위성 데이터를 이용한 탄소 흡수량 추정 방법 및 시스템
METHOD AND SYSTEM FOR ESTIMATING CARBON UPTAKE USING SATELLITE DATA
특허 요약
본 발명은 위성 데이터를 이용한 탄소 흡수량 추정 방법 및 시스템에 관한 것으로 본 발명에 따른 탄소 흡수량 추정 방법은 각 단계가 컴퓨터 시스템에 의해 수행되는 방법으로서, 가시광선 및 적외선 분광값을 포함하는 제1 위성 데이터 및 지형값을 갖는 제2 위성 데이터를 이용하여 조사 대상 지역 내 산림 체적을 추정하는 단계 및 추정된 산림 체적과 상기 조사 대상 지역의 임상 데이터를 이용하여 조사대상지역의 탄소흡수량을 추정하는 단계를 포함하여 현장 조사 없이도 사용자가 원하는 조사 대상 지역의 탄소 흡수량을 추정하여 제공할 수 있는 것을 특징으로 한다.
청구항
번호청구항
1

각 단계가 컴퓨터 시스템에 의해 수행되는 방법으로서,가시광선 및 적외선 분광값을 포함하는 제1 위성 데이터 및 지형값을 갖는 제2 위성 데이터를 이용하여 조사 대상 지역 내 산림 체적을 추정하는 단계; 및추정된 산림 체적과 상기 조사 대상 지역의 임상 데이터를 이용하여 조사대상지역의 탄소흡수량을 추정하는 단계;를 포함하는 위성 데이터를 이용한 탄소흡수량 추정 방법.

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제1항에 있어서,상기 산림 체적을 추정하는 단계는 복수 개의 격자 영역으로 나누어진 상기 조사 대상 지역에 대해,상기 제1 위성 데이터를 이용하여 격자별 식생 생장 추정 인자를 도출하는 단계;상기 제2 위성 데이터를 이용하여 격자별 지형 인자를 도출하는 단계; 및도출된 식생 생장 추정 인자 및 지형 인자를 이용하여 격자별 산림체적을 추정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성 데이터를 이용한 탄소흡수량 추정 방법.

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제2항에 있어서,상기 식생 생장 추정 인자는 정규화된 식생 차이 지수(NDVI), 향상된 식생 지수(EVI), 정규화된 적외선 차이 지수(NDII)이고,상기 지형 인자는 표고, 경사, 향이며,상기 탄소흡수량을 추정하는 단계에서, 아래 수식에 도출된 상기 NDVI, EVI, NDII, 표고, 경사, 향을 적용하여 격자별 산림 체적(Si)을 추정하는 것을 특징으로 하는 위성 데이터를 이용한 탄소흡수량 추정 방법.여기서, NDVI는 정규화 식생 지수, EVI는 향상된 식생 지수, NDII는 정규화 적외선 지수, EL은 표고, SL은 경사, AS는 향, i는 지점, β0~β6는 계수, ε는 오차임

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제2항에 있어서,상기 격자별 식생 생장 추정 인자를 도출하는 단계는탄소흡수량을 추정하는 기간 내 측정된 복수 개의 제1 위성 데이터가 존재하는 경우, 각각의 제1 위성 데이터에 따른 식생 생장 추정 인자들 중 최댓값을 해당 격자의 식생 생장 추정 인자로 결정하는 것을 특징으로 하는 위성 데이터를 이용한 탄소흡수량 추정 방법.

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제1항에 있어서,상기 조사 대상 지역에서 산림에 해당되는 지역만 추출하는 산림 지역 추출 단계를 더 포함하고,상기 산림 체적을 추정하는 단계는 추출된 산림 지역에 대해서만 산림 체적을 추정하는 것을 특징으로 하는 위성 데이터를 이용한 탄소흡수량 추정 방법.

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제5항에 있어서,상기 산림지역 추출 단계는,지역을 복수 개의 격자 영역으로 나누고 각 영역을 산림 지역 또는 적어도 하나의 비산림 지역으로 구분하는 토지이용변화 매트릭스를 이용하여 상기 조사 대상 지역에서 산림 지역을 추출하는 것을 특징으로 하는 위성 데이터를 이용한 탄소흡수량 추정 방법.

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제6항에 있어서,토지이용변화 매트릭스 구축 단계를 더 포함하고,상기 토지이용변화 매트릭스 구축 단계는,위성 영상의 각 밴드를 중첩하는 Virtual band set 제작 단계;감독분류 기법을 이용하여 Virtual band set의 각 화소를 산림, 초지, 도심지, 나지, 수역의 5가지 계층으로 구분하고, 산림으로부터 수역으로 갈수록 큰 숫자를 부여하는 계층 구분 단계;일정 기간 내 측정된 복수 개의 위성영상의 계층 정보를 최빈값 중첩 방법으로 중첩하는 최빈값 중첩 단계; 및중첩된 데이터를 최빈값 필터링 기법으로 필터링하는 최빈값 필터링 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성 데이터를 이용한 탄소흡수량 추정 방법.

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하드웨어와 결합되어 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 탄소흡수량 추정 방법의 단계들을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.

9

조사 대상 지역 정보가 입력되는 입력 모듈; 가시광선 및 적외선 분광값을 포함하는 제1 위성 데이터 및 지형값을 갖는 제2 위성 데이터를 이용하여 상기 조사 대상 지역의 산림 체적을 추정하는 산림 체적 추정 모듈; 및추정된 산림 체적 및 상기 조사 대상 지역의 임상 데이터를 이용하여 상기 조사 대상 지역의 탄소흡수량을 추정하는 탄소흡수량 추정 모듈;을 포함하는 위성 데이터를 이용한 탄소흡수량 추정 시스템.

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제9항에 있어서,산림 지역 정보를 이용하여 상기 조사 대상 지역에서 산림 지역을 추출하는 산림 지역 추출 모듈을 더 포함하고,상기 산림 체적 추정 모듈은 상기 산림 지역 추출 모듈에 의해 추출된 산림 지역에 대해서만 산림 체적을 추정하는 것을 특징으로 하는 위성 데이터를 이용한 탄소흡수량 추정 시스템.

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제10항에 있어서,상기 산림 지역 정보는 지역을 산림 지역과 1이상의 비산림 지역으로 구분하는 토지이용변화 매트릭스인 것을 특징으로 하는 위성 데이터를 이용한 탄소흡수량 추정 시스템.

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제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,상기 산림 체적 추정 모듈은 상기 제1 위성 데이터로부터 정규화된 식생 차이 지수(NDVI), 향상된 식생 지수(EVI), 정규화된 적외선 차이 지수(NDII)를 도출하고, 상기 제2 위성 데이터로부터 표고, 경사, 향을 도출하며, 아래 수식에 도출된 상기 NDVI, EVI, NDII, 표고, 경사, 향을 적용하여 격자별 산림 체적(Si)을 추정하는 것을 특징으로 하는 위성 데이터를 이용한 탄소흡수량 추정 시스템.여기서, NDVI는 정규화 식생 지수, EVI는 향상된 식생 지수, NDII는 정규화 적외선 지수, EL은 표고, SL은 경사, AS는 향, i는 지점, β0~β6는 계수, ε는 오차임