1차 Radiative Transfer 모델의 입력 변수 민감도 조사를 통한 농림 지역의 간단한 마이크로파 산란 모델 개발

Abstract

본 논문에서는 농림지역에서 마이크로파 후방산란 계산에 사용할 수 있는 1차 RT(radiative transfer) 모델의 입력 변수민감도 조사를 통해 입력 변수의 수를 줄여 개발한 간단한 마이크로파 산란 모델을 제시한다. 먼저 1차 RT 모델을 사용하여 다양한 초목과 표면 조건에 대한 광범위한 마이크로파 후방산란 계수 데이터베이스를 생성한다. 이 데이터베이스는 COSMO-SkyMed SAR(synthetic aperture radar)와 HPS(Hongik polarimetric scatterometer)에 의해 획득된 농림 지역의 후방산란 계수와 기존 산란 모델에 의해 계산된 후방산란 계수와 현장 실측 데이터로 구성된다. 현장 실측 데이터를 기반으로 초목이 가질 수 있는 입력 변수의 최소와 최대값을 설정하여 그에 따른 후방산란 계수를 계산하였다. 또한 GSA(global sensitivity analysis) 기법을 사용하여 입력 변수의 민감도를 조사하였다. 초목과 표면, 주파수 등 32개 입력 변수의 다양한범위에 대해 계산된 민감도를 기반으로 총 32개의 입력 변수 중 12개의 입력 변수를 선택하였다. 선택된 12개의 입력변수만을 사용하여 1차 RT 모델로 후방산란 계수를 계산하였으며, 측정 데이터와 비교하였다. 측정 데이터와 기존 1차RT 모델 간의 RMSE(root mean square error)는 약 0.91 dB이며, 간단한 산란 모델 간의 RMSE는 약 0.95 dB이다. 간단한산란 모델의 입력 변수는 약 1/3로 줄었지만 정확도는 유지되는 것을 확인할 수 있다.