• 한국지구과학회지
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• 제38권7호
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• pp.535-545
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• 2017

한반도 주변 해상사고가 증가함에 따라 원격탐사 자료를 활용한 선박탐지 연구의 중요성이 점점 더 강조되고 있다. 이 연구는 고해상도 광학영상에 의존하는 기존 선박탐지 분야에 수백 개 채널의 분광정보를 포함하는 초분광영상을 활용하여 새로운 선박탐지 알고리즘 제시하였다. 두 차례의 현장관측을 통해 측정한 선박 선체의 반사 스펙트럼과 AVIRIS (Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer) 초분광센서 영상의 선박 및 해수 반사 스펙트럼 간의 분광정합 기법을 적용하였다. 총 다섯 개의 탐지 알고리즘 spectral distance similarity (SDS), spectral correlation similarity(SCS), spectral similarity value (SSV), spectral angle mapper (SAM), spectral information divergence (SID)를 사용하였다. SDS는 선박 일부가 해수로 탐지되는 오차를 나타내었고, SAM은 선박과 해수 사이에 약 1.8배의 차이를 나타내어 명확한 분류 결과를 보여주었다. 이와 더불어 본 연구에서는 각 기법의 최적 임계값을 제시하여 초분광 영상에 포함되어 있는 선박을 분류하였으며 그 결과 SAM, SID가 다른 탐지 알고리즘에 비해 우수한 선박탐지 능력을 보여주었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제33권6_2호
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• pp.1061-1073
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• 2017

본 연구는 4차 산업의 핵심기술인 인공지능과 환경공간정보의 융합을 통한 정보생산 및 활용가능성을 제시하고자 대표적인 딥러닝(deep-learning) 기법인 CNN(Convolutional Neural Network)을 이용한 영상분류를 수행하였다. CNN은 학습을 통해 스스로 분류기준에 따른 커널의 속성을 결정하며, 최적의 특징영상(feature map)을 추출하여 화소를 분류한다. 본 연구에서는 CNN network를 구성하여 기존의 영상처리 기법으로 해결이 어려웠던 분광특성이 유사한 물질간의 분류 및 GIS속성정보에 따른 분류를 수행하였으며, 항공초분광센서인 CASI(Compact Airborne Spectrographic imager)와 AISA(Airborne Imaging Spectrometer for Application)로 취득된 영상을 이용하였다. 실험대상지역은 총 3곳이며, Site 1과 Site 2는 감자, 양파, 벼 등의 다양한 농작물을 포함하며, Site 3는 단독주거시설, 공동주거시설 등 세분류 토지피복도의 분류 항목으로 구성된 건물을 포함한다. 실험결과, 분류 정확도 96%, 99%로 농작물을 종류에 따라분류하였으며, 96%의 정확도로 건물을 용도에 따라 분류하였다. 본 연구의 결과를 환경공간정보 서비스에 활용하기 위하여 계절별 농작물의 종류를 제공할 수 있는 환경주제도를 제안하였으며, 기존의 토지피복도와 최신 GIS자료를 이용한 세분류 토피지복도 제작 및 갱신 가능성을 확인하였다.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1996년도 추계학술대회
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• pp.129-134
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• 1996

1차 년도 G-7 개발 과제로 수행된 자기 공명 진단 장치 (Magnetic Resonance Imaging System)의 개발 내용을 간략히 소개하였다. 성공적인 IT Compact 자기 공명 진단 장치의 완성을 위해 일차적으로 (1)RF (고주파), Gradient(경사 자계), Spectrometer 등의 Hard-ware 관련 MRI 핵심부분, (2) RF, Gradient, Spectrometer, Magnet 등의 각 Sub-system을 연결, 조합, 조정하여 하나의 체계적인 시스템으로 통합하고 운영하는 과정(System Integration), (3)사용자와 시스템을 연결하는 User Interface, Data Base Management, Real time 운영 SW 등과 (4)임상에 적용하여 구체적인 성능과 효용성을 확인하는 기술 등에 대하여 집중 연구하였다. 개발 방법은 (1)지난 16년간 국내에 축적 된 연구 개발 인력들을 최대한 활용하고 (2)연구 개발을 국제화 시켜 필요한 경우 부분별로 개발 인력을 해외에서 보완하고 (3)소수 정예 전문 인력 주의와 요소 기술 또는 중요 부품을 경쟁성 검토 후 필요 시 Out-sourcing 활용으로 최저의 비용으로 개발 기간을 최소화 하는 데 두었다. 개발된 1.0Tesla자기 공명 영상 장치는 미국 물리 학회에서 규격화한 Phantom및 임상 적용을 통하여 서울대 의대 연구 팀과 지속적으로 성능을 평가해 왔다. 개발된 시스템의 해상도는 $256{\times}256$ head 영상에서 1mm 이 하의 해상도를 가짐을 resolution phantom 을 통하여 확인할 수 있었고, $512{\times}512$ 영상에서 는 약 0.5 mm 의 물체를 분리 해냄으로써 외제 시스템들 보다 우수하게 평가 되었다. 차폐 경사코일의 Eddy current영향은2%이내로 촬영 시 영향은 거의 무시할 수 있었다. 또한, 개발된 영상 기법들, 즉 Multislice/Multi Echo, Oblique angle imaging, 64 Echo train을 갖는 고속 촬영 기술들이 자기 공명 장치에 장착되어 임상 적용에 문제가 없도록 하였다. 또한 20mT/m/Amp의 강력한 능동 차폐 경사 자계 코일(Active Shield Gradient Coil)을 기본 사양으로 하고, 수신단을 최대 6개로 확장토록 하여 2차년도의 초고속 촬영 기법(EPI) 및 Phased Array 코일 촬영이 가능토록 하였다. 1차 년도 개발 과제 수행 결과와 향후 개발 과제를 바탕으로 최종 목표인 국제 경쟁력이 있는 자기 공명 진단 장치 즉 기능과 영상의 질은 선진국 제품과 동일하거나 우수하되, 저가격을 구현한 상용화 제품이 완성되어, 첨단 의료기기로서 산업 구조 고도화에 기여하고 수입대체 뿐만 아니 라 수출을 통한 국익 창출과 국가의 기술을 통한 위상 제고에 기여되길 기대한다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제33권3호
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• pp.301-311
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• 2017

에어로솔의 광학특성과 연직고도는 태양 복사의 반사와 흡수과정을 통하여 지구복사수지에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 복사전달모델과 위성관측자료를 이용하여 동북아시아 지역에서 구름의 존재 시 에어로솔 층에 의한 복사특성을 분석하였다. 복사전달 모의 결과는 구름이 하부에 존재하는 경우에 에어로솔 층의 고도가 높아짐에 따라 대기 온난화 효과가 증가하였다. 이러한 관계는 에어로솔의 광 흡수성이 커질수록, 지표 반사도가 증가할수록 비례하는 경향을 나타내었다. 그리고 연구대상지역 ($20-50^{\circ}N$, $110-140^{\circ}E$)에서 주요 에어로솔 이벤트 사례에 대하여, UV Absorbing Aerosol Index (AAI) derived from Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS), cloud parameters derived from the Moderate Resolution Imaging Spectro-radiometer (MODIS), with Upward Shortwave Flux (USF) Clouds and the Earth's Radiant Energy System (CERES) 위성관측자료를 이용하여 광 흡수성 에어로솔에 의한 영향을 정량적으로 분석하였다. 각 사례에 대한 평균적인 복사효과는 약 6 - 26 %에 해당하는 상향 단파 복사량의 감쇄효과가 나타났다. 이러한 결과는 에어로솔에 의한 직접효과와 간접효과를 정량화 하기 위한 중요성을 설명해 준다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제24권4호
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• pp.289-298
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• 2008

본 연구에서는 에어로솔의 간접 효과를 고려한 구름의 광학두께와 유효입자반경을 산출하기 위해 새로운 알고리즘을 개발하였다. 구름의 미세물리적 특성을 산출하기 위해 Nakajima and Nakajima(1995)의 방법을 응용하였다. 다양한 대기상태에서 복사전달모델을 이용하여 미리 계산한 서로 다른 LUT을 적용하여 최종 산출물인 구름광학두께와 유효입자반경을 산출하였다. 러시아지역에 산불이 있었던 2003년 5월 한반도 주변을 사례로 선택하였다. 이 때 발생한 에어로솔은 대기 흐름을 따라 한반도까지 도달하여 한반도 주변의 날씨에 매우 많은 영향을 주었다. 본 연구에서는 이 시기에 러시아 지역의 산불로 인하여 발생한 에어로솔이 한반도 주변의 구름에 어떠한 영향을 주는지 알아보았다. 이 사례의 알고리즘 적용을 위해 Terra위성에 탑재된 분광계인 MODIS자료를 사용하였다. 사례분석 결과, 에어로솔이 있는 시기에는 유효입자반경이 $20{\mu}m$ 이상의 큰 구름은 거의 존재하지 않았음에 비해, 에어로솔이 거의 없는 시기에는 $20{\mu}m$ 이상의 큰 구름도 다수 존재하였다. 즉, 에어로솔의 영향하에 발달한 구름은 구름광학두께는 크고, 유효입자반경은 작은 구름이라는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 에어로솔이 구름의 미세물리적 특성을 변화시킨다는 것을 보여준다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.94-101
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• 2016

원격 관측 자료인 위성 자료는 한계점이 있으며, 특히 광학 관측기를 활용하면 구름이나 기타 요인에 의해 손실 자료가 발생한다. 본 연구에서는 MODerate resolution Imaging Spectrometer(MODIS)의 관측 자료 중, 지표면 온도 자료를 대상으로 손실 자료를 복원하기 위한 방법인 평균 편차 방법, 회귀 분석 방법, 지역 변동 방법의 세 가지 복원 방법을 개발하였다. 검증을 위해 2014년과 2015년의 위성 자료에서 관측 비율을 근거로 사례를 선택하였다. 검증 자료에서 확인된 지역 변동 방법의 평균 제곱근 편차(RMSE)는 일부 사례에서 약 2 K 이상으로 다른 복원 방법에 비해 낮은 정확도를 보였으며, 회귀 분석 방법의 RMSE는 평균 약 1.13 K으로 대부분의 사례에서 가장 좋은 결과를 보였다. 평균 편차 방법 사용 시, RMSE는 회귀 분석 방법 시와 유사하게 약 1.32 K으로 나타났다.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.190.1-190.1
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• 2012

과학기술위성3호는 170kg의 소형위성으로 2006년 사업을 착수하였으며, 올 2012년 12월에 러시아에서 발사할 예정이다. 주탑재체는 다목적 적외선 영상시스템 (MIRIS, Multi-Purpose IR Imaging System)으로 천문연에서 개발을 담당하였으며 우주관측과 지구관측을 수행한다. 우주관측은 $0.9-2{\mu}m$ 대역을 관측에서 은하면의 근적외선 방출광을 탐사하여 우리은하 고온가스의 기원 및 성간 난류의 물리적 특성을 연구한다. 또한 황도극지방을 추가로 관측하여 적외선 우주배경복사의 기원의 연구에 활용될 것이다. 지구관측은 $3-5{\mu}m$의 파장대역으로 한반도의 재해 및 환경변화의 연구에 활용될 예정이다. 부탑재체는 소형영상분광기 (COMIS, Compact Imaging Spectrometer)로 공주대에서 개발을 하였으며 $0.4-1.05{\mu}m$ 파장대역의 지표면 분광영상의 획득이 주요 임무이다. 소형영상분광기를 위하여 다양한 관측방법 (Strip, Stereo, Slow Skew)을 시도하며, 관측된 분광영상은 수질, 작황, 황사, 근해 환경변화 등 다양한 분야에 활용될 것으로 기대한다. 우주관측임무는 확정되어 주어진 임무기간동안 정해진 일정대로 우주관측을 수행되며, 지구관측임무는 사용자의 요구에 따라 관측지역 및 관측 횟수가 추후에 결정될 것이다. 과학기술위성3호는 기술적으로 기존 과학기술위성 시리즈 보다 향상된 위성체, 탑재체 시스템으로 주어진 우주 및 지구과학 임무를 성공적으로 수행할 것으로 예상되며, 또한 우주 및 지구과학의 연구를 위해 여러 분야에서 활동하는 국내 사용자의 적극적인 참여도 기대하고 있다. 본 발표에서는 다양한 사용자의 관측요청 접수를 위한 지상관제시스템의 설명과 임무관측을 통해 획득된 관측데이터의 전달 방법에 대해 논의한다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제26권6호
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• pp.605-615
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• 2010

This study demonstrates the feasibility of small satellite, namely PROBA platform with the compact high resolution imaging spectrometer (CHRIS), for aerosol retrieval in Hong Kong. The rationale of our technique is to estimate the aerosol reflectances by decomposing the Top of Atmosphere (TOA) reflectances from surface reflectance and Rayleigh path reflectances. For the determination of surface reflectances, the modified Minimum Reflectance Technique (MRT) is used on three winter ortho-rectified CHRIS images: Dec-18-2005, Feb-07-2006, Nov-09-2006. For validation purpose, MRT image was compared with ground based multispectral radiometer measurements and atmospherically corrected Landsat image. Results show good agreements between CHRIS-derived surface reflectance and both by ground measurement data as well as by Landsat image (r>0.84). The Root-Mean-Square Errors (RMSE) at 485, 551 and 660nm are 0.99%, 1.19%, and 1.53%, respectively. For aerosol retrieval, Look Up Tables (LUT) which are aerosol reflectances as a function of various AOT values were calculated by SBDART code with AERONET inversion products. The CHRIS derived Aerosol Optical Thickness (AOT) images were then validated with AERONET sunphotometer measurements and the differences are 0.05~0.11 (error=10~18%) at 440nm wavelength. The errors are relatively small compared to those from the operational moderate resolution imaging spectroradiometer (MODIS) Deep Blue algorithm (within 30%) and MODIS ocean algorithm (within 20%).

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 1996년도 International Conference on Agricultural Machinery Engineering Proceedings
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• pp.314-324
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• 1996

A high speed NMR quality evaluation sensor was designed , constructed and tested . The device consists of an NMR spectrometer coupled to a conveyor system. The conveyor was run at speeds ranging from 0 to 250 mm/s. Spectral of avocado fruits and one-dimensional magnetic resonance images of pickled olives were acquired while the samples were moving on a conveyor belt mounted through a 20Tesla NMR magnet with a 20 mm diameter surface coil and a 150 mm diameter imaging coil respectively. Fro a magnetic resonance spectrum analysis, motion through variations in the magnetic field tends to narrow spectral line width just like using sample rotation in high resolution NMR to narrow spectral line width. Spectrum analysis was used to detect the dry weight of avocado fruits using the ratio oil and water resonance peaks. Good correlations maximum r=0.970@ 50 mm/s and minimum r=0.894@250mm/s ) between oil and water resonance peak ratio and dry weight of avocados were observed at speeds ra ging from0 to 250mm/s. For the application of magnetic resonance imaging (MRI) method, the projections were used to distinguish between pitted and non-pitted olives . Effect of fruit position in the coil was tested and coil degree effects were noticed when projects were generated under dynamic conditions. Various belt speeds (up to 250mm/s) were tested and detection results were compared to static measurements. Higher classification errors were occurred at dynamic conditions compared to errors while olives were at rest.

• 천문학회보
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• 제44권1호
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• pp.57.2-57.2
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• 2019

The NISS (Near-infrared Imaging Spectrometer for Star formation history) onboard NEXTSat-1 was successfully launched on last December and is now under the operation phase. The capability of both imaging and spectroscopy is a unique function of the NISS. It has realized the imaging spectroscopy (R~20) with a wide field of view of $2{\times}2deg$. in a wide near-infrared range from 0.95 to $2.5{\mu}m$. The major scientific mission is to study the cosmic star formation history in the local and distant universe. It also demonstrated the space technologies related to the infrared spectro-photometry in space. The NISS is performing the imaging spectroscopic survey for local star-forming galaxies, clusters of galaxies, star-forming regions, ecliptic deep fields and so on. As an extension of the NISS, the SPEHREx (Spectro-Photometer for the History of the Universe Epoch of Reionization, and Ices Explorer) was selected as the NASA MIDEX (Medium-class Explorer) mission (PI Institute: Caltech). As an international partner, KASI will participate in the development and the science for SPHEREx. It will perform the first all-sky infrared spectro-photometric survey to probe the origin of our Universe, to explore the origin and evolution of galaxies, and to explore whether planets around other stars could harbor life. Compared to the NISS, the SPHEREx is designed to have a much wider FoV of $3.5{\times}11.3deg$. as well as wider spectral range from 0.75 to $5.0{\mu}m$. Here, we introduce the status of the two space missions.