ALOS-PALSAR 북극관측 다중 편파 데이터를 이용한 해빙 편파 특성 분석

Abstract

극지방의 해빙은 지구의 복사평형, 심층수 형성 등 지구의 생태계를 유지하는 물리 현상 뿐만 아니라 극지방 연안 및 해안 서식지의 기후, 그리고 항로 등 인간 생활에 관련된 환경에 밀접한 영향을 끼친다. 최근에는 지구 온난화로 인한 해수면 상승으로 인해 항로 개척과 자원개발의 필요성이 대두 되면서 북극에 대한 장/단기 적인 관측이 요구되고 있다. 하지만 극지방은 극야현상과 구름이 자주 형성되는 환경으로 인해 기존의 광학위성이나 항공기를 이용하는 방법으로는 동일 지역에 대한 규칙적인 반복관측이 불가능하다. 위성 SAR(Synthetic Aperture Radar)는 광학위성이나 항공기와는 달리 주/야, 기상여건에 관계없이 운용 가능하고 동일 지역의 반복적인 관측이 가능하여 지구 원격 탐사 센서로서 이용되고 있다. 특히 최근 고해상도, 다중편파 SAR센서를 탑재한 위성이 개발되어 SAR 영상을 이용한 북극해빙의 관측하고 해빙의 종류를 판별하는 연구가 필요한 실정이다. 본 논문에서는 북극지방의 해빙 형성과정에 따른 해빙 종류를 정립하고 이에 따른 전파 특성을 분석한다. SAR 방정식에서 표적 RCS는 단위 해상도에 따른 산란 계수로 표현 가능하고, 다중편파 데이타에서는 송수신 편파 특성에 따라 표적의 특성에 따른 산란계수를 획득할 수 있으므로 이를 이용하여 다중편파 데이타를 이용한 SAR 영상 재형성 기법과 영상 내 산란계수의 고유치에 기반한 분류 기법을 정립한다. 북극관측 SAR 영상은 2009년 5월 23일에 ALOS위성에 탑재된 PALSAR에서 측정된 HH, HV, VH, 그리고 VV의 레벨 1.1 SLC 데이터를 이용하여 형성되었으며 각 편파별 영상의 특징을 분석하였다. 그리고 제시된 기법을 적용하여 α-angle/Entropy/Anistropy에 도메인에서의 해빙을 분류하고 분류된 해빙의 편파 특성을 분석한다.