| 초록 |
본 발명은 재난안전을 위해 폭염 분석정보를 제공하기 위한 열분포도 작성 시스템에 관한 것으로, 위성수신 안테나들과; 상기 안테나들로부터 각각 수신된 위성정보들을 데이터인터페이스와 위성모뎀을 거쳐 수신하기 위한 수신서버들과; 상기 수신서버들에 각각 연결된 영상처리 서버들과; 상기 영상처리 서버들로 부터 전송된 위성정보들을 취합, 가공 및 저장하고 관리자와 사용자에게 제공하기 위한 위성영상 저장 및 관리서버로 구성되는데,상기 위성수신 안테나는 미국 USGS의 Landsat-8 영상을 수신하기 위한 안테나와, 미국 NASA의 MODIS 영상을 수신하기 위한 안테나로 구성되며,상기 Landsat-8 영상 수신용 안테나는 데이터 인터페이스 장비를 사이에 두고 광케이블과 LAN에 의해 Landsat-8 수신 서버에 연결되고, 위성모뎀을 사이에 두고 각각 RF 케이블과 LAN에 의해 Landsat-8 수신 서버에 연결되며,상기 MODIS 영상 수신용 안테나는 광케이블에 의해 데이터 인터페이스 장비에 연결되고, 상기 데이터 인터페이스 장비는 위성모뎀을 사이에 두고 각각 USB와 LAN에 의해 MODIS 수신 서버에 연결되며,상기 Landsat-8 수신 서버와MODIS 수신 서버는 LAN에 의해 각각 Landsat-8 영상처리 서버와 MODIS 영상처리 서버에 연결되고, 상기Landsat-8 영상처리 서버와 MODIS 영상처리 서버는 위성영상 저장 및 관리서버에 연결되는데,상기 Landsat-8 영상처리 서버에서는 Landsat-8 위성자료의 TIR-1 분광밴드(Band 10)에 아래의 식을 적용하여 산출된 밝기온도를 상기 위성영상 저장 및 관리 서버에 전송하며, (T는 밝기온도, K1과 K2는 Landsat-8 메타정보에포함된 방사보정 계수, 는 방사량)상기 MODIS 영상처리 서버에서는 MODIS 위성영상을 시누소이드 도법(sinusoidal projection)에서 그리드 형태를 가지는 HDF4(Hierarchical Data Format) 형식으로 산출한 지표온도를 상기 위성영상 저장 및 관리 서버에 전송하며, 상기 위성영상 저장 및 관리 서버에는 Landsat-8 위성자료에 의한 밝기온도와, MODIS 위성자료에 의한 지표온도 외에도 지상 관측자료에 의한 지표면 온도 관련 정보가 제공되고, 기타 공간정보 보조자료로서 정규식생지수, 수치표면모델,총 일사량, 경사방향, 경사도가 제공되는데,상기 지상 관측자료는 기상청에서 제공하는 종관기상 관측자료와 국립산림과학원에서 제공하는 자동 기상관측 자료이며,상기 정규식생지수는 Landsat-8 위성자료의 4, 5번밴드를 사용하되, DN(Digital Number)로 제공되는 Level-1 자료에서 방사 및 대기보정의 추가적인 전처리가 이루어진 값으로서, 아래 식에서와 같이 적색과 근적외선 분광밴드의 반사도 차이를 정규화 한 지수이며,상기 수치표면모델은 기온 추정을 위한 입력자료로서, 일본 우주항공연구개발기구에서 제공한 ALOS World 3D(AW3D30)을 사용하며,상기 총 일사량은 특정 기간 동안 태양으로부터 지표면에 도달하는 태양복사 량인 직사광 및 산란광에 의해 산출된 값이며,상기 경사방향은 북쪽(0°)을 기준으로 시계방향으로동(90°), 남(180°), 서(270°)쪽을 기준으로 경사면의 방향을 나타낸 값으로 아래식과 같이 산출되며,상기 경사도는 수평을 기준으로 한 기울기로서 아래와 같이 산출되며, (vd는 고저차, hd는 수평거리) 상기 위성영상 저장 및 관리 서버에 Landsat-8 위성자료에 의한 밝기온도와, MODIS 위성자료에 의한 지표온도와, 지상 관측자료와, 기타 공간정보 보조자료들이 제공되면, 상기 위성영상 저장 및 관리 서버 내 구비된 머신러닝 기반 기온측정 알고리즘이 수행되어 해당지역에 대한 평균기온이 산출되고 열분포도가 작성되는데, 머신러닝 기반 기온측정 알고리즘으로서 랜덤 포레스트와 다층 퍼셉트론 알고리즘을 사용한 것을 특징으로 한다. |
