광학 위성 영상 기반 선박탐지의 정확도 개선을 위한 딥러닝 초해상화 기술의 영향 분석

박성욱,김영호,김민식,Park, Seongwook,Kim, Yeongho,Kim, Minsik 대한원격탐사학회 2022 大韓遠隔探査學會誌 Vol.38 No.5

광학 위성 영상의 공간해상도가 낮게 되면 크기가 작은 객체들의 경우 객체 탐지의 어려움이 따른다. 따라서 본 연구에서는 위성 영상의 공간해상도를 향상시키는 초해상화(Super-resolution) 기술이 객체 탐지 정확도 향상에 대한 영향이 유의미한지 알아보고자 하였다. 쌍을 이루지 않는(unpaired) 초해상화 알고리즘을 이용하여 Sentinel-2 영상의 공간해상도를 3.2 m로 향상시켰으며, 객체 탐지 모델인 Faster-RCNN, RetinaNet, FCOS, S²ANet을 활용하여 초해상화 적용 유무에 따른 선박 탐지 정확도 변화를 확인했다. 그 결과 선박 탐지 모델의 성능 평가에서 초해상화가 적용된 영상으로 학습된 선박 탐지 모델들에서 Average Precision (AP)가 최소 12.3%, 최대 33.3% 향상됨을 확인하였고, 초해상화가 적용되지 않은 모델에 비해 미탐지 및 과탐지가 줄어듦을 보였다. 이는 초해상화 기술이 객체 탐지에서 중요한 전처리 단계가 될 수 있다는 것을 의미하고, 객체 탐지와 더불어 영상 기반의 다른 딥러닝 기술의 정확도 향상에도 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다. When a satellite image has low spatial resolution, it is difficult to detect small objects. In this research, we aim to check the effect of super resolution on object detection. Super resolution is a software method that increases the resolution of an image. Unpaired super resolution network is used to improve Sentinel-2's spatial resolution from 10 m to 3.2 m. Faster-RCNN, RetinaNet, FCOS, and S²ANet were used to detect vessels in the Sentinel-2 images. We experimented the change in vessel detection performance when super resolution is applied. As a result, the Average Precision (AP) improved by at least 12.3% and up to 33.3% in the ship detection models trained with the super-resolution image. False positive and false negative cases also decreased. This implies that super resolution can be an important pre-processing step in object detection, and it is expected to greatly contribute to improving the accuracy of other image-based deep learning technologies along with object detection.

유해 해양생물 해파리 피해 저감 방안 연구

박성욱(Seongwook PARK),이경훈(Kyounghoon LEE),윤원득(Won-Duk YOON),이동길(Dong-Gil LEE),김성훈(Seonghun KIM),양용수(Yong-Su YANG),이건호(Geon-Ho LEE) 한국수산해양교육학회 2015 水産海洋敎育硏究 Vol.27 No.1

As methods reducing damages by jellyfish which enter the coastal areas of Korea, attaching cutting devices to towing nets of otter trawls or pair trawls and/or using a canvas type of cutting nets of small fishing boats have been widely utilized. In order to reduce shut-down damages of power plants in coastal areas due to the mass influx of marine organisms including jellyfish, a possible improvement of the traveling water screen system and various jellyfish influx blocking devices were suggested in this study. The results could be utilized as an important index for reducing damages by jellyfish bloom which cause on a massive scale in summer in Korea.

Landsat 8 OLI/TIRS Science Product를 활용한 지표면 온도 유용성 평가

박성욱 ( Seongwook Park ),김민식 ( Minsik Kim ) 대한원격탐사학회 2021 大韓遠隔探査學會誌 Vol.37 No.3

본 연구에서는 최근 USGS에서 공개한 Landsat 8 Collection 2 Level 2 Science Product (L2SP) 위성 영상을 이용하여 국내 지표면 온도를 산출하였고, 기존 Landsat 8 Collection 1 Level 1 Terrain Precision (L1TP) 위성 영상을 활용하여 산출한 국내 지표면 온도와의 비교와 기상청 종관기상관측자료(Automated Synoptic Observing System, ASOS)와의 검증을 통해 L2SP 기반 지표면 온도 자료의 국내 영역에 대한 적합성을 평가하고자 하였다. L2SP는 연구 및 분석에 용이하도록 Landsat 8 Collection 2 Level 1 데이터를 기반으로 만든 Level 2 자료로, 기존의 계산식을 통해 산출해야 하는 지표면 반사도 자료와 지표면 온도 자료를 계산 처리 없이 바로 사용할 수 있다는 장점이 있다. 2018년부터 2020년까지 3년간의 Landsat 8 지표면 온도 산출물과 관측소 지점 8개소 주변 3×3 격자 영역과의 비교한 결과, 8개 관측소 기준 L2SP 지표면 온도와 L1TP 지표면 온도의 평균 피어슨 상관계수(Pearson correlation coefficient)는 각각 0.971, 0.964로 두 자료 모두 상당히 강한 양의 상관관계를 보여주었으며, RMSE (Root Mean Square Error)의 경우 각각 4.029℃, 5.247°C로 L2SP 지표면 온도 자료가 더 낮은 RMSE를 보여주는 것을 확인 하였다. 이는 관측소 위치별로 값에 차이가 생길 수 있지만 평균적인 지표 결과를 보았을 때, L2SP 지표면 온도 자료가 L1TP를 통해 산출되는 지표면 온도 자료와 비교했을 때 준수하거나 그 이상의 정확도를 보여주어 국내 지표면 온도 산출 연구에 적합하다고 판단된다. 따라서 향후 계절적 요인과 고도에 따른 온도 차이 등의 환경 및 지형적인 요인도 고려를 하거나, 본 연구 과정에서 발생한 Science Product의 고정적인 영상 품질 문제 등이 개선된다면 보다 더 안정적이고 정확도 높은 지표면 온도 참조 자료로써의 유용성이 클 것이라 판단된다. Recently, United States Geological Survey (USGS) distributed Landsat 8 Collection 2 Level 2 Science Product (L2SP). This paper aims to derive land surface temperature from L2SP and to validate it. Validation is made by comparing the land surface temperature with the one calculated from Landsat 8 Collection 1 Level 1 Terrain Precision (L1TP) and the one from Automated Synoptic Observing System (ASOS). L2SP is calculated from Landsat 8 Collection 2 Level 1 data and it provides land surface temperature to users without processing surface reflectance data. Landsat 8 data from 2018 to 2020 is collected and ground sensor data from eight sites of ASOS are used to evaluate L2SP land surface temperature data. To compare ground sensor data with remotely sensed data, 3×3 grid area data near ASOS station is used. As a result of analysis with ASOS data, L2SP and L1TP land surface temperature shows Pearson correlation coefficient of 0.971 and 0.964, respectively. RMSE (Root Mean Square Error) of two results with ASOS data is 4.029℃, 5.247°C respectively. This result suggests that L2SP data is more adequate to acquire land surface temperature than L1TP. If seasonal difference and geometric features such as slope are considered, the result would improve.

해운대 해수욕장에 설치된 해파리 차단망의 수중 안정성 분석

박성욱 ( Seongwook Park ),이동길 ( Dong Gil Lee ),양용수 ( Yong Su Yang ),이형빈 ( Hyung Been Lee ),이경훈 ( Kyoung Hoon Lee ),한민수 ( Min Soo Hahn ),이태화 ( Tae Wha Lee ) 한국수산해양기술학회 2015 수산해양기술연구 Vol.51 No.1

The worldwide abundance of various jellyfish appears to have increased in coastal ecosystems in recent years. The enormous jellyfish blooms cause a variety of problems for the local ecology, fisheries, and aquatic-sports in coastal locations. In this study, jellyfish sting protection net was installed to ensure the safety and reduction of the inflow into the Haeundae beach. In order to confirm the stability of the protection net, the tension for protection net was measured from variation of current speed. The periods for maximum tension were observed correspond to the periods of maximum current speed. The maximum tension for protection net was measured up to 4,100 kg. From field evaluations, the jellyfish sting protection net has demonstrated to stability from the current and tide in the Haeundae beach.

광학 방식을 이용한 하천 내 총유기탄소 및 총질소 동시 측정 기법 개발

김민한 ( Kim Minhan ),박성욱 ( Park Seongwook ),박병선 ( Park Byoungsun ),원동찬 ( Won Dongchan ),김상윤 ( Kim Sangyoon ),유창규 ( Yoo Changkyoo ) 한국물환경학회 2024 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2024 No.-

해양법협약상 심해저 활동의 독과점 금지 규정 이행의 한계

김정은(KIM Jungeun),박성욱(PARK Seongwook) 대한국제법학회 2014 國際法學會論叢 Vol.59 No.1

국제통상과 관련되지 아니한 조약에 반독과점 규정이 명문화되어 있는 경우는 흔치 않는데, 해양법협약의 심해저 제도에 그러한 규정이 포함되어 있다. 이러한 규정은 일반적인 시장거래 독과점과 의미가 다른 생산지 점유 독과점 방지 규정으로 1970년대 기술과 자본을 갖추어 심해저 광물자원이 이용 가능하였던 미국이 품위와 매장량이 높은 광구를 독차지 하는 것을 견제하기 위하여 탄생한 것이다. 비록 미국이 해양법협약을 비준하지 아니하였으나 영국에 자회사 설립을 통하여 최근 두 건의 망간단괴 탐사신청을 하였고, 캐나다 노틸러스사는 개발도상국에 자회사 설립을 통하여 두 건의 망간단괴 탐사신청, 심해저공사와의 합작 제의를 통하여 망간단괴 유보광구 탐사제안서 제출 등 단일 주체의 복수광구 신청이 발생하고 있어 독과점화가 불가능하지 않게 되었다. ISA는 그러나 이러한 신청에 대해서 ‘독과점화’를 이유로 이들 신청을 거부하거나, 이 후 추가적인 반독과점 상세규정 개발을 실제 시도하지 아니하였다. ISA회의에서는 비탐사국들이 반독과점 포괄적 규정의 추가, 상세규정 개발 제안, 독과점 정의의 명확화 제안 등 이 규정의 추가 개발을 시도하였으나, 탐사면허를 가진 당사국들의 동의를 이끌어 내지는 못하였다. 이 논문은 중요 자원개발국의 ISA 참여율을 저해하지 아니하기 위하여 반독과점의 상세조치 개발이 미뤄진 것이 해양법협약 심해저 제도의 기본원칙인 인류 공동의 유산 원칙에 위배되는 것인지를 규명하였다. 인류 공동의 유산 원칙은 행위의 의무이며 이 원칙을 실현하기 위한 구체적 이행 조치 중 하나인 반독과점 원칙도 행위의 의무이므로, 독과점 여부를 결정할 정의조차 개발되지 아니한 것은 인류 공동의 유산 원칙을 충실히 이행하지 아니하는 것이라 할 수 있다. It is a rare case that a public international law besides international trade law deals with anti-monopolization. The Law of the Sea Convention which provides comprehensive rules to govern the entire ocean affairs includes a provision on anti-monopolization in particular of seabed mining activities in the Area. This provision focuses on the prevention of concentration of exploration areas allocated to one entity while trade law in general prevents monopolization of market transactions by one entity. This provision was proposed during the third conference on the Law of the Sea held in 1970"s and 1980"s to prevent monopolization of seabed activities by USA which was then the only State with financial and technical capacities to explore and exploit the seabed resources. Although USA has not ratified the LOSC yet, it has involved in the seabed activities in the Area and recently one of its mining companies has applied for exploration of manganese nodules through establishment of a subsidiary in a member State of the LOSC, UK. Nautilus Minerals Inc. which is a Canadian company has attempted three times to apply for reserved areas. None of these applications were rejected for the reason of anti-monopolization by the International Seabed Authority(ISA). Within the ISA, the comprehensive provisions on anti-monopolization attempted to be elaborated, a provision referring to anti-monopolization was suggested to be included in the Regulation for exploration of the manganese nodules, and monopolization was proposed to be defined. However, these attempts have not resulted in adoption of a detailed rules on anti-monopolization since participating states to exploration did not agreed to further develop it. This paper reviewed whether delay of elaboration of the anti-monopoly provision not to derogate interests of major mining States is a breach of the concept of the common heritage of mankind. This paper confirmed that the concept as well as the anti-monopoly provision is the obligations of conduct rather than result. Thus, the fact that the anti-monopoly provision has not been elaborated by objections of mining States proves that the concept of common heritage of mankind has not been elaborated diligently.

고해상도 다중분광 위성영상 자료 를 이용한 클로로필-a 농도 추정

신대윤(Shin Daeyun),박성욱(Park Seongwook),이승현(Lee Seunghyun),이양원(Lee Yangwon) 대한토목학회 2018 대한토목학회 학술대회 Vol.2018 No.10

해양심층수 주요 개발국의 특허개발에 관한 연구

주현희(HyunHee Ju),신승균(SeungKyoon Shin),박성욱(SeongWook Park),안기수(KiSoo Ahn) 한국해양환경·에너지학회 2014 한국해양환경·에너지학회지 Vol.17 No.3

수중 시스템 무선전력전송 기술

안승영(Seungyoung Ahn),최현택(Hyun Taek Choi),김지성(Jiseong Kim),박성욱(Seongwook Park) 제어로봇시스템학회 2012 제어로봇시스템학회 합동학술대회 논문집 Vol.2012 No.7

본 논문에서는 수중 무인 잠수정 시스템의 무선전력전송 기술의 적용과 이를 위한 주요 기술 및 문제점 해결 방안에 대해 논의하였다. 수중 장치에 무선충전 시스템을 적용하기 위해서는 높은 압력을 견디는 내압용기에 무선전력전송 시스템의 핵심인 코일을 어떻게 적용하는가에 대한 문제가 가장 중요하다. 일반적인 금속 용기의 경우 자기장 경로를 효율적으로 형성하기 위한 자성체의 활용이 필요하며, 무선전력전송 시스템 설계가 비교적 간단한 비금속 복합재질을 이용한 설계도 가능하다.

활어 컨테이너 장거리 수송시스템 운용 설계

양용수 ( Yongsu Yang ),이경훈 ( Kyounghoon Lee ),배재현 ( Jaehyun Bae ),김성훈 ( Seonghun Kim ),박성욱 ( Seongwook Park ),박태일 ( Taeil Park ),구자선 ( Jasun Koo ) 한국수산해양기술학회 2015 수산해양기술연구 Vol.51 No.3

Fish exportation using airplanes incurs sizable logistics costs (12,000KRW/kg), according for more than 45% out of the total export cost. Thus, it is unreasonable to quantitatively expand fish exportation by means of air transport. In addition, cases of failing to deliver fish at the right time to the right place occurs frequently due to the limited cargo capacity and insufficient cargo space of airplanes, especially during the peak season. Therefor, a technology that not only minimizes the logistics costs but also transports fish freshly and safely, in the case of long distance exportation to countries such as the United States and Taiwan, should be developed. In this study, a live fish container control system for long distance transportation was designed and implemented. Live flatfish (2,000kg) were selected as the target fish, were transported to the United States to analyze and verify the performance of the a live fish container control system and transportation ability.