KR20150128233A - Apparatus for monitoring sea surface current - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a sea surface current monitoring device. The sea surface current monitoring device according to the present invention comprises: a sea surface image receiving module to receive a sea surface image of the same area from a geostationary orbit satellite in a predetermined first cycle; a floating material concentration extracting module to extract the concentration of a floating material from the sea surface images received by the sea surface image receiving module; a sea current vector calculating module to calculate a sea current vector according to the position change information of a specific concentration patch in a floating material concentration image extracted by the floating material concentration extracting module; and a sea surface current estimating module to estimate the sea surface current by connecting the calculated sea current vectors. According to the present invention, the current of the sea surface can be accurately traced in real time since an image received from a geostationary orbit marine observation satellite is analyzed.

Description

해수면 흐름 모니터링 장치{APPARATUS FOR MONITORING SEA SURFACE CURRENT}[0001] APPARATUS FOR MONITORING SEA SURFACE CURRENT [0002]

본 발명은 해수면 흐름 모니터링 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 정지궤도 해양관측위성으로부터 전송받은 영상을 분석하여 해수면의 흐름을 준 실시간으로 정확하게 추적할 수 있는 해수면 흐름 모니터링 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for monitoring sea surface flow. More specifically, the present invention relates to a sea surface flow monitoring apparatus capable of accurately tracking the flow of sea level in real time by analyzing an image transmitted from a geostationary orbiting satellite.

일반적으로 해류 정보는 선박 운항, 어업 등 여러 해양 활동에 매우 중요한 정보이다.In general, ocean current information is very important information for maritime activities such as ship operation and fishing.

이러한 해류 정보를 획득하기 위하여 종래 기술은 부이(Buoy)나 선박을 통해 수집한 데이터를 분석하여 방식을 개시하고 있다. 그러나 이러한 방식은 해수면의 흐름을 직접적으로 관측하는 방식이기 때문에, 넓은 범위의 해양을 감시 및 관측하기에는 부적합하다는 문제점이 있다.In order to acquire such current information, the prior art discloses a method by analyzing data collected through a buoy or a ship. However, this method has a problem in that it is not suitable for monitoring and observing a wide range of oceans because the method directly observes the sea surface flow.

이러한 문제를 해결하기 위해 기존의 해양 관측용 극궤도 위성을 이용한 해류 추정 기술이 소개되었다. 그러나 이러한 극궤도 위성들은 특정한 주기와 궤도에 따라 지구의 둘레를 돌기 때문에, 동일한 관측 지점에 대하여 수 일에 1 ~ 2장 정도의 사진밖에 촬영하지 못하고, 촬영한 사진의 시간 해상도도 떨어진다. 따라서 극궤도 위성을 이용한 방식을 적용해도, 해류 정보를 실시간으로 획득할 수 없고, 획득되는 해류 정보의 정확도도 낮다는 문제점이 있다.To solve this problem, the existing ocean current estimation technique using polar orbiting satellites was introduced. However, since these polar orbit satellites revolve around the earth according to a specific period and orbit, they can only shoot one or two photographs per day on the same observation point, and the time resolution of photographed pictures is also low. Therefore, even if the method using the polar orbiting satellite is applied, it is not possible to acquire the current information in real time, and the accuracy of the acquired current information is also low.

한국 공개특허공보 제10-2008-0040656호(공개일: 2008년 05월 08일, 발명의 명칭: 원격탐사자료 이용한 실시간 해류예측 방법)Korean Patent Laid-Open No. 10-2008-0040656 (published on May 08, 2008, entitled " Real-time Current Prediction Method Using Remotely Sensed Data)

본 발명은 정지궤도 해양관측위성으로부터 전송받은 영상을 분석하여 해수면의 흐름을 준 실시간으로 정확하게 추적할 수 있는 해수면 흐름 모니터링 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.An object of the present invention is to provide a sea surface flow monitoring apparatus capable of accurately tracking the flow of sea level in real time by analyzing an image transmitted from a geostationary orbiting satellite.

이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 해수면 흐름 모니터링 장치는 정지궤도 위성으로부터 동일 지역의 해수면 영상을 미리 설정된 제1 주기로 수신하는 해수면 영상 수신 모듈, 상기 해수면 영상 수신 모듈이 수신한 해수면 영상들로부터 부유물의 농도를 추출하는 부유물 농도 추출 모듈 및 상기 부유물 농도 추출 모듈에 의해 추출된 부유물의 농도 영상에서 특정 농도 패치의 위치 변화 정보에 따라 해류 벡터를 연산하는 해류 벡터 연산 모듈을 포함하여 구성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for monitoring a sea surface flow, the apparatus comprising: a sea level image receiving module for receiving a sea level image of the same region from a geostationary satellite at a first predetermined period; And a current vector calculation module for calculating a current vector according to position change information of a specific concentration patch on a density image of the suspended matter extracted by the float concentration extraction module.

본 발명에 따른 해수면 흐름 모니터링 장치에 있어서, 상기 해수면 영상은 미리 설정된 복수의 파장 대역별로 촬영된 영상들인 것을 특징으로 한다.In the sea surface flow monitoring apparatus according to the present invention, the sea level image is images photographed in a plurality of predetermined wavelength bands.

본 발명에 따른 해수면 흐름 모니터링 장치에 있어서, 상기 부유물 농도 추출 모듈은 상기 해수면 영상 수신 모듈이 수신한 해수면 영상에서 대기에 의한 잡음 성분을 제거하여 해색 영상을 생성하는 해색 영상 생성부 및 상기 부유물의 농도를 연산하는 부유물 농도 연산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the apparatus for monitoring a sea surface flow according to the present invention, the float concentration extracting module includes a color image generating unit for generating a color image by removing a noise component due to atmospheric air from a sea surface image received by the sea surface image receiving module, And a floating body concentration calculating unit for calculating a floating body concentration.

본 발명에 따른 해수면 흐름 모니터링 장치에 있어서, 상기 부유물 농도 연산부는 상기 파장 대역별로 상기 해색 영상의 휘도 정보와 색상 정보를 추출하는 영상 정보 추출부 및 상기 파장 대역별로 추출된 해색 영상의 휘도 정보와 색상 정보를 미리 저장되어 있는 농도 판단 기준 정보와 비교하여 상기 해색 영상에 포함되어 있는 부유물의 농도를 결정하는 부유물 농도 결정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the sea surface flow monitoring apparatus according to the present invention, the float concentration calculating unit may include an image information extracting unit for extracting luminance information and color information of the color image by the wavelength band, luminance information of the color image, And a float concentration determiner for comparing the information with the concentration criterion information stored in advance to determine the concentration of the float contained in the color image.

본 발명에 따른 해수면 흐름 모니터링 장치에 있어서, 상기 농도 판단 기준 정보는 상기 파장 대역별 영상의 휘도와 색상에 대응하는 농도로 구성된 정보인 것을 특징으로 한다.In the apparatus for monitoring a sea surface flow according to the present invention, the concentration determination reference information is information composed of a density corresponding to a luminance and a hue of the image of each wavelength band.

본 발명에 따른 해수면 흐름 모니터링 장치에 있어서, 상기 해류 벡터 연산 모듈은 보간법을 이용하여 상기 제1 주기보다 짧은 제2 주기로 해류 벡터를 연산하는 것을 특징으로 한다.In the apparatus for monitoring a sea surface flow according to the present invention, the current vector computing module calculates a current vector at a second period shorter than the first period using an interpolation method.

본 발명에 따른 해수면 흐름 모니터링 장치에 있어서, 상기 해류 벡터 연산 모듈에 의해 연산된 해류 벡터를 연속적으로 연결하여 해수면 흐름을 추적할 수 있도록 하는 해수면 흐름 추정 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus for monitoring a sea surface flow according to the present invention may further include a sea surface flow estimation module for continuously connecting the sea current vectors calculated by the sea current vector calculation module to track the sea surface flow.

본 발명에 따르면, 정지궤도 해양관측위성으로부터 전송받은 영상을 분석하여 해수면의 흐름을 준 실시간으로 정확하게 추적할 수 있는 해수면 모니터링 장치가 제공되는 효과가 있다.According to the present invention, there is provided an apparatus for monitoring a sea level by analyzing an image transmitted from a geostationary orbiting satellite and accurately tracking the flow of the sea level in real time in real time.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 해수면 흐름 모니터링 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 해수면 흐름 모니터링 장치에 포함된 부유물 농도 추출 모듈의 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 해수면 흐름 모니터링 장치의 구체적인 동작의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 해수면 흐름 모니터링 장치를 이용하여 부유물의 농도를 추출 한 후 특정 농도 패치의 위치 변화를 추적하여 해수면 흐름을 추정하는 방법을 이미지를 통해 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5와 도 6은 종래 기술과 본 발명의 일 실시 예에 있어서의 해수면 흐름을 추정하는 방법을 비교하여 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 추정된 해수면 흐름과 종래 기술과 비교하여 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 추출된 해수면 흐름 정보를 연안의 수심 데이터와 겹쳐서 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating an apparatus for monitoring a sea surface flow according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing an example of a suspended solids concentration extracting module included in an apparatus for monitoring a sea surface flow according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining an example of a concrete operation of the sea surface flow monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram for conceptually explaining a method of estimating a sea surface flow by tracking a change in position of a specific concentration patch after extracting the concentration of suspended matter using a sea surface flow monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention. to be.
FIGS. 5 and 6 are diagrams for explaining and comparing a conventional method and a method for estimating a sea surface flow in an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram for explaining an estimated sea level flow according to an embodiment of the present invention and comparison with the prior art.
FIG. 8 is a diagram showing an extracted sea level flow information in an embodiment of the present invention, overlapping with the depth data of the coast.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 해수면 흐름 모니터링 장치를 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating an apparatus for monitoring a sea surface flow according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 해수면 흐름 모니터링 장치는 해수면 영상 수신 모듈(10), 부유물 추출 모듈(20), 해류 벡터 연산 모듈(30) 및 해수면 흐름 추정 모듈(40)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, the apparatus for monitoring sea surface flow according to an embodiment of the present invention includes a sea surface image receiving module 10, a float image extracting module 20, a current vector calculating module 30 and a sea surface flow estimating module 40 .

해수면 영상 수신 모듈(10)은 정지궤도 위성으로부터 동일 지역의 해수면 영상을 미리 설정된 제1 주기로 수신하는 기능을 수행한다. 제1 주기는 해수면에서의 해류 흐름을 추적하기 위하여 필요에 따라 설정될 수 있으며, 예를 들어, 10분, 20분, 30분, 1시간, 2시간 등으로 설정될 수 있다. 해수면 영상은 미리 설정된 복수의 파장 대역별로 촬영된 영상들이다. 예를 들어, 제1 주기가 30분이고 파장 대역의 수가 8개인 경우, 7시간동안 해수면 영상 수신 모듈(10)이 정지궤도 위성으로부터 수신하는 해수면 영상의 수는 14*8 = 112개이다. 본 실시 예는 이 해수면 영상들에 대하여 후술하는 신호처리를 통해 해수면에서의 해류의 흐름을 추적하도록 구성된다.The sea level image receiving module 10 receives the sea level image of the same area from the geosynchronous orbit satellite at a preset first period. The first period may be set as needed to track the current flow at sea level, for example, 10 minutes, 20 minutes, 30 minutes, 1 hour, 2 hours, and so on. The sea level images are images taken by a plurality of wavelength bands set in advance. For example, if the first period is 30 minutes and the number of wavelength bands is 8, the number of sea level images received from the geostationary satellite by the sea level image receiving module 10 for 7 hours is 14 * 8 = 112. The present embodiment is configured to track the flow of ocean currents at sea level through the signal processing described below for these sea level images.

예를 들어, 본 실시 예에서 해수면 영상을 촬영하여 제공하는 정지궤도 위성은 세계 최초의 정지궤도 해양관측위성인 천리안 해양관측위성(Geostationary Ocean Color Imager) 일 수 있다. 천리안 위성은 해양관측, 기상관측 및 통신 서비스 기능을 수행하는 정지궤도 복합위성이다. 천리안 위성은 크게 해양관측 시스템, 기상관측 시스템 및 통신 시스템으로 구성된다. 해양관측 시스템인 GOCI는 한반도 주변해역 해양 환경 및 해양생태를 감시하는 기능과 해양의 클로로필 생산량 추정 및 어장 정보를 생성하는 등의 기능을 수행한다. GOCI를 운용하는 한국해양과학기술원 해양위성센터는 GOCI가 수집한 데이터를 무료로 배포하고 있는데, 본 실시 예는 이 데이터에 포함되어 있는 해수면 영상들을 이용한다.
For example, in the present embodiment, the geostationary orbit satellite capturing and providing the sea level image may be the world's first Geostationary Ocean Color Imager, which is the geostationary orbital ocean observing satellite. Chollian Satellite is a geostationary orbit combined satellite that performs ocean observation, meteorological observation and communication service functions. The Chollian Satellite consists largely of marine observation system, weather observation system and communication system. GOCI, an ocean observation system, performs functions such as monitoring the marine environment and marine ecology around the Korean peninsula, estimating the chlorophyll production in the ocean, and generating fishery information. The Marine Satellite Center of the Korea Ocean Research and Development Institute, which operates the GOCI, distributes data collected by GOCI for free, and this embodiment uses the sea level images included in the data.

부유물 농도 추출 모듈(20)은 해수면 영상 수신 모듈(10)이 수신한 해수면 영상들로부터 부유물의 농도를 추출하는 기능을 수행한다.The float concentration extracting module 20 extracts the concentration of floating matters from the sea level images received by the sea level receiving module 10.

수신한 해수면 영상들로부터 부유물의 농도를 추출하기 위하여, 부유물 농도 추출 모듈(20)은 도 2에 개시된 바와 같이, 해색 영상 생성부(22) 및 부유물 농도 연산부(24)를 포함하여 구성될 수 있다.The float concentration extracting module 20 may include a color image generating unit 22 and a float concentration calculating unit 24 as shown in FIG. 2 in order to extract the float concentration from the received sea level images .

해색 영상 생성부(22)는 해수면 영상 수신 모듈(10)이 수신한 해수면 영상에서 대기에 의한 잡음 성분을 제거하여 해색 영상을 생성하는 기능을 수행한다. 즉, 해색 영상은 정지궤도 위성이 촬영하여 전송한 해수면 영상에서 대기에 의한 잡음을 제거한 영상이다.The color image generating unit 22 performs a function of removing a noise component due to the atmospheric air from the sea surface image received by the sea surface image receiving module 10 to generate a color image. In other words, the color image is an image obtained by removing the noise caused by the atmosphere in the sea surface image captured and transmitted by the geostationary satellite.

부유물 농도 연산부(24)는 해색 영상으로부터 부유물 농도를 연산하는 기능을 수행한다. 보다 구체적으로, 부유물 농도 연산부(24)는 해색 영상에 포함되어 있는 촬영 성분들의 농도를 소프트웨어적인 처리를 통해 간접적으로 유추하는 기능을 수행한다.The floating matter concentration calculating unit 24 performs a function of calculating the floating matter concentration from the color image. More specifically, the floating-matter concentration calculation unit 24 indirectly deduces the concentration of the imaging components included in the color image through a software process.

예를 들어, 부유물 농도 연산부(24)는 영상 정보 추출부(242) 및 부유물 농도 결정부(244)를 포함하여 구성될 수 있다.For example, the float concentration calculator 24 may include an image information extractor 242 and a float concentration determiner 244.

영상 정보 추출부(242)는 파장 대역별로 해색 영상의 휘도 정보와 색상 정보를 추출하는 기능을 수행한다. 여기서의 파장 대역들은 정지궤도 위성이 해수면 영상을 촬영할 시에 설정한 파장 대역들과 동일하다.The image information extracting unit 242 extracts luminance information and color information of a color image for each wavelength band. The wavelength bands here are the same as the wavelength bands set when the geostationary satellite captures sea level images.

부유물 농도 결정부(244)는 파장 대역별로 추출된 해색 영상의 휘도 정보와 색상 정보를 미리 저장되어 있는 농도 판단 기준 정보와 비교함으로써, 부유물의 농도를 결정하는 기능을 수행한다. 부유물의 농도는 해색 영상에 포함되어 있는 촬영 성분들로부터 추출될 수 있다.The floater concentration determiner 244 determines the concentration of the floater by comparing the luminance information and the color information of the color image extracted for each wavelength band with the concentration criterion information stored in advance. The concentration of the suspended matter can be extracted from the imaging components included in the color image.

농도 판단 기준 정보는 실험을 통해 획득한 정보로서, 파장 대역별 영상의 휘도와 색상에 대응하는 농도로 구성된 정보이며, 소정의 메모리 영역에 룩업 테이블(Look-up Table) 등의 형식으로 미리 저장되어 있는 정보이다.
The density determination reference information is information obtained through experiments and is composed of a density corresponding to the luminance and color of the image of each wavelength band and is previously stored in a predetermined memory area in the form of a look-up table Information.

해류 벡터 연산 모듈(30)은 부유물 농도 추출 모듈(20)에 의해 추출된 부유물 농도 영상에서 특정 농도 패치의 위치 변화 정보에 따라 해류 벡터를 연산하는 기능을 수행한다. 여기서, 특정 농도 패치란 특정 해역에서 부유물 농도의 차이로 만들어지는 여러 가지 형태의 모양을 의미한다.The current vector calculation module 30 calculates the current vector according to the position change information of the specific density patch in the suspen- sion concentration image extracted by the float concentration extraction module 20. [ Here, a specific concentration patch means various shapes of shapes produced by differences in float concentration in a specific sea area.

앞서 설명한 바 있지만, 해수면 영상 수신 모듈(10)은 정지궤도 위성으로부터 제1 주기로 복수 파장 대역별 해수면 영상을 수신하며, 제1 주기는 해류 벡터의 시간 해상도 즉, 특정 시간 영역에서 얼마나 많은 수의 해류 벡터를 연산할 것이지 여부에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 주기가 30분인 경우, 7시간 동안 해류 벡터 연산 모듈(30)이 연산하는 해류 벡터의 수는 14개가 된다. 해류 벡터의 수는 보간법을 이용하여 증가될 수 있다. 즉, 해류 벡터 연산 모듈(30)은 보간법을 이용하여 제1 주기보다 짧은 제2 주기로 해류 벡터를 연산하도록 구성될 수 있다.
As described above, the sea level image receiving module 10 receives a sea level image of a plurality of wavelength bands in a first period from a geosynchronous orbit satellite, and the first period is a time resolution of a current vector, that is, Whether or not to operate the vector. For example, if the first period is 30 minutes, the number of current vector computed by the current vector computation module 30 for 7 hours is 14. The number of current vectors can be increased by interpolation. That is, the current vector calculation module 30 may be configured to calculate the current vector at a second period shorter than the first period using an interpolation method.

해수면 흐름 추정 모듈(40)은 해류 벡터 연산 모듈(30)에 의해 연산된 해류 벡터를 연속적으로 연결하여 해수면의 흐름을 추정하는 기능을 수행한다. 이 때, 시간적으로 바로 이전에 연산된 해류벡터의 끝 점이 바로 다음에 연산된 해류벡터의 시작점이 된다. 예를 들어, 제1 주기가 30분인 경우, 특정 일 9시 30분에 연산된 해류벡터의 끝 점이 10시에 연산될 해류벡터의 시작 점이 된다.
The sea surface flow estimation module 40 performs a function of continuously estimating the sea surface flow by connecting the ocean current vectors calculated by the ocean current vector calculation module 30 continuously. At this time, the end point of the current vector computed immediately before in time is the starting point of the current computed current vector. For example, if the first period is 30 minutes, the end point of the current vector computed at 9:30 on a particular day is the starting point of the current vector to be computed at 10.

이하에서는 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 해수면 모니터링 장치의 구체적인 동작의 예를 설명한다.Hereinafter, an example of a specific operation of the sea surface monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 3을 참조하면, 먼저 단계 S10에서는, 해수면 영상 수신 모듈(10)이 정지궤도 위성으로부터 미리 설정된 복수의 파장 대역별로 촬영된 동일 지역의 해수면 영상을 미리 설정된 주기로 수신하는 과정이 수행된다. 예를 들어, 주기가 30분이고 파장 대역의 수가 8개인 경우, 7시간동안 해수면 영상 수신 모듈(10)이 정지궤도 위성으로부터 수신하는 해수면 영상의 수는 14*8 = 112개이다. 본 실시 예는 이 해수면 영상들에 대하여 이하의 신호처리를 통해 해수면에서의 해류의 흐름을 추적하도록 구성된다.Referring to FIG. 3, in step S10, a process of receiving a sea level image of the same area photographed by a sea level image receiving module 10 in a plurality of wavelength bands preset from a geosynchronous orbit satellite is performed at a predetermined cycle. For example, if the period is 30 minutes and the number of wavelength bands is 8, the number of sea level images received from the geostationary satellite by the sea level image receiving module 10 for 7 hours is 14 * 8 = 112. This embodiment is configured to track the flow of ocean currents at sea level through the following signal processing for these sea level images.

다음으로 단계 S20에서는, 해색 영상 생성부(22)가 해수면 영상 수신 모듈(10)에 의해 수신된 해수면 영상에서 대기에 의한 잡음 성분을 제거하여 해색 영상을 생성하는 과정이 수행된다. 앞서 제시한 예에서와 같이 해수면 영상 수신 모듈(10)이 수신한 해수면 영상의 수가 112개인 경우, 해색 영상 생성부(22)가 생성하는 해색 영상의 수도 112개이다.Next, in step S20, a process of generating a color image by removing a noise component due to atmospheric air from the sea level image received by the sea level image receiving module 10 by the color image generating unit 22 is performed. If the number of sea level images received by the sea level image receiving module 10 is 112 as in the above example, the number of the color image generated by the color image generating unit 22 is 112.

다음으로 단계 S30에서는, 영상 정보 추출부(242)가 파장 대역별로 해색 영상의 휘도 정보와 색상 정보를 추출하는 과정이 수행된다. 여기서의 파장 대역들은 정지궤도 위성이 해수면 영상을 촬영할 시에 설정한 파장 대역들과 동일하다.Next, in step S30, the image information extracting unit 242 extracts brightness information and color information of a color image by wavelength band. The wavelength bands here are the same as the wavelength bands set when the geostationary satellite captures sea level images.

다음으로 단계 S40에서는, 부유물 농도 결정부(244)가 영상 정보 추출부(242)에 의해 파장 대역별로 추출된 해색 영상의 휘도 정보와 색상 정보를 미리 저장되어 있는 농도 판단 기준 정보와 비교하여 부유물 농도를 결정하는 과정이 수행된다. 부유물 농도는 해색 영상에 포함되어 있는 촬영 성분들로부터 추출될 수 있다. 농도 판단 기준 정보는 실험을 통해 획득한 정보로서, 파장 대역별 영상의 휘도와 색상에 대응하는 농도로 구성된 정보이며, 소정의 메모리 영역에 룩업 테이블(Look-up Table) 등의 형식으로 미리 저장되어 있는 정보이다.Next, in step S40, the float concentration determination unit 244 compares the brightness information and color information of the color image extracted by the image information extraction unit 242 for each wavelength band with the previously stored concentration determination reference information, Is performed. The float concentration can be extracted from the imaging components included in the color image. The density determination reference information is information obtained through experiments and is composed of a density corresponding to the luminance and color of the image of each wavelength band and is previously stored in a predetermined memory area in the form of a look-up table Information.

다음으로 단계 S60에서는, 해류 벡터 연산 모듈(30)이 부유물 농도 추출 모듈(20)에 의해 추출된 부유물 농도 영상에서 특정 부유물 농도 패치의 위치 변화 정보에 따라 해류 벡터를 연산하는 과정이 수행된다.Next, in step S60, a process of calculating the current vector according to the position change information of the specific float concentration patch on the float concentration image extracted by the float concentration module 20 is performed.

앞서 설명한 바 있지만, 단계 S10에서, 해수면 영상 수신 모듈(10)은 정지궤도 위성으로부터 미리 설정된 주기로 복수 파장 대역별 해수면 영상을 수신하며, 이 주기는 해류 벡터의 해상도 즉, 특정 시간 영역에서 얼마나 많은 수의 해류 벡터를 연산할 것이지 여부에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 주기가 30분인 경우, 7시간 동안 해류 벡터 연산 모듈(30)이 연산하는 해류 벡터의 수는 14개가 된다. 해류 벡터의 수는 보간법을 이용하여 증가시킬 수 있다.As described above, in step S10, the sea level image receiving module 10 receives a sea level image of a plurality of wavelength bands at a predetermined cycle from a geosynchronous orbit satellite, and this cycle is a resolution of the current vector, that is, Or the current vector of the current flow. For example, if the period is 30 minutes, the number of current vector computed by the current vector computation module 30 for 7 hours is 14. The number of current vectors can be increased by interpolation.

다음으로 단계 S70에서는, 해수면 흐름 추정모듈(40)이 해류 벡터 연산 모듈(30)에 의해 연산된 해류 벡터를 연속적으로 연결하여 해수면 흐름을 추정하는 과정이 수행된다.
Next, in step S70, the process of estimating the sea surface flow is performed by continuously connecting the sea current vectors calculated by the sea current vector calculation module 30 with the sea surface flow estimation module 40.

도 4에 본 발명의 일 실시 예에 따른 해수면 모니터링 장치를 이용하여 부유물의 농도를 계산한 후 특정 농도 패치가 이동하는 위치를 파악하여 해류 벡터를 연산해 내고, 연산된 해류 벡터를 연속적으로 연결하여 해수면 흐름을 추정하는 방법이 이미지를 통해 개념적으로 개시되어 있다.4, the concentration of suspended solids is calculated using the sea level monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention, and the current position of the specific concentration patch moves is calculated to calculate the current vector, and the calculated current vector is continuously connected A method for estimating the sea surface flow is conceptually disclosed in the image.

도 5와 도 6은 종래 기술과 본 발명의 일 실시 예에 있어서의 해수면 흐름을 추정하는 방법을 비교하여 설명하기 위한 도면이다.FIGS. 5 and 6 are diagrams for explaining and comparing a conventional method and a method for estimating a sea surface flow in an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 종래 기술은 하나의 해류 벡터를 구하기 위해, 9시에서의 부유물질 영상에 있는 특정 농도 패치가 10시에서의 부유물질 영상에서 어디로 이동했는 지를 찾은 후, 경과된 시간과 거리를 이용해 해류 벡터를 산출한다.Referring to FIG. 5, in order to obtain one current vector, the prior art finds where a specific concentration patch in a floating substance image at 9 o'clock has moved from a floating substance image at 10 o'clock, To calculate the current vector.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따라, 미리 설정된 주기로 촬영한 해수면 영상으로부터 해수면 흐름을 추정하는 과정이 이미지를 통해 개념적으로 개시되어 있으며, 매 시간 산출된 해류 벡터들을 연결하여 해류의 시간 별 흐름을 파악할 수 있도록 구성되어 있다.Referring to FIG. 6, a process of estimating a sea surface flow from a sea level image photographed at a preset period is conceptually disclosed through an image, and a method of connecting the calculated ocean current vectors every time, It is structured to grasp the flow by time.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 추정된 해수면 흐름 결과를 종래 기술과 비교하여 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 is a diagram for explaining estimated sea level flow results according to an embodiment of the present invention, in comparison with the prior art.

도 7의 (b)를 참조하면, 종래 기술을 통해 산출된 해류 벡터가 개시되어 있으며, 이 결과를 해석하면, 해류가 동북쪽으로 느리게 이동한 것으로 판단할 수 밖에 없다.Referring to FIG. 7 (b), a current vector calculated through a conventional technique is disclosed, and it can be determined that the current has moved slowly to the northeast.

그러나 도 7의 (c)를 참조하면, 본 실시 예에 따른 해수면 흐름 정보가 개시되어 있으며, 이를 해석하면, 종래 기술과는 다르게 실제로는 해류가 북쪽으로 올라갔다가 남쪽으로 다시 내려왔다는 것을 알 수 있다.However, referring to FIG. 7 (c), the sea level flow information according to the present embodiment is disclosed, and it can be understood that unlike the conventional art, the sea current actually rises to the north and then descends to the south .

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라, 추정된 해수면 흐름을 지도에 표시한 영상이 개시되어 있다.
8 shows an image in which an estimated sea level flow is displayed on a map according to an embodiment of the present invention.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 정지궤도 해양관측위성으로부터 전송받은 영상을 분석하여 해수면의 흐름을 준 실시간으로 정확하게 추적할 수 있는 해수면 모니터링 장치가 제공되는 효과가 있다.
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a sea surface monitoring apparatus capable of analyzing an image transmitted from a geostationary orbiting satellite and accurately tracking the flow of the sea surface in real time in real time.

이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부된 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. In addition, it is a matter of course that various modifications and variations are possible without departing from the scope of the technical idea of the present invention by anyone having ordinary skill in the art.

10: 해수면 영상 수신 모듈
20: 부유물 농도 추출 모듈
22: 해색 영상 생성부
24: 부유물 농도 연산부
30: 해류 벡터 연산 모듈
40: 해수면 흐름 추정 모듈
242: 영상 정보 추출부
244: 부유물 농도 결정부10: Sea level image receiving module
20: float concentration extraction module
22: a color image generating unit
24: float concentration calculating unit
30: Current vector calculation module
40: sea surface flow estimation module
242:
244: Suspension concentration determination unit

Claims (7)

해수면 흐름 모니터링 장치에 있어서,
정지궤도 위성으로부터 동일 지역의 해수면 영상을 미리 설정된 제1 주기로 수신하는 해수면 영상 수신 모듈;
상기 해수면 영상 수신 모듈이 수신한 해수면 영상들로부터 부유물의 농도를 추출하는 부유물 농도 추출 모듈; 및
상기 부유물 농도 추출 모듈에 의해 추출된 부유물의 농도 영상에서 특정 농도 패치의 위치 변화 정보에 따라 해류 벡터를 연산하는 해류 벡터 연산 모듈을 포함하는, 해수면 흐름 모니터링 장치.A sea surface flow monitoring apparatus comprising:
A sea level image receiving module for receiving a sea level image of the same area from a geosynchronous geosynchronous satellite at a predetermined first cycle;
A float concentration extracting module for extracting a float concentration from the sea level images received by the sea level image receiving module; And
And a current vector calculation module for calculating a current vector according to the position change information of the specific density patch in the density image of the suspended matter extracted by the float concentration extraction module. 제1항에 있어서,
상기 해수면 영상은 미리 설정된 복수의 파장 대역별로 촬영된 영상들인 것을 특징으로 하는, 해수면 흐름 모니터링 장치.The method according to claim 1,
Wherein the sea level image is images taken by a plurality of predetermined wavelength bands. 제2항에 있어서,
상기 부유물 농도 추출 모듈은
상기 해수면 영상 수신 모듈이 수신한 해수면 영상에서 대기에 의한 잡음 성분을 제거하여 해색 영상을 생성하는 해색 영상 생성부; 및
상기 부유물의 농도를 연산하는 부유물 농도 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 해수면 흐름 모니터링 장치.3. The method of claim 2,
The float concentration extraction module
A color image generating unit for generating a color image by removing a noise component due to atmospheric air from the sea level image received by the sea level image receiving module; And
And a suspended solids concentration calculation unit for calculating a concentration of the suspended solids. 제3항에 있어서,
상기 부유물 농도 연산부는
상기 파장 대역별로 상기 해색 영상의 휘도 정보와 색상 정보를 추출하는 영상 정보 추출부; 및
상기 파장 대역별로 추출된 해색 영상의 휘도 정보와 색상 정보를 미리 저장되어 있는 농도 판단 기준 정보와 비교하여 상기 해색 영상에 포함되어 있는 부유물의 농도를 결정하는 부유물 농도 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 해수면 흐름 모니터링 장치.The method of claim 3,
The float concentration calculator
An image information extracting unit for extracting luminance information and color information of the color image for each wavelength band; And
And a float concentration determiner for determining a concentration of suspended matter contained in the color image by comparing luminance information and color information of the color image extracted for each wavelength band with previously stored concentration criterion information, Sea surface flow monitoring device. 제4항에 있어서,
상기 농도 판단 기준 정보는 상기 파장 대역별 영상의 휘도와 색상에 대응하는 농도로 구성된 정보인 것을 특징으로 하는, 해수면 흐름 모니터링 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the concentration determination reference information is information composed of a density corresponding to the luminance and color of the image of each wavelength band. 제1항에 있어서,
상기 해류 벡터 연산 모듈은 보간법을 이용하여 상기 제1 주기보다 짧은 제2 주기로 해류 벡터를 연산하는 것을 특징으로 하는, 해수면 흐름 모니터링 장치.The method according to claim 1,
Wherein the current vector computation module computes a current vector at a second period shorter than the first period using an interpolation method. 제1항에 있어서,
상기 해류 벡터 연산 모듈에 의해 연산된 해류 벡터를 연속적으로 연결하여 해수면 흐름을 추적할 수 있도록 하는 해수면 흐름 추정 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 해수면 흐름 모니터링 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a sea surface flow estimation module for continuously connecting the ocean currents calculated by the ocean current vector calculation module to track the sea surface flow.
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