(19) 한민 특허청(KR)

(12) 등 특허공보(B1)

(45) 공고 2014 06월10

(11) 등 10-1404430

(24) 등 2014 05월30

(51) 특허 (Int. Cl.)

G01W 1/00 (2006.01) G01J 5/48 (2006.01)(21) 원 10-2013-0066727

(22) 원 2013 06월11

심사청 2013 06월11

(56) 행 사문헌

KR101207925 B1

JP2003296702 A

JP2007232652 A

(73) 특허

울시립 학 산학 단

울특별시 동 문 울시립 163 ( 동,울시립 학 )

(72)

울 동 동 39 46, 라동 203 (동동, 공 빌라)

울 랑 상 앙 8 104, 1411동 904 (상 동, 태 시앙아 트)

(74) 리

특허 에 치엠피

체 청 항 : 6 항 심사 : 래

(54) 칭 상 한 지 도감

(57) 약

본 상 한 지 도감 에 한 것 , 본 , 지 도감 하

한 상지역 하는 단계; 상 상지역 과 계산하는 단계; 상 상지역에

치에 도 하는 단계; 상 과 과 상 도 도차 계산하

여 도차 상 하는 단계; 상 도차 상과 동 지역 지 고도 료(DEM; Digital Elevation

Map) 고도별 도차 포 하여 지 도감 하는 단계 포함한다.

본 에 하 , 상 내 지 간 복사 과 과 계 하여 지 도감 함 , 지

도감 도 , 후변 에 한 도변 , 고산지 도 험 측, 고산지 생태계 등과

같 다양한 야에 는 과가 다.

도 - 도3

등록특허 10-1404430

- 1 -

지원한 가연 개 사업

과 고 1345178484

처 과학

연 사업 우주핵심 개 사업

연 과 한 과 보 개

여 1/1

주 울시립 학

연 간 2012.07.01 ~ 2013.06.30

등록특허 10-1404430

- 2 -

특허청

청 항 1

지 도감 하 한 상지역 하는 단계;

상 상지역 과 계산하는 단계;

상 상지역에 치에 도 하는 단계;

상 과 과 상 도 도차 계산하여 도차 상 하는 단계;

상 도차 상과 동 지역 지 고도 료(DEM; Digital Elevation Map) 고도별 도차 포 하

여 지 도감 하는 단계 포함하는 상 한 지 도감 .

청 항 2

1항에 어 ,

상 지 도감 단계는, 귀 통하여 지 도감 하는 상 한 지

도감 .

청 항 3

2항에 어 , 상 지 도감 단계는,

지 고도 료 도차 상 공간해상도 지니도 리샘플링하는 단계;

상 지 고도 료 도차 고도에 도차 하는 단계;

상 도차 통해 귀곡 계산하는 단계 포함하는 상 한 지 도감

.

청 항 4

1항에 어 ,

상 과 계산 단계는, 상 과 하 해 실시하는 상 한 지

도감 .

청 항 5

1항에 어 ,

상 상지역 단계는, 사 하여 지 에 하는 복사에 지 사 도(radiant

temperature) 한 후 상지역 하는 상 한 지 도감 .

청 항 6

1항에 어 ,

상 도 단계는, 상 근사 지 도 측하여 하거나, 측에 하

여 측하는 상 한 지 도감 .

등록특허 10-1404430

- 3 -

야

본 상 한 지 도감 에 한 것 , 욱 상 하게는 동 상 측 비 없[0001]

지 도감 가능한 상 한 지 도감 에 한 것 다.

본 과학 한 연 재단 우주핵심 개 사업 행한 연 도 것[0002]

다[과 리 : 1345178484, 과 : 한 과 보 개 ].

경

고산지 는 고도가 낮 지역과는 달리 도변 가 심하여 간 우, 폭 짙 안개 등[0003]

악천후가 식간에 생할 , 고산지 에 한 지식 없는 사람 야간에 러한 고산지 에

경우 갑 러운 악천후 하여 사고 당할 가능 , 간 얼어 도 는 통사고 원

문에 연 시 별 고산지 에 한 고도상승에 도변 에 한 해가 다.

도 료 집할 는 동 상 측 비는 가 많 지역에 집 포하여 산악지 에는 드문 편 ,[0004]

고산지 에 드러지게 나타나는 람과 우 폭 에 해 비가 고 날 가능 , 공

또한 지 않아 1~2 도 단 측에 사 어 다.

라 , 상 산악지 도 하는 개 어 다. 는 집[0005]

지 복사에 지 도 변 하는 , 측 가능하 , 주 니 링 가능하 ,

득비 감시킬 , 지 도감 할 는 다.

러한 지 도 산 과 특허등 1207925 공개특허 2009-0088131 에 안[0006]

다.

하에 래 특허등 1207925 공개특허 2009-0088131 에 개시 지 도 산 [0007]

고편차 고 한 지 그 시 간략 한다.

도 1 특허등 1207925 ( 하 ' 래 1' 라 함)에 지 도 산 하 한 ( , 시뮬[0008]

) 료 생 하는 과 보여주는 도 다. 도 1에 보는 같 래 1 지 도 산

상 상에 해 측 어도 하나 지 도 산 지 에 한 프 , 천 각,

, 차 지 도 감 어도 하나 상 포함하는 상 득하는 상 득

단계; 상 상 천 각 각도 내에 는 지 단하여 상 각도 내 지

도 산 지 개 결 하는 지 도 산 지 개 결 단계; 상 결 지 도 산 지

1 검 한 1 값과, 상 1 과 상 한 2 검 하는 2

값 하고, 상 1 과 2 차 에 해당하는 차 값 하는 차

산 단계; 상 차 상 1 값 감산하여 상 2 하고, 상 2

값 미만 지 단하는 값 미만 여 단 단계; 단 결과, 값 미만 상 상

지 도 감 에 주간/야간/ 체별 하는 주/야간/ 체별 단계; 상 차에

1 가값 하여 가 차가 1 내에 는 지 단하는 가 차 단

단계; 상 1 에 2 가값 하여 가 2 내에 는지 단하

는 가 단 단계; 지 도 복사 달 (시뮬 )하여 상 주간/야간/ 체별

료 생 하는 료 생 단계 포함한다.

그러나 래 1에 한 지 도 산 통해 도 측 하여 하므 도는 [0009]

과 복사 (emissivity)에 해 실측 통해 측 한 도 는 차 가 다. 지 복사에 지

는 산란, 에 해 감쇠가 어 에 집 , 복사 지 색상, 거칠 ,

함 량 등에 해 달라지 문에 한 복사 알 없 므 , 상 한 도

하는 것 매우 어 다.

도 2는 공개특허 2009-0088131 ( 하 ' 래 2'라 함)에 주/야간 시간 변 에 가 합 [0010]

한 지 도 산 식 만드는 과 보여주는 도 다. 도 2에 보는 같 래 고편차

고 한 지 , 상지역에 한 치지도(ArcView Shape) 생 하고, 상 치지도에는 복

측 시 , 상 측 에는 실측 고 료가 치지도 생 단계; 상 치지도

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크 격 할하여 복 격 하고, 상 각 격 1 값 상 측

들 거리 승역산가 에 해 산 함 1차 포도 생 하는 1차 포도 생 단계; 상지역

실측 고지도 치고도 생 하는 실측 고지도 생 단계; 상 치지도 각 격 에 한 가상

고 상 측 들 거리 승역산가 에 해 산 하여 가상 고지도 생 하는 가상 고지도 생 단계;

상 실측 고지도과 가상 고지도 비 함 각 격 에 한 고편차 산 하고, 상 고편차에 해당

하는 감 상 고편차에 곱함 보 값 생 하는 보 값 생 단계; 상 보 값 생 단계에

생 보 값 1차 포도에 함 실측 값에 근사하는 2 값 시 는

포도 하는 알고리 가진 포도 단계; 포함한다.

그러나 래 2에 한 고편차 고 한 지 그 시 고편차에 하는 [0011]

도감 하여 지 도 값 보 함 도가 하 는 문 었다.

행 문헌

특허문헌

(특허문헌 0001) KR 1207925 B1 [0012]

(특허문헌 0002) KR 2009-0088131 A

내

해결하 는 과

본 상 한 같 래 문 해결하 한 것 , 상 내 지 간 복사 과[0013]

과 계 하여 지 도감 함 , 지 도감 도 , 후변 에 한 도변

, 고산지 도 험 측, 고산지 생태계 등과 같 다양한 야에 게 한

상 한 지 도감 공하는 것 다.

과 해결 단

상 한 같 달 하 한 본 특징에 , 본 , 지 도감 하 한[0014]

상지역 하는 단계; 상 상지역 과 계산하는 단계; 상 상지역에

치에 도 하는 단계; 상 과 과 상 도 도차 계산하여

도차 상 하는 단계; 상 도차 상과 동 지역 지 고도 료(DEM; Digital Elevation Map)

고도별 도차 포 하여 지 도감 하는 단계 포함하는 상 한 지 도

감 통해 달 다.

또한, 본 에 상 지 도감 단계는, 귀 통하여 지 도감 할 다.[0015]

또한, 본 에 상 지 도감 단계는, 지 고도 료 도차 상 공간해상도 지니도 리[0016]

샘플링하는 단계; 상 지 고도 료 도차 고도에 도차 하는 단계; 상

도차 통해 귀곡 계산하는 단계 포함할 다.

또한, 본 에 상 과 계산 단계는, 상 과 하 해 실시할 다.[0017]

또한, 본 에 상 상지역 단계는, 사 하여 지 에 하는 복사에 지[0018]

사 도(radiant temperature) 한 후 상지역 할 다.

또한, 본 에 상 도 단계는, 상 근사 지 도 측하여 하[0019]

거나, 측에 하여 측할 다.

과

본 에 하 , 상 내 지 간 복사 과 과 계 하여 지 도감 함 , 지[0020]

도감 도 , 후변 에 한 도변 , 고산지 도 험 측, 고산지 생태계 등

과 같 다양한 야에 는 과가 다.

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도 간단한

도 1 래 1에 한 지 도 산 하 한 ( , 시뮬 ) 료 생 하는 과 보여주[0021]

는 도 다.

도 2는 래 2에 한 주/야간 시간 변 에 가 합 한 지 도 산 식 만드는 과

보여주는 도 다.

도 3 본 에 한 상 한 지 도감 블 도 다.

도 4는 본 에 한 상 한 지 도감 통해 규식생지 상과 상

지역 나타낸 미지 다.

도 5는 본 에 한 상 한 지 도감 통해 도차 차민감도

결과 나타낸 그래프 다.

도 6 본 에 한 상 한 지 도감 통해 상 한 연

시 별 도차 상 나타낸 미지 다.

도 7 본 에 한 상 한 지 도감 통해 고도별 도차 포 지 도감

나타낸 그래프 다.

도 8 본 에 한 상 한 지 도감 통해 도에 지 도감

변 나타낸 그래프 다.

실시하 한 체 내

본 청 에 사 어나 단어는 가 그 신 가 하 [0022]

해 어 개 하게 할 다는 원칙에 각하여 본 사상에 합하는 미 개

해 어야만 한다.

체에 , 어 어 "포함" 한다고 할 , 는 특별 는 재가 없는 한 다[0023]

하는 것 아니라 다 포함할 는 것 미한다. 또한, 에 재

"... "라는 어는 어도 하나 능 나 동 처리하는 단 미하 , 는 하드웨어나 프트웨어

또는 하드웨어 프트웨어 결합 도 다.

하 도 참고하여 본 에 한 상 한 지 도감 에 한 실시 [0024]

상 하게 하 한다.

도 3에는 본 에 한 상 한 지 도감 블 도 도시 어 고, 도 4에는[0025]

본 에 한 상 한 지 도감 통해 규식생지 상과 상지역

가 미지 나타나 고, 도 5에는 본 에 한 상 한 지 도감 통해

도차 차민감도 결과가 그래프 나타나 고, 도 6에는 본 에 한 상 한

지 도감 통해 상 한 연 시 별 도차 상 미지 나타나 고,

도 7에는 본 에 한 상 한 지 도감 통해 고도별 도차 포 지 도

감 가 그래프 나타나 , 도 8에는 본 에 한 상 한 지 도감

통해 도에 지 도감 변 가 그래프 나타나 다.

들 도 에 하 , 본 상 한 지 도감 상지역 단계(S100), [0026]

과 계산 단계(S120), 도 단계(S130), 도차 상 단계(S140) 지 도감 단계

(S150) 포함한다.

상지역 단계(S100)는 지 도감 하 한 상지역 하는 단계 , 상 상지역 복사[0027]

지역 람직하다.

, 상 상지역 단계(S100) 행시 사 하여 도는 지 에 하는 복사에[0028]

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지 한 사 도(radiant temperature) , 직 측 한 도 는 차 가 다. 러한 차 가 나타

나는 원 하나는 지 복사 (emissivity)에 한 것 다. , 복사 란 동 도에 체가 하

는 복사에 지 실 계 지 가 하는 에 지 비 다.

동 한 도 지니는 지 라도 색상, 거칠 , 함 량 등에 라 복사 다 문에 복사에 지[0029]

한 사 도는 다 게 다. 그러므 , 복사에 지 지 도 측 하 해 는 복사 에

한 보가 필 다.

라 , 복사에 지 한 도 주 단 물체 루어진 다에 루어 고, SST(sea[0030]

surface temperature)라고 한다. 특 물 다 물체에 비해 체에 가 운 물질 복사 약 0.98에

다. 복사 물체 도 변 가 심하지 않 특 지니 문에 도가 태양에 지

양과 에 라 매우 빠 게 변 하는 것과 다 특 지닌다.

다 달리 지는 다양한 물체 루어 어 도 어 다. 그래 다에 한 도 지에[0031]

한 도 나누어 는 지에 도는 LST(land surface temperature)라 다. 그러나 식생

지 ( 지 ) 경우, 복사 다 물체에 비하여 값 지니는 값 약 0.98 도 지니게

, 라 태양에 지 양과 에 라 도 변 가 심하지 않 특 지니는 지역 다.

지 도감 지 도가 태양에 지 양과 에 라 변 가 심하지 않 지역 하여 [0032]

하는 것 도 향상시킬 문에 상에 우 식생지 하는 것 하다.

상 식생지 색 상과 근 상 비 한 규식생지 (NDVI; normalized

difference vegetation index) 상 한다. 규식생지 상, NDVI(x,y) 하 학식 1 통하여 얻어

진다.

학식 1

[0033]

여 , 과 는 각각 근 상과 색 상 사도 나타내 , x y는 각각 픽 향[0034]

과 라 향 상 나타낸다. 특 , 근 상과 색 상 사도 계산시 보 포함하는

것 욱 다. 보 크게 에 한 보 과 상 보 할 다.

에 한 보 MODTRAN, 6S 등과 같 보 통하여 과 , 상향복사량, 하향 복사

량 하여 보 하는 고, 상 보 상 내에 체에 가 운 물체가 다고 가 하여

과 하는 다.

컨 , 규식생지 가 0.5 는 경우, 상지 가 거 식생 만 어 다고 가 할 ,[0035]

10.5~12.5 상 사 었다 , 복사 0.99 가 할 다. 그러므 상 상지역 단계

(S100)에 는 학식 1 해진 규식생지 상 규식생지 가 0.5 상 지역 하여

상지역 한다. 도 4는 본 실시 규식생지 상과 상지역 보 다. 도 4a는 상

학식 1 한 규식생지 상 , 도 4b는 각각 상 에 규식생지 가 0.5 상 지

역 도시한 것 다.

과 계산 단계(S120)는 상 과 하 한 상지역 과 [0036]

상 상한 날 과 상 습도 계산하는 단계 다. 상 과 계산 단계(S120)에 과

하여 게 계산할 지만, 한 과 계산 물리량 하

, 경우 물리량 알 어 문에 과 계산 하여 하 지 않

다. 그러므 경우 과 량(water vapor) 계산하 , 하 학식 2 계산

다.

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학식 2

[0037]

(낮 공 도)[0038]

여 τ는 과 미하 , h는 량 미한다. 러한 량 하 학식 3과 같 다.[0039]

학식 3

[0040]

여 h는 량 미하 단 는 g/cm2

고, 는 물 도 1g/cm3

고, g는 가 도[0041]

9.8m/s2

, P0는 압 나타낸다.

여 , 상 과 계산 단계(S120)에 계산 과 도차 상 하는 값 사[0042]

문에 한 하게 계산하는 것 하다.

도 단계(S130)는 상지역에 치에 도 하는 단계 다.[0043]

여 , 도는 상 근사 지 도 측하여 할 도 고, 측에 하여[0044]

측할 도 다. 그러나 본 에 한 상 하여 고도에 지 도감 하여

한 도가 지 않 문에 실측값보다는 상 하는 것 보다 다.

상 지 도 특 에 라 다 게 다. 들어, Landsat TM

상 경우, 사 는 지 도 크게 - 도우(Mono-window) 알고리 과 싱 -채

(Single-channel) 알고리 다. - 도우 알고리 싱 -채 알고리 에 비해 간단하게 지 도

할 지만 도는 ±2.41K 상 낮다고 알 다. 싱 -채 알고리 한

지 도 ±0.56K 도 지니고, - 도우 알고리 보다 한 측 행할 다고

알 다. 본 단계 도 에 는 한 지 도가 지 않 문에 사 가능하

다. 러한 싱 -채 알고리 과 - 도우 알고리 본 한 야에 는 매우 알 진

다.

도차 상 단계(S140)는, 도차 계산하여 도차 상 , 상 과[0045]

계산 단계(S120) 계산 과 과 도 단계(S130) 도 도차

계산하여 도차 상 하는 단계 다. 도차는 지 도( ) 상지 도( ) 지

도 차 하는 것 하 학식 4 같 할 다.

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학식 4

[0046]

여 는 지 상지 도차 미하 , 는 상에 사 에[0047]

상 , 는 지 에 복사 도 상지 에 복사 도 차 미하 , 는 물

체 복사 식생지역만 상 하 문에 0.99 가 할 , 는 상 과 계산단계

(S2) 계산 과 미하 , 는 상 지 도 단계(S3) 지 도 미

한다. 에 라 상 과 는 과 다. 는 상

상 역 고, 는 6.626068×10-34

J·s, 는 1.38066×10-23 J/deg, 는 2.997925×

108m/s 다. 들 , Landsat5 TM 경우 607.76과 는 1260.56 고, Landsat7 ETM+ 경우

666.09, 는 1282.71 다.

러한 도차 상 도는 료 도 도 과 도에 하여 결 다. 도 5[0048]

는 본 실시 상 학식 4에 해 도차 차민감도 결과 나타낸다. 도 5 가

각각 량 도 도 차 각각 도에 도차 차 미

한다. 같 차민감도 결과 량 차 가 ±0.302 g/cm2 고 복사 도차 가 0.2, 0.5, 1.0

각각 약 ±0.06K, ±0.15K, ±0.30K 보 다. 또한, 지 도 차가 ±2.41K 고 복사 도차 가

0.2, 0.5, 1.0 각각 약 ±0.037K, ±0.089K, ±0.168K 보 , 지 도 차가 ±0.56K 에는

약 ±0.008K, ±0.020K, ±0.038K 차가 보 다. 는 본 지 도 보다 도

상 도 할 미한다.

도 6 본 실시 도지역 Landsat 상 한 연 시 별 도차 상 나타낸[0049]

미지 다. 도 6a에 도 6c 갈 시 상 겨울에 가 워지므 도차 가 커짐 할 , 러

한 도차 상 지 도 산 하는 것과 달리 직 지 도 하는 것 아닌 지 간 도

차 하는 것 보다 한 도차 할 다.

지 도감 단계(S150)는 도차 상과 치 고 하여 도감 , , 도차 상 [0050]

단계(S140)에 해 도차 상과 동 지역 지 고도 료(DEM; Digital Elevation Map) 고도별

도차 포 하 귀 통하여 지 도감 하는 단계 다. 하여 지 고도

료 도차 상 공간해상도 지니도 리샘플링한 후, 지 고도 료 과 도차 고도에

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도차 한 후, 하 학식 5 같 귀곡 한다.

학식 5

[0051]

여 , 는 도차 나타내고, 는 지 고도 나타내 , 는 귀곡 라미[0052]

다.

상 귀곡 계산 고도에 지 도감 귀곡 라미 할 [0053]

다. 도 7 본 실시 고도별 도차 포 지 도감 나타낸 그래프 다. 도 7 지 고도 료

X 과 도차 료 Y 에 고 산포도(scattergram) 도시한 것 , 고도에 변 할

다. 도 7a는 8월 지 도감 -0.31℃/100m 미하 , 도 7b는 9월 지 도감 -0.54℃/100m

미하 , 도 7c는 10월 지 도감 -0.82℃/100m 미한다.

또한 하 학식 6과 같 귀곡 도에 지 도감 할 다.[0054]

학식 6

[0055]

여 , 는 도감 나타내고, 는 도 나타내 , 는 귀곡[0056]

변 다.

상 귀곡 계산 도에 지 도감 변 귀곡 라미 [0057]

할 다. 러한 지 도감 변 는 계 에 지 도감 계산할 도 한다. 도 8 본

실시 도에 지 도감 변 나타낸 그래프 다. 도 8 가 상 상 시

도 , 본 한 지 도감 다. 상 학식 6과 같 귀

결과 c는 0.04 보 , 결 계 는 0.84 는 도에 지 도감 변 하게 할

미한다.

상과 같 본 비 한 실시 도 에 해 었 나, 본 상 실시 에 한 는[0058]

것 아니 , 본 하는 야에 통상 지식 가진 라 러한 재 다양한 변

가능하다.

그러므 본 는 실시 에 한 어 해 는 아니 , 후 하는 특허청 뿐 아니라[0059]

특허청 균등한 것들에 해 해 야 한다.

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도

도 1

도 2

도 3

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- 11 -

도 4

도 5

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- 12 -

도 6

도 7

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- 13 -

도 8

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