항해용 X-band 레이다를 이용한 해운대해수욕장 이안류 자동탐지 및 특성 분석
Automatic Detection and Analysis of Rip Currents at Haeundae Beach using X-band Marine Radar
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초록
본 연구진에서 개발한 항해용 X-band 레이다를 이용한 파랑 및 이안류 관측 시스템을 해운대 해수욕장에 설치하여 이안류를 관측하였다. 기존 이안류 현장관측 방법으로는 측정하기 어려운 이안류의 형태와 크기 및 유속을 X-band 레이다 영상분석을 통해 관측하였다. 본 연구에서는 시간평균한 X-band 레이다 영상으로부터 이안류 발생위 치와 크기 및 형태를 자동탐지하는 알고리즘을 개발하였다. X-band 레이다 영상을 3차원 푸리에 변환하고, 도플러 유속이 포함된 분산방정식 조건으로 이안류 유속을 계산하였다. X-band 레이다 영상분석을 통한 이안류 발생위치와 유속 계산 기법은 표류부이 실험으로 검증하였다. 해운대 해수욕장 이안류 조사 결과 한번 발생한 이안류는 1~2일 동안 지속되며, 발생위치가 크게 바뀌지 않는 것이 관찰되었다.
Abstract
The observation system has been developed to investigate the rip currents at Haeundae beach using Xband marine radar. X-band radar system can observe shape, size, and velocity of rip currents, which is difficult to obtain through field observation by conventional device. Algorithms which automatically detect locations, shapes, and magnitudes of rip currents were developed using time averaged X-band radar sea clutter images. X-band sea clutter images are transformed through 3D FFT into 2D wave number spectrum and frequency spectrum. Rip current velocities were estimated using differences in wave-number spectra and wave frequency spectra due to Doppler shift. The algorithm was verified by drift experiments. At Haeundae beach, the radar system exactly located the rip currents and found to be sustained for 1-2 days at fixed locations.
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