KR102411506B1 - Apparatus and method for deriving deriving tropospheric ozone motion vector - Google Patents

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백강현
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Abstract

본 발명은 대류권 오존 이동 벡터 산출 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일면에 따른 대류권 오존 이동 벡터 산출 장치는 서로 인접한 위도 및 경도에 대응되는 복수개의 화소들에 기매칭된 오존 농도값을 포함하는 오존 연직 데이터와, 오존 연직 데이터에 대응되는 오존관측 시점을 획득하는 획득부, 제1 시점에 대응되는 오존 연직 데이터에서 표적영역을 설정하는 표적영역 설정부 및 제1 시점의 이전 또는 이후의 기설정된 시점 각각에 대응되는 오존 연직 데이터에 기초하여 표적영역과의 교차상관계수가 가장 높은 영역인 정합영역을 검출하고, 표적영역과 정합영역의 위치 차이에 기초한 시점별 변위값들을 각각 산출하며, 시점별 변위값들에 기초하여 오존 이동 벡터를 산출하고 산출된 오존 이동 벡터와 표적영역을 매칭시키는 오존 이동 벡터 산출모듈을 포함한다.The present invention relates to an apparatus and method for calculating a tropospheric ozone movement vector, wherein the apparatus for calculating a tropospheric ozone movement vector according to an aspect of the present invention includes ozone concentration values previously matched to a plurality of pixels corresponding to adjacent latitudes and longitudes. Ozone vertical data, an acquisition unit for acquiring an ozone observation time point corresponding to the ozone vertical data, a target area setting unit for setting a target area from the ozone vertical data corresponding to the first time point, and a preset point before or after the first time point Based on the ozone vertical data corresponding to each time point, the matching region, which is the region with the highest cross-correlation coefficient with the target region, is detected, and displacement values for each time point are calculated based on the position difference between the target region and the matching region, respectively. and an ozone movement vector calculation module for calculating an ozone movement vector based on the displacement values and matching the calculated ozone movement vector with a target area.

Description

대류권 오존 이동 벡터 산출 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DERIVING DERIVING TROPOSPHERIC OZONE MOTION VECTOR}Apparatus and method for calculating tropospheric ozone movement vector

본 발명은 대류권 오존 이동 벡터 산출 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인공위성에서 관측된 자외선 관측값으로부터 산출된 오존 연직 데이터를 이용하여 대류권 오존 이동을 추적할 수 있는 대류권 오존 이동 벡터 산출 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for calculating a tropospheric ozone movement vector, and more particularly, to a tropospheric ozone movement vector calculating apparatus capable of tracking tropospheric ozone movement using vertical ozone data calculated from ultraviolet observation values observed from satellites; it's about how

오존은 성층권에서는 자외선으로부터 생태계를 보호하는 이로운 역할을 하지만, 대류권에서는 인체에 유해한 대기오염물질로 장기간 노출될 경우 피부암을 유발하며 폐 손상을 일으킬 수 있다. 특히 면역력이 약한 어린이나 노약자에게는 대류권의 오존이 더욱 치명적으로 작용할 수 있다.In the stratosphere, ozone plays a beneficial role in protecting the ecosystem from UV rays, but in the troposphere, long-term exposure to air pollutants harmful to the human body can cause skin cancer and lung damage. In particular, tropospheric ozone can act more fatally for children or the elderly with weakened immune systems.

대류권 오존은 현재 전지구적으로 증가하는 추세에 있으며, 과거 유럽에서 증가가 도드라졌으나 최근 동아시아의 오존 농도값이 급격히 증가하고 있다. 이는 최근 동아시아의 급격한 산업화와 같은 국제적인 흐름과 관련이 있다. 특히, 중국이 산업화되고 중국의 주요 산업단지가 한반도의 풍상측에 들어서게 되며 중국발 미세먼지와 오존을 포함하는 대기오염물질로 인한 피해가 발생되어 왔다. 이에, 대기질 관리를 효율적으로 수행하기 위해 그 원인을 명확히 파악하는 기술의 중요성이 커지고 있다.Tropospheric ozone is currently increasing globally, and although the increase was remarkable in Europe in the past, the ozone concentration value in East Asia is increasing rapidly in recent years. This is related to an international trend such as the recent rapid industrialization in East Asia. In particular, as China became industrialized and major industrial complexes in China were built on the windward side of the Korean Peninsula, damage from air pollutants including fine dust and ozone from China has occurred. Accordingly, in order to efficiently manage air quality, the importance of technology that clearly identifies the cause is increasing.

이와 관련하여 인공위성, 지상 또는 항공기 관측 자료를 이용한 대기오염물질의 이동 추적을 위한 기술들이 개시되고 있는데, 인공위성 관측 자료를 이용하여 대기오염물질의 이동을 추적하는 경우 광범위한 영역에 대해 감시가 가능하다는 장점이 있다.In this regard, technologies for tracking the movement of air pollutants using satellite, ground, or aircraft observation data have been disclosed. There is this.

그러나 종래의 인공위성 관측 자료를 이용한 대기오염물질의 이동 추적기술은 구름과 같은 객체가 표시되는 영상이미지를 기반으로 이동을 추적하는 것으로 가시화되지 않은 오존데이터를 적용하여 오존의 이동을 추적하기에는 어려움이 있었다.However, the conventional technology for tracking the movement of air pollutants using satellite observation data tracks the movement based on an image image in which an object such as a cloud is displayed, and it was difficult to track the movement of ozone by applying invisible ozone data .

또한, 가시화된 오존데이터를 이용하더라도 종래의 기술들은 영상이미지 기반으로 이동을 분석함에 따라 이동 방향과 속도와 같은 2차원적 데이터를 산출하는 것만 개시하고 있어, 오존 오존 변화량을 산출할 방법을 제시하지 못한다는 문제점이 있었다.In addition, even using the visualized ozone data, the conventional techniques only disclose two-dimensional data such as the direction and speed of movement by analyzing the movement based on the image image. There was a problem that it couldn't.

대한민국 특허출원번호 제10-2008-0072809호Korean Patent Application No. 10-2008-0072809 대한민국 특허출원번호 제10-2016-0150303호Republic of Korea Patent Application No. 10-2016-0150303

본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 인공위성에서 관측인공위성에서 관측된 자외선 관측값으로부터 산출된 오존 연직 데이터를 이한 오존데이터를 이용하여 대류권에서 오존의 이동을 추적할 수 있는 대류권 오존 이동 벡터 산출 장치 및 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to solve the above problems, and a tropospheric ozone movement vector capable of tracking the movement of ozone in the tropospheric space using ozone data obtained from ozone vertical data calculated from ultraviolet observation values observed from artificial satellites. It is to provide a calculation apparatus and method.

또한 본 발명은 인공위성에서 관측한 자외선 관측값을 통해 산출된 오존 연직 데이터에 기초하여 임의의 지역에 대한 오존 오존 변화량을 산출할 수 있는 대류권 오존 이동 벡터 산출 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for calculating a tropospheric ozone movement vector capable of calculating the amount of ozone change in an arbitrary region based on ozone vertical data calculated through ultraviolet observation values observed from artificial satellites.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the object mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood from the description below.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 대류권 오존 이동 벡터 산출 장치는 서로 인접한 위도 및 경도에 대응되는 복수개의 화소들에 기매칭된 오존 농도값을 포함하는 오존 연직 데이터와, 오존 연직 데이터에 대응되는 오존관측 시점을 획득하는 획득부, 제1 시점에 대응되는 오존 연직 데이터에서 표적영역을 설정하는 표적영역 설정부 및 제1 시점의 이전 또는 이후의 기설정된 시점 각각에 대응되는 오존 연직 데이터에 기초하여 표적영역과의 교차상관계수가 가장 높은 영역인 정합영역을 검출하고, 표적영역과 정합영역의 위치 차이에 기초한 시점별 변위값들을 각각 산출하며, 시점별 변위값들에 기초하여 오존 이동 벡터를 산출하고 산출된 오존 이동 벡터와 표적영역을 매칭시키는 오존 이동 벡터 산출모듈을 포함한다.To achieve the above object, an apparatus for calculating a tropospheric ozone movement vector according to an aspect of the present invention includes ozone vertical data including ozone concentration values previously matched to a plurality of pixels corresponding to adjacent latitudes and longitudes, and ozone vertical data An acquisition unit for acquiring an ozone observation point corresponding to the first time point, a target area setting unit for setting a target area in the ozone vertical data corresponding to the first time point, and ozone vertical data corresponding to each preset time point before or after the first time point Detects the matching region, which is the region with the highest cross-correlation coefficient with the target region, based on and an ozone movement vector calculation module that calculates the vector and matches the calculated ozone movement vector with the target area.

본 발명의 다른 면에 따른 대류권 오존 이동 벡터 산출 방법은 서로 인접한 위도 및 경도에 대응되는 복수개의 화소들에 기매칭된 오존 농도값을 포함하는 오존 연직 데이터와, 오존 연직 데이터에 대응되는 오존관측 시점을 획득하는 단계, 제1 시점에 대응되는 오존 연직 데이터에서 표적영역을 설정하는 단계, 제1 시점의 이전 또는 이후의 기설정된 시점 각각에 대응되는 오존 연직 데이터에 기초하여 표적영역과의 교차상관계수가 가장 높은 영역인 정합영역을 검출하는 단계, 표적영역과 정합영역의 위치 차이에 기초한 시점별 변위값들을 각각 산출하는 단계 및 시점별 변위값들에 기초하여 오존 이동 벡터를 산출하여 산출된 오존 이동 벡터와 표적영역을 매칭시키는 단계를 포함한다.A tropospheric ozone movement vector calculation method according to another aspect of the present invention includes ozone vertical data including ozone concentration values pre-matched to a plurality of pixels corresponding to adjacent latitudes and longitudes, and an ozone observation point corresponding to the ozone vertical data. a step of obtaining a, setting a target area in the ozone vertical data corresponding to the first time point, a cross-correlation coefficient with the target area based on the ozone vertical data corresponding to each of the preset time points before or after the first time point Detecting the matching region, which is the region with the highest , calculating displacement values for each time based on the position difference between the target region and the matching region, respectively, and calculating the ozone movement vector based on the displacement values for each time. and matching the vector with the target region.

본 발명에 따르면 인공위성에서 관측된 자외선 관측값을 통해 산출된 오존 연직 데이터를 이용하여 대류권에서 오존의 이동을 추적할 수 있는 대류권 오존 이동 벡터 산출 장치 및 방법을 제공하는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect of providing an apparatus and method for calculating a tropospheric ozone movement vector capable of tracking the movement of ozone in the troposphere using ozone vertical data calculated through ultraviolet observation values observed from artificial satellites.

또한 본 발명에 따르면 오존 이동 벡터를 산출하고 오존 이동 벡터와 오존 농도값을 이용해 임의의 지역에 대한 오존 오존 변화량 또는 유출량을 산출할 수 있는 효과를 가진다.In addition, according to the present invention, it is possible to calculate the ozone movement vector and calculate the ozone change amount or the ozone discharge amount for an arbitrary area using the ozone movement vector and the ozone concentration value.

본 발명의 효과는 상기에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대류권 오존 이동 벡터 산출 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 대류권 오존 이동 벡터 산출 방법의 순서도이다.
도 3a은 본 발명의 실시예들에 있어서 산출된 오존 이동 벡터를 도시한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 실시예들에 있어서 산출된 오존 이동 벡터와 바람장 벡터를 비교한 산포도이다.
도 4a는 본 발명의 실시예들로부터 산출된 오존 이동 벡터를 도시한 도면이다.
도 4b는 본 발명의 실시예들에 있어서 0.6 이상의 품질계수가 산출된 오존 이동 벡터를 도시한 도면이다.
도 4c는 본 발명의 실시예들에 있어서 0.7 이상의 품질계수가 산출된 오존 이동 벡터를 도시한 도면이다.
도 4d는 본 발명의 실시예들에 있어서 0.8 이상의 품질계수가 산출된 오존 이동 벡터를 도시한 도면이다.
도 5a는 임계값에 따른 스피드 바이어스를 나타낸 그래프이다.
도 5b는 임계값에 따른 평균 제곱근 오차를 나타낸 그래프이다.
1 is a block diagram of an apparatus for calculating a tropospheric ozone movement vector according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart of a method for calculating a tropospheric ozone movement vector according to another embodiment of the present invention.
3A is a diagram illustrating an ozone movement vector calculated according to embodiments of the present invention.
3B is a scatter diagram comparing the ozone movement vector and the wind field vector calculated in the embodiments of the present invention.
4A is a diagram illustrating an ozone movement vector calculated from embodiments of the present invention.
4B is a diagram illustrating an ozone movement vector in which a quality factor of 0.6 or more is calculated according to embodiments of the present invention.
4C is a diagram illustrating an ozone movement vector in which a quality factor of 0.7 or higher is calculated according to embodiments of the present invention.
4D is a diagram illustrating an ozone movement vector in which a quality factor of 0.8 or more is calculated according to embodiments of the present invention.
5A is a graph showing a speed bias according to a threshold value.
5B is a graph illustrating a root mean square error according to a threshold value.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로서, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the person of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the description of the claims. On the other hand, the terms used in this specification are for describing the embodiments, and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대류권 오존 이동 벡터 산출 장치의 블록도이다. 도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 대류권 오존 이동 벡터 산출 장치(10)는 획득부(101), 표적영역 설정부(110), 오존 이동 벡터 산출모듈(120), 바람장 입력부(130), 품질계수 산출부(140), 임계값 설정부(150), 오존 이동 벡터 출력부(160), 오존 플럭스 산출부(170), 감시영역 설정부(180), 오존 변화량 산출부(190)를 포함하는 것일 수 있다.1 is a block diagram of an apparatus for calculating a tropospheric ozone movement vector according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , a tropospheric ozone movement vector calculating device 10 according to an embodiment of the present invention includes an acquisition unit 101 , a target area setting unit 110 , an ozone movement vector calculation module 120 , and a wind field input unit ( 130), quality factor calculation unit 140, threshold value setting unit 150, ozone movement vector output unit 160, ozone flux calculation unit 170, monitoring area setting unit 180, ozone change amount calculation unit 190 ) may be included.

획득부(101)는 서로 인접한 위도 및 경도에 대응되는 복수개의 화소들에 기매칭된 오존 농도값을 포함하는 오존 연직 데이터와, 오존 연직 데이터에 대응되는 오존관측 시점을 획득하는 것일 수 있다.The acquisition unit 101 may acquire ozone vertical data including ozone concentration values previously matched to a plurality of pixels corresponding to adjacent latitudes and longitudes, and an ozone observation point corresponding to the ozone vertical data.

오존 연직 데이터는 인공위성에서 서로 인접한 위도 및 경도에 대응되는 복수개의 화소들에 대해 관측된 자외선 관측값으로부터 산출된 기설정된 각 연직층에 대한 연직 오존 농도값을 포함하는 것일 수 있다.The ozone vertical data may include a vertical ozone concentration value for each predetermined vertical layer calculated from observation values of ultraviolet rays observed for a plurality of pixels corresponding to latitudes and longitudes adjacent to each other in the artificial satellite.

획득부(101)는 기설정된 해상도에 따른 위도 및 경도 간격에 대응되는 공간 해상도와 인공위성의 관측주기에 따른 기설정된 시간 간격(예를 들어 1시간)의 시간 해상도를 가지는 것일 수 있다.The acquisition unit 101 may have a spatial resolution corresponding to the latitude and longitude intervals according to the preset resolution and a temporal resolution of a preset time interval (eg, 1 hour) according to the observation period of the artificial satellite.

또한, 오존 연직 데이터는 Dobson Unit[DU] 단위의 연직 오존 농도값을 포함하는 것일 수 있다.In addition, the ozone vertical data may include a vertical ozone concentration value in units of Dobson Unit [DU].

표적영역 설정부(110)는 제1 시점에 대응되는 오존 연직 데이터에서 표적영역을 설정한다.The target area setting unit 110 sets the target area in the ozone vertical data corresponding to the first time point.

표적영역의 크기는 사용자의 입력에 따라 미리 설정되는 것일 수 있다.The size of the target area may be preset according to a user's input.

표적영역 설정부(110)는 제1 시점에 대응되는 오존 연직 데이터를 기설정된 간격으로 분할함에 따른 복수 개의 기준영역을 선정하고, 기준영역에 포함된 복수 개의 화소 각각을 기준으로 기설정된 반경내에 위치한 화소에 매칭된 오존 농도값의 표준편차를 산출하며, 가장 큰 표준편차가 산출된 화소에 대응되도록 기준영역의 중심 위치를 변경함에 따라 표적영역을 설정하는 것일 수 있다.The target area setting unit 110 selects a plurality of reference areas by dividing the ozone vertical data corresponding to the first time point at a predetermined interval, and is located within a predetermined radius based on each of a plurality of pixels included in the reference area. The standard deviation of the ozone concentration value matched to the pixel may be calculated, and the target area may be set by changing the central position of the reference area so as to correspond to the pixel for which the largest standard deviation is calculated.

이에 따라 표적영역 설정부(110)는 특징적인 오존 농도값을 많이 포함하도록 표적영역을 설정할 수 있다.Accordingly, the target area setting unit 110 may set the target area to include many characteristic ozone concentration values.

오존 이동 벡터 산출모듈(120)은 제1 시점의 이전 또는 이후의 기설정된 시점 각각에 대응되는 오존 연직 데이터에 기초하여 표적영역과의 교차상관계수가 가장 높은 영역인 정합영역을 검출하고, 표적영역과 정합영역의 위치 차이에 기초한 시점별 변위값들을 각각 산출하며, 시점별 변위값들에 기초하여 오존 이동 벡터를 산출하고 산출된 오존 이동 벡터와 표적영역을 매칭시키는 것일 수 있다.The ozone movement vector calculation module 120 detects a matching region, which is a region having the highest cross-correlation coefficient with the target region, based on the ozone vertical data corresponding to each of the preset time points before or after the first time point, and the target region The process may include calculating displacement values for each time point based on the difference in position of the matching area, calculating an ozone movement vector based on the displacement values for each time point, and matching the calculated ozone movement vector with the target area.

더 구체적으로는, 오존 이동 벡터 산출모듈(120)은 제1 시점 이전의 제2 시점, 제1 시점 이후의 제3 시점 각각에 대응되는 오존 연직 데이터에서 표적영역과의 교차상관계수가 가장 높은 영역인 정합영역을 검출하고, 표적영역의 중심 위치와 정합영역의 중심 위치의 차이에 따라 제2 시점과 제3 시점 각각에 대한 복수 개의 변위값을 산출하며, 제2 시점에 대해 산출된 복수 개의 변위값을 제1 시점과 제2 시점 사이의 시간으로 나눔에 따른 1 벡터와, 제3 시점에 대해 산출된 복수 개의 변위값을 제1 시점과 제3 시점 사이의 시간으로 나눔에 따른 제2 벡터를 생성하고, 제1 벡터와 제2 벡터를 평균함에 따른 오존 이동 벡터를 산출하여 표적영역과 매칭시키는 것일 수 있다.More specifically, the ozone movement vector calculation module 120 is configured to calculate the region having the highest cross-correlation coefficient with the target region in the ozone vertical data corresponding to each of the second time point before the first time point and the third time point after the first time point. A matching area is detected, and a plurality of displacement values for each of the second and third time points are calculated according to the difference between the center position of the target area and the center position of the matching area, and a plurality of displacement values calculated for the second time point are calculated. 1 vector obtained by dividing the value by the time between the first time point and the second time point, and a second vector obtained by dividing the plurality of displacement values calculated for the third time point by the time between the first time point and the third time point and calculating the ozone movement vector by averaging the first vector and the second vector to match the target area.

오존 이동 벡터 산출모듈(120)은 추적영역 설정부(121), 정합영역 검출부(123), 변위값 산출부(125), 벡터 생성부(127), 오존 이동 벡터 산출부(129)를 포함하는 것일 수 있다.The ozone movement vector calculation module 120 includes a tracking area setting unit 121 , a matching area detection unit 123 , a displacement value calculation unit 125 , a vector generation unit 127 , and an ozone movement vector calculation unit 129 . it could be

추적영역 설정부(121)는 제1 시점 이전의 제2 시점, 제1 시점 이후의 제3 시점 각각에 대응되는 오존 연직 데이터에서 표적영역보다 큰 크기를 가지며 중심 위치과 표적영역과 동일한 추척영역을 설정하는 것일 수 있다.The tracking area setting unit 121 has a size larger than the target area in the ozone vertical data corresponding to each of the second time point before the first time point, and the third time point after the first time point, and sets the same tracking area as the center position and the target area. may be doing

예를 들어 표적영역이 6X6 화소 크기인 경우, 추적영역은 14X14 화소 크기로 설정되는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, when the target area has a size of 6X6 pixels, the tracking area may be set to have a size of 14X14 pixels, but is not limited thereto.

정합영역 검출부(123)는 표적영역에 대해 제2 시점과 제3 시점 각각에 대응되는 오존 연직 데이터로부터 설정된 추척영역의 일부분으로 표적영역과 동일한 크기의 복수 개의 부분영역과 표적영역간의 교차상관계수를 산출하고, 복수 개의 부분영역들 중 산출된 교차상관계수가 가장 큰 부분영역을 정합영역으로 검출하는 것일 수 있다.The matching area detection unit 123 is a part of the tracking area set from the ozone vertical data corresponding to each of the second and third time points for the target area, and a cross-correlation coefficient between a plurality of partial areas having the same size as the target area and the target area is calculated, and a partial region having the largest calculated cross-correlation coefficient among the plurality of partial regions may be detected as the matching region.

정합영역 검출부(123)는 아래의 수학식을 이용해 추적영역의 일부로 표적영역과 동일한 크기의 부분영역과 표적영역간의 교차상관계수(CC)를 산출하는 것일 수 있다.The matching region detection unit 123 may calculate a cross-correlation coefficient (CC) between the target region and a partial region having the same size as the target region as a part of the tracking region using the following equation.

Figure 112020136311326-pat00001
Figure 112020136311326-pat00001

여기서 (m, n)은 추적영역 내 화소의 상대적인 위치를 의미하고,

Figure 112020136311326-pat00002
는 추적영역과 표적영역에 속하는 화소에 매칭된 오존 농도값들의 공분산을 의미하며,
Figure 112020136311326-pat00003
는 표적영역 내 화소에 매칭된 오존 농도값들의 표준편차를 의미하고,
Figure 112020136311326-pat00004
는 추적영역 내에서 표적영역과 대응하는 화소에 대응되는 오존농도값들의 표준편차를 의미한다.where (m, n) means the relative position of the pixel in the tracking area,
Figure 112020136311326-pat00002
is the covariance of ozone concentration values matched to pixels belonging to the tracking area and the target area,
Figure 112020136311326-pat00003
is the standard deviation of ozone concentration values matched to pixels in the target area,
Figure 112020136311326-pat00004
is the standard deviation of ozone concentration values corresponding to the pixel corresponding to the target area in the tracking area.

표적영역 내 화소에 매칭된 오존 농도값들의 표준편차(

Figure 112020136311326-pat00005
)는 아래의 수학식을 통해 산출되는 것일 수 있다.The standard deviation of ozone concentration values matched to pixels in the target area (
Figure 112020136311326-pat00005
) may be calculated through the following equation.

Figure 112020136311326-pat00006
Figure 112020136311326-pat00006

여기서, N은 정사각 표적영역의 한 변의 화소 길이이고,

Figure 112020136311326-pat00007
는 표적영역 내에 i행 j열의 화소에 매칭된 오존 농도값이며,
Figure 112020136311326-pat00008
는 표적영역 내 화소에 매칭된 오존 농도값들의 평균이다.Here, N is the pixel length of one side of the square target area,
Figure 112020136311326-pat00007
is the ozone concentration value matched to the pixels in row i and column j in the target area,
Figure 112020136311326-pat00008
is the average of ozone concentration values matched to pixels in the target area.

추적영역 내에서 표적영역과 대응하는 화소에 매칭된 오존 농도값들의 표준편차(

Figure 112020136311326-pat00009
)는 아래의 수학식을 통해 산출되는 것일 수 있다.The standard deviation (
Figure 112020136311326-pat00009
) may be calculated through the following equation.

Figure 112020136311326-pat00010
Figure 112020136311326-pat00010

Figure 112020136311326-pat00011
Figure 112020136311326-pat00011

여기서,

Figure 112020136311326-pat00012
는 추적영역 내에서 표적영역의 어느 한 화소와 대응되는 화소와 매칭된 오존 농도값이고,
Figure 112020136311326-pat00013
는 추적영역에서 표적영역과 대응되는 화소들에 매칭된 오존 농도값들의 평균이다.here,
Figure 112020136311326-pat00012
is the ozone concentration value matched with the pixel corresponding to any one pixel of the target area in the tracking area,
Figure 112020136311326-pat00013
is the average of ozone concentration values matched to pixels corresponding to the target area in the tracking area.

변위값 산출부(125)는 제2 시점과 제3 시점 각각에 대해 검출된 정합영역의 중심 위치와 표적영역의 중심 위치의 차이에 따라 제2 시점과 제3 시점 각각에 대한 복수 개의 변위값을 산출하는 것일 수 있다.The displacement value calculator 125 calculates a plurality of displacement values for each of the second and third time points according to the difference between the center position of the matching region and the center position of the target region detected for each of the second and third time points. It may be to calculate

변위값 산출부(125)는 제2 시점과 제3 시점 각각에 대해 검출된 정합영역의 중심 위치에 대응되는 위도 및 경도와 표적영역의 중심 위치에 대응되는 위도 및 경도와 미리 저장된 지구반지름을 이용하여 제2 시점과 제3 시점 각각에 대한 복수 개의 변위값을 산출하는 것일 수 있다.The displacement value calculator 125 uses the latitude and longitude corresponding to the center position of the matching area detected for each of the second and third time points, the latitude and longitude corresponding to the center position of the target area, and the pre-stored earth radius. Thus, a plurality of displacement values for each of the second and third time points may be calculated.

변위값 산출부(125)는 아래의 수학식을 통해 제2 시점과 제3 시점 각각에 대한 복수 개의 변위값(

Figure 112020136311326-pat00014
,
Figure 112020136311326-pat00015
)을 산출하는 것일 수 있다.The displacement value calculator 125 calculates a plurality of displacement values (
Figure 112020136311326-pat00014
,
Figure 112020136311326-pat00015
) can be calculated.

Figure 112020136311326-pat00016
Figure 112020136311326-pat00016

Figure 112020136311326-pat00017
Figure 112020136311326-pat00017

여기서,

Figure 112020136311326-pat00018
는 지구 반지름이고,
Figure 112020136311326-pat00019
Figure 112020136311326-pat00020
은 각각 표적영역 중심에 대응되는 화소에 매칭된 위도와 경도이며,
Figure 112020136311326-pat00021
Figure 112020136311326-pat00022
는 각각 정합영역의 중심에 대응되는 화소에 매칭된 위도와 경도이다.here,
Figure 112020136311326-pat00018
is the radius of the earth,
Figure 112020136311326-pat00019
Wow
Figure 112020136311326-pat00020
is the latitude and longitude matched to the pixel corresponding to the center of each target area,
Figure 112020136311326-pat00021
Wow
Figure 112020136311326-pat00022
is the latitude and longitude matched to the pixel corresponding to the center of the matching area, respectively.

벡터 생성부(127)는 제2 시점에 대해 산출된 복수 개의 변위값들을 각각 제1 시점과 제2 시점 사이의 시간으로 나눔에 따른 값들에 기초한 제1 벡터와. 제3 시점에 대해 산출된 복수 개의 변위값들을 각각 제1 시점과 제3 시점 사이의 시간으로 나눔에 따른 값들에 기초한 제2 벡터를 생성하는 것일 수 있다.The vector generator 127 divides the plurality of displacement values calculated for the second time point by the time between the first time point and the second time point, respectively. The second vector may be generated based on values obtained by dividing the plurality of displacement values calculated for the third time point by the time between the first time point and the third time point, respectively.

오존 이동 벡터 산출부(129)는 제1 벡터와 제2 벡터를 단순 평균함에 따라 오존 이동 벡터를 산출하고 표적영역과 매칭시키는 것일 수 있다.The ozone movement vector calculator 129 may calculate the ozone movement vector by simply averaging the first vector and the second vector and match the ozone movement vector with the target area.

도 3a은 본 발명의 실시예들에 있어서 산출된 오존 이동 벡터를 도시한 도면이고, 도 3b는 본 발명의 실시예들에 있어서 산출된 오존 이동 벡터와 바람장 벡터를 비교한 산포도이다.3A is a diagram illustrating the ozone movement vector calculated in the embodiments of the present invention, and FIG. 3B is a scatter diagram comparing the ozone movement vector and the wind field vector calculated in the embodiments of the present invention.

도 3을 참조하면 본 발명의 실시예들에 따라 산출된 오존 이동 벡터가 실제 바람장과 유사하여, 오존 이동 예측이 효과적으로 이루어짐을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 3 , it can be confirmed that the ozone movement vector calculated according to the embodiments of the present invention is similar to the actual wind field, so that the ozone movement prediction is effectively performed.

바람장 입력부(130)는 서로 인접한 위도 및 경도에 대응되는 복수개의 화소들에 기매칭된 바람장 벡터를 포함하는 바람장 데이터를 외부로부터 입력받는 것일 수 있다.The wind field input unit 130 may receive wind field data including wind field vectors previously matched to a plurality of pixels corresponding to adjacent latitudes and longitudes from the outside.

품질계수 산출부(140)는 외부로부터 입력되는 바람장 데이터에서 표적영에 대응되는 화소에 매칭된 바람장 벡터와, 표적영역에 매칭된 오존 이동 벡터간의 차이에 기초하여 오존 이동 벡터에 대한 품질계수를 산출하는 것일 수 있다.The quality factor calculating unit 140 is a quality factor for the ozone movement vector based on the difference between the wind field vector matched to the pixel corresponding to the target zero in the wind field data input from the outside, and the ozone movement vector matched to the target area. may be to calculate

더욱 구체적으로 품질계수 산출부(140)는 표적영역에 대해 생성된 제1 벡터와 제2 벡터의 각도 차이에 따른 제1 품질값, 제1 벡터와 제2 벡터 각각의 절대값의 크기 차이에 따른 제2 품질값, 제1 벡터와 제2 벡터의 벡터차에 따른 제3 품질값, 오존 이동 벡터와 바람장 벡터의 벡터차에 따른 제4 품질값을 각각 산출하고, 제1 품질값, 제2 품질값, 제3 품질값, 제4 품질값 각각에 기설정된 가중치를 곱하여 합함에 따라 품질계수를 산출하는 것일 수 있다.More specifically, the quality factor calculator 140 calculates a first quality value according to an angle difference between a first vector and a second vector generated with respect to the target region, and a difference in magnitude between the absolute values of the first vector and the second vector. The second quality value, the third quality value according to the vector difference between the first vector and the second vector, and the fourth quality value according to the vector difference between the ozone movement vector and the wind field vector are respectively calculated, and the first quality value and the second quality value are calculated. The quality factor may be calculated by multiplying and summing each of the quality value, the third quality value, and the fourth quality value by a preset weight.

품질계수 산출부(140)는 제1 품질값, 제2 품질값, 제3 품질값, 제4 품질값에 기초하여 품질계수를 산출함에 따라 제1 시점 이전과 이후의 각 시점에서 산출된 벡터들의 풍향, 풍속, 벡터의 일관성과, 오존 이동 벡터와 바람장과의 일관성이 반영된 품질계수를 산출할 수 있다.The quality factor calculation unit 140 calculates the quality factor based on the first quality value, the second quality value, the third quality value, and the fourth quality value, so that the vectors calculated at each time point before and after the first time point are It is possible to calculate the quality factor reflecting the consistency of wind direction, wind speed, vector, and the consistency of ozone movement vector and wind field.

또한 품질계수 산출부(140)는 어느 한 표적영역인 대상 표적영역에 대한 오존 이동 벡터와 대상 표적영역과 인접한 다른 표적영역에 매칭된 오존 이동 벡터간의 벡터차에 따른 제5 품질값을 더 산출하고, 제1 내지 제4 품질값과 제5 품질값 각각에 기설정된 가중치를 곱하여 합함에 따라 품질계수를 산출하는 것일 수 있다.In addition, the quality factor calculator 140 further calculates a fifth quality value according to the vector difference between the ozone movement vector for the target target area, which is one target area, and the ozone movement vector matched to another target area adjacent to the target target area, and , the first to fourth quality values and the fifth quality values may be multiplied and summed by a preset weight to calculate the quality factor.

이에 따라 품질계수 산출부(140)는 오존 이동 벡터의 공간 균질성을 더 반영한 품질계수를 산출하는 것일 수 있다.Accordingly, the quality factor calculator 140 may calculate a quality factor that further reflects the spatial homogeneity of the ozone movement vector.

품질계수 산출부(140)는 아래의 수학식을 이용해 제1 품질값을 산출하는 것일 수 있다.The quality factor calculator 140 may calculate the first quality value using the following equation.

Figure 112020136311326-pat00023
Figure 112020136311326-pat00023

여기서 Diff는 제1 벡터와 제2 벡터의 각도 차이이며, Avg는 제1 벡터와 제2 벡터의 평균 각도이며, coeff.A, coeff.B, coeff.C, coeff.D는 미리 설정된 상수값이다.Here, Diff is the angle difference between the first vector and the second vector, Avg is the average angle of the first vector and the second vector, and coeff.A, coeff.B, coeff.C, and coeff.D are preset constant values. .

품질계수 산출부(140)는 아래의 수학식을 이용해 제2 품질값 내지 제4 품질값을 각각 산출하는 것일 수 있다.The quality factor calculator 140 may calculate the second to fourth quality values using the following equation, respectively.

Figure 112020136311326-pat00024
Figure 112020136311326-pat00024

여기서 Diff는 제2 품질값 산출에서는 제1 벡터와 제2 벡터의 절대값 차이, 제3 품질값 산출에서는 제1 벡터와 제2 벡터의 벡터 차, 제4 품질값 산출에서는 오존 이동 벡터와 바람장 벡터와의 벡터차, 제5 품질값 산출에서는 오존 이동 벡터와 오존 이동 벡터가 매칭된 표적영역과 인접한 다른 표적영역에 매칭된 오존 이동 벡터의 벡터차이고, Avg는 제2 품질값 산출에서는 제1 벡터와 제2 벡터의 절대값 평균, 제3 품질값 산출에서는 제1 벡터와 제2 벡터의 벡터 평균, 제4 품질값 산출에서는 오존 이동 벡터와 바람장 벡터와의 벡터 평균, 제5 품질값 산출에서는 오존 이동 벡터와 오존 이동 벡터가 매칭된 표적영역과 인접한 다른 표적영역에 매칭된 오존 이동 벡터의 벡터 평균이며, coeff.A, coeff.B, coeff.C, coeff.D는 미리 설정된 상수값이다.Here, Diff is the absolute difference between the first vector and the second vector in the calculation of the second quality value, the vector difference between the first vector and the second vector in the calculation of the third quality value, and the ozone movement vector and the wind field in the calculation of the fourth quality value The vector difference with the vector is the vector difference between the ozone movement vector and the ozone movement vector matched to another target area adjacent to the target area where the ozone movement vector and the ozone movement vector are matched in the calculation of the fifth quality value, and Avg is the first vector in the calculation of the second quality value and the absolute value average of the second vector, the vector average of the first and second vectors in the third quality value calculation, the vector average of the ozone movement vector and the wind field vector in the fourth quality value calculation, and the fifth quality value calculation The ozone movement vector and the ozone movement vector are the vector averages of the ozone movement vectors matched to the matched target area and other adjacent target areas, and coeff.A, coeff.B, coeff.C, and coeff.D are preset constant values.

아래의 표 1은 제1 내지 제5 품질값 산출에 적용되는 상수값(coeff.A, coeff.B, coeff.C, coeff.D)을 나타낸 것이다.Table 1 below shows constant values (coeff.A, coeff.B, coeff.C, and coeff.D) applied to the calculation of the first to fifth quality values.

coeff.Acoeff.A oeff.Boeff.B coeff.Ccoeff.C coeff.Dcoeff.D 제1 품질값first quality value 2020 1010 1010 4*107 4*10 7 제2 품질값second quality value 0.20.2 0.010.01 55 44 제3 품질값third quality value 0.30.3 0.010.01 55 4040 제4 품질값4th quality value 0.40.4 0.010.01 55 1515 제5 품질값5th quality value 1One 0.010.01 1One 22

임계값 설정부(150)는 사용자의 입력에 따라 임계값을 설정하는 것일 수 있다.The threshold value setting unit 150 may set a threshold value according to a user input.

임계값 설정부(150)는 기설정된 초기값(예를 들어 0)을 임계값으로 설정하고, 사용자의 입력에 따라 입력되는 값을 임계값으로 설정하는 것일 수 있다.The threshold value setting unit 150 may set a preset initial value (eg, 0) as a threshold value, and set a value input according to a user's input as the threshold value.

오존 이동 벡터 출력부(160)는 복수 개의 표적영역 각각에 매칭된 복수 개의 오존 이동 벡터 중 기설정된 임계값 이상의 품질계수가 산출된 표적영역에 매칭된 오존 이동 벡터를 출력하는 것일 수 있다.The ozone movement vector output unit 160 may output an ozone movement vector matched to a target area in which a quality factor equal to or greater than a preset threshold value is calculated among a plurality of ozone movement vectors matched to each of the plurality of target areas.

도 4를 참조하면, 임계값이 커질 수록 출력되는 오존 이동 벡터의 수가 감소하지만, 오존 이동 벡터의 전체적인 분포는 바뀌지 않는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4 , it can be seen that although the number of output ozone movement vectors decreases as the threshold value increases, the overall distribution of ozone movement vectors does not change.

도 5a는 임계값에 따른 스피드 바이어스(Speed-bias)를 나타낸 그래프이고, 도 5b는 임계값에 따른 평균 제곱근 오차(Root Mean Square Error; RMSE)를 나타낸 그래프로, 도 5를 참조하면 임계값이 0에서 0.9로 증가할 수록 스피드 바이어스와 평균 제곱근 오차가 모두 작아져, 품질계수를 적용함에 따라 오차가 큰 오존 이동 벡터를 오차가 작은 오존 이동 벡터와 효과적으로 분리시킬 수 있음 확인할 수 있다.Figure 5a is a graph showing the speed bias (Speed-bias) according to the threshold value, Figure 5b is a graph showing the root mean square error (RMSE) according to the threshold value, referring to Figure 5, the threshold value is As it increases from 0 to 0.9, both the speed bias and the root mean square error become smaller. It can be seen that by applying the quality factor, the ozone movement vector with large error can be effectively separated from the ozone movement vector with small error.

본 발명에 따르면 기설정된 임계값 이상의 품질계수가 산출된 오존 이동 벡터만을 출력함에 따라 양질의 오존 이동 벡터를 출력하도록 한다.According to the present invention, only the ozone movement vector for which the quality factor equal to or greater than the preset threshold is calculated is output, so that the high quality ozone movement vector is output.

오존 플럭스 산출부(170)는 표적영역에 매칭된 오존 이동 벡터와 표적영역에 포함된 화소에 기매칭된 오존 농도값을 곱함에 따라, 표적영역에 대한 오존 플럭스를 산출하는 것일 수 있다.The ozone flux calculator 170 may calculate the ozone flux for the target area by multiplying the ozone movement vector matched to the target area by the ozone concentration value previously matched to the pixels included in the target area.

오존 플럭스 산출부(170)는 표적영역에 매칭된 오존 이동 벡터의 코사인 성분값(예를 들어 x축 변화량)과 오존 농도값을 곱함에 따른 제1 플럭스값과, 오존 이동 벡터의 사인 성분값(예를 들어 y축 변화량)과 오존 농도값을 곱함에 따른 제2 플럭스값을 포함하는 오존 플럭스를 산출하는 것일 수 있다.The ozone flux calculator 170 calculates the first flux value obtained by multiplying the ozone concentration value by the cosine component value (for example, the x-axis change amount) of the ozone movement vector matched to the target region, and the sine component value of the ozone movement vector ( For example, the ozone flux including the second flux value obtained by multiplying the y-axis change amount by the ozone concentration value may be calculated.

감시영역 설정부(180)는 사용자의 입력에 따라 서로 인접한 위도 및 경도에 대응되는 복수개의 화소들로 이루어진 감시영역을 설정하는 것일 수 있다.The monitoring area setting unit 180 may set a monitoring area including a plurality of pixels corresponding to latitude and longitude adjacent to each other according to a user's input.

오존 변화량 산출부(190)는 표적영역 설정부에서 설정된 복수 개의 표적영역 중 감시영역에서 기설정된 반경내에 위치하는 표적영역들을 추출하고, 추출된 복수 개의 표적영역 중 감시영역과 인접한 기설정된 제1 방향(예를 들어 감시영역을 기준으로 좌측 또는 하측)에 대응되어 위치하는 표적영역들에 대한 오존 플럭스를 합산하고, 추출된 복수 개의 표적영역 중 감시영역과 인접한 제1 방향과는 다른 기설정된 제2 방향(예를 들어 감시영역을 기준으로 우측 또는 상측)에 대응되어 위치하는 표적영역들에 대한 오존 플럭스를 차감함에 따라 감시영역에 대한 오존 변화량을 산출하는 것일 수 있다.The ozone change calculation unit 190 extracts target areas located within a predetermined radius of the monitoring area from among the plurality of target areas set in the target area setting unit, and a predetermined first direction adjacent to the monitoring area among the plurality of extracted target areas. Ozone fluxes for target areas corresponding to (for example, the left or lower side of the monitoring area) are summed, and a preset second direction different from the first direction adjacent to the monitoring area among the plurality of extracted target areas is added. The amount of change in ozone for the monitoring area may be calculated by subtracting the ozone flux for the target areas located corresponding to the direction (eg, to the right or above the monitoring area).

감시영역에서 기설정된 반경이란, 감시영역의 테두리를 기준으로 기설정된 화소길이 범위 내를 의미한다.The preset radius in the monitoring area means within a preset pixel length range based on the edge of the monitoring area.

오존 변화량 산출부(190)는 표적영역 설정부에서 설정된 복수 개의 표적영역 중 감시영역에서 기설정된 반경내에 위치하는 표적영역들을 추출하고, 추출된 복수 개의 표적영역 중 감시영역과 인접한 기설정된 제1 구역(예를 들어 감시영역을 기준으로 좌측)에 위치하는 표적영역들에 대한 오존 플럭스의 제1 성분값을 합산하고, 제1 구역과 다른 기설정된 제2 구역(예를 들어 감시영역을 기준으로 우측)에 위치하는 표적영역들에 대한 오존 플럭스의 제1 성분값을 차감하며, 기설정된 제3 구역(예를 들어 감시영역을 기준으로 하측)에 위치하는 표적영역들에 대한 오존 플럭스의 제2 성분값을 합산하고, 제3 구역과 다른 기설정된 제4 구역(예를 들어 감시영역을 기준으로 상측)에 위치하는 표적영역들에 대한 오존 플럭스의 제2 성분값을 차감하며 감시영역에 대한 오존 변화량을 산출하는 것일 수 있다.The ozone change calculation unit 190 extracts target areas located within a preset radius of the monitoring area from among the plurality of target areas set in the target area setting unit, and a preset first area adjacent to the monitoring area among the plurality of extracted target areas. The first component values of the ozone flux for target areas located at (eg, the left side with respect to the monitoring area) are summed, and a preset second area different from the first area (eg, the right side with respect to the monitoring area) is added. ) subtracting the first component value of the ozone flux for the target areas located in Amount of ozone change for the monitoring area by summing the values and subtracting the value of the second component of the ozone flux for target areas located in a preset fourth area different from the third area (eg, above the monitoring area) may be to yield

상기에서 기재한 예시는 오존 유입량을 기준으로 설명한 것으로, 상기 예시와 반대로(예를 들어 합산을 차감으로, 차감을 합산으로) 연산을 수향함에 따라 감시영역에 대한 오존 유출량을 산출할 수 있다.The example described above is described based on the ozone inflow, and contrary to the above example (for example, summing as subtraction and subtraction as summation), the ozone outflow for the monitoring area can be calculated as the calculation is carried out.

즉, 본 발명의 실시예들에 있어서 오존 변화량 산출부(190)는 사용자의 입력에 따라 설정된 감시영역의 인근에 위치한 표적영역에 매칭된 오존 이동 벡터와 표적영역에 대응되는 화소들에 매칭된 오존 농도값을 이용하여 감시영역에 대한 오존의 유입량 또는 유출량, 즉 감시영역에 대한 오존 변화량을 산출할 수 있다.That is, in embodiments of the present invention, the ozone change calculation unit 190 includes an ozone movement vector matched to a target area located in the vicinity of a monitoring area set according to a user's input, and ozone matched to pixels corresponding to the target area. Using the concentration value, it is possible to calculate the amount of ozone inflow or outflow into the monitoring area, that is, the change in ozone in the monitoring area.

예를 들어 한반도를 둘러싼 감시영역을 설정하였을 때 오존 변화량 산출부(190)는 감시영역의 테두리에 대응되는 오존 이동 벡터와 오존의 농도값을 곱하여 한반도의 오존의 변화량을 정량적으로 산출가능하다.For example, when a monitoring area surrounding the Korean peninsula is set, the ozone change amount calculating unit 190 can quantitatively calculate the ozone change amount in the Korean peninsula by multiplying the ozone movement vector corresponding to the edge of the monitoring area and the ozone concentration value.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 대류권 오존 이동 벡터 산출 방법의 순서도이다.2 is a flowchart of a method for calculating a tropospheric ozone movement vector according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시예에 따른 대류권 오존 이동 벡터 산출 방법은 본 발명의 일 실시예에 따른 대류권 오존 이동 벡터 산출 장치(10)를 통해 수행될 수 있으며, 이하, 상기에서 설명한 대류권 오존 이동 벡터 산출 장치(10)와 중복되는 내용 및 구성은 도면 부호를 일치시키고 설명의 편의를 위해 자세한 설명을 생략하도록 한다.The method for calculating a tropospheric ozone movement vector according to another embodiment of the present invention may be performed through the tropospheric ozone movement vector calculating apparatus 10 according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the tropospheric ozone movement vector calculating apparatus described above Contents and configurations overlapping with (10) coincide with reference numerals and detailed descriptions are omitted for convenience of description.

대류권 오존 이동 벡터 산출 장치(10)는 외부로부터 서로 인접한 위도 및 경도에 대응되는 복수개의 화소들에 기매칭된 오존 농도값을 포함하는 오존 연직 데이터와, 오존 연직 데이터에 대응되는 오존관측 시점을 획득하고(S103), 제1 시점에 대응되는 오존 연직 데이터에서 표적영역을 설정한다(S103).The tropospheric ozone movement vector calculating device 10 acquires ozone vertical data including ozone concentration values previously matched to a plurality of pixels corresponding to latitude and longitude adjacent to each other from the outside, and an ozone observation point corresponding to the ozone vertical data. and (S103), a target area is set in the ozone vertical data corresponding to the first time point (S103).

이후, 대류권 오존 이동 벡터 산출 장치(10)는 제1 시점 이전의 제2 시점과 제1 시점 이후의 제3 시점 각각에 대응되는 오존 연직 데이터에서 추적영역을 설정하고(S105), 추적영역에서 표적영역과 교차상관계수가 가장 높은 정합영역을 검출하며(S107), 정합영역의 중심 위치와 표적영역의 중심 위치에 기초해 제2 시점과 제3 시점 각각에 대한 복수 개의 변위값들을 산출하고(S109), 제2 시점과 제3 시점 각각에 대한 복수 개의 변위값들에 기초하여 표적영역에 대한 오존 이동 벡터를 산출하여 표적영역과 매칭시킨다(S111).Thereafter, the tropospheric ozone movement vector calculating device 10 sets a tracking area in the ozone vertical data corresponding to each of the second time point before the first time point and the third time point after the first time point (S105), and the target in the tracking area A matching region having the highest cross-correlation coefficient with the region is detected (S107), and a plurality of displacement values for each of the second and third time points are calculated based on the central position of the matching region and the center position of the target region (S109). ), calculates an ozone movement vector for the target area based on a plurality of displacement values for each of the second and third time points and matches them with the target area (S111).

여기서, 대류권 오존 이동 벡터 산출 장치(10)는 제2 시점과 제3 시점 각각에 대한 복수 개의 변위값들을 각각 제1 시점과 제2 시점 사이의 시간과 제1 시점과 제3 시점 사이의 시간으로 나눔에 따른 값들에 기초하여 제1 벡터와 제2 벡터를 각각 생성하고, 제1 벡터와 제2 벡터를 단순 평균함에 따라 오존 이동 벡터를 산출하는 것일 수 있다.Here, the tropospheric ozone movement vector calculating device 10 converts the plurality of displacement values for each of the second time point and the third time point into the time between the first time point and the second time point and the time between the first time point and the third time point, respectively. The ozone movement vector may be calculated by generating the first vector and the second vector, respectively, based on the divided values, and simply averaging the first vector and the second vector.

이후 대류권 오존 이동 벡터 산출 장치(10)는 외부로부터 서로 인접한 위도 및 경도에 대응되는 복수개의 화소들에 기매칭된 바람장 벡터를 포함하는 바람장 데이터를 입력받고(S113), 어느 한 표적영역에 대한 제1 벡터, 제2 벡터, 오존 이동 벡터와, 표적영역에 대응되는 화소에 매칭된 바람장 벡터와, 표적영역과 인접한 다른 표적영역에 매칭된 오존 이동 벡터에 기초하여 품질계수를 산출하며(S115), 사용자의 입력에 따라 기설정된 임계값 이상의 품질계수가 산출된 표적영역에 매칭된 오존 이동 벡터를 출력한다(S117).Thereafter, the tropospheric ozone movement vector calculating device 10 receives wind field data including a wind field vector previously matched to a plurality of pixels corresponding to latitude and longitude adjacent to each other from the outside (S113), A quality factor is calculated based on the first vector, the second vector, the ozone movement vector, the wind field vector matched to the pixel corresponding to the target area, and the ozone movement vector matched to another target area adjacent to the target area ( S115), an ozone movement vector matched to a target area for which a quality factor equal to or greater than a preset threshold is calculated according to a user's input is output (S117).

대류권 오존 이동 벡터 산출 장치(10)는 출력되는 오존 이동 벡터와 오존 이동 벡터에 매칭된 표적영역의 오존 농도값을 곱함에 따라 오존 플럭스를 산출하고(S119), 사용자의 입력에 따라 미리 설정된 감시영역 인근에 위치한 표적영역의 오존 플럭스를 표적영역이 감시영역을 기준으로 기설정된 제1 방향 또는 제2 방향에 위치하는지에 따라 합산 또는 차감하여 감시영역의 오존 변화량을 산출한다(S121).The tropospheric ozone movement vector calculating device 10 calculates the ozone flux by multiplying the output ozone movement vector by the ozone concentration value of the target area matched to the ozone movement vector (S119), and a monitoring area preset according to a user's input The ozone flux of the target area located nearby is added up or subtracted depending on whether the target area is located in a predetermined first direction or a second direction with respect to the monitoring area to calculate the ozone change amount in the monitoring area (S121).

본 발명의 실시예들에 따르면 일정 시간 간격으로 인공위성에서 관측된 자외선 관측값으로부터 산출된 위도 및 경도에 대응되는 기설정된 연직층에 대한 오존 농도값을 이용하여, 오존 이동 벡터를 산출할 수 있다.According to embodiments of the present invention, an ozone movement vector may be calculated using ozone concentration values for a predetermined vertical layer corresponding to latitude and longitude calculated from ultraviolet observation values observed from artificial satellites at regular time intervals.

이에 따라, 오존 이동 벡터의 시각화를 통해 오존의 이동을 직관적으로 파악하도록 한다.Accordingly, the movement of ozone is intuitively grasped through the visualization of the ozone movement vector.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면 오존 이동 벡터와 오존 농도값을 이용하여 임의의 영역에 대한 오존의 유입, 유출에 따른 오존 변화량을 정량적으로 추적가능하다는 이점이 있다.In addition, according to the embodiments of the present invention, there is an advantage that the amount of ozone change according to the inflow and outflow of ozone to an arbitrary area can be quantitatively traced using the ozone movement vector and the ozone concentration value.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.

10 : 대류권 오존 이동 벡터 산출 장치
101 : 획득부
110 : 표적영역 설정부
120 : 오존 이동 벡터 산출모듈
130 : 바람장 입력부
140 : 품질계수 산출부
150 : 임계값 설정부
160 : 오존 이동 벡터 출력부
170 : 오존 플럭스 산출부
180 : 감시영역 설정부
190 : 오존 변화량 산출부
10: tropospheric ozone movement vector calculation device
101: Acquisition
110: target area setting unit
120: ozone movement vector calculation module
130: wind field input unit
140: quality factor calculation unit
150: threshold setting unit
160: ozone movement vector output unit
170: ozone flux calculator
180: monitoring area setting unit
190: ozone change amount calculator

Claims (12)

서로 인접한 위도 및 경도에 대응되는 복수개의 화소들에 기매칭된 오존 농도값을 포함하는 오존 연직 데이터와, 상기 오존 연직 데이터에 대응되는 오존관측 시점을 획득하는 획득부;
제1 시점에 대응되는 오존 연직 데이터에서 표적영역을 설정하는 표적영역 설정부;
상기 제1 시점의 이전 또는 이후의 기설정된 시점 각각에 대응되는 오존 연직 데이터에 기초하여 상기 표적영역과의 교차상관계수가 가장 높은 영역인 정합영역을 검출하고, 상기 표적영역과 상기 정합영역의 위치 차이에 기초한 시점별 변위값들을 각각 산출하며, 상기 시점별 변위값들에 기초하여 오존 이동 벡터를 산출하고 산출된 오존 이동 벡터와 상기 표적영역을 매칭시키는 오존 이동 벡터 산출모듈;
상기 표적영역에 매칭된 상기 오존 이동 벡터와 상기 표적영역에 포함된 화소에 기매칭된 오존 농도값을 곱함에 따라, 상기 표적영역에 대한 오존 플럭스를 산출하는 오존 플럭스 산출부;
사용자의 입력에 따라 서로 인접한 위도 및 경도에 대응되는 복수개의 화소들로 이루어진 감시영역을 설정하는 감시영역 설정부; 및
상기 표적영역 설정부에서 설정된 복수 개의 표적영역 중 상기 감시영역에서 기설정된 반경내에 위치하는 표적영역들을 추출하고, 추출된 복수 개의 표적영역 중 상기 감시영역과 인접한 기설정된 제1 방향에 대응되어 위치하는 표적영역들에 대한 오존 플럭스를 합산하고, 추출된 복수 개의 표적영역 중 상기 감시영역과 인접한 상기 제1 방향과는 다른 기설정된 제2 방향에 대응되어 위치하는 표적영역들에 대한 오존 플럭스를 차감함에 따라 상기 감시영역에 대한 오존 변화량을 산출하는 오존 변화량 산출부;를 포함하는 대류권 오존 이동 벡터 산출 장치.
an acquisition unit configured to acquire ozone vertical data including ozone concentration values previously matched to a plurality of pixels corresponding to adjacent latitudes and longitudes, and an ozone observation point corresponding to the ozone vertical data;
a target area setting unit for setting a target area in the ozone vertical data corresponding to the first time point;
A matching region, which is a region having the highest cross-correlation coefficient with the target region, is detected based on ozone vertical data corresponding to each of the preset time points before or after the first time point, and the positions of the target region and the matching region an ozone movement vector calculating module that calculates displacement values for each time point based on the difference, calculates an ozone movement vector based on the displacement values for each time point, and matches the calculated ozone movement vector with the target area;
an ozone flux calculator configured to calculate an ozone flux for the target region by multiplying the ozone movement vector matched to the target region by an ozone concentration value previously matched to a pixel included in the target region;
a monitoring area setting unit configured to set a monitoring area including a plurality of pixels corresponding to latitude and longitude adjacent to each other according to a user's input; and
Extracting target areas located within a predetermined radius in the monitoring area from among the plurality of target areas set in the target area setting unit, and located corresponding to a predetermined first direction adjacent to the monitoring area among the plurality of extracted target areas By summing the ozone flux for the target areas, and subtracting the ozone flux for the target areas located corresponding to a second predetermined direction different from the first direction adjacent to the monitoring area among the plurality of extracted target areas A tropospheric ozone movement vector calculating device comprising a; an ozone change amount calculating unit that calculates the ozone change amount for the monitoring area accordingly.
삭제delete 삭제delete 서로 인접한 위도 및 경도에 대응되는 복수개의 화소들에 기매칭된 오존 농도값을 포함하는 오존 연직 데이터와, 상기 오존 연직 데이터에 대응되는 오존관측 시점을 획득하는 획득부;
제1 시점에 대응되는 오존 연직 데이터에서 표적영역을 설정하는 표적영역 설정부; 및
상기 제1 시점의 이전 또는 이후의 기설정된 시점 각각에 대응되는 오존 연직 데이터에 기초하여 상기 표적영역과의 교차상관계수가 가장 높은 영역인 정합영역을 검출하고, 상기 표적영역과 상기 정합영역의 위치 차이에 기초한 시점별 변위값들을 각각 산출하며, 상기 시점별 변위값들에 기초하여 오존 이동 벡터를 산출하고 산출된 오존 이동 벡터와 상기 표적영역을 매칭시키는 오존 이동 벡터 산출모듈;을 포함하고,
상기 표적영역 설정부는
상기 제1 시점에 대응되는 오존 연직 데이터를 기설정된 간격으로 분할함에 따른 복수 개의 기준영역을 선정하고, 상기 기준영역에 포함된 복수 개의 화소 각각을 기준으로 기설정된 반경내에 위치한 화소에 매칭된 오존 농도값의 표준편차를 산출하며, 가장 큰 표준편차가 산출된 화소에 대응되도록 상기 기준영역의 중심 위치를 변경함에 따라 표적영역을 설정하는 것
인 대류권 오존 이동 벡터 산출 장치.
an acquisition unit configured to acquire ozone vertical data including ozone concentration values previously matched to a plurality of pixels corresponding to adjacent latitudes and longitudes, and an ozone observation point corresponding to the ozone vertical data;
a target area setting unit for setting a target area in the ozone vertical data corresponding to the first time point; and
A matching region, which is a region having the highest cross-correlation coefficient with the target region, is detected based on ozone vertical data corresponding to each of the preset time points before or after the first time point, and the positions of the target region and the matching region an ozone movement vector calculation module that calculates displacement values for each time point based on the difference, calculates an ozone movement vector based on the displacement values for each time point, and matches the calculated ozone movement vector with the target area;
The target area setting unit
A plurality of reference areas are selected by dividing the ozone vertical data corresponding to the first time point at a predetermined interval, and ozone concentrations matched to pixels located within a predetermined radius based on each of the plurality of pixels included in the reference area Calculating the standard deviation of the values, and setting the target area by changing the central position of the reference area so as to correspond to the pixel for which the largest standard deviation is calculated
Phosphorus Tropospheric Ozone Transport Vector Calculator.
서로 인접한 위도 및 경도에 대응되는 복수개의 화소들에 기매칭된 오존 농도값을 포함하는 오존 연직 데이터와, 상기 오존 연직 데이터에 대응되는 오존관측 시점을 획득하는 획득부;
제1 시점에 대응되는 오존 연직 데이터에서 표적영역을 설정하는 표적영역 설정부;
상기 제1 시점의 이전 또는 이후의 기설정된 시점 각각에 대응되는 오존 연직 데이터에 기초하여 상기 표적영역과의 교차상관계수가 가장 높은 영역인 정합영역을 검출하고, 상기 표적영역과 상기 정합영역의 위치 차이에 기초한 시점별 변위값들을 각각 산출하며, 상기 시점별 변위값들에 기초하여 오존 이동 벡터를 산출하고 산출된 오존 이동 벡터와 상기 표적영역을 매칭시키는 오존 이동 벡터 산출모듈;
서로 인접한 위도 및 경도에 대응되는 복수개의 화소들에 기매칭된 바람장 벡터를 포함하는 바람장 데이터를 외부로부터 입력받아, 상기 표적영에 대응되는 화소에 매칭된 바람장 벡터와, 상기 표적영역에 매칭된 오존 이동 벡터간의 차이에 기초하여 상기 오존 이동 벡터에 대한 품질계수를 산출하는 품질계수 산출부; 및
상기 복수 개의 표적영역 각각에 매칭된 복수 개의 오존 이동 벡터 중 기설정된 임계값 이상의 품질계수가 산출된 표적영역에 매칭된 오존 이동 벡터를 출력하는 오존 이동 벡터 출력부;를 포함하는 대류권 오존 이동 벡터 산출 장치.
an acquisition unit configured to acquire ozone vertical data including ozone concentration values previously matched to a plurality of pixels corresponding to adjacent latitudes and longitudes, and an ozone observation point corresponding to the ozone vertical data;
a target area setting unit for setting a target area in the ozone vertical data corresponding to the first time point;
A matching region, which is a region having the highest cross-correlation coefficient with the target region, is detected based on ozone vertical data corresponding to each of the preset time points before or after the first time point, and the positions of the target region and the matching region an ozone movement vector calculating module that calculates displacement values for each time point based on the difference, calculates an ozone movement vector based on the displacement values for each time point, and matches the calculated ozone movement vector with the target area;
Wind field data including a wind field vector previously matched to a plurality of pixels corresponding to adjacent latitudes and longitudes is received from the outside, and the wind field vector matched to the pixel corresponding to the target zero and the target area are applied to the target area. a quality factor calculator for calculating a quality factor for the ozone motion vector based on a difference between the matched ozone motion vectors; and
Tropospheric ozone movement vector calculation comprising a; Device.
제5항에 있어서,
상기 오존 이동 벡터 산출모듈은
상기 제1 시점 이전의 제2 시점, 상기 제1 시점 이후의 제3 시점 각각에 대응되는 오존 연직 데이터에서 상기 표적영역과의 교차상관계수가 가장 높은 영역인 정합영역을 검출하고, 상기 표적영역의 중심 위치와 상기 정합영역의 중심 위치의 차이에 따라 상기 제2 시점과 상기 제3 시점 각각에 대한 복수 개의 변위값을 산출하며, 상기 제2 시점에 대해 산출된 복수 개의 변위값을 상기 제1 시점과 상기 제2 시점 사이의 시간으로 나눔에 따른 제1 벡터와, 상기 제3 시점에 대해 산출된 복수 개의 변위값을 상기 제1 시점과 상기 제3 시점 사이의 시간으로 나눔에 따른 제2 벡터를 생성하고, 상기 제1 벡터와 상기 제2 벡터를 평균함에 따른 오존 이동 벡터를 산출하여 상기 표적영역과 매칭시키는 것이고,
상기 품질계수 산출부는
상기 제1 벡터와 상기 제2 벡터의 각도 차이에 따른 제1 품질값, 상기 제1 벡터와 상기 제2 벡터 각각의 절대값의 크기 차이에 따른 제2 품질값, 상기 제1 벡터와 상기 제2 벡터의 벡터차에 따른 제3 품질값, 상기 오존 이동 벡터와 상기 바람장 벡터의 벡터차에 따른 제4 품질값을 각각 산출하고, 상기 제1 품질값, 상기 제2 품질값, 상기 제3 품질값, 상기 제4 품질값 각각에 기설정된 가중치를 곱하여 합함에 따라 품질계수를 산출하는 것
인 대류권 오존 이동 벡터 산출 장치.
6. The method of claim 5,
The ozone movement vector calculation module is
In the ozone vertical data corresponding to each of the second time point before the first time point and the third time point after the first time point, a matching area, which is an area having the highest cross-correlation coefficient with the target area, is detected, and A plurality of displacement values for each of the second time point and the third time point are calculated according to a difference between the center position and the center position of the matching region, and the plurality of displacement values calculated for the second time point are used as the first time point. and a first vector obtained by dividing by the time between the second time point and a second vector obtained by dividing a plurality of displacement values calculated for the third time point by the time between the first time point and the third time point generating and calculating an ozone movement vector by averaging the first vector and the second vector to match the target area,
The quality factor calculation unit
A first quality value according to an angle difference between the first vector and the second vector, a second quality value according to a difference in magnitudes of the absolute values of the first vector and the second vector, the first vector and the second vector A third quality value according to a vector difference between vectors and a fourth quality value according to a vector difference between the ozone movement vector and the wind field vector are calculated, respectively, and the first quality value, the second quality value, and the third quality Calculating a quality factor by multiplying each value and the fourth quality value by a predetermined weight and adding them together
Phosphorus Tropospheric Ozone Transport Vector Calculator.
서로 인접한 위도 및 경도에 대응되는 복수개의 화소들에 기매칭된 오존 농도값을 포함하는 오존 연직 데이터와, 상기 오존 연직 데이터에 대응되는 오존관측 시점을 획득하는 단계;
제1 시점에 대응되는 오존 연직 데이터에서 표적영역을 설정하는 단계;
상기 제1 시점의 이전 또는 이후의 기설정된 시점 각각에 대응되는 오존 연직 데이터에 기초하여 상기 표적영역과의 교차상관계수가 가장 높은 영역인 정합영역을 검출하는 단계;
상기 표적영역과 상기 정합영역의 위치 차이에 기초한 시점별 변위값들을 각각 산출하는 단계;
상기 시점별 변위값들에 기초하여 오존 이동 벡터를 산출하여 산출된 오존 이동 벡터와 상기 표적영역을 매칭시키는 단계;
상기 표적영역에 매칭된 상기 오존 이동 벡터와 상기 표적영역에 포함된 화소에 기매칭된 오존 농도값을 곱함에 따라, 상기 표적영역에 대한 오존 플럭스를 산출하는 단계; 및
상기 표적영역을 설정하는 단계에서 설정된 복수 개의 표적영역 중 사용자의 입력에 따라 미리 설정되며 서로 인접한 위도 및 경도에 대응되는 복수개의 화소들로 이루어진 감시영역에서 기설정된 반경내에 위치하는 표적영역들을 추출하고, 추출된 복수 개의 표적영역 중 상기 감시영역과 인접한 기설정된 제1 방향에 대응되어 위치하는 표적영역들에 대한 오존 플럭스를 합산하고, 추출된 복수 개의 표적영역 중 상기 감시영역과 인접한 상기 제1 방향과는 다른 기설정된 제2 방향에 대응되어 위치하는 표적영역들에 대한 오존 플럭스를 차감함에 따라 상기 감시영역에 대한 오존 변화량을 산출하는 단계;를 포함하는 대류권 오존 이동 벡터 산출 방법.
acquiring vertical ozone data including ozone concentration values previously matched to a plurality of pixels corresponding to adjacent latitudes and longitudes, and an ozone observation time point corresponding to the ozone vertical data;
setting a target area in the ozone vertical data corresponding to the first time point;
detecting a matching region, which is a region having the highest cross-correlation coefficient with the target region, based on the ozone vertical data corresponding to each preset time point before or after the first time point;
calculating displacement values for each time point based on a position difference between the target region and the matching region;
calculating an ozone movement vector based on the displacement values for each time point and matching the calculated ozone movement vector with the target area;
calculating an ozone flux for the target region by multiplying the ozone movement vector matched to the target region by an ozone concentration value previously matched to a pixel included in the target region; and
Among the plurality of target areas set in the step of setting the target area, target areas located within a preset radius are extracted from the monitoring area including a plurality of pixels corresponding to latitude and longitude adjacent to each other and preset according to a user's input, , summing ozone fluxes for target areas positioned corresponding to a predetermined first direction adjacent to the monitoring area among the plurality of extracted target areas, and in the first direction adjacent to the monitoring area among the plurality of extracted target areas Calculating the amount of change in ozone for the monitoring area by subtracting ozone flux for target areas located corresponding to a second preset direction different from that of the tropospheric ozone movement vector.
삭제delete 삭제delete 서로 인접한 위도 및 경도에 대응되는 복수개의 화소들에 기매칭된 오존 농도값을 포함하는 오존 연직 데이터와, 상기 오존 연직 데이터에 대응되는 오존관측 시점을 획득하는 단계;
제1 시점에 대응되는 오존 연직 데이터에서 표적영역을 설정하는 단계;
상기 제1 시점의 이전 또는 이후의 기설정된 시점 각각에 대응되는 오존 연직 데이터에 기초하여 상기 표적영역과의 교차상관계수가 가장 높은 영역인 정합영역을 검출하는 단계;
상기 표적영역과 상기 정합영역의 위치 차이에 기초한 시점별 변위값들을 각각 산출하는 단계; 및
상기 시점별 변위값들에 기초하여 오존 이동 벡터를 산출하여 산출된 오존 이동 벡터와 상기 표적영역을 매칭시키는 단계;를 포함하고,
상기 표적영역을 설정하는 단계는
상기 제1 시점에 대응되는 오존 연직 데이터를 기설정된 간격으로 분할함에 따른 복수 개의 기준영역을 선정하고, 상기 기준영역에 포함된 복수 개의 화소 각각을 기준으로 기설정된 반경내에 위치한 화소에 매칭된 오존 농도값의 표준편차를 산출하며, 가장 큰 표준편차가 산출된 화소에 대응되도록 상기 기준영역의 중심 위치를 변경함에 따라 표적영역을 설정하는 것
인 대류권 오존 이동 벡터 산출 방법.
acquiring vertical ozone data including ozone concentration values previously matched to a plurality of pixels corresponding to adjacent latitudes and longitudes, and an ozone observation time point corresponding to the ozone vertical data;
setting a target area in the ozone vertical data corresponding to the first time point;
detecting a matching region, which is a region having the highest cross-correlation coefficient with the target region, based on the ozone vertical data corresponding to each preset time point before or after the first time point;
calculating displacement values for each time point based on a position difference between the target region and the matching region; and
Calculating an ozone movement vector based on the displacement values for each time point and matching the calculated ozone movement vector with the target area;
The step of setting the target area is
A plurality of reference areas are selected by dividing the ozone vertical data corresponding to the first time point at a predetermined interval, and ozone concentrations matched to pixels located within a predetermined radius based on each of the plurality of pixels included in the reference area Calculating the standard deviation of the values, and setting the target area by changing the central position of the reference area so as to correspond to the pixel for which the largest standard deviation is calculated
A method for calculating the phosphorus tropospheric ozone transport vector.
서로 인접한 위도 및 경도에 대응되는 복수개의 화소들에 기매칭된 오존 농도값을 포함하는 오존 연직 데이터와, 상기 오존 연직 데이터에 대응되는 오존관측 시점을 획득하는 단계;
제1 시점에 대응되는 오존 연직 데이터에서 표적영역을 설정하는 단계;
상기 제1 시점의 이전 또는 이후의 기설정된 시점 각각에 대응되는 오존 연직 데이터에 기초하여 상기 표적영역과의 교차상관계수가 가장 높은 영역인 정합영역을 검출하는 단계;
상기 표적영역과 상기 정합영역의 위치 차이에 기초한 시점별 변위값들을 각각 산출하는 단계;
상기 시점별 변위값들에 기초하여 오존 이동 벡터를 산출하여 산출된 오존 이동 벡터와 상기 표적영역을 매칭시키는 단계;
서로 인접한 위도 및 경도에 대응되는 복수개의 화소들에 기매칭된 바람장 벡터를 포함하는 바람장 데이터를 외부로부터 입력받는 단계;
상기 표적영에 대응되는 화소에 매칭된 바람장 벡터와, 상기 표적영역에 매칭된 오존 이동 벡터간의 차이에 기초하여 상기 오존 이동 벡터에 대한 품질계수를 산출하는 단계; 및
상기 복수 개의 표적영역 각각에 매칭된 복수 개의 오존 이동 벡터 중 기설정된 임계값 이상의 품질계수가 산출된 표적영역에 매칭된 오존 이동 벡터를 출력하는 단계;를 포함하는 대류권 오존 이동 벡터 산출 방법.
acquiring vertical ozone data including ozone concentration values previously matched to a plurality of pixels corresponding to adjacent latitudes and longitudes, and an ozone observation time point corresponding to the ozone vertical data;
setting a target area in the ozone vertical data corresponding to the first time point;
detecting a matching region, which is a region having the highest cross-correlation coefficient with the target region, based on the ozone vertical data corresponding to each preset time point before or after the first time point;
calculating displacement values for each time point based on a position difference between the target region and the matching region;
calculating an ozone movement vector based on the displacement values for each time point and matching the calculated ozone movement vector with the target area;
receiving wind field data including wind field vectors previously matched to a plurality of pixels corresponding to adjacent latitudes and longitudes;
calculating a quality factor for the ozone movement vector based on a difference between a wind field vector matched to a pixel corresponding to the target area and an ozone movement vector matched to the target area; and
and outputting an ozone movement vector matched to a target area in which a quality factor equal to or greater than a predetermined threshold value is calculated among a plurality of ozone movement vectors matched to each of the plurality of target areas.
제11항에 있어서,
상기 정합영역을 검출하는 단계는
상기 제1 시점 이전의 제2 시점, 상기 제1 시점 이후의 제3 시점 각각에 대응되는 오존 연직 데이터에서 상기 표적영역과의 교차상관계수가 가장 높은 영역인 정합영역을 검출하는 것이고,
상기 시점별 변위값들을 각각 산출하는 단계는
상기 제2 시점과 상기 제3 시점 각각에 대해 검출된 정합영역의 중심 위치와 상기 표적영역의 중심 위치의 차이에 따라 상기 제2 시점과 상기 제3 시점 각각에 대한 복수 개의 변위값을 산출하는 것이며,
상기 오존 이동 벡터를 산출하여 산출된 오존 이동 벡터와 상기 표적영역을 매칭시키는 단계는
상기 제2 시점에 대해 산출된 복수 개의 변위값을 상기 제1 시점과 상기 제2 시점 사이의 시간으로 나눔에 따른 제1 벡터와, 상기 제3 시점에 대해 산출된 복수 개의 변위값을 상기 제1 시점과 상기 제3 시점 사이의 시간으로 나눔에 따른 제2 벡터를 생성하고, 상기 제1 벡터와 상기 제2 벡터를 평균함에 따른 오존 이동 벡터를 산출하여 상기 표적영역과 매칭시키는 것이고,
상기 품질계수를 산출하는 단계는
상기 제1 벡터와 상기 제2 벡터의 각도 차이에 따른 제1 품질값, 상기 제1 벡터와 상기 제2 벡터 각각의 절대값의 크기 차이에 따른 제2 품질값, 상기 제1 벡터와 상기 제2 벡터의 벡터차에 따른 제3 품질값, 상기 오존 이동 벡터와 상기 바람장 벡터의 벡터차에 따른 제4 품질값을 각각 산출하고, 상기 제1 품질값, 상기 제2 품질값, 상기 제3 품질값, 상기 제4 품질값 각각에 기설정된 가중치를 곱하여 합함에 따라 품질계수를 산출하는 것
인 대류권 오존 이동 벡터 산출 방법.
12. The method of claim 11,
The step of detecting the matching region is
Detecting a matching region, which is a region having the highest cross-correlation coefficient with the target region, in ozone vertical data corresponding to each of the second time point before the first time point and the third time point after the first time point,
The step of calculating the displacement values for each time point is
Calculating a plurality of displacement values for each of the second time point and the third time point according to the difference between the center position of the matching area and the center position of the target area detected for each of the second time point and the third time point ,
The step of calculating the ozone movement vector and matching the calculated ozone movement vector with the target area includes:
A first vector obtained by dividing a plurality of displacement values calculated with respect to the second time point by the time between the first time point and the second time point, and a plurality of displacement values calculated for the third time point, are generating a second vector according to dividing by the time between the time point and the third time point, calculating an ozone movement vector by averaging the first vector and the second vector to match the target area;
The step of calculating the quality factor is
A first quality value according to an angle difference between the first vector and the second vector, a second quality value according to a difference in magnitudes of the absolute values of the first vector and the second vector, the first vector and the second vector A third quality value according to a vector difference between vectors and a fourth quality value according to a vector difference between the ozone movement vector and the wind field vector are calculated, respectively, and the first quality value, the second quality value, and the third quality Calculating a quality factor by multiplying and summing each of the value and the fourth quality value by a preset weight
A method for calculating the phosphorus tropospheric ozone transport vector.
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