Terra MODIS를 이용한 Landsat 해수면 온도 보정 김준수 지도교수 이훈열 강원대학교 지구물리학과

목 차 1. 서론 2. 연구목적 3. 기초이론 4. 연구지역 5. 자료처리 6. 결론

1. 서 론 에너지원 대기에 의한 전달 태양복사에너지 지구복사에너지 대 기 물 지 표 면

2. 연구목적 고 해상도의 인공위성중 하나인 Landsat-7 ETM+은 한 개의 열적외선영역 밴드로, 해수면온도 측정시 대기효과에 의한 온도보정을 할 수 없다. Terra위성의 MODIS 센서는 두 개의 열적외선 밴드로 온도측정시 대기효과에 대한 자체 대기보정을 할 수 있다. 대기보정이 가능한 Terra MODIS에서 대기보정값을 Landsat-7 ETM+에 적용시켜 해수면온도보정을 시도해 보았다.

3. 기초이론 - Landsat Landsat-7 ETM+ -안정된 지구관측자료수집 - 705km 고도에서 98.9분을 주기로 지구를 관측 - 적도 통과시각이 지방시로 10~10시 30분에 촬영

The wavelength and spatial resolution of Landsat-7 ETM+ Band Number Wavelength(μm) Resolution(m) 1 0.45-0.52 30 2 0.53-0.61 3 0.63-0.69 4 0.78-0.90 5 1.55-1.75 6 10.40-12.50 60 7 2.09-2.35 8 0.52-0.90 15

The wavelength and spatial resolution of Terra MODIS - 장기간 지속적으로 지구의 환경을 관측하기 위한 NASA의 EOS시리즈중 첫번째 위성. - Landsat-7과 동일한 고도와 주기, 촬영시각 오전 11시 MODIS (MODerate Resolution Imaging Spectroradiometer) - 36개의 spectral bands The wavelength and spatial resolution of Terra MODIS Band Bandwidth (μm) Resolution(m) 31 10.780 - 11.280 1000 32 11.770 - 12.270

연구에 사용된 Landsat-7 ETM+과 Terra MODIS의 영상 Acquisition Date Landsat 7 ETM+ PATH-ROW Terra MODIS 2000.04.06 115-034    ◯ 2000.05.08 2000.09.29 2000.09.04 116-034 2001.09.23 2004.03.23 116-034,116-035 2004.04.24 2004.06.11 2004.07.29 2004.08.30 2000.11.23 116-035

4. 연구지역

5. 자료처리 Landsat-7 ETM+ 열적외선 밴드의 파장영역 10.40~12.50 μm MODIS Band 31 10.780~11.280 μm MODIS Band 32 11.770~12.270 μm

Landsat 7 ETM+ = Gain * DN + Offset DN to Radiance: 위성수온의 산출: NASA 경험식 Radiance to Temperature: Gain Offset Landsat-7 0.0668 - constant K1 K2 Landsat-7 666.09 1282.71

Landsat -7 ETM+ Image 2000.09.29 (PATH-ROW 115-034) 2001.09.23 2004.04.24 (PATH-ROW 116-035) 

Relationship between Landsat SST and in-situ temperature  before the atmospheric correction

Terra MODIS -Terra MODIS SST 산출식 (Brown and Minnett, 1999) T31-T32 1.0520 0.984 0.130 1.860 =<0.7 1.8860 0.938 0.128 1.094 >0.7 • (T31-T32) = avg(T31) – avg(T32) for a 3*3 pixel box. Only “cloud” free pixels with in the box are considered in the average. • Is the satellite zenith angle. • BSST is baseline SST, which is either SST4 or Reference SST, where SSTref is operationally derived from the Reynolds SST value.

Terra MODIS BT31 산출식 (Planck function) BT=c1/[wavelength*ln(c1/wavelength5*radiance)+1)] c1 = 1.1911*108WM-2sr-1(μm-1)-4 c2 = 10439*104Kμm Radiance = radiance_scale*(SI-radiance_offset) With radiance_scale, radiance_offset, and SI(Signed Integer=DN) parameters of Level 1B product.

Relationship between Landsat and MODIS SST before the atmospheric correction

Relationship between Landsat and MODIS BT31 before the atmospheric correction

해수면온도 보정 해수면온도 보정 해수면온도 보정후 Landsat-7 SST

Relationship between Landsat SST and in-situ temperature  after the atmospheric correction

대기보정 후 Landsat SST VS 실측수온 해수면온도 보정 전, 후 상관도 비교 Landsat SST VS 실측수온 대기보정 후 Landsat SST VS 실측수온 R2 = 0.7779 R2 =0.6229

6. 결론 -대기효과에 의해 낮게 나타는 Landsat의 SST의 한계를 Terra MODIS를 이용하여 극복시킬 수 있다는 것을 보여준다. -실측수온 측정위치와 위성 영상위치오차. -Landsat-7 과 Terra 위성의 촬영시간 사이에서의 대기변화(30분) -자체 대기보정이 가능한 Terra MODIS를 이용하여 Landsat과 같은 고해상도 위성에서의 대기보정을 보안해 준다면 인공위성을 이용한 원격탐사의 활용가치를 더 높일 수 있을 것 이라고 기대한다.

감사합니다