미계측유역을 대상으로 DNN 기반 Sentinel 토양수분산정 기법 평가 = Assessment of DNN-based Sentinel Soil Moisture Estimation Approach for Ungauged Watershed
저자
이태화 ( Taehwa Lee ) ; 천범석 ( Beomseok Chun ) ; 정영훈 ( Younghun Jung ) ; 신용철 ( Yongchul Shin )
발행기관
학술지명
한국농공학회 학술대회초록집(Proceedings of the Korean Society of Agricultural Engineers Conference)
권호사항
발행연도
2022
작성언어
-주제어
KDC
500
자료형태
학술저널
수록면
204-204(1쪽)
제공처
본 연구에서는 LANDSAT/Sentinel-1 SAR 위성영상을 이용한 DNN 기반 고해상도 공간분포 토양수분 산정기술을 개발하였으며, 미계측유역에 적용하여 토양수분 모의성능을 평가하였다. Sentinenl-1 위성은 SAR 센서를 이용하여 기상상태에 영향을 받지 않고 지상관측이 가능하다. 또한 SAR 센서의 후방산란계수는 지표면의 수분함량이 클수록 높게 나타나는 특성이 있으며, 토양수분과의 선형적인 관계를 가진다. 따라서 이러한 후방산란계수의 특징과 기상자료 및 지표특성자료를 활용하여 고해상도 공간분포 토양수분을 산정하였다. 학습지역은 경상남도 거창군 거창읍 지역을 선정하여 연구를 진행하였다. 입력자료는 30m × 30m 해상도로 Resample 하여 DNN 모형의 학습한 후, 10m × 10m 해상도의 고해상도 공간분포 토양수분을 산정하였다. 산정결과, 모의 토양수분(DNN 기반 공간분포 토양수분)이 관측토양수분(LANDSAT7 기반 공간분포 토양수분)을 잘 반영하는 것(R:0.938/RMSE:0.010)으로 나타났다. 이를 바탕으로 미계측유역에 대한 토양수분 모의 성능을 평가하고자 전라북도 장수군 장수읍, 무주시 무주읍, 충청북도 계룡시 두마면을 미계측유역으로 가정하여 고해상도 공간분포 토양수분을 산정하였다. 미계측유역에 대한 적용결과, 장수군 장수읍(R:0.859/RMSE:0.023), 무주시 무주읍(R:0.912/RMSE:0.017) 및 계룡시 두마면(R:0.871/RMSE:0.012)의 모의 토양수분이 관측 토양수분과 매우 유사한 것으로 나타났다. 비록 제한된 실측 자료로 인하여 본 연구에서는 LANDSAT7기반의 공간분포 토양수분을 이용하여 학습을 진행하였으나, 도출된 결과를 기반으로 Sentinel-1 SAR 기반 후방산란계수, 지표특성자료 및 원격탐사자료를 활용하여 고해상도 공간분포 토양수분 산정이 가능한 것으로 판단되었다. 이를 바탕으로 Seninel-1 SAR센서 이미지자료와 DNN 기법을 연계한 고해상도 토양수분자료가 농업, 수문, 환경 등 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
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