고해상도 위성영상을 이용한 경기만 조석사주의 장기 변화 관측

서해 경기만은 조석작용이 강한 대조차 연안환경으로 한강, 예성강, 임진강으로부터 유입된 부유퇴적물이 석모수로와 염하수로를 통하여 유입된다. 이러한 경기만 연안 지역에는 활발한 조석 및 파랑활동으로 인하여 거대한 조석사주가 많이 발달하였다. 하지만 경기만 일대에서의 간척 사업 등의 개발로 인하여 연안 해수 흐름의 방향 및 속도 변화가 발생되었다. 이로 인해 조석 사주 면적 및 위치 변화 등과 같은 연안 환경 변화가 나타난다. 기존에는 이러한 변화를 탐지하기 위해서는 현장 조사를 통한 연구가 진행되었지만, 공간적으로 넓은 지역의 변화 관측에는 한계점이 있다. 이를 보완하기 위하여 인공위성을 활용한 연구가 많이 진행되고 있다. 따라서 이번 연구에서는 Landsat 위성영상을 활용하여 조석 사주 변화에 대한 연구를 하고자 한다. 연구에 사용한 위성영상은 Landsat 4 MSS, Landsat 5 TM, Landsat 7 ETM+ 영상으로 1980년대부터 2000년대 초반의 약 20년 동안의 동일한 계절의 영상을 분석하였다. 또한 최대한 유사한 조석상태 및 조위의 영상을 비교하였다. 그 결과 경기만 지역에서 조석 사주의 변화가 관측되었고 Landsat 영상의 30m 공간 해상도 덕분에 면적이 작은 사주 변화 관측이 가능하였다. 추후 다양한 영상 자료 및 퇴적 환경 자료와 모델링 분석을 통하여 경기만 일대의 조석사주가 어떠한 방향으로 변화되어 왔으며, 향후 어떠한 변화가 일어날 수 있는지에 대한 연구가 필요하다.2

Automatic Task Structuring using Task Structuring Criterias of CODARTS Methodology

Gomaa에 의해 제안된 CODARTS(COncurrent Design Approach for Real-Time System) 방법론은 COBRA(Concurrent Object-based Real-Time Analysis)를 사용하여 실시간 시스템의 행동 모델을 개발하고 행동 모델에서 병렬 태스크 구조로 변환하는데 도움을 주는 태스크 구성 지침을 제공한다. CODARTS에서는 태스크 구성 지침을 RTSA 표기법으로 표현된 행동 모델에 적용하여 태스크를 구성한다. 그러나 RTSA 표기법에는 태스크를 구성하는데 필요한 실행 성질 및 주기, 이벤트의 병렬성 및 순서와 같은 정보들을 기술하지 않기 때문에 직접 태스크 구성 지침을 적용하는 것은 어렵다. 본 논문에서는 CODARTS 방법론의 분석 단계에서 태스크 구성에 필요한 정보를 통합적으로 나타낼 수 있는 STS(Specification for Task Struturing)를 제안하고 이를 이용하여 태스크를 자동적으로 구성할 수 있는 알고리즘과 구현 예제를 보인다.CODARTS(COncurrent Design Approach for Real-Time System) made by Gomaa models behavioral model of real-time system using COBRA(Concurrent Object-based Real-Time Analysis) and provides task structuring criteria that assists in mapping a behavioral model of the system into a concurrent-tasking architecture. In CODARTS, task structuring starts with a behavioral model represented using RTSA notation. But applying directly task structuring criteria to RTSA notation is difficult because RTSA notation doesn't represent activation characteristic and frequency of transformation, concurrency and sequence of event/data flow as information needed task structuring. In this study, we propose STS(Specification for Task Structuring) that can represent all informations for task structuring in analyzing steps of CODARTS and show an algorithm and example using STS for automatic task structuring.CODARTS(COncurrent Design Approach for Real-Time System) made by Gomaa models behavioral model of real-time system using COBRA(Concurrent Object-based Real-Time Analysis) and provides task structuring criteria that assists in mapping a behavioral model of the system into a concurrent-tasking architecture. In CODARTS, task structuring starts with a behavioral model represented using RTSA notation. But applying directly task structuring criteria to RTSA notation is difficult because RTSA notation doesn't represent activation characteristic and frequency of transformation, concurrency and sequence of event/data flow as information needed task structuring. In this study, we propose STS(Specification for Task Structuring) that can represent all informations for task structuring in analyzing steps of CODARTS and show an algorithm and example using STS for automatic task structuring

연안지역에서의 Landsat ETM+/OLI 대기보정 방법 비교 분석

연안지역은 인위적 또는 자연적인 요인에 의해 빠르게 변화하고 있으며 이러한 변화를 모니터링하기 위해서는 원격탐사를 사용하는 것이 효과적이다. 그러나 원격탐사를 통해 수집된 방사도(Radiance)는 대기의 영향으로 인해 클로로필 농도 및 부유퇴적물 등의 연안 반사도를 추출하기 어렵다. 따라서 이를 위해서 정밀한 대기보정이 이루어져야 한다. 대기보정 방법은 크게 물리 기반의 모델, 상대보정 방법, 이미지 기반 모델로 나눌 수 있다. 물리 기반 모델은 정확도 높은 해수 반사도를 생산하지만 과정이 복잡하며 대기 정보를 포함하는 현장관측 자료가 필요하다. 연구 방법으로는 6S (Second Simulation of the Satellite Signal in the Solar Spectrum)와 MODTRAN (Moderate Resolution Atmospheric Radiance and Transmittance Model) 등이 있다. 상대보정 방법은 영상의 히스토그램을 조정하는 방법, 근적외선 파장대의 해수반사도를 0으로 가정하는 방법(Black pixel assumption), NIR(Near InfaRed)과 SWIR(Short Wave InfraRed) 밴드를 영역에 맞게 스위치하는 방법(NIR-SWIR method) 등이 있다. 마지막으로 이미지 기반 모델은 이미지 자체를 기반으로 수행된다. 이 방법은 현장관측 자료가 필요하지 않지만 적절한 haze 값 선택에 어려움이 존재한다. 대표적으로 DOS(Dark-Object Subtraction) model과 COST(Cosine function of solar zenith angle correction) 모델 등이 있다. 이번 연구에서는 다양한 대기보정 방법을 Landsat 7/8 영상에 적용하여 비교&#8729 분석하고자 한다. 연구지역은 서해 연안 지역으로서 COST, NIR-SWIR 방법과 MODTRAN 기반 알고리즘을 적용하였다. 각 방법으로부터 수행된 연안 반사도 값을등의 연안 반사도를 추출하기 어렵다. 따라서 이를 위해서 정밀한 대기보정이 이루어져야 한다. 대기보정 방법은 크게 물리 기반의 모델, 상대보정 방법, 이미지 기반 모델로 나눌 수 있다. 물리 기반 모델은 정확도 높은 해수 반사도를 생산하지만 과정이 복잡하며 대기 정보를 포함하는 현장관측 자료가 필요하다. 연구 방법으로는 6S (Second Simulation of the Satellite Signal in the Solar Spectrum)와 MODTRAN (Moderate Resolution Atmospheric Radiance and Transmittance Model) 등이 있다. 상대보정 방법은 영상의 히스토그램을 조정하는 방법, 근적외선 파장대의 해수반사도를 0으로 가정하는 방법(Black pixel assumption), NIR(Near InfaRed)과 SWIR(Short Wave InfraRed) 밴드를 영역에 맞게 스위치하는 방법(NIR-SWIR method) 등이 있다. 마지막으로 이미지 기반 모델은 이미지 자체를 기반으로 수행된다. 이 방법은 현장관측 자료가 필요하지 않지만 적절한 haze 값 선택에 어려움이 존재한다. 대표적으로 DOS(Dark-Object Subtraction) model과 COST(Cosine function of solar zenith angle correction) 모델 등이 있다. 이번 연구에서는 다양한 대기보정 방법을 Landsat 7/8 영상에 적용하여 비교&#8729 분석하고자 한다. 연구지역은 서해 연안 지역으로서 COST, NIR-SWIR 방법과 MODTRAN 기반 알고리즘을 적용하였다. 각 방법으로부터 수행된 연안 반사도 값을2

MONITORING OF THE SUSPENDED SEDIMENT IN KOREAN COASTAL WATER USING MULTI SPATIAL RESOLUTION SATELLITE SENSOR

In coastal region, estuaries have complex environments where dissolved and particulate matters are mixed with marine water and substances. Suspended particulate matter (SPM) dynamics in coastal water, in particular, plays a major role in erosion/deposition processes, biomass primary production and the transport of nutrients, micropollutants, heavy metals, etc. The sedimentary environments along the west coast of Korea are affected by both inland river systems and the open sea via circulation of seawater caused by semi-diurnal tides. Therefore, temporal variation in suspended sediment concentration (SSC) can be used to explain erosion/sedimentation patterns within coastal zones. Remotely sensed data can be an efficient tool for mapping SS in coastal waters. In this study, we analyzed the variation in SSC in coastal water using multi spatial resolution satellite images such as geostationary ocean color imager (GOCI) and Landsat enhanced thematic mapper plus (ETM+) in Gyeonggi-bay, Korea. Daily variations in GOCI-derived SSC showed low values during flood time and high values during ebb time. We compared SSC with the river discharge from the Han River and the Imjin River. In summer season, river discharge showed high amount, when SSC had high value near the inland. At this time SSC in open sea has low value. In contrast, river discharge amount from inland showed low value in winter season andn erosion/deposition processes, biomass primary production and the transport of nutrients, micropollutants, heavy metals, etc. The sedimentary environments along the west coast of Korea are affected by both inland river systems and the open sea via circulation of seawater caused by semi-diurnal tides. Therefore, temporal variation in suspended sediment concentration (SSC) can be used to explain erosion/sedimentation patterns within coastal zones. Remotely sensed data can be an efficient tool for mapping SS in coastal waters. In this study, we analyzed the variation in SSC in coastal water using multi spatial resolution satellite images such as geostationary ocean color imager (GOCI) and Landsat enhanced thematic mapper plus (ETM+) in Gyeonggi-bay, Korea. Daily variations in GOCI-derived SSC showed low values during flood time and high values during ebb time. We compared SSC with the river discharge from the Han River and the Imjin River. In summer season, river discharge showed high amount, when SSC had high value near the inland. At this time SSC in open sea has low value. In contrast, river discharge amount from inland showed low value in winter season and1

Coral reef habitat mapping using high spatial resolution satellite images

Coral reefs and associated tropical nearshore ecosystems have suffered massive, long-term changes in abundance, diversity, and habitat structure due to overfishing and pollution. Especially, the global warming has lead to the global decrease in the coral reefs recently, thus the coral reef habitat can be a good indicator of environmental change in a tropical coastal area. In this study, we carried out the analysis of coral reef habitat change using KOMPSAT-2 images in Weno island, Chuuk lagoon of Federated States of Micronesia. A field campaign was performed for collecting real reef habitat data in 2008 and 2011. The satellite image was acquired on September 2008 and 2010. For classification of KOMPSAT-2 images, we employed an object-based classification method which has been considered to be effective for high spatial resolution satellite images. The produced habitat map was validated by a comparison with the in-situ observations. The overall accuracy calculated from the classification results of the KOMPSAT-2 image in 2008 was 84.62 %. And The KOMPSAT-2 image acquired in 2010 was 87.25%. In addition, area of coral reef habitat mapping has changed during 2 years. Through the research, high resolution satellite images can be possible to monitor of coral reef habitat changerease in the coral reefs recently, thus the coral reef habitat can be a good indicator of environmental change in a tropical coastal area. In this study, we carried out the analysis of coral reef habitat change using KOMPSAT-2 images in Weno island, Chuuk lagoon of Federated States of Micronesia. A field campaign was performed for collecting real reef habitat data in 2008 and 2011. The satellite image was acquired on September 2008 and 2010. For classification of KOMPSAT-2 images, we employed an object-based classification method which has been considered to be effective for high spatial resolution satellite images. The produced habitat map was validated by a1

Hydro-hypsography 기법을 활용한 근소만 해수 교환 특성 분석

이 연구에서는 서해안 근소만 저서환경의 해수 분포 및 유동 특성을 파악하기 위한 hydro-hypsographic 분석을 실시하였다. 이를 위해 연구지역의 수치고도모델 (DEM) 자료를 이용하였으며, 수리학적 특성을 파악하기 위한 hydro-hypsographic 분석은 만의 각 수심과 저서환경의 해수-표층 면적과의 연관관계에 의하여, 습지, 갯벌, 수로 등 각각의 저서환경의 수리적 해수 교환 시간을 계산하여 해수 흐름의 특성을 파악하는 분석 기법이다.충청남도 태안반도에 위치한 근소만은 조석의 영향을 받는 반폐쇠성 만으로 총면적은 30 km2이며, 이 중 70%가 저조시 대기 중에 노출된다. 근소만의 평균조차는 6 m이며, 평균해면 높이는 약 3.55 m이고, 만조시에는 2～4 m의 수심을 유지한다. 근소만은 직접 유입하는 하천이 없기 때문에 만 외부와 내부의 해수교환은 약 2 km 폭의 만 입구를 통해서만 이루어진다. 따라서 이 연구의 지역적 범위는 해수교환이 통로가 되는 만 입구부터 만 안쪽의 갯벌을 포함하는 지역으로 설정하였다.각 고도와 수심별로 면적을 구하고 hydro-hypsographic개념을 이용하여 수심별로 해수 표면적을 구하였다. 모든 해수 표면적은 만의 가장 깊은 곳에서부터 표층까지 0.5 m 간격으로 계산 되었다. 최종적으로, 해수 교환 특성을 파악하기 위하여 수심과 표면적을 이용하여 조석(tidal) 및 잔류(residual) prism 등 해수 부피를 구하였다. 계산된 조석부피와 잔류부피로부터 만 전체의 해수부피 (total prism)을 계산하였다. 조석에 의하여 유입된 해수가 분지에 남아있는 해수와 전체적으로 혼합된다고 가정하면, 수리적교환 시간(HTT)은 조석 교환에 의하여 전체적인 해수가 바뀌어 지는데 걸리는 시간이고, 이는 조석 부피와 만 전체의 해수부피로부터 계산되었다.2

SPECTRAL CHARACTERISTICS OF Suaeda Japonica AND ITS DISTRIBUTINON ASSOCIATED WITH MORPHOLOGIC CHANGE OF THE GANGHWA-DO TIDAL FLAT, KOREA

The objectives of this study are to analyze spectral characteristics of Suaeda japonica using satellite images and field surveys for its distribution associated with morphologic change of tidal flat. Suaeda japonica is a common salt marsh plant and one of the major halophyte species. Suaeda Japonica has widely developed in the Ganghwa-do tidal flat, Korea, where characterized by high dynamics of tidal currents and vast tidal flats. Halophyte normally develops as a big patch on the alluvial sediments at the border of tidal and non-tidal flat. Salt marsh vegetation largely contributes to the stability of surface sediments through feedbacks involving hydrodynamic and sediment circulations [1]. Especially, these affect to the vertical development of wetland because they enhance the adhesion force of sediments. The relative elevation of the surface determines the duration and frequency that these habitats are submerged by tides including the macrophytes [2]. If demineralization of tidal flat proceeds, the colony of halophyte moves to the seaward where salinity concentration is relatively higher. The change of halophyte zonation can be an environmental indicator of the landization of tidal flat.1

고해상도 위성영상을 활용한 갯벌 퇴적상 변화 연구

공간해상도 4 m 급의 고해상도 위성인 IKONOS 및 Kompsat-2 영상자료와 현장조사 자료를 기반으로 천수만 황도 갯벌의 표층 퇴적상 분포의 변화 양상을 파악하였다. 2001년 2월에 획득된 IKONOS 영상과 2004년 3월에 수행된 현장조사를 통해 얻어진 입도 자료 및 2008년 4월에 획득된 국내 고해상도 위성인 KOMPSAT-2 영상과 2009년 5월에 수행된 현장조사를 통해 얻어진 입도 자료를 이용하여 갯벌의 표층 퇴적상 분포도를 작성하였다. 퇴적상 분포도 작성은 객체 기반 분류법 (object-based classification)에 의해 수행되었으며, 연구지역의 퇴적상은 펄 퇴적상(mud flat), 혼합 퇴적상(mixed flat), 모래 퇴적상(sand flat) 및 사주(sand shoal)로 분류되었다. 각각의 시기에 얻어진 퇴적상 분포도에 대해 GIS 분석 방법을 적용하여 각 시기에 영상의 상대적 밝기 값 (digital number, DN)에 따른 퇴적상 분포 양상을 정량적으로 알아보았다. 이를 토대로 두 시기 동안의 연구지역 갯벌의 표층 퇴적상 변화를 분석하였다.2

UAV 및 지상라이다를 활용한 연안 지형정보 획득

대이작도 주변의 해양생태계 보호구역으로 장기간의 시공간적 분석이 가능한 원격탐사 기법을 활용한 시계열적인 지형도 작성과 지형 변화의 정량적인 산출 등의 기초자료 요구되고 있다. 원격탐사 기법을 활용하여 해안선 추출과 하벌 천퇴를 포함한 모래해변 6개소의 면적변화를 분석하고 DEM생성을 통해 지형변화분석 및 체적변화량을 분석하였다. Kompsat-2 영상으로부터 풀등 및 사승봉도의 면적 변화를 모니터링한 결과 약 2년동안 풀등 면적은 약 0.2km2 감소하였으며, 사승봉도의 경우 약 0.06km2 가 감소하였다. DEM 을 이용하여 2000년대 초반/후반 지형변화를 관측한 결과, 풀등의 경우 중앙에서 퇴적, 북서쪽 및 남쪽에서는 침식발생 하였다. 지상LiDAR 를 이용하여 지형 변화를 관측한 결과육지에 인접한 곳에서 지형이 높고 그 후 점차적으로 완만하게 낮아지며, 큰풀안 해수욕장에서 해양과 인접한 곳에서는 주로 퇴적, 육지에 인접한 곳에서는 침식이 발생, 승봉도에서는 해양과 인접한 곳에서는 침식, 육지에 인접한 곳에서는 퇴적이 발생하였다. UAV의 고해상도 영상을 이용하여 정밀 DEM을 생성하였고, 분석결과 위성 영상 자료와 비슷한 경향을 보인다.래해변 6개소의 면적변화를 분석하고 DEM생성을 통해 지형변화분석 및 체적변화량을 분석하였다. Kompsat-2 영상으로부터 풀등 및 사승봉도의 면적 변화를 모니터링한 결과 약 2년동안 풀등 면적은 약 0.2km2 감소하였으며, 사승봉도의 경우 약 0.06km2 가 감소하였다. DEM 을 이용하여 2000년대 초반/후반 지형변화를 관측한 결과, 풀등의 경우 중앙에서 퇴적, 북서쪽 및 남쪽에서는 침식발생 하였다. 지상LiDAR 를 이용하여 지형 변화를 관측한 결과육지에 인접한 곳에서 지형이 높고 그 후 점차적으로 완만하게 낮아지며, 큰풀안 해수욕장에서 해양과 인접한 곳에서는 주로 퇴적, 육지에 인접한 곳에서는 침식이 발생, 승봉도에서는 해양과 인접한 곳에서는 침식, 육지에 인접한 곳에서는 퇴적이 발생하였다. UAV의 고해상도 영상을 이용하여 정밀 DEM을 생성하였고, 분석결과 위성 영상 자료와 비슷한 경향을 보인다.2

Satellite-based time-series pbservation on the suspended sediment distribution around the Heuksan mud belt

Analysis of suspended particulate matter (SPM) is a key to understanding the turbulent quantities of sediment flow in the Heuksan mud belt (HMB) located along the southwestern coast of the Korean Peninsula. The purpose of this study was to investigate intra-annual variability in remotely sensed SPM derived from the Geostationary Ocean Color Imager (GOCI) and sea surface temperature (SST) based on the Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR), respectively, around the HMB over a period of 1 year (2013). Monthly composite SPM images showed pronounced seasonal changes in turbid water. The extent of turbid water increased during the winter season along Gomso Bay to Jangsado, whereas it decreased during the summer months from Yeonggwang to Sinan. A comparison of monthly composite SST images and wind data showed that the northwesterly winds of monsoons and net heat loss from the sea surface to the atmosphere resulted in vigorous vertical mixing of shallow coastal waters in winter. The tongue-shaped thermohaline front, monsoon winds, and bathymetry limited the spread of SPM at the southern part of the HMB in winter. In conclusion, seasonal dynamics of sediment movement around the HMB can be effectively detected using GOCI.investigate intra-annual variability in remotely sensed SPM derived from the Geostationary Ocean Color Imager (GOCI) and sea surface temperature (SST) based on the Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR), respectively, around the HMB over a period of 1 year (2013). Monthly composite SPM images showed pronounced seasonal changes in turbid water. The extent of turbid water increased during the winter season along Gomso Bay to Jangsado, whereas it decreased during the summer months from Yeonggwang to Sinan. A comparison of monthly composite SST images and wind data showed that the northwesterly winds of monsoons and net heat loss from the sea surface to the atmosphere resulted in vigorous vertical mixing of shallow coastal waters in winter. The tongue-shaped thermohaline front, monsoon winds, and bathymetry limited the spread of SPM at the southern part of the HMB in winter. In conclusion, seasonal dynamics of sediment movement around the HMB can be effectively detected using GOCI.2