구축하였고, 얼음에서의 후방산란을 측정하였다. 산란계로 측정된 얼음에서의 레이더 후방산란은 공기/얼음 경계면과 얼음/물 경계면에서 매우 강했으며, 두 경계면 사이의 거리와 얼음의 굴절률을 이용하여 두께 산출이 가능함을 확인하였다. 얼음 두께 측정을 위한 현장탐사는 춘천호의 유입지류인 지암천의 하류에서 수행되었다. 탐사 측선을 따라 얼음에서의 후방산란을 측정한 후 얼음의 두께를 산출하였으며, 크리깅 보간법을 사용하여 지암천 하류의 얼음두께 지도를 제작하였다, 얼음의 두께는 대부분 50 cm로 나타났으며, 하천의 유속이 빠른 지점에서는 얼음의 두께가 30~40 cm로 얇았다. 유속이 일정한 곳에서 주변보다 얼음 두께가 얇은 지점이 관찰되었는데, 이는 얼음 내에 마이크로파 산란에 영향을 미치는 매개물이 존재하거나 낚시를 위해 인위적으로 얼음을 뚫은 후 다시 얼었기 때문인 것으로 판단되었다. 본 연구는 향후 X- band SAR 시스템과 항공기 탑재 산란계 시스템의 활용분야 확대에 기여할 것으로 기대된다. In this study, we setup a ground-based scatterometer using an antenna of which the center frequency is 9.5GHz (X-band), and measured radar backscatterings from air/ice and ice/water interfaces to extract ice thickness. Both of air/ice and ice/water interfaces make strong radar backscatterings and so we can clearly identify two peaks in measured data by scatterometer. By using the distance of two peaks arid refractive index of ice, we confirmed that it is possible to measure ice thickness. Field survey was performed at the downstream of Jiam River flowing into Chuncheon Lake. We measured radar backscattering from river ice along a survey path and extracted ice thickness. The ice thickness map of the downstream of Jiam River was produced by using kriging which is one of well known interpolation methods. The ice thickness was about 50 cm along the mainstream while ice was thin as 30~40 cm at a fast-flowing meander. Ice thickness was particularly thinner at some locations than that of surrounding areas even in the mainstream region of constant flow. This was because of impurities in ice or artificially formed refrozen holes after fishing. We expect that this study helps to expand utilization field of X-band SAR and airborne scatterometer system.

COSMO-SkyMed SAR 영상을 이용한 동남극 Campbell 빙하의 연간 면적변화 및 유속 추정

한향선 ( Hyang Sun Han ),지영훈 ( Young Hun Ji ),이훈열 ( Hoon Yol Lee ) 대한원격탐사학회 2013 大韓遠隔探査學會誌 Vol.29 No.1

동남극의 Campbell 빙하는 테라노바 만으로 유출되는 주요한 빙하 중 하나이다. Campbell 빙하는 동남극 빙상의 질량 균형에 영향을 미치고 있기 때문에 정확한 면적 및 흐름속도의 분석이 필요하다. 그러나 Campbell 빙하에 대한 연구는 1990년 이후로 거의 수행되지 않았다. 이 연구에서는 2010년 6월부터 2012년 1월 사이에 Campbell 빙하가 촬영된 59장의 COSMO-SkyMed SAR 영상을 획득하였다. 디지타이징 방법과 영상정합에 의한 변위추적 기법을 적용하여 Campbell Glacier Tongue의 면적과 Campbell 빙하의 흐름속도를 추정하였다. Campbell Glacier Tongue의 면적은 여름철에 얼음의 붕괴로 인해 감소하고 겨울철에 증가하지만 증감의 폭이 크지 않았고, 평균 75.5 km2의 면적을 유지하였다. Campbell Glacier Tongue의 유출량은 0.58±0.12 km3/yr로 추정되었는데, 이는 1989년에 비해 증가한 것이다. Campbell Glacier Tongue의 흐름속도는 181-268 m/yr로서 1988-1989년의 흐름속도에 비해 빠르며, 이는 빙하의 유출량 증가에 영향을 준 것으로 해석되었다. Campbell Glacier in East Antarctica is one of the major glaciers that flow into Terra Nova Bay. It is necessary to estimate accurate extent and flow velocity of Campbell Glacier which influences the dynamics of mass balance of East Antarctic Ice Sheet. However, few studies on Campbell Glacier have been performed since 1990s. In this study, we obtained a total of 59 COSMOSkyMed SAR images over Campbell Glacier from June 2010 to January 2012. We estimated variations in the extent of Campbell Glacier Tongue and flow velocity of Campbell Glacier by applying the image digitizing and the offset tracking by image matching. Although the extent of Campbell Glacier Tongue decreased in summertime due to ice calving and increased in wintertime, the variation in the extent was very small. Campbell Glacier Tongue retained mean extent of 75.5 km2. The ice discharge of Campbell Glacier Tongue was estimated to be 0.58±0.12 km3/yr, which was bigger than in 1989. The flow velocity over Campbell Glacier Tongue was estimated to be from 181 to 268 m/yr that was faster than in 1988-1989, which contributed to the increase in the ice discharge of the glacier.

InSAR 긴밀도 영상을 이용한 남극 장보고기지 인근 정착해빙의 연간 변화 분석

한향선 ( Hyang Sun Han ),김연춘 ( Yeon Chun Kim ),진효림 ( Hyo Rim Jin ),이훈열 ( Hoon Yol Lee ) 대한원격탐사학회 2015 大韓遠隔探査學會誌 Vol.31 No.6

Landfast sea ice (LFI) in Terra Nova Bay, East Antarctica where the Jangbogo Antarctic Research Station is located, has significant influences on marine ecosystem and the sailing of an icebreaker. Therefore, it is essential to analyze the spatio-temporal variation of the LFI in Terra Nova Bay. In this study, we chose interferometric pairs with the temporal baseline from 1 to 9 days out of a total of 62 COSMO-SkyMed synthetic aperture radar (SAR) images over Terra Nova Bay obtained from December 2010 to January 2012, and then constructed the coherence image of each pair. The LFI showed coherence values higher than 0.3 even in the interferometric SAR (InSAR) pairs of up to 9-days of temporal baseline. This was because the LFI was fixed at coastline and thus showed low temporal phase decorrelation. Based on the characteristics of the coherence on LFI, We defined the areas of LFI that show spatially homogeneous coherence values higher than 0.5. Pack ice (PI) and open water showed low coherence values due to large temporal phase decorreation caused by current and wind. Distinguishing PI from open water in the coherence images was difficult due to their similarly low coherence values. PI was identified in SAR amplitude images by investigating cracks on the ice. The extents of the LFI and PI were estimated from the coherence and SAR amplitude images and their temporal variations were analyzed. The extent of the LFI increased from March to July (maximum extent of 170.7 km2) and decreased from October. The extent of the PI increased from February to May and decreased from May to July when the LFI increases dramatically. The extent of the LFI and air temperature showed an inverse correlation with a time lag of about 2 months, i.e., the extent of the LFI decreases after 2 months of the increase in the air temperature. Meanwhile the correlation between wind speed and the extent of the LFI was very low. This represents that the extent of LFI in Terra Nova Bay are influenced more by the air temperature than wind speed.

Landsat 시계열 영상을 이용한 한강 수계 호수 소온과 계절적 성층 현상 분석

이훈열 ( Hoon Yol Lee ),한향선 ( Hyang Sun Han ) 大韓遠隔探査學會 2005 大韓遠隔探査學會誌 Vol.21 No.4

Landsat 시계열 영상과 실측수온자료를 이용하여 한강 수계 댐호들의 표면수온과 계절적 성층현상을 분석하였다. 1994년에서 2004년까지 29회에 걸쳐 얻어진 Landsat-5. 7 열적외선 영상으로부터 NASA 경험식을 이용하여 호수의 표면수온을 추출하였고, 이를 하천형 댐호인 파로호, 춘천호, 의암호, 청평호, 팔당호의 표층수온, 그리고 호소형 댐호인 소양호의 상층수온(수심 10m) 자료와 비교하였다. 십 수 년간 매월 1회 측정된 수온자료를 위성관측 날짜에 보간하여 사용하였음에도 불구하고, 하천형 댐호들에서는 수온오차(위성관측수온-실측보간수온)의 표준 편차가 2℃ 이하인 영상이 24개로서, 새로운 통계적 대기보정을 적용할 수 있었다. 실측보간수온과 위성관측수온의 상관계수는 소양호가 0.915 (대기보정 후 0.950), 다른 호수는 0.951-0.980 (대기보정 후 0.979-0.997)로서 높은 상관성을 보여주었다. 이는 수심이 얕고 인위적인 물의 유입과 유출이 연중 계속되는 하천형 댐호의 표층에는 혼합층이 상시 존재하고 수온의 일변화 및 월변화가 비교적 연속적이기 때문인 것으로 해석되었다. 그러나 소양호에서는 4-7월에 위성관측수온 이 실측보간수온보다 3-50℃ 더 높게 나타나는 이상 수온오차가 관찰되었다. 한강 수계의 최상류에 위치하며 수심이 깊고 자연적인 유입량만이 존재하는 소양호에서 이 시기는 상층수의 물리적 혼합현상아 없이 매우 안정적이고, 일조량 증가에 따라 호수 상층부에 수온약층이 발달하기 때문에, 수심 10m에서 측정된 실측수온보다 위성으로 관측된 표면수온이 연중 비교적 건조한 이 시기에 더 높게 나타나는 것으로 밝혀졌다. We have analyzed surface water temperature and seasonal stratification of lakes in the Han river system using time-series Landsat images and in situ measurement data. Using NASA equation, at-satellite temperature is derived from 29 Landsat-5 TM and Landsat-7 ETM+ images obtained from 1994 to 2004, and was compared with in situ surface temperature on river-type dam lakes such as Paro, Chuncheon, Euiam, Chongpyong, Paldang, and with 10m-depth temperature on lake-type dam lake Soyang. Although the in situ temperature at the time of satellite data acquisition was interpolated from monthly measurements, the number of images with standard deviation of temperature difference (at-satellite temperature-in situ interpolated temperature) less than 2℃ was 24 on which a novel statistical atmospheric correction could be applied. The correlation coefficient at Lake Soyang was 0.915 (0.950 after correction) and 0.951-0.980 (0.979-0.997 after correction) at other lakes. This high correlation implies that there exist a mixed layer in the shallow river-like dam lakes due to physical mixing from continuous influx and efflux, and the daily and hourly temperature change is not fluctuating. At Lake Soyang, an anomalous temperature difference was observed from April to July where at-satellite temperature is 3-5℃ higher than in situ interpolated temperature. Located in the uppermost part of the Han river system and its influx is governed only by natural precipitation, Lake Soyang develops stratification during this time with rising sun elevation and no physical mixture from influx in this relatively dry season of the year.

인공위성 SAR 영상을 이용한 몽산포 조간대의 Ridge-Runnel 및 연흔 관찰

장소영 ( So Yeong Jang ),한향선 ( Hyang Sun Han ),이훈열 ( Hoon Yol Lee ) 大韓遠隔探査學會 2010 大韓遠隔探査學會誌 Vol.26 No.2

이 논문에서는 Envisat ASAR, JERS-1 SAR 영상과 현장조사 자료를 이용하여 ridge-runnel구조 및 연흔이 잘 발달해 있는 태안 몽산포 조간대를 분석하였다. Envisat ASAR 영상에서는 밝고 어두운 띠가 해안선과 평행한 방향으로 3-5회 반복되어 관찰되었으며, 이는 노출된 조간대에서 ridge-runnel 구조로 판단하였다. 배수가 이루어져 지표잔존수가 없고 연흔이 발달해있는 runnel에서는 강한 후방산란을 보이고, 연흔이 없 In this study, we analyzed ridge-runnel structure and ripple marks by using Envisat ASAR, JERS-1 SAR images and in-situ data in Mongsanpo intertidal flat located in Taean-Gun, Korea. A group of light-and-dark lines parallel to the shoreline, alternating 3

수동 마이크로파 해빙 면적비 자료를 이용한 남극 장보고 과학기지로의 항해경로 분석

김연춘 ( Yeon Chun Kim ),지영훈 ( Yeong Hun Ji ),한향선 ( Hyang Sun Han ),이주한 ( Joo Han Lee ),이훈열 ( Hoon Yol Lee ) 대한원격탐사학회 2014 大韓遠隔探査學會誌 Vol.30 No.5

2014년에 완공된 남극 장보고 과학기지 주변 테라노바 만은 연중 해빙이 넓게 분포하고 있어 쇄빙선의 항해에 매우 큰 영향을 미치고 있다. 이 연구에서는 수동 마이크로파 센서인 Special Sensor Microwave/Imager (SSM/I) 및 Special Sensor Microwave Imager/Sounder (SSMIS)의 최근 10년간 해빙 면적비 자료와 우리나라의 쇄빙 연구선인 아라온호의 2010-2012년 항해 경로를 이용하여 장보고 과학 기지 방문을 위한 쇄빙선의 최적 항로와 항해 가능 기간을 분석하였다. 아라온호는 최대 78%의 해빙 면적비를 보이는 지역까지 항해가 가능하였다. 아라온호의 항해속도는 해빙 면적비가 높을수록 감소하였으나, 70% 의 해빙 면적비까지는 전체 항로에 대한 평균속도(~11 kn)에 근접한 속도를 나타냈다. 이에 따라 아라온호는 70% 이하의 해빙 면적비까지 일반적 운항이 가능하다고 판단하였다. 2010-2012년에 아라온호가 항해한 경로에 대해, 최근 10년 동안의 해빙 면적비 자료로부터 70% 이하의 해빙 면적비를 나타내는 연중 항해가능 기간을 도출하였다. 2010년과 2011년의 항로에 대한 10년 동안의 연중 최대 항해 가능 기간은 각각 연 61일과 62일이었으나, 70% 이하의 해빙 면적비가 관찰되지 않아 일반적인 항해가 어려운 연도가 일부 관찰되었다. 반면 2012년의 아라온호 항해 경로는 매년 70% 이하의 해빙 면적비를 나타내는 항해 가능 기간이 존재하였으며, 이는 최소 연 15일에서 최대 연 89일로 분석되었다. 이를 통해 2012년에 운항한 아라온호의 항로가 장보고 과학기지 방문을 위한 쇄빙선의 최적 항로임을 제시할 수 있었다. 하지만 수 십 km의 해상도를 가지는 해빙 면적비 자료로는 장보고기지 연안에 근접한 해빙 상태를 알 수 없기 때문에, 고해상도의 광학 및 SAR 자료를 이용한 연구가 필요할 것으로 보인다. Sea ice covers wide area in Terra Nova Bay in East Antarctica where the Jangbogo Antarctic Research Station was built in 2014, which affects greatly on the sailing of an icebreaker research vessel. In this study, we analyzed the optimum sea route and sailable period of the icebreaker to visit the Jangbogo Antarctic Research Station by using sea ice concentration data observed by passive microwave sensors such as Special Sensor Microwave/Imager (SSM/I) and Special Sensor Microwave Imager/Sounder (SSMIS) for the last decade, and by using sea route of the Araon, an icebreaker of Republic of Korea, from 2010 to 2012. It is found that Araon sailed in the route of sea ice concentration up to 78%. Sailing speed of the Araon decreased due to increasing sea ice concentration. However, Araon maintained the speed close to the average speed for the entire sailing period (~11 kn) in the route of sea ice concentration up to 70%. Therefore, we confirm that the Araon can sail typically in the route which shows sea ice concentration below 70%. We derived annually available sailing period in recent 10 years for the sea route of the Araon in 2010, 2011 and 2012, which is defined as the period showing sea ice concentration below 70% through the route. Maximum sailable period was analyzed to be 61 and 62 days for the route of the Araon in 2010 and 2011, respectively. However, the typical sailing in the routes was unavailable in some years because sea ice concentration was higher than 70% through the routes. Meanwhile, the sailable period for the routes of the Araon in 2012 was observed in every year, which was a minimum of 15 days and is a maximum of 89 days. Therefore, we could suggest that optimum route of icebreaker to visit the Jangbogo Antarctic Research Station is the route of the Araon in 2012. High resolution images from SAR or optical sensors are necessary to investigate sea ice condition near shoreline of Jangbogo research station due to several kilometers of low resolution of sea ice concentration.