Landsat 영상 및 인공 신경망 기법을 활용한 춘천 소양호 면적 및 가뭄 모니터링

엄진아,박성재,고보균,이창욱 한국지구과학회 2020 한국지구과학회지 Vol.41 No.2

가뭄은 일반적으로 장기간에 걸쳐 물 공급이 부족하여 나타나는 환경 재앙 중 하나로 대부분 넓은 지역에 걸쳐 나타난다. 원격탐사 자료는 이러한 넓은 지역에서 나타나는 가뭄 모니터링에 적합한 방법이다. 따라서 이 연구에서는 강원도 소양호 지역의 Landsat 위성 영상 자료를 활용하여 약 30년(1985-2015) 동안의 소양호 면적을 산출하고 이를 가뭄 패턴과 분석하였다. 특히 ISODATA, Maximum likelihood 및 인공신경망을 활용하여 Landsat 영상을 분류하여 소양호 면적을 산출하였다. 또한 가뭄 패턴을 분석하기 위하여 산출된 호수 면적과 소양호 지역의 강수량을 활용한 표준강수지수(Standardized Precipitation Index: SPI)와의 상관관계를 분석하였다. 영상 분류 연구 결과, ISODATA, Maximum likelihood 및 인공신경망 방법 중에서 호수 면적 산출의 최적의 방법은 인공신경망 방법임을 알 수 있었다. 또한, 인공신경망 방법을 적용하여 산출한 호수 면적과 SPI와의 상관관계 분석 결과 R2 값이 0.52를 가진다. 즉, SPI 지수가 낮을 때 호수 면적이 감소하는 것을 알 수 있었다. 즉 호수 면적 변화를 통하여 소양호 지역의 가뭄 상태 감지 및 모니터링이 가능하다는 것을 알 수 있었다. 이 연구는 향후 지역 가뭄 모니터링 프로그램 개발 등에 사용이 가능할 것이다. Drought is an environmental disaster typically defined as an unusual deficiency of water supply over an extended period. Satellite remote sensing provides an alternative approach to monitoring drought over large areas. In this study, we monitored drought patterns over about 30 years (1985-2015), using satellite imagery of Lake Soyang, Gangwon�do, South Korea. Landsat images were classified using ISODATA, maximum likelihood analysis, and an artificial neural network to derive the lake area. In addition, the relationship between areas of Lake Soyang and the Standardized Precipitation Index (SPI) was analyzed. The results showed that the artificial neural network was a better method for determining the area of the lake. Based on the relationship between the SPI value and changes in area, the R2 value was 0.52. This means that the area of the lake varied depending on SPI value. This study was able to detect and monitor drought conditions in the Lake Soyang area. The results of this study are used in the development of a regional drought monitoring program.

위성영상을 활용한 연안 해수 부유퇴적물 분포 분석

엄진아,최종국,유주형,박숭환,원중선 대한지질학회 2011 대한지질학회 학술대회 Vol.2011 No.10

Tidal channel distribution in relation to surface sedimentary facies based on remotely sensed data

엄진아,Jong-Kuk Choi,류주형,Han Jun Woo,원중선,Seok Jang 한국지질과학협의회 2012 Geosciences Journal Vol.16 No.2

Tidal channel networks are important factors influencing the morphodynamics of tidal flats and surface sedimentary facies. Here we investigate the relationship between channel distribution and sedimentary facies in Geunso Bay tidal flat, Korea. The tidal channel networks were extracted from a high spatial resolution aerial photograph, and for each sedimentary facies the pattern of tidal channel distribution was compared in terms of fractal analysis, channel density, and distance from the channel. The tidal channels in each sediment facies had relatively constant meandering patterns, but the density and complexity were distinguishable. The second fractal dimension was 1.87 in the mud flat, 1.41 in the mixed flat, and about 1.30 in the sand flat. The channel density was 0.036–0.06 m/m2 in the mud flat and 0–0.024 m/m2 in the mixed and sand flat areas. This implies that the tidal channels in the mud flat area represent a complex and dendritic pattern with high density compared to those in the mixed or sand flat areas. The results were used to test the applicability of adjusting sedimentary facies classification generated from interpolation of survey data. We quantitatively estimated the pattern of tidal channel distribution for each sedimentary facies based on a high spatial resolution aerial photograph. We suggest that tidal channel network features can be useful to surface sedimentary facies classification in tidal flats

위성영상 및 항공사진을 이용한 해안선 변화 모니터링 : 울진군 죽변면 연안을 대상으로

엄진아,최종국,유주형,원중선,Eom, Jin-Ah,Choi, Jong-Kuk,Ryu, Joo-Hyung,Won, Joong-Sun 대한원격탐사학회 2010 대한원격탐사학회지 Vol.26 No.5

Coastal shoreline movement due to erosion and deposition is a major concern for coastal zone management. Shoreline is changed by nature factor or development of coastal. Change of shoreline is threatening marine environment and destroying. Therefore, we need monitoring of shoreline change with time series analysis for coastal zone management. In this study, we analyzed the shoreline change using airphotograph, LiDAR and satellite imagery from 1971 to 2009 in Uljin, Gyeongbuk, Korea. As a result, shoreline near of the nuclear power plant show linear pattern in 1971 and 1980, however the pattern of shoreline is changed after 2000. As a result of long-term monitoring, shoreline pattern near of the nuclear power plant is changed by erosion toward sea. The pattern of shoreline near of KORDI until 2003 is changed due to deposition toward sea, but the new pattern toward land is developed by erosion from 2003 to 2009. The shoreline is changed by many factors. However, we will guess that change of shoreline within study area is due to construction of nuclear power plant. In the future work, we need sedimentary and physical studies.

COMS/GOCI 및 Landsat ETM+ 영상을 활용한 경기만 지역의 부유퇴적물 농 도 변화 모니터링

엄진아,이윤경,최종국,문정언,유주형,원중선,Eom, Jinah,Lee, Yoon-Kyung,Choi, Jong-Kuk,Moon, Jeong-Eon,Ryu, Joo-Hyung,Won, Joong-Sun 대한자원환경지질학회 2014 자원환경지질 Vol.47 No.1

연안환경은 해수의 유기물질 및 미립자들과 육상의 입자들이 섞여있는 매우 복잡한 환경을 가진다. 특히 연안에서의 부유퇴적물 (suspended sediment, SS) 이동은 침식 및 퇴적 과정, 기초 생물량, 영양분의 이동, 미세 오염 등에 중요한 역할을 한다. 따라서 이 연구에서는 천리안 해양관측 위성 (Geostationary Ocean Color Imager, GOCI) 및 Landsat Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+) 영상을 활용하여 경기만 지역에서의 부유퇴적물 농도 변화를 관측하였다. GOCI 영상을 활용하여 부유퇴적물 농도의 일변화를 관측한 결과 만조 이후에 부유퇴적물 농도가 낮게 나타났다. 부유퇴적물 농도와 유속 및 수위 자료와의 비교 결과, 만조 이전의 9시와 10시의 유속 세기는 각각 37.6, 28.65 $cm{\cdot}s^{-1}$이며, 수위는 각각 -1.23, -0.61 m이지만 만조 때 수위는 1.18 m로 점차 높아진다. 즉 수위 상승과 유속이 강하게 나타나면서 만조 이전에 높은 부유퇴적물 농도를 가지는 반면에 만조 이후에는 지속적으로 부유퇴적물 농도가 감소한다. 또한 Landsat ETM+ 영상으로부터 계절별 부유퇴적물 농도를 분석한 결과 겨울에 외해에서 높은 부유퇴적물 농도 값을 가지며 여름에는 한강 연안에서 높은 부유퇴적물 농도 값을 가진다. 이러한 이유는 겨울에는 북서계절풍의 영향으로 외해 부근에서 부유퇴적물 농도가 높게 나타났으며 여름에는 풍속보다는 유량의 영향이 크기 때문에 한강 연안에서 높은 부유퇴적물 농도 값을 가지는 것으로 판단된다.

고해상도 영상을 이용한 염생식물 분포 연구

엄진아,최종국,유주형,이윤경,원중선 대한조선학회 2011 대한조선학회 학술대회자료집 Vol.2011 No.6

객체기반 분류 방법을 이용한 산호 서식지 분류

엄진아,최종국,유주형,박숭환,원중선 대한조선학회 2012 대한조선학회 학술대회자료집 Vol.2012 No.5

객체기반 분류 방법을 이용한 산호 서식지 분류

엄진아,최종국,유주형,박승환,원중선 한국해양환경·에너지학회 2012 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.5

백운석 및 방해석의 분광특성 분석 연구: 강원도 강릉시 옥계면 지역

엄진아,고보균,박성재,선승대,이창욱 대한원격탐사학회 2019 대한원격탐사학회지 Vol.35 No.6

In case of Korea, limestone is very useful in various industries. These limestones are mainly produced in Gangwon-do. The study area, which is located in Okgye-myeon, Gangneung-si, Gangwondo, is Okcheon metamorphic belt where abundant limestone, dolomite stone, and high-grade limestone are produced. The purpose of this study is to distinguish between calcite and dolomite among the limestone which is one of the representative carbonate rocks using the spectral characteristics. For this study, spectral characteristics were measured in the field and laboratory using FieldSpec®3 spectrometer equipment from Analytical Spectral Device Inc. (ASD). In the field, the reflectance was measured below 50 cm from rock surface, and in the laboratory, the reflectance was measured in the rock surface, the polished surface, and the rock powder. As a result, absorption wavelengths of calcite and dolomite were significantly different around 2,330 nm. In particular, the absorption wavelength band position of dolomite appeared before 2,330 nm wavelength compared to calcite. The study could be used as a basis data for analysis of high-grade calcite limestone. 국내 강원도에서 많이 산출되는 석회암은 다양한 분야에서 활용도가 매우 높다. 이러한 석회암 광상 개발을 위해서는 석회암에 대한 특징 파악이 중요하다. 따라서 이 연구에서는 대표적 탄산염암인 석회암 성분중 방해석과 백운석의 분광 특성을 측정하여 두 광물을 구분하고자 한다. 연구지역은 강원도 강릉시 옥계면은옥천변성대 지역으로 석회암, 백운암, 고품위 석회암이 많이 산출되는 지역이다. 분광 특성 측정은 ASD사(Analytical Spectral Device Inc.)의 FieldSpec® 3 스펙트로미터 장비를 사용하였으며 현장 및 실내에서 분광 특성을 측정하였다. 현장에서는 암석 표면을 측정하였으며 실내에서는 암석 표면, 연마면 및 파우더 상태에서반사도를 측정하였다. 그 결과 2,330 nm를 전후로 방해석과 백운석의 흡수대 위치가 확연히 차이가 나는 것을확인하였다. 특히 방해석에 비하여 백운석의 흡수 파장대 위치가 2,330 nm 파장 이전에 나타나는 것을 알 수있었다. 이 연구는 향후 고품위의 방해석 산출에 기초 자료로 활용이 가능할 것이다.

고해상도 위성 영상을 이용한 조류로의 프랙털 분석

엄진아 ( Jin Ah Eom ),이윤경 ( Yoon Kyung Lee ),유주형 ( Joo Hyung Ryu ),원중선 ( Joong Sun Won ) 대한원격탐사학회 2007 대한원격탐사학회지 Vol.23 No.6

Tidal channel development is influenced by sediment type, grain size, composition and tidal current. Tidal channels are usually characterized by channel formation, density and shape. Quantitative analysis of tidal channels using remotely sensed data have rarely been studied. The objective of this study is to quantify tidal channels in terms of fractal dimension and compare different inter-tidal channel patterns and compare with DEM (Digital Elevation Model). For the fractal analysis, we used box counting method which had been successfully applied to streams, coastlines and others linear features. For a study, the southern part of Ganghwado tidal flats was selected which know for high dynamics of tidal currents and vast tidal flats. This area has different widths and lengths of tidal channels. IKONOS was used for extracting tidal channels, and the box counting method was applied to obtain fractal dimensions (D) for each tidal channel. Yeochari area where channels showed less dense development and low DEM had low fractal dimenwion near 1.00~1.20. Area (near Donggumdo and Yeongjongdo) of dendritic channel pattern and high DEM resulted in high fractal dimension near 1.20~1.35. The difference of fractal dimensions according to channel development in tidal flats is relatively large enough to use as an index for tidal channel classification. Therefore we could conclude that fractal dimension, channel development and DEM in tidal channel has high correlation. Using fractal dimension, channel development and DEM, it would be possible to quantify the tidal channel development in association with surface characteristics.