토픽모델링을 이용한 대한원격탐사학회지의 연구주제 분류 및 연구동향 분석: 자연·환경재해 분야를 중심으로

김태용 ( Taeyong Kim ),박혜민 ( Hyemin Park ),허준용 ( Junyong Heo ),양민준 ( Minjune Yang ) 대한원격탐사학회 2021 大韓遠隔探査學會誌 Vol.37 No.6

대한원격탐사학회지는 국내 원격탐사 분야를 대표하는 학술지로 원격탐사를 바탕으로 다학제 간 융합 연구를 통해 수행된 다양한 분야의 연구논문들이 게재되고 있다. 본 연구는 대한원격탐사학회지에 게재된 논문을 바탕으로 토픽모델링을 수행하여 원격탐사 분야의 역사와 발전에 대해 논의하고자 한다. 1985년부터 2021년까지 총 1,847편의 논문 제목, 주제어, 다국어 초록을 수집하였다. 대한원격탐사학회지의 전반적인 연구동향과 자연·환경재해 분야의 연구동향을 확인하기 위해 Latent Dirichlet Allocation (LDA)를 수행하였으며, 연구주제를 분류하고 연구동향을 확인하였다. 대한원격탐사학회지 전체 논문을 대상으로 LDA를 수행한 결과 4개의 연구주제(‘극권’, ‘수권’, ‘지권’, ‘기권’)로 분류할 수 있었으며, 시간에 따라 ‘기권’과 관련된 연구주제들이 성행하는 것을 확인하였다(linear slope=3.51 × 10^-3, p< 0.05). 전체 논문 중 자연·환경재해 분야를 대상으로 LDA를 수행한 결과 7개의 연구주제(‘해양 오염’, ‘대기 오염’, ‘화산재해’, ‘산불’, ‘홍수’, ‘가뭄’, ‘폭우’)로 분류할 수 있었으며, 시간에 따라 ‘대기 오염’과 관련된 연구주제들이 성행하는 것을 확인하였다(linear slope=2.61 × 10^-3, p<0.05). 본 연구의 결과는 원격탐사를 다루는 다양한 분야의 연구자들에게 원격탐사 분야와 자연·환경재해 분야의 역사와 발전에 대한 이해를 제공했음에 의의가 있다. Korean Journal of Remote Sensing (KJRS), leading the field of remote sensing and GIS in South Korea for over 37 years, has published interdisciplinary research papers. In this study, we performed the topic modeling based on Latent Dirichlet Allocation (LDA), a probabilistic generative model, to identify the research topics and trends using 1) the whole articles, and 2) specific articles related to natural and environmental disasters published in KJRS by analyzing titles, keywords, and abstracts. The results of LDA showed that 4 topics (‘Polar’, ‘Hydrosphere’, ‘Geosphere’, and ‘Atmosphere’) were identified in the whole articles and the topic of ‘Polar’ was dominant among them (linear slope = 3.51 × 10^-3, p< 0.05) over time. For the specific articles related to natural and environmental disasters, the optimal number of topics were 7 (‘Marine pollution’, ‘Air pollution’, ‘Volcano’, ‘Wildfire’, ‘Flood’, ‘Drought’, and ‘Heavy rain’) and the topic of ‘Air pollution’ was dominant (linear slope=2.61 × 10^-3, p< 0.05) over time. The results from this study provide the history and insight into natural and environmental disasters in KRJS with multidisciplinary researchers.

가뭄 모니터링을 위한 인공위성 원격탐사자료의 활용 가능성 평가

원정은 ( Jeongeun Won ),손윤석 ( Youn-suk Son ),이상호 ( Sangho Lee ),강임석 ( Limseok Kang ),김상단 ( Sangdan Kim ) 대한원격탐사학회 2021 大韓遠隔探査學會誌 Vol.37 No.6

기후변화로 인해 가뭄의 발생 빈도가 증가함에 따라 광범위하게 발생하는 가뭄의 상황을 정확하게 판단할 수 있는 모니터링 체계를 갖추는 것이 매우 중요하다. 그러나 지상 관측 기상자료만으로는 한국의 전 지역에 대한 복잡한 가뭄을 모두 파악하기에는 한계가 존재하는 반면, 인공위성 원격탐사자료는 광범위한 지역에서의 가뭄의 공간적 특성을 파악하고 가뭄을 탐지하는 데 효과적으로 이용될 수 있다. 본 연구에서는 남한의 가뭄 식별을 위한 원격탐사자료의 활용 가능성을 분석하고자 하였다. 다양한 측면의 가뭄을 모니터링하기 위해 가뭄에 영향을 미치는 주요 변수인 강수량과 잠재증발산량의 원격탐사 및 지상 관측자료를 수집하였다. 원격탐사자료의 적용성 평가는 관측자료와의 비교를 중심으로 수행하였다. 먼저 원격탐사자료의 적용성과 정확성을 평가하기 위하여 관측자료와의 상관관계를 분석하고, 기상학적 가뭄 모니터링을 위해 강수량과 잠재증발산량을 이용하여 다양한 측면의 가뭄지수들을 산정하였다. 이후 원격탐사자료의 가뭄 모니터링 능력을 평가하기 위해 가뭄지수에 대한 ROC 분석을 적용하여 과거 가뭄 재현성을 확인하였다. 마지막으로 원격탐사자료를 이용한 고해상도의 가뭄 지도를 작성하여 남한의 실제 가뭄에 대한 원격탐사자료의 모니터링 활용 가능성을 평가하였다. 원격탐사자료의 적용을 통해 향후 미 계측 유역을 포함한 남한 전 지역에서 다양하게 발생하는 가뭄 상황을 파악하고 이해할 수 있을 것으로 판단되었다. As the frequency of drought increases due to climate change, it is very important to have a monitoring system that can accurately determine the situation of widespread drought. However, while ground-based meteorological data has limitations in identifying all the complex droughts in Korea, satellite remote sensing data can be effectively used to identify the spatial characteristics of drought in a wide range of regions and to detect drought. This study attempted to analyze the possibility of using remote sensing data for drought identification in South Korea. In order to monitor various aspects of drought, remote sensing and ground observation data of precipitation and potential evapotranspiration, which are major variables affecting drought, were collected. The evaluation of the applicability of remote sensing data was conducted focusing on the comparison with the observation data. First, to evaluate the applicability and accuracy of remote sensing data, the correlations with observation data were analyzed, and drought indices of various aspects were calculated using precipitation and potential evapotranspiration for meteorological drought monitoring. Then, to evaluate the drought monitoring ability of remote sensing data, the drought reproducibility of the past was confirmed using the drought index. Finally, a high-resolution drought map using remote sensing data was prepared to evaluate the possibility of using remote sensing data for actual drought in South Korea. Through the application of remote sensing data, it was judged that it would be possible to identify and understand various drought conditions occurring in all regions of South Korea, including unmeasured watersheds in the future.

원격탐사 기술의 국내 정밀 임업 가능성 검토: 임업분야의 원격탐사 적용사례 분석을 중심으로

우희성,조승완,정건휘,박주원 대한원격탐사학회 2019 大韓遠隔探査學會誌 Vol.35 No.6

본 논문은 현재 산림 분야 연구에 적용되고 향후 적용가능한 원격탐사 기술에 대한 국내외 발행된 peerreviewed 논문의 리뷰를 바탕으로 원격탐사 기술의 국내 산림분야 적용에 대한 가능성과 한계점을 서술하였다. 원격탐사 기술은 정밀한 분석과 정교한 자료 수집을 바탕으로 대단위 산림면적 분석에 있어 필수적이며, 정보통신기술과의 융합으로 향후 임업의 새로운 시대를 열어갈 핵심 기술이다. 본 리뷰 논문에서는 다양한 원격탐사 기술 가운데 레이저 스캐닝 기술, 위성영상을 이용한 산림 측정 기술, 그리고 무인항공기를 이용한 기존 국내·외 연구사례를 분석하여 국내 산림분야 적용 가능성에 대한 기회와 한계점에 대해 서술하였다. This review paper presents a review of evidence on systems and technologies for recent remote sensing techniques which were applied into forest and forest related sectors. The paper reviewed remote sensing techniques that will have, or already having, a substantial impact on improving data quality of forest inventory and forest management and planning. The aim of this review is to identify, categorize and discuss Korean and international sources published primarily in the last decades. The focus on remote sensing and ICT technologies examines issues related to their opportunities, limitation, use and impact on the forestry. More specifically, this literature review has focused on laser scanning, satellite imagery, and Unmanned aerial vehicles (UAV) utilization in forest management and inventory analysis.

다중 스케일 지구통계학을 이용한 원격탐사 자료 기반 주제도의 다운스케일링

박노욱 ( No Wook Park ) 대한원격탐사학회 2010 大韓遠隔探査學會誌 Vol.26 No.1

높은 공간 해상도의 지상 자료와 상대적으로 저해상도인 원격탐사 자료의 통합을 통한 지표 환경 주제도 작성에서는 이러한 해상도의 차이를 반영한 통합 방법론이 필요하다. 이 연구에서는 상대적으로 저해상도인 원격탐사 자료와 지상 자료로부터 고해상도 주제도 작성과 관련된 다운스케일링을 위한 다중 스케일 지구통계학적 방법론을 적용하였다. 기존 정규 크리깅 시스템을 확장하여 포인트 자료로 간주할 수 있는 지상 자료와 블럭 자료로 간주할 수 있는 원격탐사 자료를 크리깅 시스템에 직접 포함하는 블럭 크리깅 방법론을 이용하였다. 부가적으로 다운스케일링에 따른 불확실성을 묘사하기 위해 블럭 크리깅 기반 시뮬레이션 기법도 함께 이용하였다. SRTM DEM과 MODIS 엽면적 지수 자료의 다운 스케일링 실험 연구를 통해 적용 기법의 적용성을 평가하였다. 두가지 실험 연구 결과, 적용 기법을 통해 효과적으로 상대적으로 고해상도 주제도 생성이 가능함을 확인하였으며, 특히 다중 시뮬레이션 결과는 다운 스케일링된 자료를 입력 자료로 사용하는 GIS 모델에 사용하여 모델 결과의 불확실성 분석에 효율적으로 이용될 수 있을 것으로 기대된다. It is necessary to develop an integration model which can account for various data acquired at different measurement scales in environmental thematic mapping with high-resolution ground survey data and relatively low-resolution remote sensing data. This paper presents and applies a multi-scale geostatistical methodology for downscaling of thematic maps generated from lowresolution remote sensing data. This methodology extends a traditional ordinary kriging system to a block kriging system which can account for both ground data and remote sensing data which can be regarded as point and block data, respectively. In addition, stochastic simulation based on block kriging is also applied to describe spatial uncertainty attached to the downscaling. Two downscaling experiments including SRTM DEM and MODIS Leaf Area Index (LAI) products were carried out to illustrate the applicability of the geostatistical methodology. Through the experiments, multi-scale geostatistics based on block kriging successfully generated relatively high-resolution thematic maps with reliable accuracy. Especially, it is expected that multiple realizations generated from simulation would be effectively used as input data for investigating the effects of uncertain input data on GIS model outputs.

원격탐사와 모델을 이용한 작황 모니터링

이경도,박찬원,나상일,정명표,김준환,Lee, Kyung-do,Park, Chan-won,Na, Sang-il,Jung, Myung-Pyo,Kim, Junhwan 대한원격탐사학회 2017 大韓遠隔探査學會誌 Vol.33 No.5

농작물 작황 추정은 생산량 예측을 통한 수급 조절, 가격 예측, 농가 소득 보전을 위한 정책 수립 등에 중요한 판단자료로 활용된다. 급변하는 국내외 여건에서 작물의 안정생산과 식량안보, 생태계 지속성 평가를 위해 원격탐사 등 국가차원의 미래기술 개발 노력이 요구되고 있다. 농촌진흥청은 2010년부터 국내외 주요 곡물생산지대 작황 평가를 위한 원격탐사, 작물모형, 농업기상 분야 원천기술 개발을 위해 노력해왔다. 본 특별호는 농촌진흥청에서 지난 8년간 국내외 작황 평가를 위해 수행해 온 원격탐사, 작물모형, 농업기상 분야의 연구개발 성과 및 연계된 이들 분야 간 융복합 연구 수행 현황을 정리하고 향후 연구 방향을 제시하고자 발간하게 되었다. The periodic monitoring of crop conditions and timely estimation of crop yield are of great importance for supporting agricultural decision-makings, as well as for effectively coping with food security issues. Remote sensing has been regarded as one of effective tools for crop condition monitoring and crop type classification. Since 2010, RDA (Rural Development Administration) has been developing technology for monitoring on crop condition using remote sensing and model. These special papers address recent state-of-the-art of remote sensing and geospatial technologies for providing operational agricultural information, such as, crop yield estimation methods using remote sensing data and process-oriented model, crop classification algorithm, monitoring and prediction of weather and climate based on remote sensing data,system design and architecture of crop monitoring system, history on rice yield forecasting method.

Gaofen-1 WFV 영상을 이용한 딥러닝 기반 대형 부유조류 분류

김의현,김근용,김수미,유주형,Kim, Euihyun,Kim, Keunyong,Kim, Soo Mee,Cui, Tingwei,Ryu, Joo-Hyung 대한원격탐사학회 2020 大韓遠隔探査學會誌 Vol.36 No.2

매년 황해와 동중국해에서는 대형 부유조류인 녹조와 갈조가 대량으로 발생하고 있다. 이러한 대형 부유조류는 연안의 양식 시설물이나 해변으로 유입되며, 제거하는데 막대한 경제적 손실을 발생시킨다. 현재는 연안으로 유입되는 대형 부유조류를 탐지하기 위해 원격탐사 방법이 활발하게 사용되고 있다. 그러나 대형 부유조류는 해양의 다양한 대상들과 중첩되는 파장이 존재하기에 이를 정확하게 탐지하는데 한계가 있다. 더욱이 녹조와 갈조는 유사한 스펙트럼 특성을 보이기 때문에 원격탐사 자료를 이용한 구분을 더욱 어렵게 만든다. 따라서 본 연구에서는 위성 영상에 딥러닝 기법을 적용하여 녹조와 갈조를 효과적으로 구분하고자 하였다. 이를 위한 네트워크를 결정하기 위해 최적의 학습 조건을 찾아 AlexNet 신경망을 전이 학습하였으며, 학습과 검증을 위해 Gaofen-1 WFV 영상을 이용하여 데이터셋을 구성하였다. 최적의 학습 조건으로 학습된 네트워크를 이용하여 실험 데이터에 대한 결과를 확인하였다. 그 결과 실험 데이터에 대한 정확도는 88.89%를 보였으며, 녹조와 갈조에 대해 각각 66.67%와 100%의 정밀도로 구분이 가능하였다. 이는 전이 학습된 AlexNet 신경망이 녹조와 갈조의 미세한 차이를 구분할 수 있는 것으로 해석된다. 본 연구를 통해 해양의 다양한 대상으로부터 녹조와 갈조를 효과적으로 분류하고 각각 구분할 수 있을 것으로 기대된다. Every year, the floating macroalgae, green and golden tide, are massively detected at the Yellow Sea and East China Sea. After influx of them to the aquaculture facility or beach, it occurs enormous economic losses to remove them. Currently, remote sensing is used effectively to detect the floating macroalgae flowed into the coast. But it has difficulties to detect the floating macroalgae exactly because of the wavelength overlapped with other targets in the ocean. Also, it is difficult to distinguish between green and golden tide because they have similar spectral characteristics. Therefore, we tried to distinguish between green and golden tide applying the Deep learning method to the satellite images. To determine the network, the optimal training conditions were searched to train the AlexNet. Also, Gaofen-1 WFV images were used as a dataset to train and validate the network. Under these conditions, the network was determined after training, and used to confirm the test data. As a result, the accuracy of test data is 88.89%, and it can be possible to distinguish between green and golden tide with precision of 66.67% and 100%, respectively. It is interpreted that the AlexNet can be pick up on the subtle differences between green and golden tide. Through this study, it is expected that the green and golden tide can be effectively classified from various objects in the ocean and distinguished each other.

서해연안 토지이용 및 토지피복 변화탐지를 위한 KOMPSAT-2 영상의 활용

선우우연 ( Woo Yeon Sunwoo ),김다은 ( Da Eun Kim ),강석구 ( Seok Koo Kang ),최민하 ( Min Ha Choi ) 대한원격탐사학회 2016 大韓遠隔探査學會誌 Vol.32 No.2

토지이용 및 토지피복변화에 대한 신뢰성 높은 평가는 수로학 및 지리학적 연구에서 침식 및 퇴적, 해안 모니터링, 생태영향평가와 같은 다양한 실질적인 사안들을 발전시켰다. 원격탐사 이미지는 시간 변화에 따른 자연 및 토지변화를 살펴보는데 있어 뛰어난 잠재력을 지니고 있다. 따라서 최근에서는 환경 모니터링을 위해 고해상도의 원격탐사 영상 이미지를 활용한 보다 정확한 연구가 요구되고 있다. 본 논문에서는 갯벌보호지역이 위치한 한반도의 전라남도, 전라북도 일부지역의 토지이용 및 토지피복 변화에 대한 맵핑 및 변화탐지 방법을 실시하였다. 이를 위하여 2008년부터 2015년에 촬영된 KOMPSAT-2 위성의 다중분광 이미지를 사용하였다. 토지이용 및 토지피복변화 맵핑은 무감독 토지분류방법으로 분석하였으며, postclassification 변화탐지 방법으로 평가하였다. 전라북도와 전라남도의 연안지역에 대한 토지이이용 및 토지피복변화에 대한 평가결과는 시간변화에 따라 큰 차이가 나타나지는 않았으나 각각 약 1.97%, 4.34% 정도의 변화를 보였다. 본 연구결과는 연구지역의 토지피복 변화 양상을 정량화 하였으며, 특히, 화소기반 분석을 통해 연안지역에 대한 KOMPSAT-2 다중분광 이미지의 효율적이고 경제적인 활용 가능성을 확인하였다. 이러한 토지이용 및 토지피복변화 정보는 연안환경 관리 및 정책결정을 위해서 환경 및 정책관리자들에게 유용할 것으로 기대된다. Reliable assessment of Land Use and Land Cover (LULC) changes greatly improves many practical issues in hydrography, socio-geographical research such as the observation of erosion and accretion, coastal monitoring, ecological effects evaluation. Remote sensing imageries can offer the outstanding capability to monitor nature and extent of land and associated changes over time. Nowadays accurate analysis using remote sensing imageries with high spatio-temporal resolution is required for environmental monitoring. This study develops a methodology of mapping and change detection in LULC by using classified Korea Multi-Purpose Satellite-2 (KOMPSAT-2) multispectral imageries at Jeonbuk and Jeonnam provinces including protected tidal flats located in the west coasts of Korean peninsula from 2008 to 2015. The LULC maps generated from unsupervised classification were analyzed and evaluated by post-classification change detection methods. The LULC assessment in Jeonbuk and Jeonnam areas had not showed significant changes over time although developed area was gradually increased only by 1.97% and 4.34% at both areas respectively. Overall, the results of this study quantify the land cover change patterns through pixel based analysis which demonstrate the potential of multispectral KOMPSAT- 2 images to provide effective and economical LULC maps in the coastal zone over time. This LULC information would be of great interest to the environmental and policy mangers for the better coastal management and political decisions.

LTE 원격관제를 통한 UAV의 비가시권 데이터 취득방안

정호현,이재희,박성진 대한원격탐사학회 2019 大韓遠隔探査學會誌 Vol.35 No.6

최근 무인항공기(UAV)의 발전과 관심이 높아지면서 UAV의 수요가 급증하고 있다. 전통적인 방식의 인공위성 및 항공영상에 비해 적은 운용비용으로 효과적인 자료 취득이 가능하여 다양한 연구(환경, 지리정보, 해양관측, 원격탐사)에 활용되고 있다. 다만, 배터리 용량 및 관제시스템과 기체의 거리 제한에 따라 전통적인 원격탐사 방법인 위성과 항공기를 이용한 방법에 비해 좁은 면적만을 획득한다는 단점이 있다. 하지만 원거리원격관제가 가능하다면 원격탐사 분야에서의 UAV의 활용 가능성은 더 높아질 수 있으며 이에 UAV와 관제 시스템의 거리에 상관없이 관제할 수 있는 통신 네트워크 시스템이 필요하다. 전통적인 방식의 무선장치(RF 2.4 GHz, 915 MHz, 433 MHz)로 UAV와 Ground Control System(GCS)가 송수신 할 수 있는 거리는 약 2 km 내외로제한적이다. 하지만 구축되어 있는 Long-Term Evolution(LTE) 통신망 기반의 제어방식을 적용하면 Radio Frequency(RF) 통신망의 단점을 보완할 수 있어 기존 산업과 융합하여 보다 큰 효과를 이룰 수 있다. 본 연구에서는 LTE 통신방식을 통해 GCS 기준 최대 직선거리 6.1 km, 촬영 면적 2.2 km2, 총 비행 거리 41.75 km의 비행을 수행하였다. 또한, LTE 통신의 무선 기지국 현황을 통해 통신 두절 가능성에 대해서도 분석하였다. Recently the demand for drones is rapidly increasing, as developing Unmanned Aerial Vehicle (UAV) and growing interest in them. Compared to traditional satellite and aerial imagery, it can be used for various researches (environment, geographic information, ocean observation, and remote sensing) because it can be managed with low operating costs and effective data acquisition. However, there is a disadvantage in that only a small area is acquired compared to the satellite and an aircraft, which is a traditional remote sensing method, depending on the battery capacity of the UAV, and the distance limit between Ground Control System (GCS) and UAV. If remote control at long range is possible, the possibility of using UAV in the field of remote sensing can be increased. Therefore, there is a need for a communication network system capable of controlling regardless of the distance between the UAV and the GCS. The distance between UAV and GCS can be transmitted and received using simple radio devices (RF 2.4 GHz, 915 MHz, 433 MHz), which is limited to around 2 km. If the UAV can be managed simultaneously by improving the operating environment of the UAV using a Long- Term Evolution (LTE) communication network, it can make greater effects by converging with the existing industries. In this study, we performed the maximum straight-line distance 6.1 km, the test area 2.2 km2, and the total flight distance 41.75 km based on GCS through LTE communication. In addition, we analyzed the possibility of disconnected communication through the base station of LTE communication.

미국의 상업적 원격탐사활동에 대한 규제개혁 정책

권희석,이진호,이은정 대한원격탐사학회 2019 大韓遠隔探査學會誌 Vol.35 No.2

The current U.S. remote sensing act was made in 1992 and has been criticized for being outdated and inappropriate in view of the modern technological development. In order to enhance the American competitiveness and leadership in the world, President Trump announced Space Policy Directive (SPD) – 2 on May 24, which is designed to modernize the regulations related to commercial space activities including private remote sensing system operations. It should be noted that the regulatory reform efforts are made within broader terms of the National Security Strategy on Dec. 17, 2017, pursuing the enhancement of national security and economic prosperity as well. A legislative support in Congress has also been added to the Administration’s efforts. The proposed regulatory reform on the licensing of commercial remote sensing system operations outlines the features of lessening administrative burden on applicants by simplifying the overall application process and of limiting the operations only when there is an impact upon the national security with clear and convincing evidence. But, due to a different regulatory system of each country, such a movement to expand an individual’s freedom to explore and utilize outer space may result in an international dispute or a violation of international obligations, so there should be a merit in paying attention to the U.S. commercial remote sensing regulatory reform, and it is desirable to establish international norms as flexible and appropriate to the level of space technology and space industry. 미국의 현행 원격탐사에 관한 법은 1992년에 제정되어 현재의 기술수준에 맞지 않는다는 비판을 받아왔다. 이에 트럼프 대통령은 원격탐사분야를 포함해 상업적 우주활동에 대한 규제체제를 개혁함으로써 미국의 경쟁력을 제고하기 위해 2018년 5월 24일 Space Policy Directive (SPD) – 2를 발표하였다. 미 행정부의 규제개혁 노력은 국가안보와 경제적 번영을 동시에 추구하고자 하는 2017년 12월 17일 국가안보전략(National Security Strategy)의 틀에서 추진된다. 미 의회 또한 행정부의 규제개혁 노력에 발 맞춰 입법논의를 진행하고 있다. 상업원격탐사시스템의 운영허가에 관한 규제개혁은 허가절차에 관한 프로세스를 대폭 개선해서 신청인의 행정부담을 경감하고 또한 허가심사과정에서 국가안보 등에 미치는 영향이 명백한 경우에만 허가를 제한하는 내용을 골자로 한다. 그러나 개인 우주활동의 자유 확대는 국가간 상이한 규제체제로 인해 국제법상 분쟁이나 위반을 초래할 수 있기 때문에 국제적인 차원에서 미국의 규제개혁 노력에 관심을 갖고 우주기술 및 우주산업의 수준에 맞게 신축적으로 적용 가능한 국제적 규범을 발전시키기 위한 노력이 필요하다.

피라미드 구조와 베이지안 접근법을 이용한 Markove Random Field의 효율적 모델링

정명희 ( Myung Hee Jung ),홍의석 ( Eui Seok Hong ) 大韓遠隔探査學會 1999 大韓遠隔探査學會誌 Vol.15 No.2

지표면에 대한 다양한 정보를 제공해 주는 원격탐사기법은 수 십년 동안 우리의 환경을 관찰하고 이해하는데 중요한 역할을 해왔다. 이러한 원격탐사 자료를 이용하는데 다양한 디지털 영상처리기법이 도입되어 자료에서 관찰되는 여러 가지 특성을 모형화하고 처리하는데 매우 유용하게 활용되어져 왔다. 화소들 간의 공간적 관계를 고려하는 Markov Random Field (MRF) 모형은 텍스처 모델링이나 영상분할 및 분류와 같은 여러 분야에서 많이 이용되는 모형으로 이것에 기초한 다양한 알고리즘이 발표되었다. 보통 원격탐사 자료는 그 크기가 매우 크고 시간적 간격을 두고 변화를 관측해 가는 경우에는 분석해야 할 자료의 양이 매우 방대하다. 이러한 자료를 처리하는데 걸리는 시간은 처리해야 할 자료의 양과는 비선형적 관계에 있다. 본 논문에서는 MRF를 이용하여 원격탐사 자료를 처리할 때 걸리는 시간을 단축하기 위한 방법론들이 연구되었다. 이를 위해 논리적 구조로 영상을 피라미드형태로 감소하는 크기로 분석하는 multiresolution 구조가 고려되었는데 이는 영상의 거시적 특징과 미세한 특징을 효율적으로 분석할 수 있는 방법을 제공해 준다. 영상의 크기가 커질수록 파라미터 추정 또한 복잡하고 많은 시간을 요하게 된다. 본 논문에서는 이를 위해 Bayesian 방법을 이용하여 원격탐사 영상과 같은 크기가 큰 영상의 MRF 모형의 파라미터를 효율적으로 추정할 수 있는 방법이 제안되어 있다. Remote sensing technique has offered better understanding of our environment for the decades by providing useful level of information on the landcover. In many applications using the remotely sensed data, digital image processing methodology has been usefully employed to characterize the features in the data and develop the models. Random field models, especially Markov Random Field (MRF) models exploiting spatial relationships, are successfully utilized in many problems such as texture modeling, region labeling and so on. Usually, remotely sensed imagery are very large in nature and the data increase greatly in the problem requiring temporal data over time period. The time required to process increasing larger images is not linear. In this study, the methodology to reduce the computational cost is investigated in the utilization of the Markov Random Field. For this, multiresolution framework is explored which provides convenient and efficient structures for the transition between the local and global features. The computational requirements for parameter estimation of the MRF model also become excessive as image size increases. A Bayesian approach is investigated as an alternative estimation method to reduce the computational burden in estimation of the parameters of large images.