정지궤도해색위성 자료를 위한 대기보정 및 BRDF 보정 방법 연구

Abstract

기존의 해색위성자료를 위한 대기보정 방법은 대양의 맑은 CASE-I water 특성의 해역에 맞도록 개발된 것이다. 하지만 우리나라 주변에는 탁한 CASE-II water 특성을 나타내는 해역들이 많기 때문에 이러한 기존의 대기보정 방법으로는 대기에 의한 영향을 효과적으로 제거할 수 없다. 현재 우리나라에서는 2009년 11월 발사 예정인 정지궤도해색위성 (Geostationary Ocean Color Imager, GOCI)을 개발 중이다. GOCI는 35,000 km 상공에서 정지하여 한반도 주변지역을 한 시간 간격으로 하루에 8번 고정적으로 관측할 계획이다. 따라서 GOCI 자료에 대한 대기보정을 위해서 기존의 방법들과는 다른 우리나라 해역 특성에 맞는 CASE-II water 해역을 위한 새로운 대기보정 방법이 필요하다. 또한 관측영역은 고정되어 있지만 태양의 위치가 항상 변하는 정지궤도 위성의 특성상 한 주어진 지점의 해수 신호 값은 시간에 따라서 변하기 때문에 관측된 신호의 크기를 태양과 위성이 항상 수직 방향에 위치한다고 가정한 상태에서의 신호 값으로 변환해 주어야 한다. 이러한 과정은 BRDF (Bidirectional Reflectance Distribution Function)을 이용하여 보정할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 앞으로 한반도 주변 해역을 고정적으로 관측하게 될 우리나라의 해색위성인 GOCI 자료에 맞는 대기보정 방법과 BRDF 보정 방법을 개발하고자 한다. 대기보정을 위해서 기존의 방법에 탁도가 높은 해역의 스펙트럼을 이용하여 CASE-II water 해역에서도 적용 가능하도록 개선하였고, BRDF의 경우 위성-태양-관측 지점의 상대적인 기하학적 상태에 따라 규격화하는 과정을 모델화 하여 보정하였다. 대기보정 및 BRDF 보정의 결과는 SeaWiFS 위성에서 얻어진 다양한 대기환경에서의 자료를 이용하여 광범위하게 테스트되었고, 결과는 한국 남서해안의 탁도가 높은 연안에서 현장 관측된 자료를 이용하여 검증하였다. 앞으로 본 연구에서 개발된 새로운 대기보정 방법과 BRDF 보정 방법을 우리나라 주변 해역에서 얻어진 위성영상에 적용한다면 환경 변수 추출 시 에러 값을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.