인도네시아 반둥 남부 지역에서의 지형/위성영상 분석결과와 지질과의 상관성 연구 Relationship between terrain/satellite image and geology of the southern part of the Bandung, Indonesia원문보기
본 연구에서는 인도네시아 반둥 남부지역에 대하여 지질조사 시 기초 자료를 제공하기 위해 지형 및 위성영상 분석결과와 지질과의 상관성 분석을 실시하였다. 이를 위해 지형, 지질 및 위성영상에 대한 공간 DB를 구축하였고, 지형자료로부터 지형, 고도분포도, 경사도, 경사방향도, 곡률도 및 음영기복도를, 위성영상으로부터 선구조, 선구조 밀도 및 식생지수를 추출하여 공간 DB를 구축하였다. 이렇게 구축된 공간 DB와 지질과의 상관성 분석 결과 본 연구지역에서 는 지질 분포가 지형과 밀접한 관계가 있었다. 퇴적암층들은 지형분석과 지질과의 관계를 볼 때 각 층에 대하여서는 일치하지 않으나 전체적으로 놓고 볼 때는 매우 잘 일치함을 볼 수 있다. 화산암층에서는 응회암층과 화산각력암층이 지형분석결과와 잘 일치됨을 볼 수 있다. 테일러스층은 지형 및 위성영상 분석과 매우 잘 일치함을 나타내고 있다.
본 연구에서는 인도네시아 반둥 남부지역에 대하여 지질조사 시 기초 자료를 제공하기 위해 지형 및 위성영상 분석결과와 지질과의 상관성 분석을 실시하였다. 이를 위해 지형, 지질 및 위성영상에 대한 공간 DB를 구축하였고, 지형자료로부터 지형, 고도분포도, 경사도, 경사방향도, 곡률도 및 음영기복도를, 위성영상으로부터 선구조, 선구조 밀도 및 식생지수를 추출하여 공간 DB를 구축하였다. 이렇게 구축된 공간 DB와 지질과의 상관성 분석 결과 본 연구지역에서 는 지질 분포가 지형과 밀접한 관계가 있었다. 퇴적암층들은 지형분석과 지질과의 관계를 볼 때 각 층에 대하여서는 일치하지 않으나 전체적으로 놓고 볼 때는 매우 잘 일치함을 볼 수 있다. 화산암층에서는 응회암층과 화산각력암층이 지형분석결과와 잘 일치됨을 볼 수 있다. 테일러스층은 지형 및 위성영상 분석과 매우 잘 일치함을 나타내고 있다.
The purpose of this study is the analyses of the relationship between geology and terrain/satellite image in the southern part of the Bandung, Indonesia to provide basic information fur geological survey. For this, topography, geology and satellite image were constructed to spatial database. Digital...
The purpose of this study is the analyses of the relationship between geology and terrain/satellite image in the southern part of the Bandung, Indonesia to provide basic information fur geological survey. For this, topography, geology and satellite image were constructed to spatial database. Digital elevation, slope, aspect, curvature, hill shade of topography were calculated from the topographic database and lithology was imported from the geologi-cal database. Lineament, lineament density, and NDVI were extracted the Landsat TM satellite image. The results showed the close relationship between geology and terrain and satellited image. Each sedimentary rocks seldom correspond with geology and analyses of topography but as a whole fur sedimentary rocks coincide with them. Tuff and volcanic breccia in the volcanic rocks correspond with the result of terrain analyses. Talus deposit is well matched with the analyses of topography/satellite image.
The purpose of this study is the analyses of the relationship between geology and terrain/satellite image in the southern part of the Bandung, Indonesia to provide basic information fur geological survey. For this, topography, geology and satellite image were constructed to spatial database. Digital elevation, slope, aspect, curvature, hill shade of topography were calculated from the topographic database and lithology was imported from the geologi-cal database. Lineament, lineament density, and NDVI were extracted the Landsat TM satellite image. The results showed the close relationship between geology and terrain and satellited image. Each sedimentary rocks seldom correspond with geology and analyses of topography but as a whole fur sedimentary rocks coincide with them. Tuff and volcanic breccia in the volcanic rocks correspond with the result of terrain analyses. Talus deposit is well matched with the analyses of topography/satellite image.
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문제 정의
이번 연구의 목적은 광역적으로 인도네시아의 Sukasari, PSgelaran, Tanggeung 및 Ankola 주변 지역을 포함한 수계, 단층, 파쇄대, 습곡축 등과 식생, 토지피복 분류, 온도분석을 통하여 지형, 지질, 지리적인 특성을 파악하여 지질조사 시 기초자료로 사용하기 위해서이다. 이를 위해 본 연구에서는 Fig.
제안 방법
금번 연구에서는 GIS 및 원격탐사기법을 이용하여 연구지역에 대해 지형 및 위성영상분석을 실시하였고, 이를 위해 먼저 연구지역에 대해 지형자료를 수집, 공간DB로 구축하였고, Landsat TM 영상을 처리하였다. 1:25,000 수치 지형도를 이용하여 지형분석을 실시하여 지형, 고도분포도, 경사도, 경사 방향 도, 곡률도 및 음영기 복도를 구하였다. 위성영상을 이용하여 선구조, 선구 조밀도 및 식생지수를 추출하여 공간DB를 구축하였다.
DEMe 1:25,000수치지형도를 지형 데이터베이스로 변환한 후 이를 이용하여 작성하였다. 지형 데이터베이스는 선 및 점속성을 가지는 ARC/INFO 커버리지로 되어 있다.
금번 연구에서는 GIS 및 원격탐사기법을 이용하여 연구지역에 대해 지형 및 위성영상분석을 실시하였고, 이를 위해 먼저 연구지역에 대해 지형자료를 수집, 공간DB로 구축하였고, Landsat TM 영상을 처리하였다. 1:25,000 수치 지형도를 이용하여 지형분석을 실시하여 지형, 고도분포도, 경사도, 경사 방향 도, 곡률도 및 음영기 복도를 구하였다.
이 지 역에서의 경사는 10-15도에서 62%로 가장 많이 분포 하고, 0-10도, 15-20도, 20-25도가 각각 2%, 17%, 10% 분포한다. 또한 이 DEM을 이용하여 지형 경사방 향도를 작성하였고, 해상도는 DEM과 같은 lOmxlOm 로 설정하였다. 이 지역에서의 평지 및 W가 각각 215% 로 가장 많이 분포하며, S, SW 및 N 방향도가 각각 14%로 많이 분포한다.
이번 연구에서는 위성영상분석을 하였는데, 인공위 성자료의 기하학적 보정을 실시하고, 판독 및 분석에 적합하도록하기 위해서는 전처리, 영상 강조 및 특징추출 등의 자료처리를 실시하였다. 또한, 색합성 분석, 선구 조 파악 및 선구조 밀도 분석, 식생분포 분석을 실시하였다. 분석에서 사용된 자료는 현재 위성영상은 Landsat TM(지상해상도 30m) 위성자료를 사용하였다.
이 지역에서의 평지 및 W가 각각 215% 로 가장 많이 분포하며, S, SW 및 N 방향도가 각각 14%로 많이 분포한다. 마지막으로 지형곡률도를 작성하였고, 해상도는 DEM과 같은 lOmxlOm로 설정하였다. 이 지역에서의 지형곡률 분포는 지형곡률이 오목한 것 즉, 음의 값을 가지는 지역과 볼록한 것 즉, 양의 값을 가지는 지역이 비슷하게 분포한다.
분석에서 사용된 자료는 현재 위성영상은 Landsat TM(지상해상도 30m) 위성자료를 사용하였다. 색합성 분석은 Landsat TM 자료의 밴드1, 밴드2 및 밴드 3자료에 각각 청색, 녹색 및 적색을 할당하면 자연색과 동일한 true 칼라 합성과 그 외의 조합에 의해 생성되는 false 칼라 합성방법으로 구분하여 표기하셔 도시하였다(Fig. 3). 선구조란 지표면 지형으로 나타나는 선형의 구조를 말하며, 주로 항공사진, 위성영상 및 음영기 복도 등 지형을 잘 나타낼 수 있는 자료를 가지고 추출한다.
선구조는 주로 위성영상육안 분석 및 지질도 및 지형도 분석을 통해 추출되었다. 선구조 밀도 분석은 단위 면적 당 선구조의 길이 즉, 밀도 및 선구조의 교차점수를 계산하여 연구지역의 선구조 밀도도를 구하였다. 이러한 선구조 밀도 분석은 선구조의 지역적인 분포를 파악하고 요약하는 데 매우 유용하다.
이 연구에서는 Landsat TM 자료로부터 육안으로 선 구조를 추출하였다. 선구조 방향 및 밀도분석에서는 추출된 선구조를 이용하여 선구조 방향을 분석하고, 밀도도를 작성 및 GIS DB로 구축하였다. 식생분포 분석은 Landsat TM 영상을 이용하여 식생지수인 NDVI(Normalized Dif ference Vegetation Index) 값(Jensen, 1978)을 구하여 지표면의 식생분포나 식생 밀집도를 추정하였다.
식생분포 분석은 Landsat TM영상을 이용하여 다음 식을 이용하여 NDVI 값을 구하여 지표면의 식생분포 나 식생밀집도를 추정하였다. 식생지수는 클로로필 흡수에 민감한 밴드를 단순한 수학식을 이용하여 식생의 밀도 등의 분포를 팀지하는 데 사용된다.
1:25,000 수치 지형도를 이용하여 지형분석을 실시하여 지형, 고도분포도, 경사도, 경사 방향 도, 곡률도 및 음영기 복도를 구하였다. 위성영상을 이용하여 선구조, 선구 조밀도 및 식생지수를 추출하여 공간DB를 구축하였다.
지형 데이터베이스는 선 및 점속성을 가지는 ARC/INFO 커버리지로 되어 있다. 이러한 지형도 데이터베이스 중 등 고선 및 수준점, 삼각점 등 고도를 표시하는 항목만을 추출 후 이를 보간하여 DEM 즉 고도분포도 및 음영기 복도를 작성하였다. DEM의 해상도는 1:25,000수치지형도의 축척을 고려하여 lOmxlOm로 설정하였다.
이렇게 구축된 공간DB를 이용하여 지질조사 시 필요한 기초지질도를 작성하였고 이를 현장지표지질조사 를 통해 검증을 하였다. 이러한 결과는 연구지역에 대한 기초자료로서 적용 및 활용하고자 하며 또한 우리나라의 기업이 인도네시아의 사회간접시설(도로 건설, 산업시설건축 등)에 참여할 경우 이에 필수적인 기초지질정보를 제공할 수 있다.
인도네시아 반둥 남부 지역에 대한 종합적인 정보를 수집하여 지질조사 시 기초자료를 제공하기 위해 GIS 및 원격탐사기법을 이용하여 연구지역에 대해 지형 및 위성영상분석을 실시하였다. 이를 위해 먼저 사업지역에 지형자료를 수집공간 DB* 구축하였고, Landsat TM 영상을 처리하였다. 지형자료로부터 지형, 고도분포도, 경사도, 경사 방향도, 곡률도 및 음영기 복도를, 지질자료로부터 지질을, 위성영상으로부터 선구조, 선구 조 밀도 및 식생지수를 추출하여 공간DB를 구축하였다.
이번 연구에서는 위성영상분석을 하였는데, 인공위 성자료의 기하학적 보정을 실시하고, 판독 및 분석에 적합하도록하기 위해서는 전처리, 영상 강조 및 특징추출 등의 자료처리를 실시하였다. 또한, 색합성 분석, 선구 조 파악 및 선구조 밀도 분석, 식생분포 분석을 실시하였다.
인도네시아 반둥 남부 지역에 대한 종합적인 정보를 수집하여 지질조사 시 기초자료를 제공하기 위해 GIS 및 원격탐사기법을 이용하여 연구지역에 대해 지형 및 위성영상분석을 실시하였다. 이를 위해 먼저 사업지역에 지형자료를 수집공간 DB* 구축하였고, Landsat TM 영상을 처리하였다.
2와 같이 지형분석을 하였다. 지형분석에서는 작성된 원지형도인 1:25,000수치지도를 이용하여 DEM(Digita) Elevation Model)을 작성하고 지형의 등고, 경사, 경사 방향, 지형곡률, 단면도 등을 분석하였다(Fig. 2).
이를 위해 먼저 사업지역에 지형자료를 수집공간 DB* 구축하였고, Landsat TM 영상을 처리하였다. 지형자료로부터 지형, 고도분포도, 경사도, 경사 방향도, 곡률도 및 음영기 복도를, 지질자료로부터 지질을, 위성영상으로부터 선구조, 선구 조 밀도 및 식생지수를 추출하여 공간DB를 구축하였다. 이렇게 구축된 분석 결과는 지형분석인 DEM과 위성영상분석결과가 대체로 지질과 일치함을 볼 수 있다.
대상 데이터
또한, 색합성 분석, 선구 조 파악 및 선구조 밀도 분석, 식생분포 분석을 실시하였다. 분석에서 사용된 자료는 현재 위성영상은 Landsat TM(지상해상도 30m) 위성자료를 사용하였다. 색합성 분석은 Landsat TM 자료의 밴드1, 밴드2 및 밴드 3자료에 각각 청색, 녹색 및 적색을 할당하면 자연색과 동일한 true 칼라 합성과 그 외의 조합에 의해 생성되는 false 칼라 합성방법으로 구분하여 표기하셔 도시하였다(Fig.
연구지역은 인도네시아 자바섬에 위치한다(Fig. 1). 연구지역은 대부분 신생대의 암석으로 구성된다.
선구 조 파악은 선구조는 직선 혹은 완곡의 지형요소로서, 인접한 표면 및 천부지형요소와 구분이 분명한 단층, 파쇄대, 습곡축 등의 지질구조선 혹은 암석 경계를 따라 나타나며, 이러한 요소는 원격탐사 자료에서 지형의 기복 변화 및 화소의 명암차에 의해 구분이 가능하다. 이 연구에서는 Landsat TM 자료로부터 육안으로 선 구조를 추출하였다. 선구조 방향 및 밀도분석에서는 추출된 선구조를 이용하여 선구조 방향을 분석하고, 밀도도를 작성 및 GIS DB로 구축하였다.
이들은 선구조의 방향을 이용하여 구조해석 및 암상과의 연관성 산출 등을 분석한다. 이번 연구에서는 해상도 30 m의 Landsat TM 위성영상을 선구조 추출을 위해 사용되었다. 선구조는 주로 위성영상육안 분석 및 지질도 및 지형도 분석을 통해 추출되었다.
화산각력 암층은 안산 암질 각력암, 응회암질 각력암, 래필리 응회암 등 주로 각력암과 래필리질 응회암으로 구성되며 간혹 사암이나 이 암류가 협재되기도 한다. 조사지역 내에서 이층은 Geuneung Subang 서편부에 폭약 1km 이내로 북동과 남남동 방향으로 길게 대상 분포하며, 조사지역 북동부의 Piisirangin 지역 근처에, 또한 Tanggeung 동쪽에 약 2.5 km의 폭으로 남서-북동방향으로 대상 분포하며, Ankola 근처에서는 동.서 방향으로 길게 대상 분포한다.
먼저 사암층은 층리가 잘 발달되며 고화상태가 그다지 양호하지 않는 응회암 질 사암, 결정질 응회암, 부석질 응회암, 이암, 석회질 이암, 역암 등으로 구성되나, 대체로 사암과 이암 등의 퇴적암이 우세하게 발달한다. 조사지역 내에서는 Ankola 남부지역과 Tanggeung 지역 주변과 Pagelaran 북서쪽에 대상으로 길게 분포한다. 이사암층은 1:100,000 Sindangbarang and Bandarwaru 지질도에서 언급된 Bentang 층과 대비된다.
이론/모형
선구조 방향 및 밀도분석에서는 추출된 선구조를 이용하여 선구조 방향을 분석하고, 밀도도를 작성 및 GIS DB로 구축하였다. 식생분포 분석은 Landsat TM 영상을 이용하여 식생지수인 NDVI(Normalized Dif ference Vegetation Index) 값(Jensen, 1978)을 구하여 지표면의 식생분포나 식생 밀집도를 추정하였다.
성능/효과
식생지수는 클로로필 흡수에 민감한 밴드를 단순한 수학식을 이용하여 식생의 밀도 등의 분포를 팀지하는 데 사용된다. 따라서 NDVI 값이 높을수록 식생이 많이 분포하며 밀도도 높다는 것을 의미한다. Landsat TM의 경우, TM 밴드3과 밴드 4으] 합과 차의 비로 계산되는 NDVI식은 TM 영상의 밴드3은 클로로 필 흡수 영역에 있어 식생지역과 비색생 지역을 구분하는 데 용이하며, 밴드4는 물의 반사율은 낮고, 식생에 의한 반사율은 매우 높아지는 파장역으로 서식생과 수역 간에 대비도가 커지게 되므로, 이를 이용하여 수역을 분리하거나 토지와 수역의 구분, 토지와 식생의 구분 등에 유용하게 사용된다.
따라서, Fig. 5에서 보듯이 지형 및 위성 분석 결과는 아주 세부적인 지질 분류와는 일치하지 않으나 화산암 계열과 퇴적암 계열을 놓고 보면 대체적으로 일치하고 있으며, 위성영상분석 결과와 지질과의 관계를 살펴보면 테일러스층은 위성영상으로 판독이 가능함을 알 수 있다. 이러한 결과는 이 지역의 지질이 지형과 밀접한 관계를 가짐을 알 수 있으며, 이는 화산이 폭발해서 화산암이 흘러내렸음을 유추할 수 있고 이에 대해서는 지표지질조사에서 확인되었다.
4와 같다. 연구지역에서의 선구조 방향 분포는 빈도 및 길이면에서 주로 N40°W-N60 °W 방향이 가장 우세하며, 다음으로 N20OE-N40°E도 및 N60°E-N80OE도 방향이 우세하였다.
후속연구
이러한 본 연구 결과를 고려할 때 화산암이 분포하는 지역에 대해서는 현지 지표지질조사를 하기 이전에 수치 지형도와 인공위성 영상을 먼저 분석하여 조사지역에 대한 예비적인 지질 기초를 파악하여 현지 조사를 실시한다면 보다 정확한 지질조사를 수행하는 데 크게 도움이 된다고 사료된다. 따라서 이러한 결과는 앞으로 연구지역에 대한 기초자료로서 적용 및 활용될 수 있으며, 다른 화산암 지역을 조사함에 있어서도 지형 및 위성영상 판독을 먼저 실시하고 조사를 한다면 지표지질조사 시 시간을 줄이며 보다 정확한 지질도를 작성할 수 있을 것이다.
이러한 본 연구 결과를 고려할 때 화산암이 분포하는 지역에 대해서는 현지 지표지질조사를 하기 이전에 수치 지형도와 인공위성 영상을 먼저 분석하여 조사지역에 대한 예비적인 지질 기초를 파악하여 현지 조사를 실시한다면 보다 정확한 지질조사를 수행하는 데 크게 도움이 된다고 사료된다. 따라서 이러한 결과는 앞으로 연구지역에 대한 기초자료로서 적용 및 활용될 수 있으며, 다른 화산암 지역을 조사함에 있어서도 지형 및 위성영상 판독을 먼저 실시하고 조사를 한다면 지표지질조사 시 시간을 줄이며 보다 정확한 지질도를 작성할 수 있을 것이다.
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