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Availability of Land Surface Temperature from the COMS in the Korea Peninsula

한반도에서의 천리안 위성 지표면 온도 유용성 평가

  • Baek, Jong-Jin (Department of Civil and Environmental Engineering, Hanyang University) ;
  • Choi, Min-Ha (Department of Civil and Environmental Engineering, Hanyang University)
  • 백종진 (한양대학교 건설환경공학과) ;
  • 최민하 (한양대학교 건설환경공학과)
  • Received : 2012.03.27
  • Accepted : 2012.05.11
  • Published : 2012.08.31

Abstract

The Land Surface Temperature (LST) is one of the significant factors to understand the water and energy cycles between the land surface and atmosphere. However, few previous studies for spatio-temporal variations of LST has been investigated. In this study, we conducted comparative analyses between the Communication, Ocean and Meteorological Satellite (COMS) and MOderate-Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) LST data. We compared COMS data with observations to identify the accuracy and found relative underestimated patterns of the COMS data as compared to observations. We also found that COMS LST were underestimated in compare to MODIS LST. The Terra LST was verified to have more similar trends with the COMS LST rather than Aqua LST. While we identified the applicability of COMS based on the results of similar tendencies of two comparisons, more intensive validation research at a variety of field conditions should be conducted to gurantee current COMS LST.

지표면 온도는 수문기상학에서 매우 중요한 인자로써 지면-대기의 상호순환을 이해하는 데 필수적인 요소이다. 따라서 지표면 온도를 정확하게 산출하기 위한 연구가 이루어지고 있다. 그러나 국내에서는 현재까지 시 공간적으로 일정한 자료를 대상으로 한 연구가 미흡한 상황이다. 본 연구에서는 국내 최초의 정지궤도 위성인 Communication, Ocean and Meteorological Satellite (COMS)의 지표면 온도 자료를 사용하여 MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 센서를 탑재한 위성(Terra/Aqua)에서 제공되는 지표면 온도와 비교 분석을 실시하였다. 또한, COMS 자료의 정확성 확인을 위하여 지상관측지점의 자료와 비교하였다. 그 결과 MODIS와의 비교에서는 COMS가 Aqua/Terra에 비하여 전체적으로 과소 산정되었으며, Aqua보다는 Terra와 비슷한 경향을 가지고 있는 것을 확인할 수 있었다. 지상 관측 일평균자료와의 비교에서도 COMS가 과소 산정되는 것으로 나타났다. 각각의 오차는 알고리즘 사용 인자의 차이, 자료의 시간적 차이, 외부적인 요인 등으로 인해 발생하는 것으로 판단된다. 그러나 전체적인 경향성이 비슷한 것으로 나타나 COMS의 활용 가능성을 확인할 수 있었으며, 추후보다 정확한 검 보정에 대한 연구가 필요한 실정이다.

Keywords

References

  1. 강전호, 서명석(2008). "COMS 자료로부터 지면온도 도출을 위한 방출률 자료 산출." 한국기상학회 학술대회 논문집, 한국기상학회, pp. 320-321.
  2. 곽서연, 서명석, 강전호(2007). "MTSAT-1R 자료를 이용한 지표면온도 산출 및 분석." 대한원격탐사학회 2007년도 춘계학술대회 논문집, 대한원격탐사학회, pp. 271-276.
  3. 권혁춘, 이병걸 (2009). "Landsat TM 영상을 이용한 제주도 도심지역 지표면온도분포와 식생지수의 상관성 분석." 한국지형공간정보학회지, 한국지형공간정보학회, 제17권, 제4호, pp. 39-44.
  4. 기상연구소 (2007). 통신해양기상위성 개발사업(IV) : 통신해양기상위성 기상자료처리시스템 개발(IV). 기상청, DOI: KISTI2.1015/RPT.TRKO200700008705.
  5. 기상청, http://www.kma.go.kr/
  6. 김지현 (2009) MTSAT-2자료를 이용한 지표면 온도 산출 및 동아시아 지역의 도시열섬 평가. 석사학위논문, 공주대학교.
  7. 국가기상위성센터, http://nmsc.kma.go.kr/
  8. 나상일, 박종화 (2008). "Landsat ETM+영상의 지표면온도와 NDVI 공간을 이용한 광역 증발산량의 도면화." 한국농공학회논문집, 한국농공학회논문집, 제50권, 제 3호, pp. 115-123. https://doi.org/10.5389/KSAE.2008.50.3.115
  9. 박민호, 박정일 (2008). "Landsat TM/ETM+ 위성영상을 이용한 함평만지역 지표면온도와 NDVI의 상관관계 분석." 2008년도 한국지적정보학회 추계학술대회 발표논문집, 한국지적정보학회, pp. 71-82.
  10. 박민호, 이점숙, 박정일 (2008). "Landsat TM/ETM+ 위성영상을 이용한 함평만지역 지표면온도와 NDVI의 상관관계 분석." 한국지적정보학회지, 한국지적정보학회, 제10권, 제2호, pp. 107-115.
  11. 박종화, 김진수, 나상일 (2006). "LANDSAT영상을 이용한 여름철 청주지역의 토지피복과 지표면온도와의 관계 분석." 한국농공학회논문집, 한국농공학회, 제48권, 제5 호, pp. 39-48. https://doi.org/10.5389/KSAE.2006.48.5.039
  12. 서찬양, 최민하 (2011). "인공위성 영상 자료를 이용한 두공간 증발산 산정 모형의 비교 분석." 한국습지학회지, 한국습지학회, 제13권, 제3호, pp. 35-39.
  13. 이순환, 안지숙, 김해동, 황수진(2009). "MODIS 자료를 이용한 한반도 지표면 온도산출 알고리즘의 비교 연구." 한국환경학회지, 한국환경학회, 제18권, 제4호, pp. 355- 367. https://doi.org/10.5322/JES.2009.18.4.355
  14. 염종민, 한경수, 이창석, 김도용(2008). "표면도달일사량 검증 시 발생하는 시간불일치 조정을 통한 정확한 일사량 검증: MTSAT-1R 자료이용." 대한원격탐사학회지, 대 한원격탐사학회, 제24권, 제6호, pp. 605-612. https://doi.org/10.7780/kjrs.2008.24.6.605
  15. 장현성, 송환진, 전형욱, 손병주, 타카무라 타미오 (2011). "SKYNET 관측 자료를 이용한 동아시아 영역에서의 MODIS 에어로솔 광학 두께 산출물 검증." 한국지구과학학회지, 한국지구과학회, 제32권, 제1호, pp. 21-32. https://doi.org/10.5467/JKESS.2011.32.1.21
  16. 최진우, 최재영, 양영규(2008). "MODIS 센서 영상을 이용한 한반도 식생 분석 및 Google Earth 기반표현기법연구." 한국GIS학회 2008 공동춘계학술대회, 한국공간정보 학회, pp. 353-358.
  17. Becker, F., and Li, Z.L. (1990). "Toward a local split window method over land surface." International Journal of Remote Sensing, Vol. 11, No. 3, pp. 369- 393. https://doi.org/10.1080/01431169008955028
  18. Hong, Ki-OK, Suh, Myoung-Seok, and Kang, J-H (2009). "Development of a Land Surface Temperature-Retrieval Algorithm from MTSAT-1R Data." Asia-Pacific Journal of Atmospheric Sciences, Vol. 45, No. 4, pp. 411-421.
  19. Hong, S.H., Hendrickx, J.M.H., and Borchers, B. (2011). "Down- scaling of SEBAL derived evapotranspiration maps from MODIS (250m) to Landsat (30m) scales." International Journal of Remote Sensing, Vol. 32, No. 21, pp. 6457-6477. https://doi.org/10.1080/01431161.2010.512929
  20. Liu, D., and Pu, R. (2008). "Downscaling thermal infrared radiance for subpixel land surface temperature retrieval." Sensors, Vol. 8, No. 4, pp. 2695-2706. https://doi.org/10.3390/s8042695
  21. Miliaresis, G.C. (2009). "Regional thermal and terrain modelling of the Afar Depression from MODIS multitemporal monthly night LST data." International Journal of Remote Sensing, Vol. 30, No. 9, pp. 2429- 2436. https://doi.org/10.1080/01431160802562271
  22. Momeni, M., and Saradjian, M. (2007). "Evaluating NDVI based emissivities of MODIS bands 31 and 32 using emissivities derived by Day/Night LST algorithm." Remote Sensing of Environment, Vol. 106, No. 2, pp. 190-198. https://doi.org/10.1016/j.rse.2006.08.005
  23. Price, J.C. (1984). "Land surface temperature measurements from the split window channels of the NOAA-7 Advanced Very High Resolution Radiometer." Journal of Geophysical Research, Vol. 89, No. D5, pp. 7231- 7237. https://doi.org/10.1029/JD089iD05p07231
  24. Ulivieri, C., Castronouvo, M.M., Francioni, R., and Cardillo, A. (1994). "A split-window algorithm for estimating land surface temperature from satellites." Advances in Space Research, Vol. 14, No. 3, pp. 59-65. https://doi.org/10.1016/0273-1177(94)90193-7
  25. Van Leeuwen, T.T., Frank, A.J., Jin, Y., Smyth, P., Goulden, M.L., Van der Werf, G,R., and Randerson, J.T. (2011). "Optimal use of land surface temperature data to detect changes in tropical forest cover." J Geophys Res, Vol. 116, DOI:10.1029/2010JG001488.
  26. Wan, Z., Zhang, Y., Zhang, O., and Li, Z.L. (2002). "Validation of the land-surface temperature products retrieved from Terra Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer data." Remote Sensing of Environment, Vol. 83, No. 1-2, pp. 163-180. https://doi.org/10.1016/S0034-4257(02)00093-7
  27. Wan, Z., Zhang, Y., Zhang, O., and Li, Z.L. (2004). "Quality assessment and validation of the MODIS global landsurface temperature." International Journal of Remote Sensing, Vol. 25, No. 1, pp. 261-274. https://doi.org/10.1080/0143116031000116417

Cited by

  1. Assessment of Solar Insolation from COMS: Sulma and Cheongmi Watersheds vol.29, pp.1, 2013, https://doi.org/10.7780/kjrs.2013.29.1.13
  2. Application of Normalized Vegetation Index for Estimating Hydrological Factors in the Korea Peninsula from COMS vol.47, pp.10, 2014, https://doi.org/10.3741/JKWRA.2014.47.10.935
  3. Assessment of Outgoing Longwave Radiation using COMS : Cheongmi and Sulma Catchments vol.46, pp.5, 2013, https://doi.org/10.3741/JKWRA.2013.46.5.465
  4. Validation of Extreme Rainfall Estimation in an Urban Area derived from Satellite Data : A Case Study on the Heavy Rainfall Event in July, 2011 vol.47, pp.4, 2014, https://doi.org/10.3741/JKWRA.2014.47.4.371
  5. Derivation of Geostationary Satellite Based Background Temperature and Its Validation with Ground Observation and Geographic Information vol.31, pp.6, 2015, https://doi.org/10.7780/kjrs.2015.31.6.8
  6. A Study on Establishment of Appropriate Observation Time for Estimation of Daily Land Surface Temperature using COMS in Korea Peninsula vol.58, pp.4, 2016, https://doi.org/10.5389/KSAE.2016.58.4.037
  7. Spatio-temporal variability of remotely sensed precipitation data from COMS and TRMM: Case study of Korean peninsula in East Asia vol.56, pp.6, 2015, https://doi.org/10.1016/j.asr.2015.06.015
  8. Validation of Multi-satellite Precipitation Products for Assessing their Potential Utility of Hydrological Application Over South Korea vol.14, pp.2, 2014, https://doi.org/10.9798/KOSHAM.2014.14.2.85
  9. Spatial Downscaling of Grid Precipitation Using Support Vector Machine Regression vol.47, pp.11, 2014, https://doi.org/10.3741/JKWRA.2014.47.11.1095