KR102492322B1 - System For Classifying Types of Effects of Through Environmental Satellite And Its Method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 에어로졸 탐지 및 분류 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 환경위성을 이용해 검출된 에어로졸의 고농도 및 국내외 영향 여부를 판단하고 분류하는 시스템과 관련된 기술이다.The present invention relates to an aerosol detection and classification system. More specifically, it is a technology related to a system that determines and classifies high concentrations of aerosols detected using environmental satellites and whether or not they are affected at home or abroad.
산업이 발전하게 되면서 환경이 많이 오염되었고 파괴되었다. 많은 사람들은 깨끗한 환경에서 살기를 희망하여 오염된 환경을 정화하는데 많은 노력을 기울기고 있다. 일례로, 미국 및 유럽 등을 중심으로 화석연료를 기반으로 하는 발전 금지 및 신재생 에너지 개발 등 다양한 분야에서 친환경 정책이 발표 및 개발되고 있다. 그러나, 아직까지 인도 및 중국 등에서 석탄 발전에 따라 미세먼지가 발생되고 있으며 대륙간 화물을 수송하는 선박의 운행에 따라 배기가스가 발생되고 있다.As the industry developed, the environment was polluted and destroyed. Many people are making great efforts to purify the polluted environment in hopes of living in a clean environment. For example, eco-friendly policies are being announced and developed in various fields, such as the prohibition of fossil fuel-based power generation and the development of new and renewable energy, mainly in the United States and Europe. However, fine dust is still generated from coal power generation in India and China, and exhaust gas is generated from the operation of ships transporting cargo between continents.
현재에는 미세 먼지 및 배기 가스 등에 의한 대기 오염을 정화시키기 위한 다양한 연구 개발이 진행되고 있다. 그 연구에서도 환경을 오염시키는 원인 및 오염된 대기 탐지에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 일례로, 정지궤도를 통해 특정 지역의 에어로졸 농도를 파악할 수 있는 기술 및 정지궤도 위성의 경우 광범위한 영역 그리고 실시간으로 오염물질의 이동을 확인할 수 있는 기술에 대한 연구 개발이 진행되고 있다.Currently, various researches and developments are being conducted to purify air pollution caused by fine dust and exhaust gas. In that study, studies on the causes of environmental pollution and the detection of polluted air are being actively conducted. For example, research and development on a technology that can determine the aerosol concentration in a specific area through geostationary orbit and a technology that can check the movement of pollutants in real time over a wide area in the case of a geostationary satellite is being conducted.
그러나, 전술한 연구 개발 외에, 대기 오염을 발생시키는 원인을 파악하여 해결할 수 있는 원인 즉, 에어로졸의 탐지, 특정지역으로 에어로졸의 유입 및 유입된 에어로졸의 이동 등에 대해서는 연구 개발이 미진한 실정이다.However, in addition to the above-mentioned research and development, research and development on causes that can identify and solve the causes of air pollution, that is, detection of aerosols, inflow of aerosols to a specific area, and movement of the inflowed aerosols, are insufficient.
대한민국 등록특허 제10-2201084호 (공고일자: 2021.01.11)Republic of Korea Patent Registration No. 10-2201084 (Announcement date: 2021.01.11)
본 발명은 오염된 대기의 유입 경로 및 출입 경로 그리고 오염된 대기의 농도를 파악하지 못해, 유입되는 오염된 대기에 대해 적절한 대응을 하지 못하는 문제를 해결하고자 한다.The present invention is intended to solve the problem of not being able to properly respond to the inflow of polluted air because the inflow and outflow paths of the polluted atmosphere and the concentration of the polluted atmosphere cannot be grasped.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자는 이해할 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be understood by those skilled in the art from the following description.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 본 발명의 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템은, 위성으로부터 위치데이터 및 에어로졸 광학두께(AOD: Aerosol Optical Depth) 데이터를 수신하는 통신모듈과, 통신모듈이 수신한 위치데이터로 격자영역이 생성된 격자지도를 생성하는 지도생성모듈, 통신모듈이 수신한 에어로졸 광학두께 데이터로부터 에어로졸을 탐지하고 탐지된 에어로졸을 픽셀에 따라 계산하여 에어로졸픽셀수를 산출하는 에어로졸탐지모듈과, 지도생성모듈에서 설정된 격자지도안에 적어도 하나의 설정영역을 생성하는 영역설정모듈과, 설정영역을 국내영역과 복수 개의 관문영역으로 나누는 영역분할모듈과, 설정기간 동안 에어로졸탐지모듈로부터 수신한 에어로졸픽셀수를 통해 설정영역내의 에어로졸 광학두께의 중간값(m), 에어로졸 광학두께의 표준편차값(σ) 및 에어로졸 광학두께의 평균값(μ)을 각각 산출하는 변수값산출모듈과, 설정기간 동안 설정영역(E)내의 에어로졸픽셀수와 기준개수를 대비하여 설정기간 동안 설정영역(E)내의 에어로졸픽셀수가 기준개수를 초과하면 제1분류과정을 결정하고 설정기간 동안 설정영역(E)내의 에어로졸픽셀수가 기준개수 이하가 되면 제2분류과정을 결정하는 초기분류모듈과, 초기분류모듈이 제1분류과정을 결정하면 변수값산출모듈을 통해 설정기간 동안 복수 개의 관문영역내의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ2)을 산출하고 변수값산출모듈을 통해 설정기간 동안 산출된 복수 개의 관문영역내의 에어로졸 광학두께의 중간값(m2)과 에어로졸 광학두께의 표준편차값(σ2)을 기 설정된 제2산식(m2+3σ2)에 대입하여 관문영역경계값을 산출하고, 산출된 복수 개의 관문영역내의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ2)과 관문영역경계값을 대비하여, 복수 개의 관문영역내의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ2)이 관문영역경계값을 초과하면 제1-1분류과정을 결정하고 복수 개의 관문영역내의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ2)이 관문영역경계값 이하가 되면 제1-2분류과정을 결정하는 재분류모듈 및 재분류모듈이 제1-1분류과정을 결정하면 에어로졸의 이동 방향을 역으로 추적하여, 기 설정시간 내로 에어로졸이 관문영역을 통과하였을 시, 에어로졸을 장거리이동(LRT)타입으로 결정하고 기 설정시간 내로 에어로졸이 관문영역을 통과하지 않을 시, 에어로졸을 제1비장거리이동(Non-LRT)타입으로 결정하고 재분류모듈이 제1-2분류과정을 결정하면 변수값산출모듈을 통해 설정기간 동안 국내영역내의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ3)을 산출하고 변수값산출모듈을 통해 설정기간 동안 산출된 국내영역 내의 에어로졸 광학두께의 중간값(m3)과 에어로졸 광학두께의 표준편차값(σ3)을 기 설정된 제3산식(m3+3σ3)에 대입하여 국내영역경계값을 산출하고, 산출된 국내영역의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ3)과 국내영역경계값을 대비하여, 국내영역의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ3)이 국내영역경계값을 초과하면 에어로졸을 제2비장거리이동(Non-LRT)타입으로 결정하고 국내영역의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ3)이 국내영역경계값 이하가 되면 에어로졸을 국내영역에 영향을 미치지 않는 청정타입으로 결정하고 초기분류모듈이 제2분류과정을 결정하면 에어로졸을 국내영역의 영공(領空)에 있는 구름으로 에어로졸의 타입을 결정하는 타입설정모듈을 포함한다.In order to achieve the object to be solved, the system for classifying the impact type of aerosol through environmental satellites of the present invention includes a communication module for receiving location data and aerosol optical depth (AOD) data from the satellite, and a communication module. A map generation module that generates a grid map in which a grid area is generated with the received location data, and an aerosol detection module that detects aerosols from the aerosol optical thickness data received by the communication module and calculates the number of aerosol pixels by calculating the detected aerosols according to pixels. module, a region setting module for generating at least one set region in the grid map set in the map generation module, a region division module that divides the set region into a domestic region and a plurality of gateway regions, and the information received from the aerosol detection module during the set period A variable value calculation module that calculates the median value of the aerosol optical thickness ( m ), the standard deviation of the aerosol optical thickness ( σ ), and the average value of the aerosol optical thickness ( μ ) within the set area through the number of aerosol pixels, and during the set period Comparing the number of aerosol pixels in the setting area (E) with the standard number, if the number of aerosol pixels in the setting area (E) exceeds the reference number during the setting period, the first classification process is determined, and the aerosol pixels in the setting area (E) during the setting period If the number is less than the reference number, the initial classification module determines the second classification process, and if the initial classification module determines the first classification process, the average value ( μ2 ) is calculated, and the median value ( m2 ) of the aerosol optical thickness within the plurality of gateway areas calculated during the set period through the variable value calculation module and the standard deviation value (σ2) of the aerosol optical thickness are calculated by the second formula ( m2+3σ2 ) ) to calculate the gateway area boundary value, and compare the calculated average value ( μ 2 ) of the aerosol optical thickness in the plurality of gateway areas and the gateway area boundary value, and the average value ( μ 2 ) of the aerosol optical thickness in the plurality of gateway areas If the gateway area boundary value is exceeded, the 1-1 classification process is determined, and if the average value ( μ 2 ) of the aerosol optical thickness in a plurality of gateway areas is less than the gateway area boundary value, the first classification process is determined. If the reclassification module that determines the -2 classification process and the reclassification module determines the 1-1 classification process, the aerosol's moving direction is reversely tracked, and when the aerosol passes through the gateway area within the preset time, the aerosol is transported over a long distance. When it is determined as the movement (LRT) type and the aerosol does not pass through the gateway area within the preset time, the aerosol is determined as the first non-LRT type and the reclassification module determines the first-second classification process. Then, the average value ( μ3 ) of the aerosol optical thickness within the domestic area during the setting period is calculated through the variable value calculation module, and the median value ( m3 ) of the aerosol optical thickness within the domestic area calculated during the setting period through the variable value calculation module and the aerosol optical thickness The standard deviation of the thickness ( σ3 ) is substituted into the third formula ( m3 + 3σ3 ) to calculate the domestic boundary value, and the calculated average value of the aerosol optical thickness ( μ3 ) in the domestic region is compared with the domestic boundary value Therefore, if the average value ( μ3 ) of the aerosol optical thickness in the domestic area exceeds the domestic area boundary value, the aerosol is determined as the second non-long-distance travel (Non-LRT) type, and the average value ( μ3 ) of the aerosol optical thickness in the domestic area is If it is below the boundary value of the area, the aerosol is determined as a clean type that does not affect the domestic area, and if the initial classification module determines the second classification process, the aerosol is determined as a cloud in the airspace of the domestic area. Contains the type setting module.
여기서, 재분류모듈은 제1분류과정을 결정하면 변수값산출모듈에서 산출한 복수 개의 관문영역 내의 에어로졸픽셀수를 확인하고, 확인된 개수가 0개 일 때 제1-3분류과정을 결정한다. 그리고 타입설정모듈은 재분류모듈이 제1-3분류과정을 결정하면 에어로졸의 개수를 알 수 없는 상태로 결정한다.Here, the re-classification module checks the number of aerosol pixels in the plurality of gateway areas calculated by the variable value calculation module when the first classification process is determined, and determines the first-third classification process when the number of aerosol pixels identified is zero. In addition, the type setting module determines the number of aerosols to be unknown when the reclassification module determines the first to third classification processes.
아울러, 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템은 변수값산출모듈에서 산출된 에어로졸 광학두께의 중간값(m)과 에어로졸 광학두께의 표준편차값(σ)을 기 설정된 제1산식(m-3σ)에 대입하여 제1산식값을 산출하고, 설정기간 동안 산출된 제1산식값의 평균값을 격자영역의 배경농도로 설정하는 배경농도설정모듈을 더 포함할 수 있다.In addition, the aerosol influence type classification system through the environmental satellite calculates the median value ( m ) of the aerosol optical thickness and the standard deviation value ( σ ) of the aerosol optical thickness calculated in the variable value calculation module by the first formula ( m - 3σ ) ) to calculate a first formula value, and may further include a background density setting module for setting an average value of the first formula value calculated during the setting period as the background density of the grid area.
아울러, 본 발명의 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템은 에어로졸탐지모듈에서 탐지된 에어로졸에 풍력이 적용된 바람벡터에어로졸을 생성하는 벡터에어로졸생성모듈 및 초기분류모듈이 제2분류과정을 결정하면, 변수값산출모듈에서 산출된 격자영역내의 바람벡터에어로졸 광학두께의 중간값(mX), 에어로졸 광학두께의 표준편차값(σX) 및 에어로졸 광학두께의 평균값(μX)을 제2산식 또는 제3산식에 대입하여, 대입되어 산출되는 값 보다 큰 값 즉, 제2산식값의 초과값과 배경농도설정모듈을 통해 격자영역내로 설정된 배경농도값 간의 차이값을 기 설정된 연직전분산식에 대입하여 지도생성모듈에서 생성한 격자영역 당 유입유출량을 산출하는 이동량산정모듈을 더 포함할 수 있다.In addition, in the system for classifying the impact type of aerosols through environmental satellites of the present invention, when the vector aerosol generation module and the initial classification module that generate wind vector aerosols to which wind power is applied to the aerosols detected by the aerosol detection module determine the second classification process, The median value ( mX ) of the aerosol optical thickness of the wind vector in the grid area calculated by the variable value calculation module, the standard deviation value of the aerosol optical thickness ( σX ), and the average value of the aerosol optical thickness ( μX ) are calculated by the second or third equation By substituting, a value larger than the value calculated by substituting, that is, the difference between the excess value of the second formula and the background concentration value set in the grid area through the background concentration setting module, is substituted into the preset vertical variance equation in the map generation module It may further include a movement amount calculation module that calculates the inflow and outflow per generated grid area.
그리고 지도생성모듈, 영역설정모듈, 영역분할모듈, 변수값산출모듈, 배경농도설정모듈, 초기분류모듈, 재분류모듈, 타입설정모듈, 이동량산정모듈 및 벡터에어로졸생성모듈과 연결되어 각 모듈에서 출력되는 결과를 화면으로 표출하는 표출모듈을 더 포함할 수 있다.In addition, it is connected to the map generation module, area setting module, area division module, variable value calculation module, background concentration setting module, initial classification module, reclassification module, type setting module, displacement calculation module, and vector aerosol generation module, and is output from each module. It may further include an expression module that expresses the result to the screen.
또 하나의, 상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 본 발명의 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 방법은 통신모듈이 위성으로부터 위치데이터 및 에어로졸 광학두께 데이터를 수신하는 (a)단계, 지도생성모듈이 통신모듈에서 수신한 위치데이터로 격자영역이 생성된 격자지도를 생성하는 (b)단계(S20), 에어로졸탐지모듈이 통신모듈에서 수신한 에어로졸 광학두께 데이터로부터 에어로졸을 탐지하고 탐지된 에어로졸을 픽셀에 따라 계산하여 에어로졸픽셀수를 산출하는 (c)단계(S30), 영역설정모듈이 지도생성모듈에서 설정된 격자지도안에 일정 크기의 영역을 설정영역으로 생성하는 (d)단계(S40), 영역분할모듈이 설정영역을 국내영역과 복수 개의 관문영역(F)으로 나누는 (e)단계(S50), 변수값산출모듈이 설정기간 동안 수신한 에어로졸 광학두께 데이터로부터 설정영역(E)내의 에어로졸 광학두께의 중간값(m), 에어로졸 광학두께의 표준편차값(σ) 및 에어로졸 광학두께의 평균값(μ)을 각각 산출하는 (f)단계(S60), 초기분류모듈이 설정기간 동안 설정영역내의 에어로졸픽셀수와 기준개수를 대비하여, 설정기간 동안 설정영역내의 에어로졸픽셀수가 기준개수를 초과하면 제1분류과정을 결정하고 설정기간 동안 설정영역내의 에어로졸픽셀수가 기준개수 이하가 되면 제2분류과정을 결정하는 (g)단계(S70), 재분류모듈이 초기분류모듈에서 제1분류과정을 결정하면, 변수값산출모듈을 통해 설정기간 동안 복수 개의 관문영역내의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ2)을 산출하고, 변수값산출모듈을 통해 설정기간 동안 산출된 복수 개의 관문영역(F)내의 에어로졸 광학두께의 중간값(m2)과 에어로졸 광학두께의 표준편차값(σ2)을 기 설정된 제2산식(m2+3σ2)에 대입하여 관문영역경계값을 산출하고, 산출된 복수 개의 관문영역내의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ2)과 관문영역경계값을 대비하여, 복수 개의 관문영역내의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ2)이 관문영역경계값을 초과하면 제1-1분류과정을 결정하고 복수 개의 관문영역내의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ2)이 관문영역경계값 이하가 되면 제1-2분류과정을 결정하는 (h)단계(S80) 및 타입설정모듈이 재분류모듈에서 제1-1분류과정을 결정하면 에어로졸의 이동 방향을 역으로 추적하여 기 설정시간 내로 에어로졸이 관문영역을 통과하였을 시, 에어로졸을 장거리이동(LRT)타입으로 결정하고, 기 설정시간 내로 에어로졸이 관문영역을 통과하지 않을 시, 에어로졸을 제1비장거리이동(Non-LRT)타입으로 결정하고, 재분류모듈에서 제1-2분류과정을 결정하면, 변수값산출모듈을 통해 설정기간 동안 국내영역내의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ3)을 산출하고, 기 설정된 제3산식(m3+3σ3)에 변수값산출모듈을 통해 설정기간 동안 산출된 국내영역 내의 에어로졸 광학두께의 중간값(m3)과 에어로졸 광학두께의 표준편차값(σ3)을 대입하여 국내영역경계값을 산출하고, 산출된 국내영역의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ3)과 국내영역경계값을 대비하여, 국내영역의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ3)이 국내영역경계값을 초과하면 에어로졸을 제2비장거리이동(Non-LRT)타입으로 결정하고, 국내영역(G)의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ3)이 국내영역경계값 이하가 되면 에어로졸을 국내영역에 영향을 미치지 않는 청정타입으로 결정하고, 초기분류모듈에서 제2분류과정을 결정하면 에어로졸을 국내영역의 영공(領空)에 있는 구름으로 타입을 결정하는 (i)단계(S90)를 포함한다.Another method for classifying the impact type of aerosols through environmental satellites of the present invention to achieve the above object is the step (a) of the communication module receiving location data and aerosol optical thickness data from the satellite, map generation module (b) step (S20) of generating a grid map in which a grid area is generated with the location data received from the communication module, the aerosol detection module detects aerosol from the aerosol optical thickness data received from the communication module, and converts the detected aerosol into pixels Step (c) of calculating the number of aerosol pixels by calculating according to (S30), step (d) of generating an area of a certain size as a set area in the grid map set by the area setting module in the map generation module (S40), area division (e) step (S50) of dividing the setting area into a domestic area and a plurality of gateway areas (F) by the module, and calculating the aerosol optical thickness within the setting area (E) from the aerosol optical thickness data received during the setting period by the variable value calculation module. (f) step (S60) of calculating the median value ( m ), the standard deviation value ( σ ) of the aerosol optical thickness, and the average value ( μ ) of the aerosol optical thickness, respectively, the number of aerosol pixels in the setting area during the setting period by the initial classification module In comparison with the reference number, determining the first classification process when the number of aerosol pixels in the setting area exceeds the reference number during the setting period, and determining the second classification process when the number of aerosol pixels in the setting area is less than the reference number during the setting period ( g) In step (S70), when the reclassification module determines the first classification process in the initial classification module, the average value ( μ2 ) of the aerosol optical thickness in the plurality of gateway areas is calculated through the variable value calculation module during the set period, and the variable The median value ( m2 ) of the aerosol optical thickness within the plurality of gateway areas (F) and the standard deviation (σ2) of the aerosol optical thickness calculated during the set period through the value calculation module are calculated by the second formula ( m2+3σ2 ) The gateway area boundary value is calculated by substitution, and the average value of the aerosol optical thickness ( μ2 ) in the plurality of gateway areas is compared with the gate area boundary value, and the average value ( μ2 ) of the aerosol optical thickness in the plurality of gateway areas is If the boundary value is exceeded, the 1-1 classification (h) step (S80) of determining the first and second classification process when the average value ( μ2 ) of the aerosol optical thickness in the plurality of gateway areas is less than the gateway area boundary value and the type setting module in the reclassification module When the 1-1 classification process is determined, the aerosol's movement direction is reversely tracked, and when the aerosol passes through the gateway area within a preset time, the aerosol is determined as a long-distance movement (LRT) type, and the aerosol passes through the barrier within a preset time. When it does not pass through the area, the aerosol is determined as the first non-LRT type, and if the first-second classification process is determined in the reclassification module, the variable value calculation module determines the aerosol within the domestic area during the set period. The average value ( μ3 ) of the aerosol optical thickness is calculated, and the median ( m3 ) and aerosol optical thickness of the aerosol optical thickness within the domestic area calculated during the set period through the variable value calculation module are calculated in the third formula ( m3 + 3σ3 ). Substitute the standard deviation value ( σ3 ) of to calculate the domestic area boundary value, and compare the calculated average value ( μ3 ) of the domestic area aerosol optical thickness and the domestic area boundary value, and compare the average value ( μ3 ) of the aerosol optical thickness of the domestic area. ) exceeds the domestic boundary value, the aerosol is determined as the second non-long-distance travel (Non-LRT) type, and if the average value ( μ3 ) of the aerosol optical thickness in the domestic region (G) is less than the domestic boundary value, the aerosol is If it is determined as a clean type that does not affect the domestic area and the second classification process is determined in the initial classification module, (i) step (S90) of determining the type of aerosol as a cloud in the airspace of the domestic area is included. do.
여기서, (h) 단계는 재분류모듈이 변수값산출모듈에서 산출한 복수 개의 관문영역 내의 에어로졸픽셀수를 확인하고, 확인된 개수가 0개 일 때 제1-3분류과정을 결정하는 단계를 더 포함하고, (i) 단계는 타입설정모듈이 (h)단계에서 제1-3분류과정을 결정하는 단계가 진행되면, 에어로졸을 알 수 없는 상태로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.Here, in step (h), the reclassification module checks the number of aerosol pixels in the plurality of gateway areas calculated by the variable value calculation module, and when the checked number is 0, further steps of determining the 1-3 classification process. Step (i) may further include determining that the aerosol is in an unknown state when the step of determining the first-third classification process in step (h) by the type setting module proceeds.
본 발명은 에어로졸의 고농도 발생 여부를 판단하고, 고농도 에어로졸로 판별되었을 시, 에어로졸이 해외 발인지 국내 발인지를 파악하여, 국내에 미치는 에어로졸에 대한 대응방안을 계획 및 수립할 수 있도록 한다.The present invention determines whether a high concentration of aerosol is generated, and when it is determined as a high concentration aerosol, it is possible to determine whether the aerosol is from overseas or from Korea, so that countermeasures against aerosol affecting Korea can be planned and established.
다시 말해, 본 발명은 대기 오염을 개선하는 일에 관련된 관계자 들이 상시적으로 대기질의 농도를 감시할 수 있도록 하며 대기오염물질 발생 관련에 대해 올바른 정책이 계획될 수 있도록 한다.In other words, the present invention enables those involved in improving air pollution to constantly monitor the concentration of air quality and to plan correct policies for air pollutant generation.
도 1은 본 발명의 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 위성에서 생성하는 위치데이터 및 에어로졸 광학두께 데이터를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템을 구성하는 구성요소들의 블록도이다.
도 4는 도 3의 지도생성모듈의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3의 에어로졸탐지모듈의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 3의 영역설정모듈 및 영역분할모듈의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 3의 변수값산출모듈의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 3의 배경농도설정모듈의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 3의 초기분류모듈의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 10 및 도 11은 도 3의 재분류모듈의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 12는 도 3의 타입설정모듈의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 13 및 도 14는 도 3의 표출모듈의 작동상태를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 방법의 순서도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템을 구성하는 구성요소들의 블록도이다.
도 17 및 도 18은 도 16의 벡터에어로졸생성모듈의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 19는 도 3의 이동량산정모듈의 작동 상태를 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing an operating state of a system for classifying impact types of aerosols through environmental satellites according to the present invention.
2 is a diagram showing location data and aerosol optical thickness data generated by a satellite.
3 is a block diagram of components constituting a system for classifying the impact types of aerosols through environmental satellites according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an operating state of the map generating module of FIG. 3 .
5 is a view showing an operating state of the aerosol detection module of FIG. 3;
FIG. 6 is a diagram showing an operating state of the area setting module and the area division module of FIG. 3 .
7 is a diagram showing an operating state of the variable value calculation module of FIG. 3 .
FIG. 8 is a diagram showing an operating state of the background concentration setting module of FIG. 3 .
9 is a diagram showing an operating state of the initial classification module of FIG. 3 .
10 and 11 are views showing an operating state of the reclassification module of FIG. 3 .
12 is a diagram showing an operating state of the type setting module of FIG. 3 .
13 and 14 are views showing an operating state of the expression module of FIG. 3 .
15 is a flow chart of a method for classifying impact types of aerosols through environmental satellites according to an embodiment of the present invention.
16 is a block diagram of components constituting a system for classifying impact types of aerosols through environmental satellites according to another embodiment of the present invention.
17 and 18 are views showing an operating state of the vector aerosol generating module of FIG. 16 .
FIG. 19 is a diagram showing an operating state of the movement amount calculation module of FIG. 3 .
본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 시스템은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 통해 나타날 수 있다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다.Advantages and features of the present invention and a system for achieving them may be shown through the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in a variety of different forms.
단지, 본 명세서상에 게시된 실시 예는 본 발명의 게시가 완전하도록 하면서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 범주를 온전히 이해할 수 있도록 하는 하나의 예시 일이다. 이에, 본 발명의 게시가 완전하고 통상의 기술자가 게시된 예시를 통해 본 발명을 온전히 이해할 수 있도록, 명세서 전체에 걸쳐 기재된 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.However, the embodiments disclosed in this specification are one example that allows those skilled in the art to fully understand the scope of the invention while ensuring the disclosure of the present invention is complete. Accordingly, the same reference numerals described throughout the specification denote the same components so that the disclosure of the present invention is complete and those skilled in the art can fully understand the present invention through the posted examples.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 본 발명의 일 실시예에 대한 설명이 구체적으로 기재되어 있더라도, 본 발명의 청구범위는 일 실시예로 한정되지 않는다. 본 발명의 청구범위는 오로지 청구항에 의해서만 정의된다.Even if the description of one embodiment of the present invention is specifically described in the specific content for carrying out the invention, the claims of the present invention are not limited to one embodiment. The claims of the present invention are defined solely by the claims.
이하, 도 1 내지 도 18을 참조하여 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템 및 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 방법에 대해 구체적으로 설명한다. 다만, 본 발명의 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템 및 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 방법에 대한 설명이 간결하게 이해할 수 있도록, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 시스템과 본 발명의 방법을 포괄하는 전반적인 내용을 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 18, a system for classifying impact types of aerosols through environmental satellites and a method for classifying impact types of aerosols through environmental satellites will be described in detail. However, in order to concisely understand the description of the aerosol impact type classification system through the environmental satellite and the aerosol impact type classification method through the environmental satellite of the present invention, with reference to FIGS. 1 to 3, the system of the present invention and the present invention The overall content covering the method of the invention will be described.
여기서, 도 1은 본 발명의 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템의 작동 상태를 나타낸 도면이고, 도 2는 위성에서 생성하는 위치데이터 및 에어로졸 광학두께 데이터를 나타낸 도면이다. 그리고 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템을 구성하는 구성요소들의 블록도이다.Here, FIG. 1 is a diagram showing the operating state of the aerosol impact type classification system through environmental satellites of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing location data and aerosol optical thickness data generated by the satellite. 3 is a block diagram of components constituting a system for classifying the impact type of aerosol through environmental satellites according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 3을 설명한 후, 도 4 내지 14를 참조하여 본 발명의 시스템을 구성하는 구성요소에 대해 구체적으로 설명한다. 그리고 전술한 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템의 설명과 도 15를 기반으로 본 발명의 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 방법에 대해 구체적으로 설명한다.After explaining FIGS. 1 to 3 , components constituting the system of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 14 . In addition, based on the description of the aerosol impact type classification system through the above-described environmental satellite and the method of classifying the aerosol impact type through the environmental satellite of the present invention based on FIG. 15, a detailed description will be given.
본 발명의 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템(1) 및 그 방법은 위성(A)이 지구(B)를 촬영하며 생성한 기상정보를 포함한 데이터를 수신하여 데이터로부터 한반도 주변 에어로졸의 존재 여부를 탐지할 수 있도록 한다. 그리고 탐지된 에어로졸의 유입 경로 및 현황을 파악할 수 있도록 한다. 여기서, 위성(A)은 위치데이터 및 에어로졸 광학두께(AOD: Aerosol Optical Depth) 데이터를 생성하여 전송할 수 있다. 이와 같은 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템(1) 및 그 방법은 광범위한 지역을 매시간 관측하며 고농도의 에어로졸의 국외 영향 유무 여부를 탐지하고 탐지된 에어로졸을 정량화 할 수 있도록 한다.The system (1) for classifying the impact type of aerosols through environmental satellites of the present invention and the method receive data including meteorological information generated while the satellite (A) photographs the earth (B), and determines whether aerosols exist around the Korean Peninsula from the data. to be able to detect In addition, it is possible to grasp the inflow path and current status of the detected aerosol. Here, the satellite A may generate and transmit location data and aerosol optical depth (AOD) data. The aerosol influence type classification system (1) and its method through environmental satellites observe a wide area every hour, detect whether high-concentration aerosols have foreign influences, and quantify the detected aerosols.
이에, 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템(1) 및 그 방법은 대기 오염을 개선하는 일에 관련된 관계자들이 상시적으로 대기질의 농도를 감시할 수 있도록 하며 대기오염물질 발생 관련에 대해 올바른 정책이 계획될 수 있도록 한다.Therefore, the classification system (1) of impact types of aerosols through environmental satellites and its method enable those involved in improving air pollution to monitor the concentration of air quality at all times, and to establish correct policies for the generation of air pollutants. allow this to be planned.
이와 같은 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템(1)은 위성(A)과 무선통신 가능한 통신모듈(10)을 포함하여 위성(A)으로부터 수신된 데이터를 가공 처리하고 가공 처리된 정보를 출력하는 프로그램이 설치된 컴퓨터가 될 수 있다. 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템(1) 즉, 컴퓨터는 통신모듈(10), 지도생성모듈(20), 에어로졸탐지모듈(30), 영역설정모듈(40), 영역분할모듈(50), 변수값산출모듈(60), 배경농도설정모듈(65), 초기분류모듈(70), 재분류모듈(80) 및 타입설정모듈(90)을 구성요소로 포함할 수 있다. 그리고 표출모듈(100)을 구성요소로 더 포함할 수 있다. 여기서, 통신모듈(10)은 위성(A) 즉, 정지위성과 무선통신하며 위치데이터 및 에어로졸 광학두께 데이터 즉, 환경데이터를 수신하는 모듈이 된다. 아울러,통신모듈(10)은 기상청과 통신하며 기상청에서 바람데이터를 수신한다.The aerosol impact
이하, 도 4 내지 도 14를 참조하여, 본 발명의 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템을 구성하는 구성요소에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 4 to 14, components constituting the system for classifying the impact type of aerosol through environmental satellites according to the present invention will be described in detail.
도 4는 도 3의 지도생성모듈의 작동 상태를 나타낸 도면이고, 도 5는 도 3의 에어로졸탐지모듈의 작동 상태를 나타낸 도면이고, 도 6은 도 3의 영역설정모듈 및 영역분할모듈의 작동 상태를 나타낸 도면이다. 그리고 도 7은 도 3의 변수값산출모듈의 작동 상태를 나타낸 도면이고, 도 8은 도 3의 배경농도설정모듈의 작동 상태를 나타낸 도면이고, 도 9는 도 3의 초기분류모듈의 작동 상태를 나타낸 도면이다. 그리고 도 10 및 도 11은 도 3의 재분류모듈의 작동 상태를 나타낸 도면이고, 도 12는 도 3의 타입설정모듈의 작동 상태를 나타낸 도면이다. 그리고 도 13 및 도 14는 도 3의 표출모듈의 작동상태를 나타낸 도면이다.4 is a view showing an operating state of the map generation module of FIG. 3, FIG. 5 is a diagram showing an operating state of the aerosol detection module of FIG. 3, and FIG. 6 is an operating state of the region setting module and region segmentation module of FIG. 3 is a drawing showing 7 is a diagram showing the operating state of the variable value calculation module of FIG. 3, FIG. 8 is a diagram showing the operating state of the background concentration setting module of FIG. 3, and FIG. 9 is a diagram showing the operating state of the initial classification module of FIG. is the drawing shown. 10 and 11 are diagrams showing an operating state of the reclassification module of FIG. 3 , and FIG. 12 is a diagram showing an operating state of the type setting module of FIG. 3 . 13 and 14 are diagrams showing an operating state of the expression module of FIG. 3 .
지도생성모듈(20)은 통신모듈(10)이 수신한 위치데이터로부터 위치정보를 추출한 후, 추출된 위치정보에 격자영역(D)이 생성된 격자지도(C)를 생성한다. 일례로, 지도생성모듈(20)은 도 4에 도시된 바와 같이, 세계지도를 생성하고 생성한 세계지도에 일정한 간격으로 복수 개의 가로선과 복수 개의 세로선을 형성하며 복수 개의 격자영역(D)을 생성한 격자지도(C)를 생성한다. 이러한 격자영역(D)위에는 에어로졸이 생성될 수 있다.The
에어로졸탐지모듈(30)은 통신모듈(10)이 수신한 에어로졸 광학두께 데이터로부터 에어로졸을 탐지하고 탐지된 에어로졸을 픽셀에 따라 계산하여 에어로졸픽셀수를 산출한다. 일례로, 에어로졸탐지모듈(30)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 격자영역(D)의 0.2°(20km)X 0.2°(20km) 크기 영역에 존재하는 에어로졸 광학두께 데이터로부터 에어로졸(I)을 탐지한다. 여기서, 에어로졸 광학두께(AOD: Aerosol Optical Depth) 데이터는 에어로졸 소산 계수 즉, 에어로졸이 빛을 흡수하는 정도를 나타내는 상수를 연직 적분한 값이 된다. 이에, 이와 같은 에어로졸 광학두께의 값에는 단위가 없다. 에어로졸탐지모듈(30)은 픽셀 단위에 위치한 에어로졸 광학두께 데이터를 에어로졸의 개수를 계산하며 에어로졸픽셀수를 산출할 수 있다.The
영역설정모듈(40)은 도 6에 도시된 바와 같이, 지도생성모듈(20)에서 설정된 격자지도(C)안에 설정영역(E, 파란색실선영역)과 국외배출원영역(H, 빨간색점선영역)을 생성한다. 일례로, 영역설정모듈(40)은 도 6에 도시된 바와 같이, 격자지도(C)안에 위도 32°~ 40° 그리고 경도 122°~ 130°의 영역을 설정영역(E), 위도 28°~ 48° 그리고 경도 115°~ 122.5°, 위도 42°~ 48° 그리고 경도 122.5°~ 128°의 영역을 국외배출원영역(H)으로 생성할 수 있다. 이때, 생성된 설정영역(E)은 대한민국의 영토 일부를 포함하는 영역이 될 수 있고 국외배출원영역(H)은 대한민국의 영토 밖에 있는 영토를 포함하는 영역이 될 수 있다.As shown in FIG. 6, the
아울러, 영역분할모듈(50)은 설정영역(E)을 복수 개의 관문영역(F)과 적어도 하나의 국내영역(G)으로 나눈다. 즉, 영역분할모듈(50)은 복수 개의 관문영역(F)과 적어도 하나의 국내영역(G)을 생성한다. 일례로, 영역분할모듈(50)은 도 6에 도시된 바와 같이, 설정영역(E)의 서쪽에 제1관문영역(F1), 제2관문영역(F2), 제3관문영역(F3)을 생성하고 설정영역(E)의 북쪽에 제4관문영역(F4)과 제5관문영역(F5)을 생성한다 그리고 설정영역(E)에 제1관문영역(F1) 내지 제5관문영역(F5)을 제외한 영역을 국내영역(G)을 생성한다.In addition, the
변수값산출모듈(60)은 설정기간 동안 수신한 에어로졸 광학두께 데이터로부터 설정영역(E)내의 에어로졸 광학두께의 중간값(m), 에어로졸 광학두께의 표준편차값(σ) 및 에어로졸 광학두께의 평균값(μ)을 각각 산출한다. 즉, 변수값산출모듈(60)은 에어로졸 광학두께의 중간값(m), 표준편차값(σ) 및 평균값(μ)을 산출한다. 그리고, 변수값산출모듈(60)은 산출값을 변수로 하는 복수 개의 산식을 생성한 후 저장한다. 일례로, 변수값산출모듈(60)은 도 7에 도시된 바와 같이 중간값- 3*표준편차값의 식을 가지는 제1산식(m-3σ) 또는 중간값(m)+3*표준편차값(σ)의 식을 가지는 제2산식(m+3σ) 및 제3산식(m+3σ)을 생성한 후 저장 할 수 있다.The variable
배경농도설정모듈(65)은 변수값산출모듈(60)에서 생성 한, 기 설정된 제1산식(m-3σ)에 변수값산출모듈(60)에서 산출된 에어로졸 광학두께의 중간값(m)과 에어로졸 광학두께의 표준편차값(σ)을 대입하여 제1산식값을 산출한다. 그리고 배경농도설정모듈(65)은 도 8에 도시된 바와 같이 설정기간 동안 산출된 제1산식값의 평균값(μ)을 산출한다. 그리고 산출된 제1산식값의 평균값(μ)을 격자영역(D)의 배경농도로 설정한다. 여기서, 설정기간은 현재시점 또는 현재시점에서으로부터 15일 전까지의 기간 즉, 15일이 될 수 있다.The background
초기분류모듈(70)은 설정기간 동안 설정영역(E)내의 에어로졸픽셀수와 기준개수를 대비한다. 이후 설정기간 동안 설정영역(E)내의 에어로졸픽셀수가 기준개수를 초과하면 에어로졸을 제1분류과정을 통해 분류되도록 제1분류과정을 결정한다. 그리고 설정기간 동안 설정영역(E)내의 에어로졸픽셀수가 기준개수 이하가 되면 에어로졸을 제2분류과정을 통해 분류되도록 제2분류과정을 결정한다. 일례로, 기준개수인 50개이고 에어로졸픽셀수가 70개일 경우, 도 8에 도시된 바와 같이 초기분류모듈(70)은 에어로졸이 제1분류과정으로 분류되도록 한다. 그리고 에어로졸픽셀수가 30개일 경우, 초기분류모듈(70)은 에어로졸이 제2분류과정으로 분류되도록 한다.The
재분류모듈(80)은 초기분류모듈(70)이 제1분류과정을 결정하면 변수값산출모듈(60)을 통해 설정기간 동안 복수 개의 관문영역(F)내의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ2)을 산출한다. 일례로, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 15일 동안 제1관문영역(F) 내지 제5관문영역(F)의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ2)을 산출한다. 그리고 재분류모듈(80)은 변수값산출모듈(60)을 통해 생성되어 설정된 제2산식(m2+3σ2)에 설정기간 동안 산출된 복수 개의 관문영역(F1~F5)내의 에어로졸 광학두께의 중간값(m2) 그리고 에어로졸 광학두께의 표준편차값(σ2)을 대입하여 관문영역경계값을 산출한다. 그리고 산출된 복수 개의 관문영역(F1~F5)내의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ2)과 관문영역경계값을 대비한다. 이때, 복수 개의 관문영역(F1~F5)내의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ2)이 관문영역경계값을 초과할 경우 제1-1분류과정을 결정한다.When the
반면, 복수 개의 관문영역(F)내의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ2)이 관문영역경계값 이하가 될 경우 제1-2분류과정을 결정한다. 또한, 재분류모듈(80)은 제1분류과정을 결정하면 변수값산출모듈(60)에서 산출한 복수 개의 관문영역(F) 내의 에어로졸픽셀수를 확인하고, 확인된 개수가 0개 일 때 제1-3분류과정을 결정한다.On the other hand, when the average value ( μ 2 ) of the aerosol optical thickness within the plurality of gateway regions F is less than or equal to the boundary value of the gateway region, the first-second classification process is determined. In addition, when the first classification process is determined, the
타입설정모듈(90)은 탐지된 에어로졸을 도 12에 도시된 바와 같이, 장거리이동(LRT)타입, 비장거리이동(Non-LRT)타입, 청정타입, 판단불가타입 그리고 구름 타입으로 분류할 수 있다. 보다 구체적으로, 타입설정모듈(90)은 재분류모듈(80)이 제1-1분류과정을 결정하면 에어로졸의 이동 방향을 역으로 추적하여 기 설정시간 내로 에어로졸이 국외배출원영역(H) 및 관문영역(F)을 통과하였을 시 에어로졸을 장거리이동(LRT)타입으로 결정한다. 그리고 기 설정시간 내로 에어로졸이 국외배출원영역(H) 및 관문영역(F)을 통과하지 않을 시 에어로졸을 제1비장거리이동(Non-LRT)타입으로 결정한다. 아울러, 타입설정모듈(90)은 재분류모듈(80)이 제1-2분류과정을 결정하면 변수값산출모듈(60)을 통해 설정기간 동안 국내영역(G)내의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ3)을 산출한다. 그리고 기 설정된 제3산식(m3+3σ3)에 변수값산출모듈(60)을 통해 설정기간 동안 산출된 국내영역(G) 내의 에어로졸 광학두께의 중간값(m3)과 에어로졸 광학두께의 표준편차값(σ3)을 대입하여 국내영역경계값을 산출한다.As shown in FIG. 12, the
아울러, 타입설정모듈(90)은 산출된 국내영역(G)의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ3)과 국내영역경계값을 대비하여 국내영역(G)의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ3)이 국내영역경계값을 초과하면 에어로졸을 제2비장거리이동(Non-LRT)타입으로 결정한다. 또한, 타입설정모듈(90)은 국내영역(G)의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ3)이 국내영역경계값 이하가 되면 에어로졸을 국내영역(G)에 영향을 미치지 않는 청정타입으로 결정한다. 그리고 타입설정모듈(90)은 초기분류모듈(70)이 제2분류과정을 결정하면 에어로졸을 국내영역(G)의 영공(領空)에 있는 구름으로 에어로졸의 타입을 결정한다. 또한, 타입설정모듈(90)은 재분류모듈(80)이 제1-3분류과정을 결정하면 에어로졸을 알 수 없는 상태로 결정할 수 있다. 이때, 장거리이동(LRT)타입은 에어로졸이 해외에서 발생되어 국내에 미치는 타입의 에어로졸을 의미한다. 그리고 비장거리이동(Non-LRT)타입은 에어로졸이 국내에서 발생되어 국내에 영향을 비치는 타입의 에어로졸을 의미한다. 그리고 청정타입은 국내영역(G)의 영공(領空)에 에어로졸이 존재하지 않는 다는 것을 의미하고, 구름타입은 국내영역(G)의 영공(領空)에 있는 구름이 에어로졸로 탐지되어 있다는 것을 의미한다. 그리고 판단불가타입은 탐지영역을 벗어나 에어로졸을 탐지할 수 없다는 것을 의미한다.In addition, the
표출모듈(100)은 지도생성모듈(20), 에어로졸탐지모듈(30), 영역설정모듈(40), 영역분할모듈(50), 변수값산출모듈(60), 배경농도설정모듈(65), 초기분류모듈(70), 재분류모듈(80), 타입설정모듈(90)과 연결되어 각 모듈에서 출력되는 결과 그리고 화면의 하단부에 타입설정모듈(90)에서 결정된 타입을 나타낼 수 있다. 일례로, 표출모듈(100)은 타입설정모듈(90)에서 장거리이동(LRT)타입으로 결정되면, 도 13의 (a)에 도시된 바와 같이 ‘LRT’를 화면의 오른쪽 하단에 출력할 수 있다. 그리고 타입설정모듈(90)에서 비장거리이동(Non-LRT)타입이 결정되면, 표출모듈(100)은 도 13의 (b)에 도시된 바와 같이 ‘Non-LRT’를 화면의 오른쪽 하단에 출력할 수 있다.The
표출모듈(100)은 타입설정모듈(90)에서 청정타입으로 결정되면 도 14의 (c)에 도시된 바와 같이 ‘Clear’를 화면의 오른쪽 하단에 출력할 수 있다. 그리고 타입설정모듈(90)에서 구름타입으로 결정되면 표출모듈(120)은 도 14의 (d)에 도시된 바와 같이 ‘Cloud’로 화면의 오른쪽 하단에 출력할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템(1)은 전술한 바와 같은 복수 개의 모듈이 유기적으로 연결되어 데이터를 처리하며 위성(A)이 지구(B)를 촬영하며 생성한 기상데이터로부터 한반도 주변 에어로졸의 존재 여부를 탐지해 유입되는 에어로졸의 경로 정보를 추출한다. 그리고 유입되는 에어로졸에 대해 대응할 수 있도록 한다.When the
이하, 도 15를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 방법에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 15, a method for classifying impact types of aerosols through environmental satellites according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 방법의 순서도이다.15 is a flow chart of a method for classifying impact types of aerosols through environmental satellites according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 방법은 본 발명의 일 실시예에 따른 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템을 구성하는 구성요소가 주체가 되어 일련의 순서로 진행된다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 방법의 각 단계를 진행하는 주체와 본 발명의 일 실시예에 따른 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 시스템의 구성요소는 동일 할 수 있다.In the method for classifying impact types of aerosols through environmental satellites according to an embodiment of the present invention, components constituting the system for classifying impact types of aerosols through environmental satellites according to an embodiment of the present invention are subject to a series of orders. It goes on. Accordingly, the main body performing each step of the method for classifying the impact type of aerosol through environmental satellites according to an embodiment of the present invention and the components of the system for the impact type of aerosol through environmental satellites according to an embodiment of the present invention are the same. can do.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 시스템에 대한 설명은 본 발명의 일 실시예에 따른 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 방법 설명에 그대로 적용될 수 있다.Therefore, the description of the aerosol impact type system through environmental satellites according to an embodiment of the present invention can be applied as it is to the aerosol impact type method description through environmental satellites according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 방법은 위치데이터 및 에어로졸 광학 두께 데이터를 수신하는 (a)단계(S10), 격자지도를 생성하는 (b)단계(S20), 에어로졸을 탐지한 후, 에어로졸픽셀수를 산출하는 (c)단계(S30), 설정영역을 생성하는 (d)단계(S40), 관문영역과 국내영역을 구획하는 (e)단계(S50) 그리고 에어로졸 광학두께의 중간값, 에어로졸 광학두께의 표준편차값 및 에어로졸 광학두께의 평균값을 산출하는 (f)단계(S60), 에어로졸픽셀수에 따라 제1분류과정 또는 제2분류과정으로 에어로졸의 타입을 초기 분류하는 (g)단계(S70), 초기 분류된 타입을 재 분류하는 (h)단계(S80), 재 분류된 에어로졸 타입을 설정하는 (i)단계(S90)로 진행될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the aerosol impact type method through the environmental satellite includes (a) receiving location data and aerosol optical thickness data (S10), (b) generating a grid map (S20), and aerosol After detecting , (c) step of calculating the number of aerosol pixels (S30), (d) step of generating a set area (S40), (e) step of dividing the gateway area and domestic area (S50), and aerosol optics (f) step (S60) of calculating the median value of the thickness, the standard deviation of the aerosol optical thickness, and the average value of the aerosol optical thickness, and the type of aerosol is initially classified according to the number of aerosol pixels in the first or second classification process. (g) step (S70), (h) step (S80) of reclassifying the initially classified type, and (i) step (S90) of setting the reclassified aerosol type.
이하, (a) 단계 내지 (i) 단계에 대해 보다 구체적으로 설명한다. (a)단계는 통신모듈(10)이 위성(A)으로부터 위치데이터 및 에어로졸 광학 두께 데이터를 수신하는 단계 (S10)가 된다. 그리고 (b)단계는 지도생성모듈(20)이 통신모듈(10)에서 수신한 위치데이터로부터 위치정보를 추출한 후, 추출된 위치정보에 격자영역(D)이 생성된 격자지도(C)를 생성하는 단계(S20)가 된다. 그리고 (c)단계는 에어로졸탐지모듈(30)이 통신모듈(10)에서 수신한 에어로졸 광학두께 데이터로부터 에어로졸을 탐지하고, 탐지된 에어로졸을 픽셀에 따라 계산하여 에어로졸픽셀수를 산출하는 단계(S30)가 되고, (d)단계는 영역설정모듈(40)이 지도생성모듈(20)에서 설정된 격자지도(C)안에 일정 크기의 영역을 설정영역(E)으로 생성하는 단계(S40)가 된다. 그리고 (e)단계는 영역분할모듈(50)이 설정영역(E)을 국내영역(G)과 복수 개의 관문영역(F)으로 나누는 단계(S50)가 된다. 그리고 (f)단계는 변수값산출모듈(60)이 설정기간 동안 수신한 에어로졸 광학두께 데이터로부터 설정영역(E)내의 에어로졸 광학두께의 중간값(m), 에어로졸 광학두께의 표준편차값(σ) 및 에어로졸 광학두께의 평균값(μ)을 각각 산출하는 단계(S60)가 된다. 그리고 (g)단계는 초기분류모듈(70)이 설정기간 동안 설정영역(E)내의 에어로졸픽셀수와 기준개수를 대비하여, 설정기간 동안 설정영역(E)내의 에어로졸픽셀수가 기준개수를 초과하면 제1분류과정을 결정하고 설정기간 동안 설정영역(E)내의 에어로졸픽셀수가 기준개수 이하가 되면 제2분류과정을 결정하는 단계(S70)가 되고, (h)단계는 재분류모듈(80)이 초기분류모듈(70)에서 제1분류과정을 결정하면, 변수값산출모듈(60)을 통해 설정기간 동안 복수 개의 관문영역(F)내의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ2)을 산출하고, 변수값산출모듈(60)을 통해 설정기간 동안 산출된 복수 개의 관문영역(F)내의 에어로졸 광학두께의 중간값(m2)과 에어로졸 광학두께의 표준편차값(σ2)을 기 설정된 제2산식(m2+3σ2)에 대입하여 관문영역경계값을 산출하고, 산출된 복수 개의 관문영역(F)내의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ2)과 관문영역경계값을 대비하여, 복수 개의 관문영역(F)내의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ2)이 관문영역경계값을 초과하면 제1-1분류과정을 결정하고, 복수 개의 관문영역(F)내의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ2)이 관문영역경계값 이하가 되면 제1-2분류과정을 결정하는 단계(S80)가 된다.Hereinafter, steps (a) to (i) will be described in more detail. Step (a) is a step (S10) in which the
그리고 (i)단계는 타입설정모듈(90)이 재분류모듈(80)에서 제1-1분류과정을 결정하면, 에어로졸의 이동 방향을 역으로 추적하여 기 설정시간 내로 에어로졸이 관문영역(F)을 통과하였을 시, 에어로졸을 장거리이동(LRT)타입으로 결정하고, 기 설정시간 내로 에어로졸이 관문영역(F)을 통과하지 않을 시, 에어로졸을 제1비장거리이동(Non-LRT)타입으로 결정하고, 재분류모듈(80)에서 제1-2분류과정을 결정하면, 변수값산출모듈(60)을 통해 설정기간 동안 국내영역(G)내의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ3)을 산출하고, 기 설정된 제3산식(m3+3σ3)에 변수값산출모듈(60)을 통해 설정기간 동안 산출된 국내영역(G) 내의 에어로졸 광학두께의 중간값(m3)과 에어로졸 광학두께의 표준편차값(σ3)을 대입하여 국내영역경계값을 산출하고, 산출된 국내영역(G)의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ3)과 국내영역경계값을 대비하여, 국내영역(G)의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ3)이 국내영역경계값을 초과하면 에어로졸을 제2비장거리이동(Non-LRT)타입으로 결정하고, 국내영역(G)의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ3)이 국내영역경계값 이하가 되면 에어로졸을 국내영역(G)에 영향을 미치지 않는 청정타입으로 결정하고, 초기분류모듈(70)에서 제2분류과정을 결정하면, 에어로졸을 국내영역(G)의 영공(領空)에 있는 구름으로 타입을 결정하는 단계(S90)가 된다. 이때, (h)단계는 재분류모듈(80)이 변수값산출모듈(60)에서 산출한 복수 개의 관문영역(F) 내의 에어로졸픽셀수를 확인하고, 확인된 개수가 0개 일 때 제1-3분류과정을 결정하는 단계를 더 포함하고, (i)단계는 타입설정모듈(90)이 (h)단계에서 제1-3분류과정을 결정하는 단계가 진행되면, 에어로졸을 알 수 없는 상태로 결정하는 단계를 더 포함한다.And in step (i), when the
본 발명의 일 실시예에 따른 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 방법은 전술한 (a)단계 내지 (i)단계를 일련의 단계로 진행하며, 각 단계의 주체의 유기적인 연동을 통해 데이터를 신속하게 처리하며 위성(A)을 통한 기상데이터로부터 한반도 주변 에어로졸의 존재 여부를 탐지하고, 한반도 내로 유입되는 에어로졸의 경로 정보를 추출한다.The method for classifying the impact type of aerosols through environmental satellites according to an embodiment of the present invention proceeds from steps (a) to (i) as a series of steps, and data is obtained through organic interlocking of subjects in each step. It processes quickly, detects the existence of aerosols around the Korean Peninsula from meteorological data through satellite (A), and extracts route information of aerosols flowing into the Korean Peninsula.
이하, 도 15 내지 도 18을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예의 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템 및 그 방법에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 15 to 18, a system and method for classifying the impact type of aerosol through environmental satellites according to another embodiment of the present invention will be described in detail.
본 발명의 일 실시예의 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템 및 그 방법에 대한 내용은 전술한 본 발명의 다른 실시예의 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템 및 그 방법에 대한 내용과 상당부분 동일하다.The contents of the aerosol impact type classification system and method through environmental satellites according to one embodiment of the present invention are substantially the same as those of the aerosol impact type classification system and method through environmental satellites of another embodiment of the present invention described above. same.
이에, 본 발명의 다른 실시예의 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템 및 그 방법에 설명이 간결해질 수 있도록, 본 발명의 일 실시예의 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템 및 그 방법과 중복되는 부분에 대해서는 본 발명의 일 실시예의 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템 및 그 방법의 설명으로 갈음하고, 차이가 있는 부분에 대해서만 설명한다.Therefore, in order to simplify the description of the aerosol impact type classification system and method through environmental satellites of another embodiment of the present invention, the system and method of aerosol impact type classification through environmental satellites of one embodiment of the present invention are duplicated. For the part to be replaced with the description of the system and method for classifying the impact type of aerosol through environmental satellites according to an embodiment of the present invention, only the parts with differences will be described.
본 발명의 다른 실시예의 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템 및 그 방법과 본 발명의 일 실시예의 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템 및 그 방법 간 차이가 있는 부분은 벡터에어로졸생성모듈과 이동량산정모듈에 있다.The differences between the aerosol impact type classification system and method through environmental satellites according to another embodiment of the present invention and the aerosol impact type classification system and method through environmental satellites according to an embodiment of the present invention are the vector aerosol generation module and the method. It is located in the movement calculation module.
이에, 벡터에어로졸생성모듈(110)과 이동량산정모듈(120)에 대해 집중적으로 설명한다.Accordingly, the vector
벡터에어로졸생성모듈(110)은 통신모듈(10)이 수신한 에어로졸 광학두께 데이터 그리고 에어로졸탐지모듈(30)에서 탐지된 에어로졸에 풍력을 적용하여 바람벡터에어로졸(J)로 생성한다. 일례로, 벡터에어로졸생성모듈(110)은 도 17에 도시된 바와 같이, 에어로졸탐지모듈(30)에서 격자영역(D)의 0.2°(20km)X 0.2°(20km) 크기 영역 그리고 도 18에 도시된 에어로졸 광학 두께(AOD) 데이터에서 탐지된 에어로졸에 풍력을 적용한 바람벡터에어로졸(J)을 생성할 수 있다. 아울러, 벡터에어로졸생성모듈(110)는 도 18에 도시된 바와 같이, 20km X 20km 크기의 지표면에서부터 5.6km(500hPa)의 높이까지의 복수 개의 바람벡터에어로졸을 합성하여 하나의 합성바람벡터에어로졸(JA)을 생성할 수 있다.The vector
이동량산정모듈(120)은 시간 별로 이동하는 에어로졸의 이동하는 양을 정량적으로 나타낸다. 일례로, 이동량산정모듈(120)은 벡테에어로졸생성모듈(110)에서 생성된 바람벡터에어로졸의 이동하는 양을 나타낼 수 있다.The movement
이와 같은 이동량산정모듈(120)은 변수값산출모듈(60)에서 산출된 격자영역(D)내의 바람벡터에어로졸 광학두께의 중간값(mX), 에어로졸 광학두께의 표준편차값(σX) 및 에어로졸 광학두께의 평균값(μX)을 제2산식 또는 제3산식에 대입하여, 대입되어 산출되는 값 보다 큰 값 즉, 제2산식값의 초과값과 배경농도설정모듈(65)을 통해 격자영역(D)내로 설정된 배경농도의 값의 차이값을 기 설정된 연직전분산식에 지도생성모듈에서 생성한 격자영역 당 유입유출량을 산출한다. 이러면서 이동량산정모듈(120)은 에어로졸의 이동량을 산출한다. 이때, 에어로졸은 미세한 먼지가 될 수 있고, 이러한 에어로졸의 질량소산효율(Mass Extinction Efficiency, MEE)은 에어로졸 유형, 크기 분포, 상대 습도 등에 의해 결정되는 값으로, 이는 직접적으로 관측되지 않고, 에어로졸의 광 학적, 물리화학적 성질로부터 얻어질 수 있다. 따라서, 에어로졸 질량소산효율은 이론 적인 계산 혹은 관측 자료의 통계적 분석을 통해 얻어질 수 있다고 알려져 있다(Hand and Malm, 2007). 이와 같은 에어로졸 질량소산효율은 아래의 산식으로 계산될 수 있다. The movement
아울러, 연직적분산식은 도 19에 도시된 바와 같이가 될 수 있다. 여기서, m(z): 질량수직분포 [g/m3] 가 되고, U(z): 고도별 바람 정보 [m/s]가 된다. 그리고 L: 격자 길이 [m] 가 되고, h: 단면적 높이[m]가 된다.In addition, the vertical integral variance equation is as shown in FIG. can be where m(z): mass vertical distribution [g/m3] , and U(z): wind information by altitude [m/s]. And L: lattice length [m], h: cross-section height [m].
표출모듈(100)은 이러한 벡터에어로졸생성모듈(110) 그리고 이동량산정모듈(120)과 연결되어, 화면에 바람의 방향 및 에어로졸의 이동 방향 그리고 격자영역(D) 내의 에어로졸의 농도 나아가 설정영역의 주변 지역에서 이동된 에어로졸 양을 확인할 수 있도록 한다.The
그리고, 본 발명의 다른 실시예의 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템(1-1)은 벡터에어로졸생성모듈과 이동량산정모듈을 통해 격자영역(D) 당 유입 및 유출되는 에어로졸의 이동 방향 및 이동되는 양을 나타낼 수 있다.In addition, the aerosol impact type classification system 1-1 through environmental satellites according to another embodiment of the present invention moves direction and movement of aerosols flowing in and out per grid area D through a vector aerosol generating module and a movement amount calculation module. can indicate the amount of
본 발명의 다른 실시예의 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 방법은 본 발명의 일 실시예의 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 방법의 (c) 단계 이후 진행되는 (c-1) 단계와 (i) 단계 이후 진행되는 (j)단계를 더 포함한다.A method for classifying impact types of aerosols through environmental satellites according to another embodiment of the present invention includes steps (c-1) performed after step (c) of the method for classifying impact types of aerosols through environmental satellites according to an embodiment of the present invention; ) step (j) performed after the step is further included.
여기서, (c-1)단계는 벡터에어로졸생성모듈(110)이 통신모듈(10)에서 수신한 에어로졸 광학 두께 데이터 그리고 에어로졸탐지모듈(30)에서 탐지된 에어로졸에 풍력을 적용하여 바람벡터에어로졸(J)로 생성하는 단계가 된다. 그리고 (j) 단계는 이동량산정모듈(120)이 변수값산출모듈(60)에서 산출된 격자영역(D)내의 바람벡터에어로졸 광학두께의 중간값(mX), 에어로졸 광학두께의 표준편차값(σX) 및 에어로졸 광학두께의 평균값(μX)을 제2산식 또는 제3산식에 대입하여 대입되어 산출되는 값 보다 큰 값과 배경농도설정모듈(65)을 통해 격자영역(D)내로 설정된 배경농도의 값의 차이값을 기 설정된 연직전분산식에 대입하여 에어로졸의 이동량을 연산하는 단계가 된다.Here, step (c-1) is the wind vector aerosol (J ). In step (j), the movement
본 발명의 다른 실시예의 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 방법은 본 발명의 일 실시예의 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 방법에 포함되는 단계와 (c-1) 단계 그리고 (j)단계를 포함하여, 화면에 바람의 방향 및 에어로졸의 이동 방향 그리고 격자영역(D) 내의 에어로졸의 농도 나아가 설정영역의 주변 지역에서 이동된 에어로졸 양을 확인할 수 있도록 한다.A method for classifying impact types of aerosols through environmental satellites according to another embodiment of the present invention includes steps included in the method for classifying impact types of aerosols through environmental satellites according to an embodiment of the present invention, steps (c-1), and steps (j). Including, it is possible to check the direction of wind and the movement direction of aerosol on the screen, the concentration of aerosol in the grid area D, and the amount of aerosol moved in the surrounding area of the setting area.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 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 예시 적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. you will be able to understand Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.
1, 1-1: 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템
10: 통신모듈 20: 지도생성모듈
30: 에어로졸탐지모듈 40: 영역설정모듈
50: 영역분할모듈 60: 변수값산출모듈
65: 배경농도설정모듈 70: 초기분류모듈
80: 재분류모듈 90: 타입설정모듈
100: 표출모듈 110: 벡터에어로졸생성모듈
120: 이동량산정모듈
A: 위성 B: 지구
C: 격자지도 D: 격자영역
E: 설정영역 F: 관문영역
G: 국내영역 H: 국외배출원영역
I: 에어로졸 J: 바람벡터에어로졸1, 1-1: Aerosol impact type classification system through environmental satellites
10: communication module 20: map generation module
30: aerosol detection module 40: area setting module
50: area division module 60: variable value calculation module
65: background density setting module 70: initial classification module
80: reclassification module 90: type setting module
100: expression module 110: vector aerosol generating module
120: movement amount calculation module
A: Satellite B: Earth
C: grid map D: grid domain
E: setting area F: gateway area
G: Domestic area H: Overseas emission source area
I: aerosol J: wind vector aerosol
Claims (5)
통신모듈(10)이 수신한 위치데이터로 격자영역(D)이 생성된 격자지도(C)를 생성하는 지도생성모듈(20);
통신모듈(10)이 수신한 에어로졸 광학두께 데이터로부터 에어로졸을 탐지하고, 탐지된 에어로졸을 픽셀에 따라 계산하여 에어로졸픽셀수를 산출하는 에어로졸탐지모듈(30);
지도생성모듈(20)에서 설정된 격자지도(C)안에 설정영역(E)을 생성하는 영역설정모듈(40);
설정영역(E)을 국내영역(G)과 복수 개의 관문영역(F)으로 나누는 영역분할모듈(50);
설정기간 동안 에어로졸탐지모듈(30)로부터 수신한 에어로졸픽셀수를 통해 설정영역(E)내의 에어로졸 광학두께의 중간값(m), 에어로졸 광학두께의 표준편차값(σ) 및 에어로졸 광학두께의 평균값(μ)을 각각 산출하는 변수값산출모듈(60);
설정기간 동안 설정영역(E)내의 에어로졸픽셀수와 기준개수를 대비하여, 설정기간 동안 설정영역(E)내의 에어로졸픽셀수가 기준개수를 초과하면 제1분류과정을 결정하고 설정기간 동안 설정영역(E)내의 에어로졸픽셀수가 기준개수 이하가 되면 제2분류과정을 결정하는 초기분류모듈(70);
초기분류모듈(70)이 제1분류과정을 결정하면, 변수값산출모듈(60)을 통해 설정기간 동안 복수 개의 관문영역(F)내의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ2)을 산출하고, 변수값산출모듈(60)을 통해 설정기간 동안 산출된 복수 개의 관문영역(F)내의 에어로졸 광학두께의 중간값(m2)과 에어로졸 광학두께의 표준편차값(σ2)을 기 설정된 제2산식(m2+3σ2)에 대입하여 관문영역경계값을 산출하고, 산출된 복수 개의 관문영역(F)내의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ2)과 관문영역경계값을 대비하여, 복수 개의 관문영역(F)내의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ2)이 관문영역경계값을 초과하면 제1-1분류과정을 결정하고 복수 개의 관문영역(F)내의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ2)이 관문영역경계값 이하가 되면 제1-2분류과정을 결정하는 재분류모듈(80); 및
재분류모듈(80)이 제1-1분류과정을 결정하면 에어로졸의 이동 방향을 역으로 추적하여, 기 설정시간 내로 에어로졸이 관문영역(F)을 통과하였을 시, 에어로졸을 장거리이동(LRT)타입으로 결정하고 기 설정시간 내로 에어로졸이 관문영역(F)을 통과하지 않을 시, 에어로졸을 제1비장거리이동(Non-LRT)타입으로 결정하고, 재분류모듈(80)이 제1-2분류과정을 결정하면 변수값산출모듈(60)을 통해 설정기간 동안 국내영역(G)내의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ3)을 산출하고, 변수값산출모듈(60)을 통해 설정기간 동안 산출된 국내영역(G) 내의 에어로졸 광학두께의 중간값(m3)과 에어로졸 광학두께의 표준편차값(σ3)을 기 설정된 제3산식(m3+3σ3)에 대입하여 국내영역경계값을 산출하고, 산출된 국내영역(G)의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ3)과 국내영역경계값을 대비하여, 국내영역(G)의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ3)이 국내영역경계값을 초과하면 에어로졸을 제2비장거리이동(Non-LRT)타입으로 결정하고, 국내영역(G)의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ3)이 국내영역경계값 이하가 되면 에어로졸을 국내영역(G)에 영향을 미치지 않는 청정타입으로 결정하고, 초기분류모듈(70)이 제2분류과정을 결정하면 에어로졸을 국내영역(G)의 영공(領空)에 있는 구름으로 에어로졸의 타입을 결정하는 타입설정모듈(90)을 포함하는, 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템.A communication module 10 for receiving location data and aerosol optical depth (AOD) data from the satellite A;
a map generating module 20 for generating a grid map C in which a grid area D is generated based on the location data received by the communication module 10;
an aerosol detection module 30 that detects aerosols from the aerosol optical thickness data received by the communication module 10 and calculates the number of aerosol pixels by calculating the detected aerosols according to pixels;
an area setting module 40 for generating a setting area E in the grid map C set in the map generating module 20;
Area division module 50 that divides the set area (E) into a domestic area (G) and a plurality of gateway areas (F);
Through the number of aerosol pixels received from the aerosol detection module 30 during the setting period, the median value ( m ) of the aerosol optical thickness in the setting area (E), the standard deviation value ( σ ) of the aerosol optical thickness, and the average value of the aerosol optical thickness ( A variable value calculation module 60 that calculates μ );
Comparing the number of aerosol pixels in the setting area (E) with the reference number during the setting period, if the number of aerosol pixels in the setting area (E) exceeds the reference number during the setting period, the first classification process is determined, and the setting area (E) is determined during the setting period. An initial classification module 70 for determining a second classification process when the number of aerosol pixels in ) is less than the reference number;
When the initial classification module 70 determines the first classification process, the average value ( μ 2 ) of the aerosol optical thickness in the plurality of gate areas F is calculated through the variable value calculation module 60 during the set period, and the variable value is calculated. The median value ( m2 ) of the aerosol optical thickness within the plurality of gateway areas (F) calculated during the set period through the module 60 and the standard deviation value (σ2) of the aerosol optical thickness are calculated by the second formula ( m2+3σ2 ) Substituting in to calculate the gateway area boundary value, and comparing the calculated average value ( μ 2 ) of the aerosol optical thickness in the plurality of gateway areas (F) and the gateway area boundary value, the aerosol optical thickness in the plurality of gateway areas (F) If the average value ( μ2 ) exceeds the gateway area boundary value, the 1-1 classification process is determined, and if the average value ( μ 2 ) of the aerosol optical thickness within the plurality of gateway areas (F) is less than the gateway area boundary value, the 1-2 classification process is determined. a reclassification module 80 for determining a process; and
When the reclassification module 80 determines the 1-1 classification process, the moving direction of the aerosol is reversely tracked, and when the aerosol passes through the gateway area F within the preset time, the aerosol is classified as a long-distance movement (LRT) type. and when the aerosol does not pass through the gateway area F within the preset time, the aerosol is determined as the first non-LRT type, and the reclassification module 80 performs the first-second classification process. When is determined, the average value ( μ 3 ) of the aerosol optical thickness in the domestic area (G) is calculated through the variable value calculation module 60 during the setting period, and the domestic area calculated during the setting period through the variable value calculation module 60 ( G) The median value of the aerosol optical thickness ( m3 ) and the standard deviation of the aerosol optical thickness ( σ3 ) are substituted into the third formula ( m3 + 3σ3 ) to calculate the domestic area boundary value, Comparing the average value of the aerosol optical thickness ( μ3 ) of G) and the boundary value of the domestic region, if the average value of the optical thickness of the aerosol ( μ3 ) of the domestic region (G) exceeds the boundary value of the domestic region, the aerosol moves to the second non-long distance ( Non-LRT) type, and if the average value ( μ3 ) of the aerosol optical thickness in the domestic area (G) is less than the domestic area boundary value, the aerosol is determined as a clean type that does not affect the domestic area (G), and the initial When the classification module 70 determines the second classification process, the aerosol through the environmental satellite includes a type setting module 90 that determines the type of aerosol as a cloud in the airspace of the domestic area (G). of the impact type classification system.
재분류모듈(80)은,
제1분류과정을 결정하면 변수값산출모듈(60)에서 산출한 복수 개의 관문영역(F) 내의 에어로졸픽셀수를 확인하고, 확인된 개수가 0개 일 때 제1-3분류과정을 결정하고,
타입설정모듈(90)은,
재분류모듈(80)이 제1-3분류과정을 결정하면 에어로졸의 개수를 알 수 없는 상태로 결정하는, 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템.According to claim 1,
The reclassification module 80,
When the first classification process is determined, the number of aerosol pixels in the plurality of gateway areas (F) calculated by the variable value calculation module 60 is checked, and when the confirmed number is 0, the first-third classification process is determined,
The type setting module 90,
When the reclassification module 80 determines the first to third classification processes, the aerosol influence type classification system through the environmental satellite determines the number of aerosols as unknown.
변수값산출모듈(60)에서 산출된 에어로졸 광학두께의 중간값(m)과 에어로졸 광학두께의 표준편차값(σ)을 기 설정된 제1산식(m-3σ)에 대입하여 제1산식값을 산출하고, 설정기간 동안 산출된 제1산식값의 평균값을 격자영역(D)의 배경농도로 설정하는 배경농도설정모듈(65)을 더 포함하는, 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 시스템.According to claim 1,
The first formula is calculated by substituting the median value ( m ) of the aerosol optical thickness and the standard deviation ( σ ) of the aerosol optical thickness calculated in the variable value calculation module 60 into the first formula ( m - 3σ ). and a background concentration setting module 65 for setting the average value of the first formula calculated during the setting period as the background concentration of the grid area D.
(b) 지도생성모듈(20)이 통신모듈(10)에서 수신한 위치데이터로 격자영역(D)이 생성된 격자지도(C)를 생성하는 단계(S20);
(c) 에어로졸탐지모듈(30)이 통신모듈(10)에서 수신한 에어로졸 광학두께 데이터로부터 에어로졸을 탐지하고, 탐지된 에어로졸을 픽셀에 따라 계산하여 에어로졸픽셀수를 산출하는 단계(S30);
(d) 영역설정모듈(40)이 지도생성모듈(20)에서 설정된 격자지도(C)안에 일정 크기의 영역을 설정영역(E)으로 생성하는 단계(S40);
(e) 영역분할모듈(50)이 설정영역(E)을 국내영역(G)과 복수 개의 관문영역(F)으로 나누는 단계(S50);
(f) 변수값산출모듈(60)이 설정기간 동안 수신한 에어로졸 광학 두께 데이터로부터 설정영역(E)내의 에어로졸 광학두께의 중간값(m), 에어로졸 광학두께의 표준편차값(σ) 및 에어로졸 광학두께의 평균값(μ)을 각각 산출하는 단계(S60);
(g) 초기분류모듈(70)이 설정기간 동안 설정영역(E)내의 에어로졸픽셀수와 기준개수를 대비하여, 설정기간 동안 설정영역(E)내의 에어로졸픽셀수가 기준개수를 초과하면 제1분류과정을 결정하고 설정기간 동안 설정영역(E)내의 에어로졸픽셀수가 기준개수 이하가 되면 제2분류과정을 결정하는 단계(S70);
(h) 재분류모듈(80)이 초기분류모듈(70)에서 제1분류과정을 결정하면, 변수값산출모듈(60)을 통해 설정기간 동안 복수 개의 관문영역(F)내의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ2)을 산출하고, 변수값산출모듈(60)을 통해 설정기간 동안 산출된 복수 개의 관문영역(F)내의 에어로졸 광학두께의 중간값(m2)과 에어로졸 광학두께의 표준편차값(σ2)을 기 설정된 제2산식(m2+3σ2)에 대입하여 관문영역경계값을 산출하고, 산출된 복수 개의 관문영역(F)내의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ2)과 관문영역경계값을 대비하여, 복수 개의 관문영역(F)내의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ2)이 관문영역경계값을 초과하면 제1-1분류과정을 결정하고, 복수 개의 관문영역(F)내의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ2)이 관문영역경계값 이하가 되면 제1-2분류과정을 결정하는 단계(S80); 및
(i) 타입설정모듈(90)이 재분류모듈(80)에서 제1-1분류과정을 결정하면, 에어로졸의 이동 방향을 역으로 추적하여 기 설정시간 내로 에어로졸이 관문영역(F)을 통과하였을 시, 에어로졸을 장거리이동(LRT)타입으로 결정하고, 기 설정시간 내로 에어로졸이 관문영역(F)을 통과하지 않을 시, 에어로졸을 제1비장거리이동(Non-LRT)타입으로 결정하고, 재분류모듈(80)에서 제1-2분류과정을 결정하면, 변수값산출모듈(60)을 통해 설정기간 동안 국내영역(G)내의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ3)을 산출하고, 기 설정된 제3산식(m3+3σ3)에 변수값산출모듈(60)을 통해 설정기간 동안 산출된 국내영역(G) 내의 에어로졸 광학두께의 중간값(m3)과 에어로졸 광학두께의 표준편차값(σ3)을 대입하여 국내영역경계값을 산출하고, 산출된 국내영역(G)의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ3)과 국내영역경계값을 대비하여, 국내영역(G)의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ3)이 국내영역경계값을 초과하면 에어로졸을 제2비장거리이동(Non-LRT)타입으로 결정하고, 국내영역(G)의 에어로졸 광학두께의 평균값(μ3)이 국내영역경계값 이하가 되면 에어로졸을 국내영역(G)에 영향을 미치지 않는 청정타입으로 결정하고, 초기분류모듈(70)에서 제2분류과정을 결정하면, 에어로졸을 국내영역(G)의 영공(領空)에 있는 구름으로 타입을 결정하는 단계(S90)를 포함하는, 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 방법.(a) receiving, by the communication module 10, location data and aerosol optical thickness data from the satellite A (S10);
(b) generating, by the map generating module 20, a grid map C in which the grid area D is created with the location data received from the communication module 10 (S20);
(c) the aerosol detection module 30 detects aerosols from the aerosol optical thickness data received from the communication module 10 and calculates the number of aerosol pixels by calculating the detected aerosols according to pixels (S30);
(d) generating, by the area setting module 40, an area of a certain size as a setting area E in the grid map C set in the map generating module 20 (S40);
(e) dividing the set area (E) into a domestic area (G) and a plurality of gateway areas (F) by the area division module 50 (S50);
(f) From the aerosol optical thickness data received by the variable value calculation module 60 during the setting period, the median value ( m ) of the aerosol optical thickness within the setting area (E), the standard deviation value ( σ ) of the aerosol optical thickness, and the aerosol optical thickness Calculating an average value ( μ ) of thickness (S60);
(g) The initial classification module 70 compares the number of aerosol pixels in the setting area (E) with the reference number during the setting period, and if the number of aerosol pixels in the setting area (E) exceeds the reference number during the setting period, the first classification process Determining a second classification process when the number of aerosol pixels in the setting area (E) is less than the reference number during the setting period (S70);
(h) When the re-classification module 80 determines the first classification process in the initial classification module 70, the average value of the aerosol optical thickness within the plurality of gateway areas F during the set period through the variable value calculation module 60 ( μ2 ) is calculated, and the median value ( m2 ) of the aerosol optical thickness within the plurality of gateway areas (F) calculated during the setting period through the variable value calculation module 60 and the standard deviation value ( σ2 ) of the aerosol optical thickness are calculated. The gateway area boundary value is calculated by substituting it into the previously set second formula ( m2+3σ2 ) , and the average value (μ2) of the aerosol optical thickness in the calculated plurality of gateway areas (F) is compared with the gateway area boundary value, If the average value ( μ2 ) of the aerosol optical thickness in the gateway area (F) exceeds the gateway area boundary value, the 1-1 classification process is determined, and the average value ( μ2 ) of the aerosol optical thickness in the plurality of gateway areas (F) is determined as the gateway. determining a 1-2 classification process when the value is less than the region boundary value (S80); and
(i) When the type setting module 90 determines the 1-1 classification process in the reclassification module 80, the aerosol's movement direction is tracked in reverse and the aerosol passes through the gateway area F within a preset time. When the aerosol does not pass through the gateway area (F) within the preset time, the aerosol is determined as the first non-LRT type and reclassified. When the 1-2 classification process is determined in the module 80, the average value ( μ 3 ) of the aerosol optical thickness within the domestic area (G) during the set period is calculated through the variable value calculation module 60, and the third formula is set. ( m3 + 3σ3 ) by substituting the median value ( m3 ) of the aerosol optical thickness within the domestic area (G) calculated during the setting period through the variable value calculation module 60 and the standard deviation value ( σ3 ) of the aerosol optical thickness The area boundary value is calculated, and the calculated average value ( μ3 ) of the aerosol optical thickness of the domestic area (G) and the domestic area boundary value are compared, and the average value ( μ3 ) of the aerosol optical thickness of the domestic area (G) is the domestic area boundary value. If the value is exceeded, the aerosol is determined as the second non-LRT type, and if the average value ( μ3 ) of the aerosol optical thickness in the domestic area (G) is below the domestic area boundary value, the aerosol is classified as the domestic area (G). (S90) A method for classifying impact types of aerosols through environmental satellites, including a.
(h)단계는,
재분류모듈(80)이 변수값산출모듈(60)에서 산출한 복수 개의 관문영역(F) 내의 에어로졸픽셀수를 확인하고, 확인된 개수가 0개 일 때 제1-3분류과정을 결정하는 단계를 더 포함하고,
(i)단계는,
타입설정모듈(90)이 (h)단계에서 제1-3분류과정을 결정하는 단계가 진행되면, 에어로졸을 알 수 없는 상태로 결정하는 단계를 더 포함하는, 환경위성을 통한 에어로졸의 영향 유형 분류 방법.According to claim 4,
In step (h),
The re-classification module 80 checks the number of aerosol pixels in the plurality of gateway areas F calculated by the variable value calculation module 60, and determines the 1-3 classification process when the checked number is 0 Including more,
In step (i),
When the step of determining the 1-3 classification process in step (h) by the type setting module 90 proceeds, further comprising the step of determining the aerosol as unknown, classifying the impact type of the aerosol through the environmental satellites. Way.
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