KR102490001B1 - System for measuring biomass of sargassum horneri and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 괭생이모자반 생체량 측정시스템(1) 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인공위성 영상 이미지를 분석하여, 괭생이모자반의 위치 및 생체량(Biomass)을 도출함으로써 용이한 대응을 가능하도록 하는 괭생이 모자반 생체량 측정시스템(1) 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a black cap biomass measurement system (1) and a method therefor, and more particularly, by analyzing satellite images and deriving the position and biomass of black caps, enabling easy response It relates to a biomass measurement system (1) for hoesaeng and its method.
조간대의 암초에서 자라는 갈조류인 괭생이모자반은 형태학적으로 수많은 공기주머니(기낭)가 존재하여 암반에서 떨어져도 해수 표면에 부유하여 장거리 이동이 가능한 것으로 알려져 있다.It is known that the brown algae that grows on the reefs of the intertidal zone have numerous air sacs (air sacs) morphologically, so that they can float on the surface of the seawater even if they fall from the bedrock, enabling long-distance movement.
최근 몇 년 전부터는, 겨울부터 초 여름 사이에 성장한 대규모의 외래기원 괭생이모자반이 국내 연안에 유입되어 대규모 누적되고 있는 실정이다. 이와 같이 누적된 모자반은 부패하면서 악취와 각종 해충을 유발하며, 미관을 해쳐 관광산업에도 피해를 입힐 뿐만 아니라 소형 선박의 운항을 저해하는 등 각종 문제점을 유발한다. 또한, 국내 연안으로 유입된 모자반을 처리하기 위해 별도의 비용을 발생시키는 등의 문제점 역시 존재한다.From recent years ago, a large-scale extrinsic origin of hoesaeng hatban, which has grown between winter and early summer, has been introduced to the domestic coast and has been accumulated on a large scale. As the accumulated caps decay, they cause odors and various pests, and cause various problems such as damaging the aesthetics and damaging the tourism industry as well as hindering the operation of small ships. In addition, there is also a problem such as incurring a separate cost to treat caps and caps introduced into the domestic coast.
이와 같이 유입되는 모자반에 대한 처리를 위하여 해당 모자반을 지속적으로 모니터링 또는 탐지하는 방식을 필요로 하며, 해당 탐지에는 인공위성 영상 이미지 분석이 가장 효과적인 수단으로 알려져 있다. 다만, 현재까지 인공위성 영상 이미지는 모자반의 유무와 위치를 판단하는 정도로만 활용되고 있고, 그 생체량을 추정하는 방식은 활용되고 있지 않다. 따라서, 정확하고도 용이한 대응이 어려운 실정이다.In order to process the introduced capsular spots, a method of continuously monitoring or detecting the capsular spots is required, and satellite video image analysis is known to be the most effective means for the detection. However, up to now, satellite imagery has been used only to determine the presence and location of caps, and the method of estimating the biomass has not been used. Therefore, it is difficult to respond accurately and easily.
이와 같은 문제점을 해결하고자 본 발명의 발명자들은 개선된 방식을 가지는 신규의 괭생이모자반 생체량 측정시스템 및 그 방법에 대해 제시하고자 하며, 상세한 내용은 후술한다.In order to solve such a problem, the inventors of the present invention propose a novel capricorn biomass measurement system and method having an improved method, which will be described in detail later.
앞서 본 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로,It was devised to solve the problems of the prior art,
본 발명은 수신한 인공위성 영상 이미지를 분석하여, 해수 표면 상의 괭생이모자반의 위치 뿐만 아니라 생체량을 함께 도출함으로써 용이한 대응을 가능하도록 하는 괭생이모자반 생체량 측정시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a system and method for measuring the biomass of a capsular capsitum, which enables easy response by analyzing the received satellite image and deriving the biomass as well as the position of the capsnakes caps on the seawater surface. .
또한, 본 발명은 수신한 인공위성 영상 이미지에서, 대기상층 복사량 값을 반사도 값으로 변환한 이후, 대기분자산란에 의한 반사도를 제거함으로써 해수 표면에 부유하는 괭생이모자반의 생체량을 정확히 추정 가능하도록 하는 괭생이모자반 생체량 측정시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention converts the upper atmospheric radiation value into a reflectance value in the received satellite image, and then removes the reflectance due to atmospheric molecular scattering, thereby making it possible to accurately estimate the biomass of the oyster cap floating on the seawater surface. The purpose of this study is to provide a biomass measurement system and method for the live trichomes.
또한, 본 발명은 수신한 인공위성 영상 이미지에서, 괭생이모자반의 탐지와 무관한 주변영역을 제거함으로써 보다 정확한 결과값을 도출하도록 하는 괭생이모자반 생체량 측정시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a system and method for measuring the capricorn biomass in which a more accurate result value is obtained by removing the surrounding area irrelevant to the detection of the cappita cappita from the received satellite image.
또한, 본 발명은 괭생이모자반의 생체량 그리고 파장 별 원격반사도 값을 이용하여, 식생지수와 생체량과의 상관관계식을 도출함으로써, 해수 표면 상의 괭생이모자반의 생체량을 보다 용이하게 추정 가능하도록 하는 괭생이모자반 생체량 측정시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention derives the correlation between the vegetation index and the biomass using the biomass of the hoebait and the remote reflectance value for each wavelength, thereby making it possible to more easily estimate the biomass of the hoebait on the seawater surface. The purpose is to provide a capillary biomass measurement system and method.
또한, 본 발명은 인공위성 영상 이미지 내 괭생이모자반을 추출하기 위한 기준값을 적용함으로써, 다수의 픽셀로 이루어지는 이미지 내 괭생이모자반의 용이한 특정을 가능하도록 하는 괭생이모자반 생체량 측정시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention provides a method and method for measuring the size of a black cap in an image consisting of a large number of pixels by applying a reference value for extracting a black cap in a satellite image image. But it has a purpose.
본 발명은 앞서 상술한 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의하여 구현될 수 있다.The present invention can be implemented by an embodiment having the following configuration in order to achieve the above-described object.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 괭생이모자반 생체량 측정시스템은 수신한 인공위성 영상 이미지를 편집하는 전처리부; 괭생이모자반의 생체량에 관한 관계식을 산출하는 생체량 알고리즘 도출부; 및 전처리된 인공위성 영상 이미지에 대하여, 상기 생체량 알고리즘 도출부에 의하여 산출되는 관계식을 바탕으로 괭생이모자반의 위치 및 생체량을 도출하는 결과값 도출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the system for measuring the biomass of a hoesaeng hat spot according to the present invention includes a pre-processing unit for editing a received satellite image; a biomass algorithm derivation unit that calculates a relational expression related to the biomass of the hoe hat half; and a result value derivation unit for deriving the position and biomass of the hoesaeng cap based on the relational expression calculated by the biomass algorithm derivation unit for the preprocessed satellite image.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 괭생이모자반 생체량 측정시스템에서의 상기 전처리부는 대기상층 복사량 값을 상기 대기상층에 대한 반사도 값으로 변환하는 반사도 변환모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the pre-processing unit in the hoesaeng biomass measurement system according to the present invention includes a reflectivity conversion module that converts a radiant value of the upper atmospheric layer into a reflectance value for the upper atmospheric layer. .
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 괭생이모자반 생체량 측정시스템에서의 상기 전처리부는 상기 반사도 변환모듈을 통하여 변환된 대기상층의 반사도 값에서 대기분자산란에 의한 반사도를 제거하는 분자산란 보정모듈;을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the pre-processing unit in the hoeer cap biomass measurement system according to the present invention uses molecular scattering to remove reflectance due to atmospheric molecular scattering from the reflectance value of the upper atmospheric layer converted through the reflectance conversion module. It is characterized in that it further comprises a; correction module.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 괭생이모자반 생체량 측정시스템에서의 상기 전처리부는 괭생이모자반 탐지와 무관한 주변영역을 산출하여 제거하는 주변영역 제거모듈;을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the pre-processing unit in the black capsular biomass measurement system according to the present invention further includes a peripheral region removal module that calculates and removes a peripheral region unrelated to black capsicum detection. to be characterized
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 괭생이모자반 생체량 측정시스템에서의 상기 생체량 알고리즘 도출부는 괭생이모자반의 생체량 별 그리고 파장 별 원격반사도를 도출하는 반사도 연산모듈; 및 상기 반사도 연산모듈에 의한 괭생이모자반의 생체량 별 그리고 파장 별 원격반사도를 바탕으로 괭생이모자반의 식생지수와 생체량과의 상관관계식을 도출하는 생체량 관계식 도출모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the biomass algorithm derivation unit in the black cap biomass measurement system according to the present invention includes a reflectivity calculation module for deriving remote reflectivity for each biomass and each wavelength of the black cap; and a biomass relational expression derivation module for deriving a correlation between the vegetation index and biomass of the hoesaengban based on the biomass and remote reflectivity for each wavelength of the hoesaengban by the albedo calculation module.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 괭생이모자반 생체량 측정시스템에서의 상기 결과값 도출부는 상기 생체량 관계식 도출모듈을 통하여 도출된 상관관계식에서, 기준값을 도출하는 기준값 적용모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the result value derivation unit in the hoe hat half biomass measurement system according to the present invention includes a reference value application module for deriving a reference value from the correlation expression derived through the biomass relation expression derivation module. It is characterized by doing.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 괭생이모자반 생체량 측정시스템에서의 상기 기준값 적용모듈은 상기 상관관계식에서 생체량이 0의 값을 가질 때의 식생지수 값을 기준값으로 적용하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, the reference value application module in the hoesaengban biomass measurement system according to the present invention applies the vegetation index value when the biomass has a value of 0 in the correlation expression as a reference value. to be
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 괭생이모자반 생체량 측정시스템에서의 상기 결과값 도출부는 인공위성 영상 이미지 내 괭생이모자반을 추출하는 괭생이모자반 추출모듈;을 추가로 포함하고, 상기 괭생이모자반 추출모듈은 인공위상 영상 이미지를 이루는 픽셀 별 기준값을 초과하는 픽셀을 특정하며, 특정된 픽셀 내 괭생이모자반 생체량 값을 연산하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the result value derivation unit in the hoeen hat spot biomass measurement system according to the present invention further includes a hoeer hat spot extraction module for extracting the hoeen hat spot from the satellite image, The black cap extract module is characterized in that it specifies pixels that exceed a reference value for each pixel constituting the artificial phase image, and calculates the cap biomass value of the black cap within the specified pixel.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 괭생이모자반 생체량 측정방법은, 괭생이모자반의 생체량에 관한 관계식을 산출하는 생체량 알고리즘 도출부; 및 전처리된 인공위성 영상 이미지에 대하여, 상기 생체량 알고리즘 도출부에 의하여 산출되는 관계식을 바탕으로 괭생이모자반의 위치 및 생체량을 도출하는 결과값 도출부;를 포함하고, 괭생이모자반의 식생지수 값과 생체량 값의 상관관계식을 도출하는 단계; 및 상기 상관관계식을 바탕으로, 수신한 인공위성 영상 이미지 내 괭생이모자반의 위치 및 생체량을 도출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the method for measuring the biomass of a black cap-ban according to the present invention includes: a biomass algorithm derivation unit for calculating a relational expression related to the biomass of a black cap-ban; and a result value derivation unit for deriving the position and biomass of the hoesaeng cap based on the relational expression calculated by the biomass algorithm derivation unit for the preprocessed satellite image; Deriving a correlation expression of values; and deriving the location and biomass of the black cap in the received satellite image based on the correlation equation.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 괭생이모자반 생체량 측정방법에서의 상기 상관관계식 도출단계는 괭생이모자반의 생체량 별 그리고 파장 별 원격반사도를 도출하는 단계; 및 상기 괭생이보자반의 생체량 별 그리고 파장 별 원격반사도를 바탕으로, 괭생이모자반의 식생지수 값과 생체량 간 상관관계식을 도출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the step of deriving the correlation equation in the method for measuring the biomass of the black capsular cap according to the present invention includes the step of deriving the remote reflectivity for each biomass and wavelength of the black capsular cap; and deriving a correlation between the vegetation index value and biomass of the hoesaeng hatban based on the biomass and telereflectivity for each wavelength of the hoesaeng hatban.
본 발명은 앞서 본 구성에 의하여 다음과 같은 효과를 가진다.The present invention has the following effects by the above configuration.
본 발명은 수신한 인공위성 영상 이미지를 분석하여, 해수 표면 상의 괭생이모자반의 위치 뿐만 아니라 생체량을 함께 도출함으로써 용이한 대응을 가능하도록 하는 효과가 있다.The present invention has an effect of enabling an easy response by analyzing the received satellite image and deriving the biomass as well as the location of the black cap on the seawater surface.
또한, 본 발명은 수신한 인공위성 영상 이미지에서, 대기상층 복사량 값을 반사도 값으로 변환한 이후, 대기분자산란에 의한 반사도를 제거함으로써 해수 표면에 부유하는 괭생이모자반의 생체량을 정확히 추정 가능하도록 하는 효과를 가진다.In addition, the present invention converts the upper atmospheric radiation value into a reflectance value in the received satellite image, and then removes the reflectance due to atmospheric molecular scattering, thereby enabling an accurate estimation of the biomass of the oyster cap floating on the seawater surface. have
또한, 본 발명은 수신한 인공위성 영상 이미지에서, 괭생이모자반의 탐지와 무관한 주변영역을 제거함으로써 보다 정확한 결과값을 도출하도록 하는 효과를 보인다.In addition, the present invention has an effect of deriving a more accurate result value by removing the surrounding area irrelevant to the detection of the hoesaeng cap from the received satellite image.
또한, 본 발명은 괭생이모자반의 생체량 그리고 파장 별 원격반사도 값을 이용하여, 식생지수와 생체량과의 상관관계식을 도출함으로써, 해수 표면 상의 괭생이모자반의 생체량을 보다 용이하게 추정 가능하도록 하는 효과를 나타낸다.In addition, the present invention derives the correlation between the vegetation index and the biomass using the biomass of the crocodile and the remote reflectance value for each wavelength, thereby making it possible to more easily estimate the biomass of the crocodile on the surface of seawater. indicate
또한, 본 발명은 인공위성 영상 이미지 내 괭생이모자반을 추출하기 위한 기준값을 적용함으로써, 다수의 픽셀로 이루어지는 이미지 내 괭생이모자반의 용이한 특정을 가능하도록 하는 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect of enabling easy identification of a black hat in an image composed of a plurality of pixels by applying a reference value for extracting a black hat in a satellite image.
한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.On the other hand, even if the effects are not explicitly mentioned here, it is added that the effects described in the following specification expected by the technical features of the present invention and their provisional effects are treated as described in the specification of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 괭생이모자반 생체량 측정시스템에 대한 블럭도이고;
도 2는 도 1에 따른 전처리부에 대한 블럭도이고;
도 3은 도 1에 따른 생체량 알고리즘 도출부에 대한 블럭도이고;
도 4는 RAMSES 방사계 구성을 설명하기 위한 개념도이고;
도 5는 물통에 괭생이모자반의 생체량을 달리하여 담은 것을 보여주는 참고도이고;
도 6은 도 3에 따른 반사도 연산모듈을 통한 괭생이모자반의 생체량 별 그리고 파장 별 원격반사도를 나타내는 그래프이고;
도 7은 도 3에 따른 생체량 관계식 도출모듈을 통한 괭생이모자반의 NDVI와 생체량과의 상관관계를 나타내는 그래프이고;
도 8은 도 1에 따른 결과값 도출부에 대한 블럭도이고;
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 괭생이모자반 생체량 측정방법에 대한 흐름도이고;
도 10은 도 9에 따른 전처리단계에 대한 흐름도이고;
도 11은 도 9에 따른 생체량 상관관계식 도출단계에 대한 흐름도이고;
도 12는 도 9에 따른 괭생이모자반 생체량 도출단계에 대한 흐름도이다.1 is a block diagram of a hoesaeng hat half biomass measurement system according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a block diagram of a preprocessor according to Fig. 1;
Fig. 3 is a block diagram of a biomass algorithm deriving unit according to Fig. 1;
4 is a conceptual diagram for explaining the configuration of a RAMSES radiometer;
5 is a reference diagram showing that the water bucket contains different biomass of hoesaeng caps;
FIG. 6 is a graph showing remote reflectivity for each biomass and each wavelength of a hoesaeng cap through the reflectivity calculation module according to FIG. 3;
FIG. 7 is a graph showing the correlation between NDVI and biomass of a black cap through the biomass relationship expression derivation module according to FIG. 3;
8 is a block diagram of a result value deriving unit according to FIG. 1;
9 is a flow chart of a method for measuring the biomass of a hoeen hat spot according to an embodiment of the present invention;
Fig. 10 is a flowchart for the preprocessing step according to Fig. 9;
Figure 11 is a flow chart for the step of deriving the biomass correlation equation according to Figure 9;
FIG. 12 is a flow chart for the step of deriving the biomass of the hoesaeng hatban according to FIG. 9 .
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 다양한 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 되며 청구범위에 기재된 사항을 기준으로 해석되어야 한다. 또한, 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 참고적으로 제공되는 것일 뿐이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following examples, but should be interpreted based on the matters described in the claims. In addition, this embodiment is only provided as a reference in order to more completely explain the present invention to those skilled in the art.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.As used herein, the singular form may include the plural form unless the context clearly indicates otherwise. Also, when used herein, "comprise" and/or "comprising" specifies the presence of the recited shapes, numbers, steps, operations, elements, elements, and/or groups thereof. and does not exclude the presence or addition of one or more other shapes, numbers, operations, elements, elements and/or groups.
본 명세서에 있어서, 개별 구성들은 필요에 따라 일체로 이루어질 수도 또는 독립적으로 형성될 수도 있고 이에 별도의 제한이 없음에 유의하여야 한다.In the present specification, it should be noted that the individual components may be formed integrally or independently as needed, and there is no separate limitation thereto.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 괭생이모자반 생체량 측정시스템에 대한 블럭도이다.1 is a block diagram of a hoesaeng hat half biomass measurement system according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성 영상 분석을 통한 괭생이모자반 생체량 측정시스템(1)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a detailed description of the capricorn
도 1을 참고하면, 본 발명은 괭생이모자반 생체량 측정시스템(1)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인공위성 영상 이미지를 분석하여, 괭생이모자반의 위치 및 생체량(Biomass)을 도출함으로써 용이한 대응을 가능하도록 하는 괭생이 모자반 생체량 측정시스템(1)에 관한 것이다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 측정시스템(1)은 해양에서의 괭생이모자반의 유무 그리고 위치 뿐만 아니라, 그 생체량을 함께 추정하는 것에 그 특징이 있다.Referring to FIG. 1 , the present invention relates to a black cap biomass measurement system (1), and more particularly, by analyzing an artificial satellite video image and deriving the position and biomass of the black cap cap, thereby enabling easy response. It relates to a biomass measurement system (1) for a hoesaeng hat half that makes it possible. That is, the
이를 위하여, 측정시스템(1)은 전처리부(10), 생체량 알고리즘 도출부(30), 결과값 도출부(50)를 포함할 수 있다. To this end, the
도 2는 도 1에 따른 전처리부에 대한 블럭도이다.FIG. 2 is a block diagram of a preprocessing unit according to FIG. 1 .
도 1 및 도 2를 참고하면, 전처리부(10)는 수신한 인공위성 영상 이미지를 편집하는 구성이다. 수신한 인공위성 이미지를 괭생이 모자반 생체량 산출을 위하여 편집할 수 있다. 이를 위하여, 이미지 편집부(10)는 반사도 변환모듈(110), 분자산란 보정모듈(130), 주변영역 제거모듈(150)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2 , the
반사도 변환모듈(110)은 대기상층(Top Of Atmosphere; TOA) 복사량(Radiance) 값을 상기 대기상층에 대한 반사도 값으로 변환하는 모듈이다. 후술하는 결과값 도출부(50)는 반사도 값을 기준으로 괭생이모자반의 생체량을 추정하므로, 반사도 변환모듈(110)에 의한 복사량 값을 반사도 값으로 변환하는 구성이 필요하다. The
이러한 반사도 변환모듈(110)은, 예를 들어 This
(1) a(λ) = (π * b(λ)) / (c(λ) * cos(d))(1) a(λ) = (π * b(λ)) / (c(λ) * cos(d))
(2) c(λ) = e(λ) * f(g) (2) c(λ) = e(λ) * f(g)
을 통하여 대기상층의 복사량 값을 반사도 값으로 변환할 수 있다. 식 (1)에서 λ는 특정 파장(Wavelength), a(λ)는 대기상층의 반사도, b(λ)는 대기상층의 복사량, c(λ)는 지구로 입사하는 태양복사량, d는 태양 천정각이며, 식 (2)에서 e는 태양-지구 거리를 고려하지 않은 우주에서의 태양 복사량, f는 태양-지구 거리계수, g는 일 년 중의 날짜를 나타내는 값이다. Through this, it is possible to convert the radiant value of the upper atmospheric layer into a reflectance value. In Equation (1), λ is a specific wavelength (Wavelength), a(λ) is the reflectance of the upper atmosphere, b(λ) is the amount of radiation in the upper atmosphere, c(λ) is the amount of solar radiation incident on the earth, and d is the solar zenith angle. , In equation (2), e is the amount of solar radiation in space without considering the Sun-Earth distance, f is the Sun-Earth distance coefficient, and g is a value representing the day of the year.
분자산란 보정모듈(130)은 반사도 변환모듈(110)을 통하여 변환된 대기상층의 반사도 값에서 대기분자산란에 의한 반사도(Rayleigh Reflectance)를 제거하는 모듈이다. 일반적으로, 반사도 변환모듈(110)을 통하여 변환된 a(λ) 값인 대기상층의 반사도 값은 대기의 영향을 포함하고 있고, 해수 표면에 부유하는 괭생이모자반의 생체량을 추정하기 위해서는 해당 대기 영향을 제거하여야 한다. 따라서, 분자산란 보정모듈(130)은 대기분자산란에 의한 반사도를 제거하며, 그 구체적인 과정은 예를 들어 아래 식 (3)과 같다.The molecular
(3) h(λ) = a(λ) - i(λ)(3) h(λ) = a(λ) - i(λ)
이다. 식 (3)에서 h(λ)는 대기 영향을 제거한 반사도 값이며, i(λ)는 대기분자산란에 의한 반사도이다. to be. In Equation (3), h(λ) is the reflectance value after removing atmospheric influence, and i(λ) is the reflectance due to atmospheric molecular scattering.
주변영역 제거모듈(150)은 인공위성 영상 이미지에서, 괭생이모자반 탐지와 무관한 주변영역을 산출하여 제거하는 모듈이다. 일 예로, 주변영역 제거모듈(150)은 괭생이모자반 탐지와 무관한 육상 영역, 구름 및 필요에 따라 탁한 해수 영역을 산출하여 제외할 수 있다. 이러한 주변영역 제거는, 인공위성 영상 이미지의 개별 픽셀에서의 파장 별 반사도 값을 이용하여 수행될 수 있고 이에 별도의 제한이 있는 것은 아니다.The peripheral
도 3은 도 1에 따른 생체량 알고리즘 도출부에 대한 블럭도이다.FIG. 3 is a block diagram of a biomass algorithm deriving unit according to FIG. 1 .
도 1 및 도 3을 참고하면, 생체량 알고리즘 도출부(30)는 괭생이모자반의 생체량에 관한 관계식을 산출하는 구성이다. 이러한 생체량 알고리즘 도출부(30)는 반사도 연산모듈(310), 생체량 관계식 도출모듈(330)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 3 , the biomass
이하에서는, 생체량 알고리즘 도출부(30)에 의한 관계식 산출과정에 대한 실험과정을 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the experimental process for the process of calculating the relational formula by the biomass
도 4는 RAMSES 방사계 구성을 설명하기 위한 개념도이고; 도 5는 물통에 괭생이모자반의 생체량을 달리하여 담은 것을 보여주는 참고도이다.4 is a conceptual diagram for explaining the configuration of a RAMSES radiometer; 5 is a reference diagram showing that the water bucket contains different biomass of hoesaeng caps.
괭생이모자반의half a hoe 전처리 Pretreatment
해수를 공경 0.2㎛의 폴리카보네이트 여과지(Whatman Nuclepore Track-Etched Membranes)로 여과함으로써 여과 해수를 준비한다. 즉, 해수 중 반사도 값에 영향을 미칠 수 있는 각종 이물질을 제거한다.The filtered seawater is prepared by filtering the seawater with a polycarbonate filter paper (Whatman Nuclepore Track-Etched Membranes) having a pore diameter of 0.2 μm. That is, various foreign substances that may affect the reflectivity value in seawater are removed.
이후, 여과 해수로 괭생이모자반을 세척하여 이물질을 제거한다. 즉, 괭생이모자반 상의 이물질이 반사도 값에 영향을 미칠 수 있으므로 세척과정을 수행한다. 괭생이모자반은, 예를 들어 중국 기원 괭생이모자반으로, 중국에서 한반도 방향으로 해류가 흐르는 해상에서 채집된 것을 이용한다. Thereafter, the hoesaeng cap is washed with filtered seawater to remove foreign substances. That is, the cleaning process is performed because foreign substances on the hoe hat can affect the reflectivity value. The hoesaeng hatban is, for example, a hoesaeng hatban of Chinese origin, which is collected from the sea where the ocean current flows from China to the Korean Peninsula.
그리고, 괭생이모자반을 체에 받쳐 약 5분간 실온에서 물기를 제거한다. 이에 의하여 괭생이모자반에 대한 전처리가 마쳐진다.Then, put the hoesaeng hat half on a sieve to remove water at room temperature for about 5 minutes. As a result, the pretreatment for the hoesaeng hat half is completed.
괭생이모자반의half a hoe 생체량에to biomass 따른 반사도 측정을 위한 준비 Preparation for reflectivity measurements according to
도 4를 참고하면, 괭생이모자반의 생체량에 따른 반사도를 측정하기 위하여, 상기 괭생이모자반이 담아질 물통(A)을 준비한다. 물통 그 자체에 의한 반사도 영향을 최소화하기 위하여 무광의 검은색 물통을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, RAMSES 방사계(TriOS RAMSES)를 준비하며, 상기 방사계는 3개의 센서(Se1,Se2,Se3)를 가지며, 제1 센서(Se1)는 상향 방사조도 또는 복사조도(Ed(0+,λ))를, 제2 센서(Se2)는 대기광량 또는 대기 복사휘도(Lsky(λ))을, 제3 센서(Se3)는 괭생이모자반의 총수출광량 또는 수출 복사휘도(LwT(λ))을 측정하며, 이에 대한 상세한 설명은 아래 식 (4)로 갈음한다. 각 센서들(Se1,Se2,Se3)은 정 위치에 고정 설치되어 광을 포집하므로, 균일한 조건에서 정확한 결과값을 얻을 수 있는 것에 이점이 있다.Referring to FIG. 4 , in order to measure the reflectivity according to the biomass of the hoesaeng hatban, a water container (A) to contain the hoesaeng hatban is prepared. It is preferable to use a matte black water bottle in order to minimize the effect of reflectivity by the water bottle itself. In addition, a RAMSES radiometer (TriOS RAMSES) is prepared, and the radiometer has three sensors (Se1, Se2, Se3), and the first sensor (Se1) is an upward irradiance or irradiance (E d (0 + , λ)), the second sensor (Se2) measures the amount of air light or the radiance (L sky (λ)), and the third sensor (Se3) measures the total amount of light exported or exported radiance (L wT (λ)) )) is measured, and a detailed description thereof is replaced with Equation (4) below. Since each of the sensors Se1, Se2, and Se3 is fixedly installed in a fixed position and collects light, it is advantageous in that accurate results can be obtained under uniform conditions.
이후, 도 5를 참고하면, 물통(A)에 여과 해수만 있는 상태부터 상기 물통(A)에 괭생이모자반의 생체량을 달리하여 여러 번 담은 이후 해수가 안정화될 때까지 대기한다. 그리고 나서, RAMSES 방사계를 이용하여 각 괭생이모자반의 반사도를 측정한다. Afterwards, referring to FIG. 5 , from the state in which only filtered seawater is present in the water tank (A), the water tank (A) is filled with different biomass of oyster cap several times and then waits until the seawater is stabilized. Then, using the RAMSES radiometer, the reflectivity of each hoeer hat is measured.
이후, 반사도 연산모듈(310) 및 생체량 관계식 도출모듈(330)을 통하여 괭생이모자반의 생체량 관계식을 도출하며, 하기에서 상세히 설명하도록 한다.Thereafter, the biomass relational expression of the hoe hat patch is derived through the
도 6은 도 3에 따른 반사도 연산모듈을 통한 괭생이모자반의 생체량 별 그리고 파장 별 원격반사도를 나타내는 그래프이다.FIG. 6 is a graph showing remote reflectivity for each biomass and each wavelength of a hoesaeng cap through the reflectivity calculation module according to FIG. 3 .
도 3 및 도 6을 참고하면, 반사도 연산모듈(310)는 괭생이모자반의 생체량 별 그리고 파장(Wavelength) 별 원격반사도를 도출하는 모듈이다. 이에 대하여 예시적으로 설명하면, Referring to FIGS. 3 and 6 , the
(4) Lw(λ) = LwT(λ) - Lsky(λ) * Fr(λ,θ)(4) L w (λ) = L wT (λ) - L sky (λ) * F r (λ,θ)
(5) Rrs(0+,λ) = Lw(λ)/Ed(0+,λ) * [sr-1](5) R rs (0 + ,λ) = L w (λ)/E d (0 + ,λ) * [sr -1 ]
이다. to be.
식 (4)에서, Lw(λ)는 괭생이모자반의 수출광량 또는 수출 복사휘도(Water Leaving Radiance; 단위 W/m2/nm/sr)이며, LwT(λ)는 괭생이모자반의 총수출광량 또는 수출 복사휘도(Total Water Leaving Radiance; 단위 W/m2/nm/sr)이고, Lsky(λ)는 대기광량 또는 대기 복사휘도(Sky Radiance; 단위 W/m2/nm/sr)이다. 또한, Fr(λ,θ)에서 Fr은 대기와 해수표면 사이에서의 프레넬 반사를, θ는 이 때의 입사각을 의미한다. Lw(λ), LwT(λ) 및 Lsky(λ)의 관계에 대하여 설명하면, 현장에서 측정되는 괭생이모자반의 총수출광량(LwT(λ))은 상기 괭생이모자반의 수출광량(Lw(λ))과 해수표면에서 반사된 대기에 의한 광량(Lsky(λ))의 일부 광이 혼합된 것이다.In Equation (4), L w (λ) is the amount of exported light or exported radiance (Water Leaving Radiance; unit W/m 2 /nm/sr), and L wT (λ) is the total is the amount of exported light or exported radiance (Total Water Leaving Radiance; unit W/m 2 /nm/sr), and L sky (λ) is the amount of air light or radiance (Sky Radiance; unit W/m 2 /nm/sr) to be. Also, in F r (λ, θ), F r means the Fresnel reflection between the atmosphere and the sea surface, and θ means the incident angle at this time. The relationship between L w (λ), L wT (λ), and L sky (λ) is explained . (L w (λ)) and some light from the atmosphere (L sky (λ)) reflected from the sea surface are mixed.
식 (5)에서, Rrs(0+,λ)는 원격반사도(Remote Sensing Reflectance; 단위 sr-1)로, 위성이나 항공기에서 관측되는 반사도로 괭생이모자반의 수출광량(Lw)를 입사되는 태양광의 복사조도(Ed)로 나누어진 값을 의미한다. 또한, Ed(0+,λ)는 상향 방사조도 또는 복사조도(Down-welling Irradiance; 단위 W/m2/nm)로, 해수표면 바로 위에서 180˚ 방향에 대해 해수표면에 입사되는 총 광량을 측정한 값이다. 그리고 sr-1은 입체각(Steradian)으로, 평면에서 관측된 방사조도(Ed) 값과 센서 시야각(IFOV)를 통해 관측 괭생이모자반의 수출광량(Lw) 값 사이의 단위 차에 의하여 발생하는 값이다. 도 6을 참고하면, 괭생이모자반의 생체량 별 그리고 파장 별 원격반사도를 식 (4)와 (5)를 통하여 구할 수 있다.In Equation (5), R rs (0 + ,λ) is Remote Sensing Reflectance (unit sr -1 ), which is the reflectance observed from a satellite or aircraft, It means the value divided by the irradiance of sunlight (E d ). In addition, E d (0 + ,λ) is down-welling irradiance (unit W/m 2 /nm), which is the total amount of light incident on the sea surface in the direction of 180 degrees directly above the sea surface. is the measured value. And sr -1 is the solid angle (Steradian), which is caused by the unit difference between the irradiance (E d ) value observed on the plane and the exported light amount (L w ) value of the hoe hat half observed through the sensor field of view (IFOV) is the value Referring to FIG. 6, the remote reflectivity for each biomass and each wavelength of the black cap can be obtained through equations (4) and (5).
도 7은 도 3에 따른 생체량 관계식 도출모듈을 통한 괭생이모자반의 NDVI와 생체량과의 상관관계를 나타내는 그래프이다.FIG. 7 is a graph showing the correlation between NDVI and biomass of a black cap through the biomass relationship expression derivation module according to FIG. 3 .
도 3 및 도 7을 참고하면, 생체량 관계식 도출모듈(330)은 반사도 연산모듈(310)을 통한 괭생이모자반의 생체량 별 그리고 파장 별 원격반사도를 기초로, 식생지수와 괭생이모자반의 생체량과의 상관관계식을 도출하는 모듈이다. 식생지수 알고리즘은, 예를 들어 NDVI(Normalized Difference Vagetation Index; Weier and Herring, 2000; 종합식생지수)일 수 있으나 본 발명의 범위에 이에 제한되는 것은 아니다. 3 and 7, the biomass relationship
예를 들어, 식생지수 알고리즘은 DVI(Richardson and Wiegand, 1977), EVI(Huete and Justice, 1999), MCI(Gower et al., 2005), FAI(He et al., 2009), SABI(Alawadi, 2010), IGAG(Son et al., 2012), SAI(Gracia et al., 2013), AFAI(Wang and Hu, 2016) 또는 VB-FAH(Xing and Hu, 2016) 등 공지된 임의의 알고리즘일 수 있다. For example, vegetation index algorithms include DVI (Richardson and Wiegand, 1977), EVI (Huete and Justice, 1999), MCI (Gower et al., 2005), FAI (He et al., 2009), SABI (Alawadi, 2010), IGAG (Son et al., 2012), SAI (Gracia et al., 2013), AFAI (Wang and Hu, 2016), or VB-FAH (Xing and Hu, 2016). there is.
이하에서는 예를 들어 식생지수 알고리즘을 NDVI를 활용하는 경우를 기준으로 설명한다. NDVI란,Hereinafter, for example, the vegetation index algorithm will be described based on the case of using NDVI. What is NDVI?
(6) NDVI = (RNIR - RRED) / (RNIR + RRED)(6) NDVI = (R NIR - R RED ) / (R NIR + R RED )
로 정의할 수 있다. RNIR은 근적외선(Near Infrared Radiation; NIR) 영역에서의 괭생이모자반의 원격반사도 값이며, RRED는 적외선 영역에서의 원격반사도 값이다. 예를 들어, 도 6에서, RNIR은 765㎚를, RRED는 660㎚ 일 수 있다. 따라서, 반사도 연산모듈(310)에 의한 생체량 별 그리고 파장 별 원격반사도 값을 이용하여, 식생지수와 생체량(kg/m2)과의 상관관계식을 도출할 수 있다. 상관관계식은 예를 들어 can be defined as R NIR is the remote reflectance value of the hoeer cap in the near infrared (NIR) region, and R RED is the remote reflectance value in the infrared region. For example, in FIG. 6 , R NIR may be 765 nm and R RED may be 660 nm. Accordingly, a correlation between the vegetation index and the biomass (kg/m 2 ) may be derived using the remote albedo values for each biomass and for each wavelength by the
(7) Y = AX + B(7) Y = AX + B
로 표현할 수 있고, X값은 식생지수(예를 들어 NDVI), Y값은 괭생이모자반의 생체량을 의미한다. 식 (7)에서의 A 및 B값은 식생지수의 범위에 따라 상이해질 수 있고 이에 제한이 있는 것은 아니다. 또한 식 (7)은 편의상 1차 함수로 표현하였으나, n차 함수(n은 2 이상의 자연수)로 표현할 수도 있고 이에 제한이 있는 것은 아니다., where the X value is the vegetation index (for example, NDVI), and the Y value means the biomass of the black cap. A and B values in Equation (7) may be different depending on the range of vegetation index, but are not limited thereto. In addition, Equation (7) is expressed as a linear function for convenience, but may also be expressed as an n-order function (n is a natural number equal to or greater than 2) and is not limited thereto.
도 8은 도 1에 따른 결과값 도출부에 대한 블럭도이다.8 is a block diagram of a result value deriving unit according to FIG. 1;
도 1 및 도 8을 참고하면, 결과값 도출부(50)는 수신한 인공위성 영상 이미지(필요에 따라 전처리된 인공위성 영상 이미지)에 대하여, 생체량 알고리즘 도출부(30)에 의하여 도출된 상관관계식을 바탕으로 이미지 내 괭생이모자반의 위치 및 생체량을 도출하는 구성이다. 이러한 결과값 도출부(50)는 기준값 적용모듈(510) 및 괭생이모자반 추출모듈(530)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 8 , the result
기준값 적용모듈(510)은 생체량 관계식 도출모듈(330)을 통하여 도출된 상관관계식에서, 인공위성 영상 이미지 내 괭생이모자반을 추출하기 위한 기준값을 적용하는 모듈이다. 예를 들어, 기준값은, 식 (7)에서 Y가 0의 값을 가질 때의 X값을 최소값으로 적용하여 도출될 수 있다.The reference
괭생이모자반 추출모듈(530)은 인공위성 영상 이미지 내 괭생이모자반을 추출하는 모듈로, 예를 들어 이미지 내 픽셀 별 괭생이모자반을 추출하여 위치 및 생체량을 도출할 수 있다. 더욱 상세하게는, 기준값 적용모듈(510)을 통한 X 최소값 이상 또는 초과하는 픽셀을 모두 특정할 수 있다. 이에 의하여 이미지 내 괭생이 모자반의 위치가 특정될 수 있다. 그 이후, 특정된 픽셀 내 Y값을 연산하여 괭생이모자반의 생체량 역시 도출할 수 있다.The hoeer
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 괭생이모자반 생체량 측정방법에 대한 흐름도이다.9 is a flowchart of a method for measuring the biomass of a hoesaeng hat spot according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성 영상 분석을 통한 괭생이모자반 생체량 측정방법(S1)에 대하여 상세히 설명하도록 한다. 각 단계는, 기재된 것과 시간적 선후를 달리하여 수행될 수도 있고, 임의의 복수의 단계들은 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 이에 별도의 제한이 있는 것은 아니다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a method (S1) for measuring capella biomass through satellite image analysis according to an embodiment of the present invention will be described in detail. Each step may be performed differently in time from that described, and any plurality of steps may be performed substantially simultaneously, and there is no particular limitation thereto.
또한, 상기 측정방법(S1)은 전술한 측정시스템(1)을 통하여 수행되므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.In addition, since the measurement method (S1) is performed through the above-described measurement system (1), a detailed description thereof will be omitted.
도 10은 도 9에 따른 전처리단계에 대한 흐름도이다.10 is a flow chart of the preprocessing step according to FIG. 9;
먼저, 도 9를 참고하면, 수신한 인공위성 영상 이미지를 전처리한다(S10). 단계 S10은 전처리부(10)를 통하여 수행될 수 있다. 도 10을 참고하여 상세히 설명하면, 먼저 대기상층 복사량 값을 반사도 값으로 변환한다(S110). 단계 S110은 반사도 변환모듈(110)을 통하여 수행할 수 있다. 그리고 나서, 단계 S110에 의하여 변환된 대기상층 반사도 값에서 대기분자산란에 의한 반사도를 제거한다(S130). 단계 S130은 분자산란 보정모듈(130)을 통하여 수행된다. 단계 S110과 S130이 종료되면, 인공위성 영상 이미지에서, 괭생이모자반 탐지와 무관한 주변영역을 특정하여 제거한다(S150). 즉, 괭생이모자반 탐지와 무관한 육상 영역, 구름 등을 제거하며, 주변영역 제거모듈(150)을 통해 수행될 수 있다. First, referring to FIG. 9 , the received satellite video image is pre-processed (S10). Step S10 may be performed through the
도 11은 도 9에 따른 생체량 상관관계식 도출단계에 대한 흐름도이다.FIG. 11 is a flowchart of the step of deriving the biomass correlation equation according to FIG. 9 .
그리고, 도 9를 참고하면, 괭생이모자반의 식생지수와 생체량 상관관계식을 도출한다(S30). 단계 S30은 생체량 알고리즘 도출부(30)를 통하여 수행될 수 있다. 도 11을 참고하여 단계 S30에 대하여 상세히 설명하면, 먼저 괭생이모자반의 생체량 별 그리고 파장 별 원격반사도를 도출한다(S310). 단계 S310은 반사도 연산모듈(310)을 통하여 수행될 수 있다.And, referring to FIG. 9, a correlation between the vegetation index and biomass of the hoesaeng hatban is derived (S30). Step S30 may be performed through the biomass
단계 S310이 종료하면, 상기 단계 S310에 의한 괭생이모자반의 생체량 별 그리고 파장 별 원격반사도를 바탕으로 상기 괭생이모자반의 식생지수와 생체량 간 상관관계식을 도출한다(S330). 단계 S330은 생체량 관계식 도출모듈(330)을 통하여 수행될 수 있다.When step S310 is finished, a correlation expression between the vegetation index and biomass of the hoeen hatban is derived based on the biomass and telereflectivity for each wavelength of the hoeboy hatban in step S310 (S330). Step S330 may be performed through the biomass relational
도 12는 도 9에 따른 괭생이모자반 생체량 도출단계에 대한 흐름도이다.FIG. 12 is a flow chart for the step of deriving the biomass of the hoesaeng hatban according to FIG. 9 .
이후, 도 9를 참고하면, 단계 S30을 통한 상관관계식을 바탕으로 전처리된 인공위성 영상 이미지 내 괭생이모자반의 위치 및 생체량을 도출한다(S50). 단계 S50은 결과값 도출부(50)를 통하여 수행될 수 있다. 도 12를 참고하여 단계 S50에 대하여 상세히 설명하면, 먼저 단계 S330에 의한 상관관계식에서, 괭생이모자반을 추출하기 위한 기준값을 적용한다(S510). 단계 S510은 기준값 적용모듈(510)을 통하여 수행되며, 식 (7)에서 Y가 0의 값을 가질 때의 X값을 기준값 또는 최소값으로 적용한다.Subsequently, referring to FIG. 9 , the location and biomass of the hoesaeng hat in the preprocessed satellite image are derived based on the correlation equation through step S30 (S50). Step S50 may be performed through the result
그리고 나서, 단계 S10에 의하여 전처리된 인공위성 영상 이미지 내 괭생이 모자반의 위치 및 생체량을 추출한다(S530). 단계 S530은 괭생이모자반 추출모듈(530)을 통하여 수행되며, 상세하게는 인공위성 영상 이미지에서 X 기준값 이상 또는 초과하는 픽셀을 특정하여 모자반의 위치를 특정하고, 특정된 픽셀 내 Y값을 연산하여 전체 생체량을 도출할 수 있다.Then, the location and biomass of the hoeer cap in the satellite image preprocessed in step S10 are extracted (S530). Step S530 is performed through the capsular caps
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다.The above detailed description is illustrative of the present invention. In addition, the foregoing is intended to illustrate and describe preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications and environments. That is, changes or modifications are possible within the scope of the concept of the invention disclosed in this specification, within the scope equivalent to the written disclosure and / or within the scope of skill or knowledge in the art. The foregoing embodiment describes the best state for implementing the technical idea of the present invention, and various changes required in specific application fields and uses of the present invention are also possible. Therefore, the above detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments.
1 : 괭생이모자반 생체량 측정시스템
10 : 전처리부
110 : 반사도 변환모듈 130 : 분자산란 보정모듈
150 : 주변영역 제거모듈
30 : 생체량 알고리즘 도출부
310 : 반사도 연산모듈 330 : 생체량 관계식 도출모듈
50 : 결과값 도출부
510 : 기준값 적용모듈 530 : 괭생이모자반 추출모듈
Se1. Se2. Se3 : 센서
S1 : 괭생이모자반 생체량 측정방법1: hoesaeng hat half biomass measurement system
10: pre-processing unit
110: reflectivity conversion module 130: molecular scattering correction module
150: peripheral area removal module
30: biomass algorithm derivation unit
310: reflectivity calculation module 330: biomass relationship expression derivation module
50: result value derivation unit
510: reference value application module 530: hoesaeng hat half extraction module
Se1. Se2. Se3: sensor
S1: Method for measuring the biomass of the hoesaeng hat spot
Claims (10)
괭생이모자반의 생체량에 관한 관계식을 산출하는 생체량 알고리즘 도출부; 및
전처리된 인공위성 영상 이미지에 대하여, 상기 생체량 알고리즘 도출부에 의하여 산출되는 관계식을 바탕으로 괭생이모자반의 위치 및 생체량을 도출하는 결과값 도출부;를 포함하고,
상기 생체량 알고리즘 도출부는
괭생이모자반의 수출광량 및 상향 방사조도를 이용하여 상기 괭생이모자반의 생체량 별 그리고 파장 별 원격반사도를 도출하는 반사도 연산모듈; 및 상기 반사도 연산모듈에 의한 괭생이모자반의 생체량 별 그리고 파장 별 원격반사도를 바탕으로 괭생이모자반의 식생지수와 생체량과의 상관관계식을 도출하는 생체량 관계식 도출모듈;을 포함하며,
상기 결과값 도출부는
상기 생체량 관계식 도출모듈을 통하여 도출된 상관관계식에서, 기준값을 도출하는 기준값 적용모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 괭생이모자반 생체량 측정시스템.
a pre-processing unit for editing the received satellite video image;
a biomass algorithm derivation unit that calculates a relational expression related to the biomass of the hoe hat half; and
With respect to the preprocessed satellite image, a result value derivation unit for deriving the position and biomass of the black cap based on the relational expression calculated by the biomass algorithm derivation unit;
The biomass algorithm derivation unit
a reflectivity calculation module for deriving remote reflectivity for each biomass and each wavelength of the black hat half using the amount of exported light and the upward irradiance of the half black hat half; And a biomass relational expression derivation module for deriving a correlation between the vegetation index and biomass of the hoesaeng cap based on the biomass of the hoesaeng cap and the remote reflectance for each wavelength by the albedo calculation module;
The result value derivation unit
A reference value application module for deriving a reference value from the correlation expression derived through the biomass relational expression derivation module.
대기상층 복사량 값을 상기 대기상층에 대한 반사도 값으로 변환하는 반사도 변환모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 괭생이모자반 생체량 측정시스템.
The method of claim 1, wherein the pre-processing unit
A reflectivity conversion module for converting an upper atmospheric radiation value into a reflectance value for the upper atmospheric layer;
상기 반사도 변환모듈을 통하여 변환된 대기상층의 반사도 값에서 대기분자산란에 의한 반사도를 제거하는 분자산란 보정모듈;을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 괭생이모자반 생체량 측정시스템.
The method of claim 2, wherein the pre-processing unit
A molecular scattering correction module for removing reflectivity due to atmospheric molecular scattering from the reflectance value of the upper atmospheric layer converted through the reflectance conversion module;
괭생이모자반 탐지와 무관한 주변영역을 산출하여 제거하는 주변영역 제거모듈;을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 괭생이모자반 생체량 측정시스템.
The method of claim 3, wherein the pre-processing unit
A peripheral area removal module that calculates and removes a peripheral area irrelevant to the detection of the oleander capricorn;
상기 상관관계식에서 생체량이 0의 값을 가질 때의 식생지수 값을 기준값으로 적용하는 것을 특징으로 하는 괭생이모자반 생체량 측정시스템.
The method of claim 1, wherein the reference value application module
The biomass measurement system of the hoesaeng hatban, characterized in that the vegetation index value when the biomass has a value of 0 in the correlation equation is applied as a reference value.
인공위성 영상 이미지 내 괭생이모자반을 추출하는 괭생이모자반 추출모듈;을 추가로 포함하고,
상기 괭생이모자반 추출모듈은
인공위상 영상 이미지를 이루는 픽셀 별 기준값을 초과하는 픽셀을 특정하며, 특정된 픽셀 내 괭생이모자반 생체량 값을 연산하는 것을 특징으로 하는 괭생이모자반 생체량 측정시스템.
The method of claim 7, wherein the result value deriving unit
It further includes a hoesaeng hatban extraction module for extracting a hoesaeng hatban from a satellite image image,
The hoesaeng hat half extraction module
A black cap biomass measurement system, characterized in that it specifies pixels that exceed a reference value for each pixel constituting an artificial phase image and calculates a black cap biomass value within the specified pixel.
상기 생체량 알고리즘 도출부는
괭생이모자반의 수출광량 및 상향 방사조도를 이용하여 상기 괭생이모자반의 생체량 별 그리고 파장 별 원격반사도를 도출하는 반사도 연산모듈; 및 상기 반사도 연산모듈에 의한 괭생이모자반의 생체량 별 그리고 파장 별 원격반사도를 바탕으로 괭생이모자반의 식생지수와 생체량과의 상관관계식을 도출하는 생체량 관계식 도출모듈;을 포함하며,
상기 결과값 도출부는
상기 생체량 관계식 도출모듈을 통하여 도출된 상관관계식에서, 기준값을 도출하는 기준값 적용모듈;을 포함하며,
괭생이모자반의 식생지수 값과 생체량 값의 상관관계식을 도출하는 단계; 및
상기 상관관계식을 바탕으로, 수신한 인공위성 영상 이미지 내 괭생이모자반의 위치 및 생체량을 도출하는 단계;를 포함하고,
상기 상관관계식 도출단계는
괭생이모자반의 생체량 별 그리고 파장 별 원격반사도를 도출하는 단계; 및 상기 괭생이모자반의 생체량 별 그리고 파장 별 원격반사도를 바탕으로, 괭생이모자반의 식생지수 값과 생체량 간 상관관계식을 도출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 괭생이모자반 생체량 측정방법.a biomass algorithm derivation unit that calculates a relational expression related to the biomass of the hoe hat half; and a result value derivation unit for deriving the position and biomass of the hoesaeng cap based on the relational expression calculated by the biomass algorithm derivation unit for the preprocessed satellite image image;
The biomass algorithm derivation unit
a reflectivity calculation module for deriving remote reflectivity for each biomass and each wavelength of the black hat half using the amount of exported light and the upward irradiance of the half black hat half; And a biomass relational expression derivation module for deriving a correlation between the vegetation index and biomass of the hoesaeng cap based on the biomass of the hoesaeng cap and the remote reflectance for each wavelength by the albedo calculation module;
The result value derivation unit
A reference value application module for deriving a reference value from the correlation equation derived through the biomass relational expression derivation module;
Deriving a correlation expression between the vegetation index value and the biomass value of the hoesaeng hatban; and
Based on the correlation equation, deriving the position and biomass of the hoesaeng cap in the received satellite image;
The step of deriving the correlation equation is
Deriving remote reflectivity for each biomass and each wavelength of the black cap; and deriving a correlation between the vegetation index value and the biomass of the hoeen hatban based on the biomass and the remote reflectivity for each wavelength of the hoeboy hatban.
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KR1020220084171A KR102490001B1 (en) | 2022-07-08 | 2022-07-08 | System for measuring biomass of sargassum horneri and method thereof |
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KR101672291B1 (en) * | 2016-03-31 | 2016-11-08 | 주식회사 지오스토리 | Water column correction using airborne hyperspectral image |
KR101737354B1 (en) | 2016-04-11 | 2017-05-19 | 한국해양과학기술원 | Method and system for detection of algal patches floating on sea surface using satellite imagery |
KR101936586B1 (en) * | 2017-11-08 | 2019-04-09 | 한국건설기술연구원 | System for mapping river water-bloom map using data for detecting by gps-based random sampling, and method for the same |
KR20220077428A (en) * | 2020-12-02 | 2022-06-09 | 부산대학교 산학협력단 | METHOD FOR DETECTING A SARGASSUM USING MULTISPECTRAL IMAGES LOADED ON MANNED and UNMANNED AERIAL VEHICLES AND SYSTEM THEREOF |
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2022
- 2022-07-08 KR KR1020220084171A patent/KR102490001B1/en active IP Right Grant
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