KR102325243B1 - Distribution method of fishing boat using source of fishing boat at night - Google Patents
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Abstract
본 발명은 AIS를 활용하지 않으며, 이미지 프로세성 방법을 적용, 광원관측 위성의 공개 자료를 통해 광원으로 식별되는 조업어선 분포 데이터를 획득하는 방법에 관한 것으로,
관측부(100)을 통해 얻은 영상 자료는 자료 수집부(200)을 통해 조업어선 야간광원 관측 데이터를 수집하는 단계(S10); 상기 수집 단계에서 자료 편집부(300)의 광원 편집부(310)을 통해 육상광원을 제거하는 단계(S20); 상기 육상광원을 제거하는 단계를 거친 자료는 자료 편집부(300)의 자료 종합부(320)를 날짜별 자료를 종합하는 단계(S30); 상기 날짜별 자료가 종합된 단계를 거친 자료는 자료 편집부(300)의 단위격자 설정부(330)를 통해 격자를 재설정하는 단계(S40); 상기 재설정 단계(S40)의 자료는 수치분석부(410)에서 재설정된 격자 기준 비율(%)을 측정하는 단계(S50); 및 상기 비율 측정 단계에서 얻은 자료를 공간정보 분석부(420)를 통해 공간별 자료를 분석하는 단계(S60);를 포함하여 수행된다.The present invention does not utilize AIS and relates to a method of acquiring distribution data of fishing boats identified as light sources through public data of light source observation satellites by applying an image processing method,
The image data obtained through the observation unit 100 is collected through the data collection unit 200, fishing boat night light source observation data (S10); removing the land light source through the light source editing unit 310 of the data editing unit 300 in the collecting step (S20); The data that has undergone the step of removing the land light source is synthesized by the data synthesizing unit 320 of the data editing unit 300 by date (S30); Resetting the grid through the unit grid setting unit 330 of the data editing unit 300 for the data that has undergone the step of synthesizing the data by date (S40); The data of the resetting step (S40) is measured in the lattice reference ratio (%) reset in the numerical analysis unit 410 (S50); and analyzing the data obtained in the ratio measurement step for each space through the spatial information analysis unit 420 (S60).
Description
본 발명은 야간에 조업활동하는 어선들의 활동 데이터를 분석하기 위한 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 야간에 작업하는 어선들의 광원을 측정할 수 있는 광원관측위성 영상 자료를 활용하고, 이를 수치분석과 공간분석 기반 공개 소프트웨어를 조합 활용하여 조업 어선들의 활동 범위 분석 자료를 손쉽고 다각적으로 획득하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for analyzing activity data of fishing boats operating at night, and more particularly, using light source observation satellite image data that can measure the light source of fishing boats working at night, and It relates to a method to easily and in various ways to obtain analysis data on the range of activities of fishing boats using a combination of spatial analysis-based open software.
조업 어선들의 야간 작업은 주로 어종들의 분포, 계절별 날씨, 해상환경 등 다양한 환경에 따라 영향을 받는다. 이에 계절별, 날씨, 어종 분포 등에 따라 일정 범위에서 조업하는 형태로 이루어지고 있으나, 날짜별, 시기별로 선택하여 야간 조업 어선들이 어디에서 작업할 수 있는지 확인하기는 어려운 실정이다.The night work of fishing boats is mainly affected by various environments such as distribution of fish species, seasonal weather, and marine environment. Accordingly, it is made in the form of fishing within a certain range according to season, weather, distribution of fish species, etc., but it is difficult to determine where night fishing boats can work by selecting by date and time.
야간 조업 어선들을 식별하기 위한 분석 방법으로, 선박자동식별장치(AIS)를 운용하여 어선들의 조업활동 자료를 획득하고 있으며, 선박자동식별장치(AIS)에서 얻은 자료를 고려하여 해군의 작전 수행 등 업무에 적용하고 있다.As an analysis method to identify fishing boats fishing at night, it operates the Automatic Ship Identification System (AIS) to acquire fishing activity data, and performs naval operations in consideration of data obtained from the Automatic Ship Identification System (AIS). is applied to
그러나, 선박자동식별장치(AIS)를 장착한 어선들은 중형급 이상 어선들로, 소형 어선들의 조업 활동 자료는 획득할 수 없는 문제가 발생하며, 제3국 어선 또한 AIS를 미운용하여 AIS 정보를 식별하지 못하는 문제가 있다.However, the fishing boats equipped with the Automatic Ship Identification System (AIS) are medium-sized or larger fishing boats, and there is a problem that the fishing activity data of small fishing boats cannot be obtained. I have a problem that I can't.
또한 기존 AIS는 연안해역위주로 사용되므로 원해 조업 선박의 경우 해상 감지 레이더의 탐지권 바깥에서 조업하는 경우 조업 분포의 원활한 판단이 제한될 수 있다.In addition, since the existing AIS is mainly used in coastal waters, smooth judgment of the distribution of fishing may be limited in the case of a vessel operating in the sea outside the detection range of the marine detection radar.
통상적으로, 조업어선들의 광달거리는 2 내지 3마일(4km 내지 6km) 정도로, 조업어선들의 광원이 식별되는 통상적인 거리 범위인 반경 5km로 이를 고려하여 야간 조업 어선의 분포 정보를 얻는 별도의 방법은 없는 실정이다. Generally, the light distance of fishing boats is about 2 to 3 miles (4km to 6km), and considering this as a radius of 5km, which is a typical distance range where the light sources of fishing boats are identified, there is no separate method to obtain distribution information of fishing boats at night. the current situation.
또한 통상적으로 야간광원 등의 분석 방법에 있어 위치정보 분석 기반 소프트웨어와 수치해석 기반 소프트웨어는 별도로 존재하나, 이를 함께 활용하여 야간 조업 어선들의 위치기반 확률적 분포를 분석하는 방법은 어디에도 없는 실정이다.In addition, in general, location information analysis-based software and numerical analysis-based software exist separately in the analysis method of night light sources, but there is no way to analyze the location-based probabilistic distribution of night fishing boats by using them together.
본 발명은 AIS를 활용하지 않으며, 이미지 프로세성 방법을 적용, 광원관측 위성의 공개 자료를 통해 광원으로 식별되는 조업어선 분포 데이터를 획득하는 방법을 제공한다.The present invention does not utilize AIS, and provides a method of acquiring distribution data of fishing vessels identified as light sources through public data of light source observation satellites by applying an image processing method.
광원관측 위성의 공개 자료 이미지를 컴퓨터와 다른 공개 소프트웨어를 활용하여 새로운 이미지로 창작하거나 수정하는 방법으로, 수치분석과 공간분석이 가능한 각각의 오픈 소프트웨어를 응용하여 조업어선 분포를 면밀하게 분석할 수 있는 알고리즘을 제공한다.It is a method of creating or modifying the public data image of the light source observation satellite into a new image using a computer and other open software. Algorithm is provided.
또한 조업어선들의 광달 거리를 고려하여 데이터 수집 기준 격자 거리를 재설정하는 과정을 통해 야간 조업어선 분포를 정확성있게 얻는 방법을 제공한다.In addition, it provides a method to accurately obtain the distribution of fishing boats at night through the process of resetting the data collection standard grid distance in consideration of the light moon distance of fishing boats.
또한 날짜별로 광원 데이터를 각각 수집하여 날짜별 조업분포를 얻을 수 있으며, 이를 이미지화하여 야간 시 해상 선박 정보를 기존 AIS를 통한 정보망과 연동하여 면밀하게 분석할 수 있는 방법을 제공한다.In addition, it is possible to obtain the operation distribution by date by collecting light source data by date, and it provides a method to analyze the marine vessel information at night in detail by linking it with the information network through the existing AIS by imaging it.
야간 조업어선 광원을 이용한 야간 선박 조업분포 분석 방법에 있어서,In the method for analyzing the distribution of fishing at night using the light source of the fishing vessel at night,
관측부(100)를 통해 얻은 영상 자료는 자료 수집부(200)을 통해 조업어선 야간광원 관측 데이터 수집하는 단계(S10); 상기 수집 단계에서 자료 편집부(300)의 광원 편집부(310)을 통해 육상광원을 제거하는 단계(S20); 상기 육상광원을 제거하는 단계를 거친 자료는 자료 편집부(300)의 자료 종합부(320)을 통해 날짜별 자료를 종합하는 단계(S30); 상기 날짜별 자료가 종합된 단계를 거친 자료는 자료 편집부(300)의 단위 설정부(330)를 통해 격자를 재설정하는 단계(S40); 상기 재설정 단계(S40)의 자료는 분석부(400)의 수치분석(410)에서 재설정된 격자 기준 비율(%)을 측정하는 단계(S50); 및 상기 비율 측정 단계에서 얻은 자료를 공간정보 분석부(420)를 통해 공간별 자료를 분석하는 단계(S60);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 야간 선박 조업분포 분석 방법을 제공한다.The image data obtained through the
또한 본 발명의 상기 S10 단계 내지 S30 단계에서 단위 격자는 1km × 1km인 것을 특징으로 하며, 상기 S40의 재설정하는 격자는 10km × 10km인 것을 특징으로 하는, 야간선박 조업분포 분석 방법을 제공하며, 누적하는 날짜는 4일 이상 7일 이하가 바람직한 것을 특징으로 하는, 야간선박 조업분포 분석 방법을 제공한다.In addition, the unit grid in the steps S10 to S30 of the present invention is characterized in that the unit grid is 1km × 1km, and the reset grid of the S40 is 10km × 10km It provides a method for analyzing the distribution of operation of night ships, It provides a night ship operation distribution analysis method, characterized in that the date is preferably 4 or more and 7 or less.
상치 수치분석부(410)는 격자별로 광원 개수를 측정할 수 있고, 격자별 광원 갯수 비율 분석 기능을 포함하는 오픈소스 프로그램인 것을 특징으로 하고, 상기 공간정보 분석부(420)는 격자 정보를 바탕으로 거리, 방위, 조업어선 활동범위 면적 및 최적경로를 분석할 수 있는 것을 특징으로 하는, 야간선박 조업분포 분석 방법을 포함한다.The numerical
청구항 제5항에 있어서,6. The method of
상기 S60단계에서 비율 분석(Ratio, %)방법은 하기 <수학식 1>로 계산되는 것을 특징으로 하는, 야간선박 조업분포 분석 방법을 제공한다. The ratio analysis (Ratio, %) method in step S60 provides a method for analyzing the distribution of operation of a night ship, characterized in that it is calculated by the following <
<수학식 1><
N : S50단계에서 재설정 격자 내 측정된 야간 광원 개수(Number); N: the number of night light sources measured in the reset grid in step S50 (Number);
D : 종합된 날짜수(Days);D: Total number of days (Days);
U1 : 재설정 전 단위격자(km); U2 : 재설정 후 단위격자(km);U1: unit grid before reset (km); U2: unit grid after reset (km);
s : 곱하기를 의미;s: means multiply;
본 발명에 의하면, 광원관측위성을 활용하여 AIS를 탑재하지 않은 제3국 어선 또는 소형선박의 분포를 격자별, 그리고 위치정보를 포함하는 이미지 자료로 획득할 수 있다.According to the present invention, it is possible to acquire the distribution of a third country fishing vessel or small vessel not equipped with AIS by using a light source observation satellite as image data including grid and location information.
또한 우리나라 해상 위치, 계절별 조업어선 활동 자료를 야간 선박을 운행하는 기술자 누구나 쉽게 오픈 소스 프로그램을 활용하여 적용할 수 있는 방법을 제공한다.In addition, it provides a method that allows anyone to easily apply the data of Korea's maritime location and seasonal fishing boat activity by using an open source program for any engineer operating a night ship.
위치기반 정보분석 수법과 수치정보분석 기법을 가지는 두 다른 종류의 프로그램을 조합하여 사용하는 방법을 제시하면서, 기존 AIS 탑재된 자료와 병행하여 신뢰도 높은 야간 확률 분포를 얻을 수 있다. It is possible to obtain a highly reliable nighttime probability distribution in parallel with the existing AIS-loaded data while presenting a method for using a combination of two different types of programs with location-based information analysis method and numerical information analysis method.
도 1은 본 발명의 구성 블록도면을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 분석 방법 순서 도면을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예로, 광원 자료를 추출하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예로, 추출한 광원 자료에서 육상 광원을 제거 편집하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예로, 날짜별 데이터를 종합하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예로, 종합된 자료에서 단위격자를 재설정한 다음, 격자별 광원 개수를 측정하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예로, 분석부(400)의 수치분석부(410)를 통해 재설정된 단위격자별 광원갯수 비율값을 측정하고, 비율에 따라 색상을 달리하여 표현한 다음, 이를 공간정보 분석부(420)에 전시하여 공간정보를 분석하는 것을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예로, 수치분석부(410)과 공간정보 분석부(420)의 정보를 함께 활용하여 야간 어선 확률을 분석하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예로, 공간정보 분석부(420)에서 야간 조업의 원면적을 산출하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예로, 공간정보 분석부(420)에서 야간 조업어선의 다각형 면적으로 어선 분포 면적을 산출하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예로, 공간정보 분석부(420)에서 야간 조업어선과의 거리를 측정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예로, 공간정보 분석부(420)에서 야간 조업어선의 분석 자료를 바탕으로 최적의 항해 경로를 분석하는 것을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예로, 본 발명을 개선하기 전 후를 비교한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예로, 본 발명을 통해 도출된 수치분석 비율결과와 조업분포 예측분석 결과를 나타낸 도면이다.1 shows a structural block diagram of the present invention.
Figure 2 shows a flow chart of the analysis method of the present invention.
3 is a diagram illustrating a process of extracting light source data according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a process of removing and editing a land light source from extracted light source data according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a method of synthesizing data by date according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a process of measuring the number of light sources for each grid after resetting the unit grid in the synthesized data according to an embodiment of the present invention.
7 is an embodiment of the present invention, the value of the ratio of the number of light sources for each unit grid reset through the
8 is a diagram illustrating a process of analyzing the probability of a fishing boat at night by using the information of the
9 is a diagram illustrating a process of calculating the raw area of a night operation by the spatial
10 is a diagram illustrating a process of calculating the distribution area of a fishing vessel by the polygonal area of a fishing vessel at night in the spatial
11 is a diagram illustrating a method of measuring a distance from a fishing boat at night in the spatial
12 is a diagram illustrating an analysis of an optimal sailing route based on analysis data of a fishing vessel at night in the spatial
13 is a view comparing before and after improvement of the present invention as an embodiment of the present invention.
14 is a view showing a numerical analysis ratio result and an operation distribution prediction analysis result derived through the present invention as an embodiment of the present invention.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대하여, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되서는 아니된다.With respect to the embodiments of the present invention disclosed in the text, specific structural or functional descriptions are only exemplified for the purpose of describing the embodiments of the present invention, and the embodiments of the present invention may be embodied in various forms. It should not be construed as being limited to the embodiments described in .
이하 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.With reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail. The same reference numerals are used for the same components in the drawings, and repeated descriptions of the same components are omitted.
본 발명의 "단위 격자"는 광원을 측정하는 하나의 픽셀(px)의 기준이 되는 가로와 세로 거리를 뜻하는 것이다. 가령 단위 격자가 1km이면 하나의 픽셀 거리는 1km × 1km를 의미하며, 지도에 나타나는 데이터의 단위길이 1km당 광원 자료를 나타낸다. The "unit grid" of the present invention refers to the horizontal and vertical distances that are the basis of one pixel (px) for measuring a light source. For example, if the unit grid is 1km, the distance of one pixel means 1km × 1km, and it represents the light source data per 1km of unit length of data displayed on the map.
본 발명의 "오픈소스" 또는 "오픈소스 프로그램"은 프로그램의 사용료 지불 없이 누구나 쉽게 인터넷이나 서비스 제공자로부터 받아 사용할 수 있는 공개 프로그램을 의미한다."Open source" or "open source program" of the present invention means an open program that anyone can easily receive from the Internet or a service provider without paying a fee for using the program.
또한 본 발명의 격자 표현에 있어서, "재설정된 격자" 또는 "재설정 격자" 라는 표현은 도 1의 도면격자 설정부(230)를 거쳐 단위 격자의 거리가 변경되서 재설정된 격자를 의미하는 것이다.In addition, in the grid expression of the present invention, the expression "reset grid" or "reset grid" means a grid reset by changing the distance of the unit grid through the drawing grid setting unit 230 of FIG. 1 .
또한 본 발명의 실시예에 적용례로 보여지는 프로그램의 기능적 창에 대해서는 영어로만 표현이 가능한 것으로, 광원관측위성 명칭인 'Suomi NPP', 수치분석 기능을 포함하는 오픈소스 프로그램 이름인 Beam Visat 프로그램, 기타 프로그램에 내장되어 있는 기능인 level-3 binding,I/O parameter 우측+, Spatial Resolution, creat brand from math expression, output count 등이 이에 해당한다.In addition, the functional window of the program shown as an application example in the embodiment of the present invention can be expressed only in English, 'Suomi NPP', which is the name of the light source observation satellite, the Beam Visat program, which is the name of the open source program including the numerical analysis function, etc. Functions built into the program include level-3 binding, I/O parameter right+, Spatial Resolution, creat brand from math expression, and output count.
본 발명에서 I/O parameter 기능은 육상 지역과 해상 지역을 선택하고 이로부터 육상 광원을 제거하는 Beam Visat 프로그램 내장 기능을 의미한다In the present invention, the I/O parameter function means a built-in Beam Visat program function that selects a land area and a sea area and removes the land light source from it.
본 발명에서 Spatial Resolution(km/px)의 단위 격자별 그 거리를 재설정하면서, 기존 광원 데이터에서 변경되는 광원 데이터 값으로 변경하는 것을 의미하고, 동시에 output count기능으로 재설정된 단위격자 공간에 수집된 조업어선의 광원 누적 개수를 측정하는 기능을 의미한다. In the present invention, while resetting the distance for each unit grid of Spatial Resolution (km/px), it means changing the light source data value that is changed from the existing light source data, and at the same time, the operation collected in the unit grid space reset by the output count function It refers to the function of measuring the cumulative number of light sources of fishing boats.
광원 관측영상을 일자별 데이터를 종합하는 경우 재설정된 격자에 집약된 조업어선의 광원 누적 개수가 증가한다. 예를들어 단위격자 기준 2018년 6월 10일에 15개, 11일에 32개, 12일에 18개, 13일에 24개로 광원 개수가 식별되었다면 2일간(6월 10일 ~ 11일) 종합된 광원 개수는 47개이고, 4일(6월 10일 ~ 13일) 종합되는 경우는 89개로, 날짜가 증가할수록 단위격자내 광원 누적 개수는 증가한다.In case of synthesizing the light source observation image and data by date, the accumulated number of light sources of fishing boats concentrated in the reset grid increases. For example, if the number of light sources was identified as 15 on June 10, 2018, 32 on the 11th, 18 on the 12th, and 24 on the 13th, on the basis of the unit grid, total for 2 days (June 10-11) The number of light sources is 47, and 89 in the case of 4 days (June 10-13). As the date increases, the cumulative number of light sources in the unit grid increases.
본 발명에서 math expression 100+ 기능은 실시예에서 재설정 격자 단위공간에 집약된 조업어선의 광원 개수를 재설정격자 공간의 재설정 전 격자들의 합에 대한 확률로 정하기 위한 용어로 정의된다. 가령 재설정 격자가 10km × 10km이고, 재설정 전 격자가 1km × 1km인 경우 격자들의 합은 100이 되고, 하루에 60개의 광원이 10km × 10km 격자에 집약되면 조업분포는 60%가 되어 재설정 단위공간에 60% 확률로 조업할 것이라고 분석할 수 있다. 또한 하루 단위의 날짜별 조업어선 자료를 종합하여 누적 조업 분포로도 활용될 수 있는데, 4일동안 총 80개의 광원이 집약되면 10km × 10km 공간에 집약된 전체 누적 격자개수 400개를 나누어서 20%의 조업분포를 얻는 분석방법을 의미한다.In the present invention, the
컬러팔렛 기능은 색상을 체계적으로 선택하여 그 비율에 따라 구분지을 수 있는 기능을 의미하며, 이는 통상적인 이미지 프로세싱 기능을 통해 가지는 소프트웨어에 다수 포함되는 기능이다. 본 발명은 그 실시예로 오픈 프로그램인 Beam Visat을 통해 도 7과 같이 비율에 따른 색 분포 정보로 활용될 수 있다.The color palette function refers to a function that can systematically select colors and classify them according to their ratio, which is a function that is included in many softwares through a typical image processing function. As an embodiment, the present invention can be utilized as color distribution information according to the ratio as shown in FIG. 7 through the open program Beam Visat.
본 발명의 일 실시예에 따른 관측부의 영상은 Suomi NPP 광원관측위성으로부터, 이미지 편집부의 프로그램은 Beam Visat 오픈 소프트웨어로부터, 자료편집부의 공간정보 분석부의 프로그램은 구글어스 프로그램을 적용한 것으로, 통상적으로 수치 분석 기능을 가지는 프로그램이라면 에 Beam Visat 프로그램 대신 적용할 수 있으며, 공간정보 분석 기능을 가지는 프로그램이라면 구글어스 프로그램 대신 적용할 수 있는바, 하기 실시예에 사용된 프로그램으로 본 발명의 내용이 제한되는 것은 아니다.The image of the observation unit according to an embodiment of the present invention is obtained from the Suomi NPP light source observation satellite, the program of the image editing unit is from Beam Visat open software, and the program of the spatial information analysis unit of the data editing unit is applied with the Google Earth program. A program having a function can be applied instead of the Beam Visat program, and a program having a spatial information analysis function can be applied instead of the Google Earth program, and the present invention is not limited to the program used in the following examples. .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 야간 조업어선 분포 분석 방법의 블륵도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분석 방법 순서도를 나타낸 것이다.1 shows a block diagram of a distribution analysis method for fishing boats at night according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a flowchart of an analysis method according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면,1 and 2,
관측위성으로부터 얻은 야간 조업어선 관측부(100)를 통해 획득되며, 관측부(100)를 통해 얻은 영상 자료는 이미지 추출부의 자료 수집부(200)를 통해 조업어선 야간광원 관측 데이터를 수집하는 단계(S10)을 거친다.The image data obtained through the
상기 관측 데이터를 수집하는 단계(S10)를 거친 자료는 자료 편집부(300)의 광원 편집부(310)에서 육상광원을 제거하는 과정을 거치며(S20), 육상 광원이 제거되는 자료는 자료종합부(320)을 통해 날짜별 자료를 종합하는 단계(S30)를 거친다. The data that has gone through the step (S10) of collecting the observation data goes through a process of removing the land light source in the light
이 때 날짜별 자료를 종합하는 단계에서 날짜는 4일 이상인 것이 바람직하며, 4일 이상 자료가 종합되지 않은 경우 다시 자료수집부에서 날짜별 광원 자료를 획득하여 4일 이상 자료가 누적될 때까지 S10 내지 S30 단계를 반복한다. 4일이상 자료가 종합되면, 자료 편집부(300)의 단위격자 설정부(330)에서 날짜별 종합된 자료를 기준으로 하여 격자를 재설정하는 단계(S40)를 거친다.At this time, in the step of synthesizing data by date, it is preferable that the date is 4 days or more. to S30 are repeated. When the data is synthesized for more than 4 days, a step (S40) of resetting the grid based on the data synthesized by date in the unit
이 때 본 발명의 상기 S10 단계 내지 S30 단계에서 단위 격자는 1km × 1km, 상기 S40 단계에서 재설정하는 격자는 10km × 10km인 것을 특징으로 하나, 이에 제한되는 것은 아니다.In this case, the unit grid in steps S10 to S30 of the present invention is 1km × 1km, and the grid reset in step S40 is 10km × 10km, but is not limited thereto.
상기 격자를 재설정하는 단계(S40)를 거친 다음, 상기 S40단계의 재설정된 격자를 기준으로 수치 분석부(410)을 통해 광원개수를 측정하는 단계(S50)을 차례로 거쳐 재설정된 격자 기준 광원개수를 획득한다.After the step of resetting the grid (S40), the number of the reset grid reference light sources is determined through the step (S50) of measuring the number of light sources through the
상기 격자별로 측정된 단계를 거친 자료는 수치 분석부(410)에서 비율 분석 결과를 도출할 수 있고, 도출된 자료는 공간정보 분석부(420)에 전시하여 조업어선의 위치 정보를 분석할 수 있다.The data that has been measured for each grid may derive a ratio analysis result in the
이하 본 발명에 대한 구체적인 실시는 하기와 같다.Specific implementation of the present invention is as follows.
실시예.Example.
도 3 내지 도 7에서 관측부(100)의 Suomi NPP 광원관측위성의 공개 자료로부터, 자료 수집부(200), 자료 편집부(300) 및 수치분석부(410)는 Beam Visat 프로그램을 활용하며, 공간정보 분석부(420)에서는 구글어스 프로그램을 활용한다.3 to 7, from the public data of the Suomi NPP light source observation satellite of the
또한 본 발명의 단위격자 재설정 전의 격자는 1km × 1km 단위로, 재설정 후의 격자는 10km × 10km의 단위로 각각 설정하고, 2018년 6월 10일부터 13일까지의 관측 위성 공개 자료를 바탕으로 야간선박 조업분포 분석 방법을 실시하였다.In addition, the grid before the unit grid reset of the present invention is set in units of 1 km × 1 km, and the grid after reset is set in units of 10 km × 10 km, respectively, and based on the observation satellite public data from June 10 to 13, 2018, the night ship An operation distribution analysis method was performed.
도 3을 참고하면, Suomi NPP 광원관측위성 영상 자료는 야간 지구상 광원들을 식별하여 이를 제공하는 서버에서 미항공우주국 월드뷰 웹사이트를 통해 획득 가능하다. 이 때 제공받는 자료의 확장자는 GeoTiff 확장자로, 한반도에 해당되는영역을 임의로 드래그하여 다운 가능하다. 이 때 해상도 선택시 1km × 1km로 설정한다.Referring to FIG. 3 , Suomi NPP light source observation satellite image data can be obtained through the NASA World View website from a server that identifies light sources on the earth at night and provides them. The extension of the data provided at this time is the GeoTiff extension, which can be downloaded by dragging the area corresponding to the Korean Peninsula. In this case, when selecting the resolution, set it to 1km × 1km.
다운된 GeoTiff 자료는 Beam Visat 프로그램으로 불러온 다음, 자료를 수집하는 단계(S10)을 거친다. 불러온 자료는 미항공우주국에서 정한 최대값인 255설정(band_1==255)하여 일자별 한반도 및 그 주변해역의 인공광원 이미지 자료를 추출한다(S12).The downloaded GeoTiff data is loaded into the Beam Visat program, and then the data is collected (S10). The retrieved data is set to 255 (band_1==255), which is the maximum value set by NASA, and the artificial light source image data of the Korean Peninsula and its surrounding seas are extracted by date (S12).
육상 야광광원 제거 과정과 관련하여 도 4를 참조하면, 추출된 자료는 Beam Visat 프로그램의 육지 인공광원 제거를 위하여 먼저 지형 광원자료 전처리 과정을 수행한다. 이는 육상지역과 해상지역을 구분하는 과정으로, Beam Visat 프로그램의 I/O parameter 기능을 활용하여 육상 지역의 광원을 선택적으로 제거할 수 있다. 제거된 결과는 도 4의 S24를 통해 확인된다.Referring to FIG. 4 in relation to the land luminous light source removal process, the extracted data is first subjected to a terrain light source data preprocessing process in order to remove the land artificial light source of the Beam Visat program. This is the process of distinguishing the land area from the sea area, and the light source in the land area can be selectively removed by using the I/O parameter function of the Beam Visat program. The removed result is confirmed through S24 of FIG. 4 .
도 5를 참조하면, 날짜별 데이터를 4일이상 종합(2018년 6월 10일 내지 13일)하는 과정을 확인할 수 있다. level-3 binding 기능을 통해 특정 날짜 데이터를 선택하여 불러온 다음, 이를 종합한다. 여기서 4일 이상 설정 사유는 자료의 충분한 확보를 위한 최소 수집기간을 설정하여 야간 구름의 영향에 따른 영상 차폐 등 자료수집 제한 조건을 극복하고 충분한 자료를 확보하기 위함이다. 또한, 물때 변화에 따른 어장형성 주기를 고려하여 최대 수집 기간은 7일 이하로 설정하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 5 , a process of synthesizing data by date over 4 days (June 10 to 13, 2018) can be confirmed. Select and import specific date data through the level-3 binding function, and then aggregate them. The reason for setting more than 4 days here is to set a minimum collection period to secure sufficient data to overcome data collection restrictions such as image shielding due to the effect of night clouds and to secure sufficient data. In addition, it is desirable to set the maximum collection period to 7 days or less in consideration of the fishery formation cycle according to the change in tide.
도 6을 참조하면, 누적된 자료를 바탕으로 단위격자 간격을 재산출하고, 재산출 격자별로 광원 개수를 측정하는 과정을 설명한다. Beam Visat 기능에서 Spatial resolution(km/px) 값을 10으로 설정하면, 단위 격자의 길이가 10km로 재설정된다. 단위 격자의 길이를 10km로 설정하는 이유는 조업어선들의 통상적인 광달 거리가 5km인 점에서 10km 미만인 경우 광달 거리 직경이 10km인 어선이 단위 격자 밖에 있을 확률이 높으며, 10km를 초과하는 경우 너무 넓은 격자 간격으로 인해 효율적인 조업어선 위치 분포 정보를 분석하기 어렵기 때문이다. Referring to FIG. 6 , a process of recalculating the unit grid interval based on accumulated data and measuring the number of light sources for each recalculation grid will be described. If the Spatial resolution (km/px) value is set to 10 in the Beam Visat function, the length of the unit grid is reset to 10 km. The reason for setting the unit grid length to 10 km is that, since the normal light distance of fishing vessels is 5 km, if the light moon distance is less than 10 km, there is a high probability that a fishing vessel with a light moon distance diameter of 10 km is outside the unit grid, and if it exceeds 10 km, the grid is too wide This is because it is difficult to analyze efficient fishing vessel location distribution information due to the gap.
광원 개수를 측정하는 방법은 Beam Visat 프로그램의 격자별 개수 측정 기능인 output count 기능을 활용한다.To measure the number of light sources, the output count function, which is the number measurement function for each grid of the Beam Visat program, is used.
도 7을 참조하면, 재산출된 격자의 광원 개수 자료를 기준으로 하여 격자 내 조업어선의 분포 비율을 측정하고, 그 비율값에 따라 컬러팔렛 기능을 이용(A)하여 조업어선의 활동 밀도에 따라 색상 정보를 획득할 수 있다. 이 때 붉은색이 나타날수록 해당 지역에서 조업할 확률이 더 높다는 것을 눈으로 쉽게 식별할 수 있다(B).Referring to FIG. 7 , the distribution ratio of fishing boats in the grid is measured based on the recalculated data on the number of light sources in the grid, and the color palette function is used according to the ratio value according to the activity density of the fishing boats (A). Color information can be obtained. At this time, it can be easily identified with the naked eye that the more red the color appears, the higher the probability of fishing in the area (B).
이 때 분포 비율을 산출하는 방법은 Spatial Resolution 기능과 output count 기능을 활용하여 재설정 전 단위길이에서 새로 재설정한 단위길이에 얼마나 많은 광원 자료들이 식별되는지 산출하는 방법을 적용할 수 있다. 본 실시예와 같이 설정기준 재설정 후 단위격자(10km × 10km) 내에 재설정 전 격자(1km×1km)는 100개가 포함될 수 있고, 총 100개 중 광원이 식별되는 개수를 확률적인 분포값으로도 얻을 수 있다. 이러한 결과는 도 14를 통해서도 확인할 수 있는데, 4일간 누적된 총 400개의 픽셀 중 조업활동 픽셀은 각각 10개, 20개로 output count로부터 얻을 수 있고, 이를 통해 재설정된 단위 격자내 비율은 각각 2.5%, 5.0% 값을 색상이 구분되면서 얻을 수 있다. 계산하는 과정은 단위공간 당 누적된 조업활동 광원(픽셀)의 개수를 누적일자(4)와 재설정 시 포함되는 격자 개수(100)개의 곱한 값(400)을 나누면 얻을 수 있으며, 상기 <수학식 1>을 통해서 그 값을 구할 수 있다. In this case, the method of calculating the distribution ratio can be applied by using the Spatial Resolution function and the output count function to calculate how many light source data are identified from the unit length before resetting to the newly reset unit length. As in this embodiment, 100 grids (1km × 1km) before resetting within the unit grid (10km × 10km) after resetting the setting criteria may be included, and the number of identified light sources among the total of 100 can be obtained as a probabilistic distribution value. have. This result can also be confirmed through FIG. 14, and among the total of 400 pixels accumulated for 4 days, 10 and 20 pixels for operation activity can be obtained from the output count, respectively, and the ratio in the unit grid reset through this is 2.5%, A value of 5.0% can be obtained by distinguishing the colors. The calculation process can be obtained by dividing the accumulated number of light sources (pixels) per unit space by the cumulative date (4) and the
또한 도 7 및 도 8는 수치분석 기능을 가진 Beam Visat 프로그램에서 공간정보 분석부 기능을 가지는 구글어스에 연동하는 과정을 나타낸 것이다. 도 8과 같이 Beam Visat 프로그램을 통해 수치분석이 끝난 결과 자료는 kmz 확장자로 다시 저장하고, 이를 구글어스에 불러오면, 수치분석을 마친 자료가 비율에 따른 색상 등이 구분된 형태로 그대로 나타난다. 해당 자료를 기준으로 하여 공간정보 분석부의 위치 분석 기능을 통해 조업 어선의 분포 면적, 거리, 방위 및 최적 경로 산출을 도 9 내지 도 12를 쉽게 분석 가능하다. 그 결과 또한 도 14와 같이 조업 활동의 88%가 누적조업 분포의 공간 범위 내에 포함되는 결과를 얻을 수도 있다. 7 and 8 show a process of interworking with Google Earth having a spatial information analysis unit function in the Beam Visat program having a numerical analysis function. As shown in FIG. 8 , the result data after the numerical analysis through the Beam Visat program is saved again with the kmz extension, and when it is loaded into Google Earth, the data after the numerical analysis is displayed as it is in the form of separated colors according to the ratio. Based on the data, it is possible to easily analyze FIGS. 9 to 12 to calculate the distribution area, distance, direction, and optimal route of fishing vessels through the location analysis function of the spatial information analysis unit. As a result, it is also possible to obtain a result that 88% of the operation activity is included in the spatial range of the cumulative operation distribution as shown in FIG. 14 .
본 발명의 분석 방법은 연속된 날짜를 기준 분석하는 것이 효율적이다. 이는 계절별로 어종이 달라져 조업 어선의 위치가 변하기 때문이다. 이에 본 실시예는 2018년 초여름(6월)의 데이터를 적용한 것으로, 동일한 방법을 통해 다른 계절, 월별 분석 등 가능하며, 이를 통해 우리나라 어선들의 통상적인 조업활동과 우리나라 어선들이 활동하지 않는 위치의 광원 측정을 통해 해외 불법 어선임을 유추할 수 있다. In the analysis method of the present invention, it is efficient to perform analysis based on consecutive dates. This is because the fish species change according to the season, and the location of the fishing boats changes. Therefore, this example applies data from early summer (June) of 2018, and it is possible to analyze other seasons and months through the same method, and through this, normal fishing activities of Korean fishing boats and light sources in locations where Korean fishing boats are not active It can be inferred that it is an illegal overseas fishing vessel through the measurement.
또한 AIS와 연동하여 대형 선박과 소형 선박의 활동 분포를 비교하여 분석이 가능하며, 기존 구글어스 프로그램의 기능 등을 통해 최적 항로를 산출한 결과를 다른 정보망과 비교하여 효율적으로 운용할 수 있다.In addition, in conjunction with AIS, it is possible to compare and analyze the activity distribution of large and small vessels, and it is possible to efficiently operate the result of calculating the optimal route through the function of the existing Google Earth program by comparing it with other information networks.
별도의 장비를 요구하지 않으며, 단순히 인터넷의 공개 소프트웨어를 활용한 점에서 일반 노트북을 통해서도 그 분석값을 쉽게 도출할 수 있는바, 본 발명을 바로 현장에서도 쉽게 적용할 수 있다. Since no separate equipment is required and the analysis value can be easily derived through a general laptop in that it simply utilizes open software on the Internet, the present invention can be easily applied in the field.
본 발명은 두 가지 다른 분석기법인 수치분석 기법을 활용한 점에서 기존 상용 프로그램의 다른 기능적인 사용 방법을 제시할 수 있을 것이다. The present invention will be able to suggest a different functional use method of an existing commercial program in that it utilizes two different analysis techniques, numerical analysis techniques.
이하 본 발명의 실시예는 수치분석기반과 위치정부 분석기반을 수행하는 프로그램의 한 일례를 적용한 것으로, 이와 동일하거나 유사한 기능을 수행하는 다른 프로그램 및 이에 포함되는 기능을 활용하는 범위까지 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 그 실시예를 통상의 범위에서 변경할 수 있는 것이다. Hereinafter, an embodiment of the present invention is applied to an example of a program that performs a numerical analysis basis and a location government analysis basis, and the principles of the present invention to the extent that other programs performing the same or similar functions and functions included therein are utilized. However, without departing from the spirit, the embodiment can be changed within the ordinary scope.
100 : 관측부
200 : 자료수집부
300 : 자료편집부
310 : 광원편집부
320 : 날짜별 자료종합부
330 : 단위격자 설정부
400 : 분석부
410 : 수치분석부
420 : 공간정보 분석부
S10 : 조업어선 야간광원 관측자료 수집 단계
S20 : 육상광원 제거 단계
S30 : 날짜별 데이터 종합 처리 단계
S40 : 격자 재설정 편집 단계
S50 : 격자별 광원개수 측정 단계
S60 : 수치통계분석 및 위치정보 분석단계
A : 격자별 비율 색상 표현(컬러팔렛 기능)
B : Beam Visat 프로그램을 활용한 야간 조업어선 분포 확률 표현 자료
C : 구글어스를 통해 날짜별 야간 조업어선 분포 자료 100: observation unit
200: data collection unit
300: data editing department
310: light source editing unit
320: data collection by date
330: unit grid setting unit
400: analysis unit
410: numerical analysis unit
420: spatial information analysis unit
S10: Night light source observation data collection stage for fishing boats
S20: Land light source removal step
S30: Comprehensive data processing stage by date
S40: Grid Reset Edit Steps
S50: Measuring the number of light sources per grid
S60: Numerical statistical analysis and location information analysis stage
A : Ratio color expression for each grid (color palette function)
B : Probability expression data of night fishing boats using the Beam Visat program
C: Distribution data of night fishing boats by date through Google Earth
Claims (5)
관측부(100)로 영상자료를 획득하고, 자료수집부(200)로 조업어선 야간광원 관측 데이터를 수집하는 단계(S10);
상기 S10 단계의 상기 조업어선 야간광원 관측 데이터에서 광원 편집부(310)를 통해 육상광원을 제거하는 단계(S20);
상기 S20 단계를 거친 자료에서 자료 종합부(320)를 통해 날짜별 자료를 종합하는 단계(S30);
상기 S30 단계를 거친 자료에서 단위격자 설정부(330)를 통해 격자를 재설정하는 단계(S40);
상기 S40 단계를 거친 자료에서 수치분석부(410)를 통해 격자별 광원개수를 측정하는 단계(S50); 및
상기 S50 단계에서 얻은 자료를 공간정보 분석부(420)를 통해 조업어선 분포 비율을 측정하는 단계(S60);를 포함하고,
상기 S10 내지 S30 단계에서 단위 격자는 1km × 1km인 것을 특징으로 하고,
상기 S40의 재설정하는 격자는 10km × 10km인 것을 특징으로 하고,
상기 S30단계에서 종합하는 날짜 일수는 4일 이상인 것을 특징으로 하고,
상기 수치분석부(410)는 격자별로 광원 개수를 측정할 수 있고, 격자별 광원 개수 비율 분석 기능을 포함하는 오픈소스 프로그램인 것을 특징으로 하고,
상기 공간정보 분석부(420)는 격자 정보를 바탕으로 거리, 방위, 조업어선 활동범위 면적 및 최적경로를 분석할 수 있는 것을 특징으로 하고,
상기 S60단계에서 조업어선 분포 비율 측정 방법은 하기 [수학식 1]로 계산되는 것을 특징으로 하는, 야간선박 조업분포 분석 방법
<수학식 1>
N : 상기 S50단계에서 재설정 격자 내 측정된 야간 광원 개수;
D : 종합된 날짜수(Days);
U1 : 재설정 전 단위격자 길이(km);
U2 : 재설정 후 단위격자 길이(km);
s : 곱셈을 의미;In the method for analyzing the distribution of fishing at night using the light source of the fishing vessel at night,
Acquiring the image data with the observation unit 100, and collecting the fishing boat night light source observation data with the data collection unit 200 (S10);
removing the land light source through the light source editing unit 310 from the fishing boat night light source observation data of the step S10 (S20);
The step of synthesizing data by date through the data aggregator 320 from the data that has gone through the step S20 (S30);
Resetting the grid through the unit grid setting unit 330 in the data that has gone through the step S30 (S40);
Measuring the number of light sources for each grid through the numerical analysis unit 410 in the data that has undergone the step S40 (S50); and
Measuring the distribution ratio of fishing vessels through the spatial information analysis unit 420 of the data obtained in the step S50 (S60); including;
In the steps S10 to S30, the unit grid is 1km × 1km,
The reset grid of the S40 is characterized in that 10km × 10km,
It is characterized in that the number of days combined in step S30 is 4 or more,
The numerical analysis unit 410 can measure the number of light sources for each grid, characterized in that it is an open source program including a function of analyzing the ratio of the number of light sources for each grid,
The spatial information analysis unit 420 is characterized in that it can analyze the distance, the direction, the area of the fishing vessel activity range and the optimal route based on the grid information,
The method of measuring the distribution ratio of fishing vessels in step S60 is characterized in that calculated by the following [Equation 1], a method of analyzing the distribution of fishing vessels at night
<Equation 1>
N: the number of night light sources measured in the reset grid in step S50;
D: Total number of days (Days);
U1: unit grid length before reset (km);
U2: unit grid length after reset (km);
s: means multiplication;
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| Title |
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| 박춘석 외 1인. 영상 인식을 활용한 자동 선박 방향 식별 시스템. 한국컴퓨터정보학회 학술발표논문집. 한국컴퓨터정보학회. 2008년 6월, 제16권, 제1호, pp.257-262 (2008.06.) 1부.* |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20210018751A (en) | 2021-02-18 |
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