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문제 정의
- 본 논문에는 해안선 벡터 데이터의 시계열적 분석을 위한 통계학적 변화율 등의 산출이 가능한 수치 해안선 분석용 프로그램인 DSAS 4.2를 통하여 을숙도 서편 해안선의 변화를 분석하였다. 데이터는 총 8개년도 (1983, 1987, 1992, 1997, 2002, 2007, 2009, 2011년)의 을숙도 수치도화 자료이며, 을숙도 서편 해안선을 벡터자료로 추출하여 중첩하였다.
- 본 연구에서는 을숙도 서편의 대규모 공사로 인한 해안선 변형의 기초자료 확보와 변화 분석이 주된 연구 목적이다. 이를 위하여 1982년부터 2011년까지의 항공 사진에 대하여 AT(Aerial Triangulation)처리하고 수치 도화하여 해안선을 추출하였다.
제안 방법
- AT 처리된 정사영상 자료는 HIST-DPW 수치 도화 기를 사용하여 을숙도를 수치도화 하였다. 지형지물의 구분을 위하여 6가지 레이어를 구성하였고 그 중 해안선 레이어는 1983년부터 2011년도까지 총 8개 년도에 대하여 추출 및 중첩한 결과를 제시하였다(Figure 7).
- DSAS 프로그램의 분석 중 최대해안선 변화량 (SCE)과 순 해안선 변화량(NSM), 그리고 연 해안선 변화율(EPR)의 3가지 방법을 적용하여 해안선 변화를 분석하였다(Table 3). 해안선변화에 대한 증감의 표현으로 해안 방향으로의 진출(+), 육지 방향으로의 후퇴(-)로 나타내었다.
- 본 연구는 을숙도 서편 해안선 변화 분석을 수행하기 위하여 30년간의 항공사진과 측량자료를 구축하고, DSAS 4.2 프로그램을 이용하여 다양한 비교.분석을 통하여 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다.
- 본 연구에서는 96장의 아날로그 항공사진에 대하여 기하학적 정확도가 높고 고정밀 스캔이 가능한 항공사진 전용 스캐너(UltraScan5000)를 이용하여 스캔 작업을 수행하였고, 현지 지상기준점(GCP : Ground Control Point) 설치를 통하여 영상 기준점 및 현황 측량을 실시하였다.
- 아날로그 영상의 경우 항공삼각측량(AT) 분석과 정사영상 제작까지 일괄처리가 가능한 SOCET Set 프로그램을 이용하였다. Figure 5는 GCP 현황도와 사진기준점 측량을 수행하기 위하여 카메라 기종별 검정자료를 이용하여 내부표정을 실시하고, Tie Point 설정 후 GCP 자료를 입력하여 사진기준점 측량을 수행하였다.
- 본 연구에서는 을숙도 서편의 대규모 공사로 인한 해안선 변형의 기초자료 확보와 변화 분석이 주된 연구 목적이다. 이를 위하여 1982년부터 2011년까지의 항공 사진에 대하여 AT(Aerial Triangulation)처리하고 수치 도화하여 해안선을 추출하였다. 그리고 DSAS 4.
- 그리고 측량.지적의 해안경계선 정의에 따라 만조시 육상의 경계가 구분되어져야 하지만 실험지역의 특성상 그 경계선을 명확히 구분하기 곤란하므로 해안 갈대 외곽선을 기준으로 실험을 진행하였다.
- Figure 15와 같이 을숙도 북쪽 상단부를 시작으로 약 700m의 구역을 설정하여 10m 간격으로 GPS 측량을 실시하였다. 취득된 GPS 자료를 기준으로 2009년과 2011년의 수치도화 결과 치와 비교하였다.
- 해안선 분석을 위해 을숙도 서편 해안선을 기준으로 해상 쪽으로 임의의 거리에 Baseline을 설정하고, 각각 300m 길이의 Transect를 50m 간격으로 총 58개(북에서 남 방향으로 1～58 Transect)를 설정하였다. 수치도화를 통한 중첩자료와 DSAS분석을 위한 설정은 Figure 10과 같다.
대상 데이터
- 1983년부터 2007년까지 약 5년 주기로 아날로그 영상을 취득하여 항공삼각측량(AT)처리를 수행하였고, 2009년과 2011년 영상은 보정 작업을 거친 정사영상을 취득하여 사용하였다.
- 데이터는 총 8개년도 (1983, 1987, 1992, 1997, 2002, 2007, 2009, 2011년)의 을숙도 수치도화 자료이며, 을숙도 서편 해안선을 벡터자료로 추출하여 중첩하였다.
- 본 연구는 부산광역시의 낙동강 하구에 위치한 을숙도 지역을 대상으로 하고있다(Figure 1). 연구 지역의 경우 지난 30~40년 동안 인위적 지형 변화가 급격하게 발생한 특징이 있으며, 을숙도 도로(제방)을 기준으로 상부는 4대강사업 등을 통해 인공적으로 재조성되었고, 하부는 경작지 등으로 이용되던 곳을 하구 기수역 습지로 복원하였다.
- 연구 지역의 경우 지난 30~40년 동안 인위적 지형 변화가 급격하게 발생한 특징이 있으며, 을숙도 도로(제방)을 기준으로 상부는 4대강사업 등을 통해 인공적으로 재조성되었고, 하부는 경작지 등으로 이용되던 곳을 하구 기수역 습지로 복원하였다.
- 과거 해안 지역 변화 분석에 있어 기존의 측량방식이 주로 사용되었지만 2000년대 들어 첨단측량 기법들의 활용으로 보다 정확한 정보 취득과 분석을 수행하고 있다. 연구지역인 낙동강 하구는 생태환경 및 지리적으로 하천과 바다가 만나는 기수역에 위치하고 있으며, 약 39.24㎢의 넓은 지역에 걸쳐 갯벌, 사주(모래섬) 등이 구성되어 있다. 이러한 지형조건으로 인하여 다양한 하구역 생물과 천연기념물들이 서식하고 있는 보호구역으로 한때는 국내에 도래하는 조류 종의 72.
- 을숙도 서편 해안선 변화 분석을 위하여 1983년부터 2011년까지의 항공사진을 사용하였다(Table 1, Figure 2).
- AT 처리된 정사영상 자료는 HIST-DPW 수치 도화 기를 사용하여 을숙도를 수치도화 하였다. 지형지물의 구분을 위하여 6가지 레이어를 구성하였고 그 중 해안선 레이어는 1983년부터 2011년도까지 총 8개 년도에 대하여 추출 및 중첩한 결과를 제시하였다(Figure 7).
데이터처리
- 이를 위하여 1982년부터 2011년까지의 항공 사진에 대하여 AT(Aerial Triangulation)처리하고 수치 도화하여 해안선을 추출하였다. 그리고 DSAS 4.2 프로그램을 이용하여 해안선 변화 분석과 실측을 통한 최근 해안 변화에 대하여 분석하였다.
이론/모형
- 조위 보정의 경우 Lee et al(2011)이 제시한 을숙도 조위 보정량을 참고하여 실시하였다.
성능/효과
- 8m의 후퇴가 나타났다. 2012년과 2011년의 비교 결과 상단부에서 평균 약 +0.9m의 진출이 발생하였고, 중단부에서는 큰 변화가 없었으나 하단부에서 다시 평균 +0.4m만큼 진출하였음을 확인할수 있었다.
- DSAS 4.2를 이용하여 SCE, NSM, EPR 기법에 대한 분석을 하였고, SCE의 경우 상단부분에서 해안선 변화가 가장 많음을 알 수 있었다. 그리고 NSM의 경우 전체 약 18m 정도의 퇴적양상이 나타났고, EPR 분석 결과는 상단부에서 연평균 6.
- NSM 분석결과 Transect 3(상단)에서 약 -191m의 최대변화를 확인할 수 있었고, 이는 육지 방향으로 후퇴 됨을 알 수 있다. 그리고 최소변화는 Transect 27(중단) 부분에서 나타나고 있으며, +0.
- 전체적인 변화양상은 NSM 분석과 비슷하다.Transect 3(상단)에서 연평균 -6.7m/yr 정도의 후퇴 결과를 보였으며, Transect 18, 19(상단)에서는 +2.1m/yr 만큼 진출하였고 Transect 27(중단) 부분에는 연평균 해안선의 변화가 거의 없었다. 상단의 호안부분을 제외 하면 을숙도 서편 해안선의 경우 연평균 약 +0.
- 이는 1등 수준측량 기준인 #(L : 왕복 기선 길이)에서 요구하는 오차 범위 내에 있다. 그리고 GCP 1～4번까지 왕복 수준측량을 실시하였으며, 평면위치는 통합기준점과 GPS 측정값이 거의 일치하였다. Table 2는 지상기준점 좌표 값을 나타내었다.
- 2를 이용하여 SCE, NSM, EPR 기법에 대한 분석을 하였고, SCE의 경우 상단부분에서 해안선 변화가 가장 많음을 알 수 있었다. 그리고 NSM의 경우 전체 약 18m 정도의 퇴적양상이 나타났고, EPR 분석 결과는 상단부에서 연평균 6.7m의 침식이 있었다.
- 8개년도의 변화 분석 결과 Figure 11과 12에서와 같이 을숙도 상단부의 경우 가장 많은 변화량을 나타내었으며, 중단부의 경우 최소 변화량이 나타남을 알 수 있었다. 그리고 Transect 3(상단) 즉, 을숙도 서편 북쪽의 호안정비 공사가 이루어진 구역에서 가장 많은 196m의 변화가 발생하였고, Transect 23(중단)에서 약 8m로 가장 적은 변화를 보였다.
- NSM 분석결과 Transect 3(상단)에서 약 -191m의 최대변화를 확인할 수 있었고, 이는 육지 방향으로 후퇴 됨을 알 수 있다. 그리고 최소변화는 Transect 27(중단) 부분에서 나타나고 있으며, +0.1m 정도로 거의 변화가 없음을 알 수 있었다. NSM의 경우 상단 호안부분을 제외하면 평균 약 +18m의 변화가 발생하였고 해안 방향으로의 진출 양상을 나타내고 있다.
- 1m/yr 만큼 진출하였고 Transect 27(중단) 부분에는 연평균 해안선의 변화가 거의 없었다. 상단의 호안부분을 제외 하면 을숙도 서편 해안선의 경우 연평균 약 +0.6m/yr 해안으로의 진출 현상이 발생함을 알 수 있었다.
- 연도별 해안선 변화 값을 이용하여 전체 구역에 대한 연간 변화율을 산정해본 결과, Table 5와 같이 2009 년에서 2011년까지 연 평균 +0.34m/yr의 해안 방향으로의 진출이 이루어졌고, 2011년부터 현재까지 연 평균 +0.5m/yr의 진출됨을 알 수 있었다. 그리고 을숙도 서편 해안선은 해마다 조금씩 해안 방향으로 진출되는 것으로 나타나고 있으며, 배수문공사가 완료된 후 해안 지형 변화를 비교 분석하는데 유용한 연구 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
후속연구
- 5m/yr의 진출됨을 알 수 있었다. 그리고 을숙도 서편 해안선은 해마다 조금씩 해안 방향으로 진출되는 것으로 나타나고 있으며, 배수문공사가 완료된 후 해안 지형 변화를 비교 분석하는데 유용한 연구 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
- 을숙도 서편의 경우 대규모 수문공사 전의 자료를 취득함으로써 향후 인공구조물이 미치는 영향에 대하여 다양한 수치 자료 융합을 통한 지형변화 등을 연구 할수 있을 것이다.
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