평면최단거리를 활용한 Sentinel-1 영상의 중소규모 하천 수체 추출

초록

본 연구는 평면최단거리를 활용하여 Sentinel-1으로 중소규모 하천의 수체 추출 방법을 검증하였다. 연구지역으로 한강유역의 한탄강과 중랑천 일부를 선정하였다. Sentinel-1의 수체 추출 방법 검증을 위해 고해상도 광학위성인 PlanetScope를 함께 활용하였다. 수집한 SAR 위성영상자료(Sentinel-1)는 전처리과정 후, 히스토그램 매칭기법을 통해 영상의 밝기 분포를 동일시하였다. 그리고 효율적인 하천추출을 위하여 하천중심선에서의 평면최단거리를 활용한 가중치를 추가하였다. 이 가중치 값과 Sentinel-1의 VH, VV 편광과의 조합을 통해 k-mean 방법으로 최적의 매개변수 값을 얻을 수 있었다. 이는 해상도의 한계에 따라 Sentinel-1에서 최대 정확도의 수체를 추출할 수 있는 값이며, 이 수준에 해당하는 수체 추출을 VV, VH, 평면최단거리의 상관관계에 근거하여 타원방정식으로 계산식을 도출할 수 있다. 그 결과 평균 정확도가 0.45~0.75 사이에서 도출되었고, 평균 Kappa 계수가 0.60~0.85에 근접함을 확인하였다. 본 연구는 평면최단거리 값을 활용하여 참값이 없더라도 수체면적의 추정을 보여준다. 또한, 현존하는 수체 추출 방법보다 간단하고 신속하게 수체를 추출할 수 있음을 증명하였다.

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