본 연구의 목적은 GIS기술을 이용하여 적조의 시공간적인 분포를 분석하는 것이다. 적조에 의해 발생하는 피해는 적조 생물종에 따라 다양하게 나타난다 때문에 적조의 피해를 저감하기 위해서는 시-공간적인 적조 생물종의 분포특성을 파악하는 것이 중요하다. 이러한 관점에서 우리는 최초의 적조발생지역, 공간적 발생빈도, 적조의 이동 등을 분석하였다. 본 연구에서 사용된 공간자료는 적조 속보 보고에 의해 공간분포를 디지타이징하였고, 적조데이터베이스를 구축하기 위해 적조 생물종, 생물 밀도, 수온 등의 다양한 속성자료를 구성하였다. 적조의 시-공간적 분포 특성을 분석하기 위해 다양한 공간분석기법을 적용하였다. 이러한 공간분석 결과로부터 남해에서의 시-공간 적이 적조 공간 정보를 얻을 수 있었다.
본 연구의 목적은 GIS기술을 이용하여 적조의 시공간적인 분포를 분석하는 것이다. 적조에 의해 발생하는 피해는 적조 생물종에 따라 다양하게 나타난다 때문에 적조의 피해를 저감하기 위해서는 시-공간적인 적조 생물종의 분포특성을 파악하는 것이 중요하다. 이러한 관점에서 우리는 최초의 적조발생지역, 공간적 발생빈도, 적조의 이동 등을 분석하였다. 본 연구에서 사용된 공간자료는 적조 속보 보고에 의해 공간분포를 디지타이징하였고, 적조데이터베이스를 구축하기 위해 적조 생물종, 생물 밀도, 수온 등의 다양한 속성자료를 구성하였다. 적조의 시-공간적 분포 특성을 분석하기 위해 다양한 공간분석기법을 적용하였다. 이러한 공간분석 결과로부터 남해에서의 시-공간 적이 적조 공간 정보를 얻을 수 있었다.
The aim of this study is to analyze the temporal and spatial distribution aspects of red tide using GIS techniques. The damage caused by red tide appears various aspects according to the species, concentration and spatial distribution of red tide plankton. Therefore, in order to prevent the damage o...
The aim of this study is to analyze the temporal and spatial distribution aspects of red tide using GIS techniques. The damage caused by red tide appears various aspects according to the species, concentration and spatial distribution of red tide plankton. Therefore, in order to prevent the damage of red tide it is important to understand the distribution characteristics of red tide by each species according to time and space. In this perspective, we analyzed the beginning outbreak area, spatial occurrence frequency and spatial migration of red tide. The spatial data used by this study was constructed by digitizing the red tide quick report and coupled with various attributes such as species, concentration and water temperature for construction of red tide database. We used various spatial analysis methods such as union, intersect, tracking, buffer and spatial interpolation for analyzing temporal and spatial characteristics of red tide. From the result of these spatial analyses, we could get the spatial information on the temporal and spatial distribution characteristics of red tide at the Southern Sea.
The aim of this study is to analyze the temporal and spatial distribution aspects of red tide using GIS techniques. The damage caused by red tide appears various aspects according to the species, concentration and spatial distribution of red tide plankton. Therefore, in order to prevent the damage of red tide it is important to understand the distribution characteristics of red tide by each species according to time and space. In this perspective, we analyzed the beginning outbreak area, spatial occurrence frequency and spatial migration of red tide. The spatial data used by this study was constructed by digitizing the red tide quick report and coupled with various attributes such as species, concentration and water temperature for construction of red tide database. We used various spatial analysis methods such as union, intersect, tracking, buffer and spatial interpolation for analyzing temporal and spatial characteristics of red tide. From the result of these spatial analyses, we could get the spatial information on the temporal and spatial distribution characteristics of red tide at the Southern Sea.
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문제 정의
본 논문에서는 적조에 대한 공간. 시간적 분석을 ①공간에 따른 적조의 발생빈 도 분포, ②시간에 따른 적조의 이동.
이러한 현실 배경은 바탕으로 본 연구는 우리나라 연안 해역에서 유해성 적조인 C. polykrikoides 의 발생과 이동에 대한 공간분석을 GIS기법에 의해 수행하고, 이를 통하여 적조의 발생해역 및 발생 시기, 적조의 분포 및 이동속도, 지속기간 사이의 관련성을 구명하는 목적을 갖는다.
가설 설정
적조의 공간적 변화양상은 발생한 적조가 시간에 따라 공간적으로 이동하는 경로를 추정하는 방법으로 분석하였다. 적조의 공간적 이동은 연속된 2일 동안 발생한 적조가 서로 공통적으로 교차하는 부분이 있을 경우, 둘째 날 발생한 적조는 이전날 발생한 적조가 이동 또는 확산된 결과라고 가정하여 추정하였다. 예를 들어 [그림 3]에서 파란색과 빨간색이 각각 연속된 2일 동안 첫째 날 및 둘째 날에 발생한 적조의 공간 분포상태를 나타낸다고 할 때, c는 하루 전에 발생한 적조 a가 공간적으로 이동 확산한 것으로 판단하며 d의 경우에는 첫째 날 발생한 적조와 상관없이 독립적으로 둘째 날에 발생한 것으로 추정하였다.
적조의 최초 발생지역 분석은 각적 조 데이터의 발생일로부터 5일 이전까지 단 한 차례도 적조 발생이 보고되지 않은 경우, 해당 지역을 적조 최초 발생지점으로 가정하여 분석을 실시하였다.
제안 방법
2002년과 2003년 적조 조사 자료를 중첩하여 2년 동안 연속해서 적조가 발생한 지역을 확인하였다. 2년 동안 연속해서 적조가 발생한 지역은 [그림 6]과 같다.
2002년도에 조사된 일자별 적조 발생 자료를 중첩하여 지역별 발생 빈도를 분석하였다. 2002년도에 발생한 지역별 유해성 적조 발생 현황을 나타내면 다음 [그림 4]와 같다.
본 연구는 ESRI 사의 Arcinfo Desktop 9을 이용하여 수행되었으며, 각각의 분석 과정을 [그림 1]에서 볼 수 있는 것과 같이 하나의 독립된 모델로 구축하여 적용하였다. 각 세부 모델은 Python 언어를 이용하여 작성하였으며, 입력 데이터를 지정할 경우 전과정이 유기적으로 통합되어 수행될 수 있도록 구성하였다.
2002년, 2003년 적조발생 자료를 이용하여 적조 발생의 시 . 공간적 특성을 살펴 보았다. 본 논문에서 사용된 GIS 공간분 석 기법을 이용할 경우, 적조의 발생 및 이동.
마지막으로 조사된 적조 자료 중 생물 개체 농도가 높은 지점에 대한 분석을 실시하였다. 유해성 적조인 C.
먼저, 적조의 공간적 발생 빈도는 일단위로 작성한 공간데이터를 상호 중첩하여 분석하였다. 중첩 방법으로는 유니온이 사용되었으며, 일별 데이터를 중첩하여 다음 [그림 2]와 같이 공간적으로 교차하는 횟수를 조사하는 방법으로 공간에 따른 발생빈도를 정의하였다.
이러한 적조예보 기준에 기초 하여 농도 분석을 실시하였다. 발생개체 수 1000 개체/ml 이상인 적조경보 발생 지역에 대해서 발생 지점의 공간적 특성을 분석하기 위하여 육지 및 양식장과의 공간 위상관계 분석을 실시하였으며, 개 체 농도가 높이 지역과 적조 발생빈도가 높은 지역 및 초기 발생지점과의 공간적 일치성 여부를 함께 분석하였다.
발생한 유해성 적조가 공간적으로 어떻게 이동, 확산하는지에 대한 분석을 실시하였다. 이동경로 분석은 2003년도 조사 자료에 대해 실시하였으며, 분석결과는 다음 표1과 같다.
공간적 특성을 살펴 보았다. 본 논문에서 사용된 GIS 공간분 석 기법을 이용할 경우, 적조의 발생 및 이동. 확산 특성의 파악과 이를 통한 장단기 예보 및 변동사항 분석에 큰 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구는 ESRI 사의 Arcinfo Desktop 9을 이용하여 수행되었으며, 각각의 분석 과정을 [그림 1]에서 볼 수 있는 것과 같이 하나의 독립된 모델로 구축하여 적용하였다. 각 세부 모델은 Python 언어를 이용하여 작성하였으며, 입력 데이터를 지정할 경우 전과정이 유기적으로 통합되어 수행될 수 있도록 구성하였다.
polykrikoides 의 경우 발생면적과 발생농도를 기준으로 반경 2~5 km 및 발생이 관측된 시점부터 개체농도 1000 개체/nd까지는 적조주의보 를, 반경 5km 이상이며 발생농도 1000 개 체/ml 이상부터는 적조경보를 발령하게 되어있다. 이러한 적조예보 기준에 기초 하여 농도 분석을 실시하였다. 발생개체 수 1000 개체/ml 이상인 적조경보 발생 지역에 대해서 발생 지점의 공간적 특성을 분석하기 위하여 육지 및 양식장과의 공간 위상관계 분석을 실시하였으며, 개 체 농도가 높이 지역과 적조 발생빈도가 높은 지역 및 초기 발생지점과의 공간적 일치성 여부를 함께 분석하였다.
예를 들어 [그림 3]에서 파란색과 빨간색이 각각 연속된 2일 동안 첫째 날 및 둘째 날에 발생한 적조의 공간 분포상태를 나타낸다고 할 때, c는 하루 전에 발생한 적조 a가 공간적으로 이동 확산한 것으로 판단하며 d의 경우에는 첫째 날 발생한 적조와 상관없이 독립적으로 둘째 날에 발생한 것으로 추정하였다. 이와 함께 적조의 일별 이동경로를 ArcGIS Tracking Analysis를 이용하여 시각화된 동영상으로 제작하여 시간에 따른 공간적 이동경로 분석의 참고자료로 사용하였다.
적조의 공간적 변화양상은 발생한 적조가 시간에 따라 공간적으로 이동하는 경로를 추정하는 방법으로 분석하였다. 적조의 공간적 이동은 연속된 2일 동안 발생한 적조가 서로 공통적으로 교차하는 부분이 있을 경우, 둘째 날 발생한 적조는 이전날 발생한 적조가 이동 또는 확산된 결과라고 가정하여 추정하였다.
적조의 발생 시작점 분석은 2003년 데 이터를 기준으로 월별 적조의 최초 발생 지에 대한 분석을 실시하였다. 분석 결과 는 다음 [그림 9]와 같다.
시간적 분석을 ①공간에 따른 적조의 발생빈 도 분포, ②시간에 따른 적조의 이동. 확 산 모습, ③적조의 초기 발생지역, ④발생 적조의 공간적 개체농도 분포 등과 같이 4 가지로 크게 구분하여 분석 수행하였다.
대상 데이터
가장 긴 6일 동안 발생한 적조의 공간적 이동 모습은 [그림 8]과 같다. 발생지역은 남해군 앞바다로 2003년 8월 13일부터 8월 18일까지 적조가 유지된 것으로 분석되었다. 그림에서 빨간색 폴리곤은 적조의 공간적 분포를 노란색과 검은색 포인트는 각각 현재 적조와 이전 일자적 조의 중심점을 나타낸다.
발생한 유해성 적조가 공간적으로 어떻게 이동, 확산하는지에 대한 분석을 실시하였다. 이동경로 분석은 2003년도 조사 자료에 대해 실시하였으며, 분석결과는 다음 표1과 같다. 분석결과 84 %의 적조가 공간적으로 1일 이내에 사라지는 것으로 분석되었으며, 가장 오래 동안 공간적으로 지속된 적조는 총 6일간에 걸쳐 이동, 확산된 것으로 분석되었다.
따라서 적조에 공간적, 시간적 특성을 분석하기 위해서는 적조 발생종, 밀도, 위치 등에 대한 데이터가 사전에 준비되어야 하며, 이로부터 적조 종류별 공간적 발생 위치와 발생 빈도 그리고 시간에 따른 공간적 이동을 확인할 수 있는 합리적 분석방법이 필요하다. 이를 위하여 본 논문에서는 국립수산과학원에서 제공하는 적조 속보 자료(2002, 2003년)를 디지타이징하여 공간데이터를 구축하였으며, 이를 수온, 개체밀도, 발생종 등의 속성자료와 결합하여 분석의 기초 자료로 활용하였다. 적조에 대한 공간데 이터와 속성데이터는 모두 일별 단위에 기초하여 작성되었다.
이상의 분석 방법은 구체적으로 유해성 적조인 C. polykrikoides 에 대한 2002, 2003년 발생 자료를 이용하여 수행되었다.
성능/효과
[그림 4]에서 확인할 수 있는 것과 같이 2002년도의 경우 고흥군과 거제시 사이 특히, 여수시와 남해군 앞바다에서 적조가 빈번하게 발생한 것으로 분석되었으며, 가장 많이 적조가 발생한 지역은 총 15회의 적조가 발생한 것으로 분석되었다. 이와 함께 발생빈도와 발생면적을 함께 비교할 경우, 발생 빈도 4회 이하인 경우가 전체 발생 면적의 90 %를 차지하여 대부분의 경우 4회 이내의 발생 빈도를 보인 것으로 분석되었다.
[그림 5]에서 확인할 수 있는 것과 같이 2(X)3년의 경우 남해군 연안 해역과 마산시와 창원시 사이의 마산만 일대에 많은 적조가 발생한 것으로 분석되었다. 가장 높은 빈도를 보인 지역은 총 8회의 적조 발생이 보고되었으며, 전체적으로 1회만 조사된 지역이 전체의 78 %, 2회 이하로 조사된 지역이 전체의 90 %를 차지하는 것으로 분석되 었다.
이동경로 분석은 2003년도 조사 자료에 대해 실시하였으며, 분석결과는 다음 표1과 같다. 분석결과 84 %의 적조가 공간적으로 1일 이내에 사라지는 것으로 분석되었으며, 가장 오래 동안 공간적으로 지속된 적조는 총 6일간에 걸쳐 이동, 확산된 것으로 분석되었다.
후속연구
향후 이상의 분석방법을 이용한 적조의 시 . 공간적 발생특성 분석과 함께 육지 및 양식장과의 공간적 위치 관계 분석 및 수온 분포, 해류이동 자료와의 연관성 분석을 실시할 경우 적조의 공간적, 시간적 특성을 파악하는데 큰 도움이 될 것이다.
확산 특성의 파악과 이를 통한 장단기 예보 및 변동사항 분석에 큰 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다. 또한 이러한 분석방법에 기초한 적조 관리 시스템 을 구축할 경우 적조 관리를 위한 합리적인 의사결정 수립에 좋은 참고자료를 제공할 수 있을 것이다.
본 논문에서 사용된 GIS 공간분 석 기법을 이용할 경우, 적조의 발생 및 이동. 확산 특성의 파악과 이를 통한 장단기 예보 및 변동사항 분석에 큰 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다. 또한 이러한 분석방법에 기초한 적조 관리 시스템 을 구축할 경우 적조 관리를 위한 합리적인 의사결정 수립에 좋은 참고자료를 제공할 수 있을 것이다.
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