격자자료 결측복원을 위한 DCT-PLS 기법의 활용성 평가 (Evaluation of the DCT-PLS Method for Spatial Gap Filling of Gridded Data)

서지정보

· 발행기관 : 대한원격탐사학회
· 수록지 정보 : 대한원격탐사학회지 / 36권 / 6호 / 1407 ~ 1419페이지
· 저자명 : 윤유정, 김서연, 정예민, 조수빈, 이양원

초록

지구환경 변화를 파악하는 데 있어서는 장기 시계열의 격자자료가 필수적이며, 기후 재분석장과 위성자료는 대기 및 지표면 변수에 대하여 전 지구 규모에서 주기적이고 정량적인 정보로 활용되고 있다. 본 연구에서는 위성자료의 결측 문제를 해결하기 위한 방안으로 DCT-PLS (penalized least square regression based on discrete cosine transform) 기반의 결측복원 기법을 서로 다른 특성을 가진 복수의 격자자료에 적용하고, 정량적인 검증을 통하여 그 활용성을 평가하였다. 원본 자료와의 객관적인 비교를 위하여 결측이 없는 LDAPS (Local Data Assimilation and Prediction System) 모델로부터 상대습도, 풍속 일자료를 추출하고, MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)의 월간 합성 LST (land surface temperature), NDVI (normalized difference vegetation index) 영상을 사용하여, 임의로 생성된 결측 블록이 원본에 매우 가깝게 복원됨을 확인하였고, 4가지변수 모두에서 상관계수 0.95 이상의 일치도를 나타내었다. DCT-PLS 기반 결측복원 기법은 별도의 보조자료를 필요로 하지 않고, 필요시 시간 및 공간 정보를 모두 활용할 수 있으며, 처리속도가 비교적 빠르기 때문에 현업시스템에 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

영어초록

Long time-series gridded data is crucial for the analyses of Earth environmental changes.
Climate reanalysis and satellite images are now used as global-scale periodical and quantitative information for the atmosphere and land surface. This paper examines the feasibility of DCT-PLS (penalized least square regression based on discrete cosine transform) for the spatial gap filling of gridded data through the experiments for multiple variables. Because gap-free data is required for an objective comparison of original with gap-filled data, we used LDAPS (Local Data Assimilation and Prediction System) daily data and MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) monthly products.
In the experiments for relative humidity, wind speed, LST (land surface temperature), and NDVI (normalized difference vegetation index), we made sure that randomly generated gaps were retrieved very similar to the original data. The correlation coefficients were over 0.95 for the four variables. Because the DCT-PLS method does not require ancillary data and can refer to both spatial and temporal information with a fast computation, it can be applied to operative systems for satellite data processing.

참고자료

· 없음