[국내논문]원격탐사자료를 이용한 인공구조물 건설에 의한 군산 유부도 조간대의 지형변화 및 표면특성에 관한 연구 Research of Topography Changes by Artificial Structures and Scattering Mechanism in Yoobu-Do Inter-tidal Flat Using Remote Sensing Data원문보기논문타임라인
20세기 후반부터 유부도 주위에서 하구언 축조 등 비교적 큰 규모의 간척사업들이 진행되었다. 이러한 간척사업의 시작으로 인공구조물들이 연안에 축조됨에 따라 주변 해역의 해류, 조위 및 조류의 변화를 야기하여 퇴적 및 침식으로 인한 연안지형의 변화가 예상된다. 따라서 이 연구에서는 유부도 조간대를 포함하는 Landsat TM/ETM+자료를 1998년부터 2012년까지 획득한 후 waterline 기법을 적용하여 인공구조물 축조에 의한 지형변화를 탐지하였다. 그 결과 유부도의 동쪽, 북동쪽, 서쪽 조간대에서 주로 퇴적이 일어났으며 그 면적이 약 4.5 $km^2$ 이상 되었다. 한편, RADARSAT-2의 완전편파 SAR자료에 Freeman-Durden decomposition을 적용하여 퇴적이 뚜렷이 일어난 지역에 대한 산란특성을 분석하였다. 그 결과 동쪽 퇴적지역은 서쪽 및 북동쪽의 퇴적지역과는 다른 산란특징이 관찰되었으며, 이는 퇴적환경의 차이로 인해 다른 종류의 퇴적물이 퇴적되어 발생한 것으로 여겨진다.
20세기 후반부터 유부도 주위에서 하구언 축조 등 비교적 큰 규모의 간척사업들이 진행되었다. 이러한 간척사업의 시작으로 인공구조물들이 연안에 축조됨에 따라 주변 해역의 해류, 조위 및 조류의 변화를 야기하여 퇴적 및 침식으로 인한 연안지형의 변화가 예상된다. 따라서 이 연구에서는 유부도 조간대를 포함하는 Landsat TM/ETM+자료를 1998년부터 2012년까지 획득한 후 waterline 기법을 적용하여 인공구조물 축조에 의한 지형변화를 탐지하였다. 그 결과 유부도의 동쪽, 북동쪽, 서쪽 조간대에서 주로 퇴적이 일어났으며 그 면적이 약 4.5 $km^2$ 이상 되었다. 한편, RADARSAT-2의 완전편파 SAR자료에 Freeman-Durden decomposition을 적용하여 퇴적이 뚜렷이 일어난 지역에 대한 산란특성을 분석하였다. 그 결과 동쪽 퇴적지역은 서쪽 및 북동쪽의 퇴적지역과는 다른 산란특징이 관찰되었으며, 이는 퇴적환경의 차이로 인해 다른 종류의 퇴적물이 퇴적되어 발생한 것으로 여겨진다.
Large-scale coastal construction projects, such as land reclamation and dykes, were constructed from the late twentieth century in Yoobu-Do region. Land reclamation combined with the dynamics of tidal currents may have accelerated local sedimentation and erosion resulting in rapid reformation of coa...
Large-scale coastal construction projects, such as land reclamation and dykes, were constructed from the late twentieth century in Yoobu-Do region. Land reclamation combined with the dynamics of tidal currents may have accelerated local sedimentation and erosion resulting in rapid reformation of coastal topography. This study presents the results of the topography changes around Yoobu-Do by large-scale coastal constructions using time-series waterline extraction technique of Landsat TM/ETM+ data acquired from 1998 to 2012. Furthermore, the Freeman-Durden decomposition was applied to fully polarimetric RADARSAT-2 SAR data in order to analyze the scattering mechanisms of the deposited surface. According to the case study, the deposition areas were over 4.5 $km^2$ and distributed in the east, northeast, and west of Yoobu-Do. In the eastern deposition area, it was found that the scattering mechanism was difference from other deposition areas possibly indicating that different types of soil were deposited.
Large-scale coastal construction projects, such as land reclamation and dykes, were constructed from the late twentieth century in Yoobu-Do region. Land reclamation combined with the dynamics of tidal currents may have accelerated local sedimentation and erosion resulting in rapid reformation of coastal topography. This study presents the results of the topography changes around Yoobu-Do by large-scale coastal constructions using time-series waterline extraction technique of Landsat TM/ETM+ data acquired from 1998 to 2012. Furthermore, the Freeman-Durden decomposition was applied to fully polarimetric RADARSAT-2 SAR data in order to analyze the scattering mechanisms of the deposited surface. According to the case study, the deposition areas were over 4.5 $km^2$ and distributed in the east, northeast, and west of Yoobu-Do. In the eastern deposition area, it was found that the scattering mechanism was difference from other deposition areas possibly indicating that different types of soil were deposited.
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문제 정의
이 연구에서는 충청남도 서천군 장항읍의 유부도 조간대에 대해 Landsat 위성영상을 이용하여 waterline 기법으로 인공구조물의 축조에 의한 지형변화를 탐지하고, SAR 영상을 이용하여 퇴적이 일어난 곳의 산란특성을 관찰하고자 한다.
, 2011). 이 연구에서도 다중편파 SAR자료를 이용하여 퇴적이 뚜렷하게 발생한 지역에 대한 레이더 산란특성을분석 하고자 한다.
2) SAR 영상을 이용한 퇴적지역 산란특성 분석 결과
과거 20년동안 퇴적이 뚜렷하게 발생한 Deposition_1, Deposition_2, Deposition_3 지역에 대하여 전자기파 산란특성을 분석하여 퇴적환경이 서로 어떻게 다른지를 파악하고자 하였다. 이를 위해 2012년 6월 2일에 획득된 다중편파 RADARSAT-2 SAR영상을 이용하여 Freeman-Durden decomposition을 수행하였다(Fig.
제안 방법
본 연구의 대상지는 면적이 작아서 waterline을 추출함에 있어 보다 세분화된 분석기법이 필요하였다. Waterline 추출에 대한 오차를 최소화하기 위해 물과 육지의 구분이 상대적으로 잘되는 Landsat TM 및 ETM+ 영상의 4번 밴드를 중심으로, 기타 다른 밴드영상들을 함께 일일이 참고하면서 최대한 객관적인 기준으로 디지타이징(digitizing)하여 waterline을 추출하였다.
그 다음, 추출된 waterline에 국립해양조사원에서 설치한 군산외항 조위관측소에서 실측한 조위정보를 고도로 대입하였고 triangulated irregular network (TIN) 및 내삽을 통해 DEM을 생성하였다. 군산외항 조위관측소는 대상지와 매우 가까운 거리에 위치하여 있고, 실제 2007년부터 1분 단위로 조위를 실측하고 있기 때문에 비교적 높은 정확도를 가지고 있다고 볼 수 있다.
유부도 지역을 촬영한 RADARSAT-2 다중편파 SAR 자료를 획득하여 지표면 산란특성분석에 자주 이용되는 model-based target decomposition 중의 하나인 Freeman-Durden decompositon을 수행 하였다. FreemanDurden decomposition은 전자기파의 산란을 유발하는 산란체의 물리적 구조를 모델화하여 전자기파의 산란 특성을 표면산란(surface scattering), 이중산란(doublebounce scattering), 체적산란(volume scattering)으로 분해 하는 기법이다.
Waterline 기법을 적용하기 위해, 먼저 바다와 육지의 경계를 추출하는 작업을 진행하였다. Fig.
70개의 위성자료 중에서 시계열적으로 가장 많이 분포된 200 cm이상 300 cm이하의 조위에 해당하는 위성 영상들로부터 waterline을 추출하여 노출된 유부도의 면적변화를 분석하였다(Fig. 3). Fig.
특히, 과거에는 유부도 양쪽에 조그만 섬들을 사이에 두고 좁은 수로가 있었지만 이 수로를 따라서 대부분 퇴적이 일어나면서 유부도와 연결된 큰 지형이 형성된 것을 관찰할 수 있다. 정량적인 면적의 변화를 파악하기 위해, 조위가 비슷하고 조석상태가 모두 썰물인 과거 1989년 2월 26일과 가장 최근의 2012년 10월 7일 위성영상에서 추출해 낸 waterline의 면적을 비교해 보았다. 2012년 10월 7일에 비해 1989년 2월 26일의 조위가 21 cm 높음에도 불구하고 노출면적은 16.
Table 1에 나타낸 Landsat 영상들로부터 추출된 waterline들과 군산외항 조위관측소에서 실측한 조위자료를 고도로 대입한 후 내삽 및 TIN 구성을 통하여 최종적으로 1991년 이전의 DEM (1991_DEM)과 2011년 이후의 DEM (2012_DEM)을 생성하였다(Fig. 5). 또한 이 두 시기 DEM의 차이를 이용하여 지난 20여년동안 유부도 조간대 지역에서 발생된 수직적인 지형변화도 탐지하였다(Fig.
5). 또한 이 두 시기 DEM의 차이를 이용하여 지난 20여년동안 유부도 조간대 지역에서 발생된 수직적인 지형변화도 탐지하였다(Fig. 6). 그 결과, Fig.
보다 정량적인 차이를 확인하기 위해 Deposition_1, Deposition_2, Deposition_3 지역의 표면산란, 이중산란, 체적산란 값을 평균하여 비교하였다(Fig. 7의 오른쪽). 그 결과, 이중산란과 체적산란은 각각의 퇴적 지역에서 큰 차이를 보이지 않는 반면, 표면산란의 평균값은 Deposition_1지역에서 다른 두 지역보다 약 7 dB 높게 나타났다.
이 연구에서는 유부도 지역에 대해 waterline 기법을 적용하여 1991년부터 2012년 사이 인공구조물의 축조에 의한 지형변화를 관찰하였고 퇴적이 주로 일어난 지역에 대해 SAR자료를 이용하여 Freeman-Durden decomposition을 통해 산란특성을 분석하였다.
또한, 위성영상으로부터 추출된 waterline을 이용하여 해당시간의 조위상태에서 노출되는 면적을 계산하였고 그 변화를 비교 분석하였다.
대상 데이터
이 연구에서는 waterline 추출을 통한 연안 지형변화 탐지를 위해 미국항공우주국(National Aeronautics and Space Administration; NASA)에서 쏘아 올린 자원탐사위 성인 Landsat TM과 Landsat ETM+ 영상을 사용하였다. 연구지역에 대한 Landsat영상이 촬영된 시간범위는 1988년부터 2012년까지 총70개의 자료이며, 각각의 위성자료가 획득된 시각에 해당하는 조위자료는 국립해 양조사원 군산외항 조위관측소에서 실측한 자료를 이용하였다.
이 연구에서는 waterline 추출을 통한 연안 지형변화 탐지를 위해 미국항공우주국(National Aeronautics and Space Administration; NASA)에서 쏘아 올린 자원탐사위 성인 Landsat TM과 Landsat ETM+ 영상을 사용하였다. 연구지역에 대한 Landsat영상이 촬영된 시간범위는 1988년부터 2012년까지 총70개의 자료이며, 각각의 위성자료가 획득된 시각에 해당하는 조위자료는 국립해 양조사원 군산외항 조위관측소에서 실측한 자료를 이용하였다. 군산외항 조위관측소는 북위 35°58’ 32”, 동경 126°33’ 47”에 1980년에 설치되었고, 1980년 3월부터 2006년까지는 10분 단위를 조위를 측정하였고 2007년부터 현재까지는 1분 간격으로 조위를 측정하고 있다(Fig.
1b의 별표). 총 70개의 Landsat영상 중 waterline 기법을 통해 약 20년 전후에 해당하는 Digital Elevation Model (DEM)을 생성하기 위해 1991년 이전의 Landsat 영상과 2011년 이후의 Landsat 영상을 사용하였다(Table 1). 한편, 지형변화가 뚜렷한 지역의 레이더 산란 특성을 관찰하고자 2012년 6월 2일에 촬영된 RADARSAT-2 다중편파SAR 영상도 확보하였다.
총 70개의 Landsat영상 중 waterline 기법을 통해 약 20년 전후에 해당하는 Digital Elevation Model (DEM)을 생성하기 위해 1991년 이전의 Landsat 영상과 2011년 이후의 Landsat 영상을 사용하였다(Table 1). 한편, 지형변화가 뚜렷한 지역의 레이더 산란 특성을 관찰하고자 2012년 6월 2일에 촬영된 RADARSAT-2 다중편파SAR 영상도 확보하였다.
군산외항 조위관측소는 북위 35°58’ 32”, 동경 126°33’ 47”에 1980년에 설치되었고, 1980년 3월부터 2006년까지는 10분 단위를 조위를 측정하였고 2007년부터 현재까지는 1분 간격으로 조위를 측정하고 있다(Fig. 1b의 별표).
이론/모형
FreemanDurden decomposition은 전자기파의 산란을 유발하는 산란체의 물리적 구조를 모델화하여 전자기파의 산란 특성을 표면산란(surface scattering), 이중산란(doublebounce scattering), 체적산란(volume scattering)으로 분해 하는 기법이다. 산란모델은 공분산 행렬(covariance matrix)에서 추출해 낼 수 있으며 자세한 이론설명은 Freeman and Durden (1998)을 참조할 수 있다. 일반적으로 지표면이 평평하거나 건물 및 식생 등이 존재하지 않을 경우 표면산란이 우세하게 나타나고, 인공적인 건물이 존재하는 경우는 이중산란, 식생이 많은 지역은 체적산란 등이 주로 발생하게 된다.
과거 20년동안 퇴적이 뚜렷하게 발생한 Deposition_1, Deposition_2, Deposition_3 지역에 대하여 전자기파 산란특성을 분석하여 퇴적환경이 서로 어떻게 다른지를 파악하고자 하였다. 이를 위해 2012년 6월 2일에 획득된 다중편파 RADARSAT-2 SAR영상을 이용하여 Freeman-Durden decomposition을 수행하였다(Fig. 7).
성능/효과
6). 그 결과, Fig. 6의 Deposition_1, Deposition_2, Deposition_3으로 표시된 부분에서 많은 퇴적이 일어난 것을 관찰할 수 있었고, 유부도의 남동쪽과 북쪽에서는 주로 침식이 일어난 것을 알 수 있었다.
이러한 관측연구결과들을 종합해 볼 때 북방방조제 와북방방파제가 건설되면서 유부도 주변에 조류의 흐름을 크게 약화시켜 과거에는 분리되어 있던 유부도 주변 작은 섬들이 연결이 된 것으로 보이며, 특히, 2003년 새만금 4호 방조제 끝막이 공사가 완료되면서 동서 방향의 흐름보다 남북방향의 흐름이 강해지면서 유부도 주변으로 흐르는흐름을 더욱더 약화시켜 퇴적환경이 잘 형성된 것으로 보인다. 한편, 금강하구의 남쪽 도류제와 북측 도류제의 건설 및 준설로 인해 수심이 깊어지고, 또한 금강 하구둑 수문작동으로 인해 M2 및 S2 분조의 진폭이 증가하면서 유부도의 남동쪽에 침식 환경이 형성된 것으로 여겨진다.
Decomposition 수행결과 유부도 지역은 전반적으로 표면산란이 우세한 지역으로 퇴적 토양으로 인해 생성이 된 후 아직까지 식생이 자리지 않은 지형임을 알 수 있다. 나아가 정규화된 표면산란, 이중산란, 체적산란 분석을 통해 뚜렷이 퇴적인 일어난 부분만 살펴보면 (Fig. 8의 흰 실선), Deposition_2와 Deposition_3은 서로 유사한 산란특성을 보이는 반면 Deposition_1지역은 이들과는 다소 다른 산란특성을 보임을 확인할 수 있다.
7의 오른쪽). 그 결과, 이중산란과 체적산란은 각각의 퇴적 지역에서 큰 차이를 보이지 않는 반면, 표면산란의 평균값은 Deposition_1지역에서 다른 두 지역보다 약 7 dB 높게 나타났다. 뿐만 아니라 정규화 된 표면산란, 이중산란, 체적산란의 평균 값을 비교해보았을 때도 Deposition_1지역에 표면산란이 Deposition_2과 Deposition_3보다 약 0.
그 결과, 이중산란과 체적산란은 각각의 퇴적 지역에서 큰 차이를 보이지 않는 반면, 표면산란의 평균값은 Deposition_1지역에서 다른 두 지역보다 약 7 dB 높게 나타났다. 뿐만 아니라 정규화 된 표면산란, 이중산란, 체적산란의 평균 값을 비교해보았을 때도 Deposition_1지역에 표면산란이 Deposition_2과 Deposition_3보다 약 0.1이높은 반면 체적산란 값은 약0.1이 낮은 것으로 나타났다(Fig. 8의 오른쪽). 이러한 차이는 토양의 수분함량이나 표면의 거칠기 차이로 인해 발생될 수 있으나, 2012_DEM을 통해 퇴적이 뚜렷이 일어난 부분의 고도를 비교해 보았을 때 서로 유사한 높이들을 지니고 있어 밀물과 썰물로 인한 토양수분의 차이는 거의 없다고 볼 수 있으므로, 이러한 산란특성의 차이는 표면 거칠기의 차이로 인해 기인한다고 볼 수 있다.
그 결과 유부도의 동쪽, 북동쪽, 서쪽에서 퇴적이 주로 일어났으며, 남동쪽 및 북쪽에서는 침식이 약하게 일어난 것으로 확인되었다. 이러한 퇴적 및 침식의 지형변화와 인공구조물 축조와의 직접적이고 명료한 인과관계를 파악하는데는 다소 역부족이었지만 그 연관성은 충분히 확인할 수 있었다.
후속연구
, 2002). 본 연구의 대상지는 면적이 작아서 waterline을 추출함에 있어 보다 세분화된 분석기법이 필요하였다. Waterline 추출에 대한 오차를 최소화하기 위해 물과 육지의 구분이 상대적으로 잘되는 Landsat TM 및 ETM+ 영상의 4번 밴드를 중심으로, 기타 다른 밴드영상들을 함께 일일이 참고하면서 최대한 객관적인 기준으로 디지타이징(digitizing)하여 waterline을 추출하였다.
향후 유부도 주변의 넓은 지역에 대한 입도조사를 비롯한 세밀한 현장조사와 보다 많은 시계열 SAR자료를 확보하여 퇴적물 표면특성의 시간적 변화를 관찰한다면 그 기원에 대한 연구도 수행될 수 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
Waterline 기법이란 무엇인가?
Waterline 기법은 비교적 단기간에 다양한 조석 상태 의위성자료를다수획득하여조간대와물의경계면을 추출한 후, 이들에 절대고도 값을 대입하고 내삽 (interpolation)함으로써 DEM을 생성하는 것을 말한다. 처리과정은다음과같이몇단계로나눌수있다.
FreemanDurden decomposition은 어떤 기법인가?
유부도 지역을 촬영한 RADARSAT-2 다중편파 SAR 자료를획득하여지표면산란특성분석에자주이용되는 model-based target decomposition 중의 하나인 Freeman-Durden decompositon을 수행 하였다. FreemanDurden decomposition은 전자기파의 산란을 유발하는 산란체의 물리적 구조를 모델화하여 전자기파의 산란 특성을 표면산란(surface scattering), 이중산란(doublebounce scattering), 체적산란(volume scattering)으로 분해 하는 기법이다. 산란모델은 공분산 행렬(covariance matrix)에서 추출해 낼 수 있으며 자세한 이론설명은 Freeman and Durden (1998)을 참조할 수 있다.
FreemanDurden decomposition의 산란모델은 무엇에서 추출하는가?
FreemanDurden decomposition은 전자기파의 산란을 유발하는 산란체의 물리적 구조를 모델화하여 전자기파의 산란 특성을 표면산란(surface scattering), 이중산란(doublebounce scattering), 체적산란(volume scattering)으로 분해 하는 기법이다. 산란모델은 공분산 행렬(covariance matrix)에서 추출해 낼 수 있으며 자세한 이론설명은 Freeman and Durden (1998)을 참조할 수 있다. 일반적으 로 지표면이 평평하거나 건물 및 식생 등이 존재하지 않을 경우 표면산란이 우세하게 나타나고, 인공적인 건물이 존재하는 경우는 이중산란, 식생이 많은 지역은 체적산란 등이 주로 발생하게 된다.
Ahn, C.H., K. Kajiwara, R. Tateishi, and H.R. Yoo, 1992. The generation of a digital elevation model in tidal flat using multitemporal satellite data, Korean Journal of Remote Sensing, 8(2): 131-145 (in Korean with English abstract).
국내에서도 물과 육지의 경계인 waterline을 정확 하게 추출할 수 방법에 대한 연구와, waterline기법과 현 장조사자료를 결합하여 지형변화를 탐지하는 연구가 많이 진행되었다(Ahn et al., 1992; Ryu et al., 2000; Park et al., 2003; Ryu et al., 2008; Choi et al., 2011; Lee et al., 2011).
Baek, H.Y., 2008. Characteristics of Sea Level, Tidal and Sub-tidal Current Variations in the Saemangeum Costal Area, Kunsan National University, Kunsan, MA, Korea (in Korean with English abstract).
1990년과 1992년에는 군산내항 및 외항의 심도 유지와 항만보호를 위해 군산외항 주변으로 북측 도류제(Fig. 1의 North jetty) 및 남측 도류제가 착공되었고 약 3 km에 이르는 군·장 신항만 북방 파제가 1998년 2월 착공하여 2004년 11월에 북측 도류제 서쪽에 북동-남서방향으로 건설되었다(Lee and Um, 2007; Baek 2008).
Cloude, S.R. and E. Pottier, 1996. A review of target decomposition theorems in radar polarimetry, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 34(2): 498-518.
반면 다중편파 SAR자료는 전자기파의 수직·수평성분의 조합을 통해 지표면의 산란특성을 보다 자세히 파악 가능하게 하였다 (Cloude and Pottier 1996; Cloude and Pottier 1997; Yamaguchi et al. 2005).
Cloude, S.R. and E. Pottier, 1997. An entropy based classification scheme for land applications of polarimetric SAR, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 35(1): 68-78.
반면 다중편파 SAR자료는 전자기파의 수직·수평성분의 조합을 통해 지표면의 산란특성을 보다 자세히 파악 가능하게 하였다 (Cloude and Pottier 1996; Cloude and Pottier 1997; Yamaguchi et al. 2005).
Ferro-Famil, L., E. Pottier, and J.-S. Lee, 2001. Unsupervised classification of multifrequency and fully polarimetric SAR images based on the H/A/Alpha-Wishart classifier, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 39(1): 2332-2342.
하지만 다중편파 SAR자료의 활용분야는 대부분 육상의 토지피복 분류나 나대지에서의 표면 거칠기나 수분함유량 추출에만 한정이 되었고 (van Zyl 1989; Ferro-Famil et al. 2001; Hajnsek et al. 2003).
Freeman, A. and S.L. Durden, 1998. A three component scattering model for polarimetric SAR data, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 36(3): 963-973.
Hajnsek, I., E. Pottier, and S.R. Cloude, 2003. Inversion of surface parameters from polarimetric SAR, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 41(4): 727-744.
하지만 다중편파 SAR자료의 활용분야는 대부분 육상의 토지피복 분류나 나대지에서의 표면 거칠기나 수분함유량 추출에만 한정이 되었고 (van Zyl 1989; Ferro-Famil et al. 2001; Hajnsek et al. 2003).
Jang, S., H. Han, and H. Lee, 2010. Observation of ridge-runnel and ripples in Mongsanpo intertidal flat by satellite SAR imagery, Korean Journal of Remote Sensing, 26(2): 115-122 (in Korean with English abstract).
Jang et al. (2010)은 SAR 2009).영상으로부터 ridge-runnel 구조 및 연흔이 발달된 조간 대의 특징을 파악하는데 활용하였고, Kim et al. (2010) 은 SAR영상을 이용하여 레이더 후방산란계수(backscattering coefficient)와 퇴적환경 요소들과의 관계를 파악하고 긴밀도(coherence)를 추출하여 퇴적상과 비교한 연구를 수행하기도 하였다.
Kim, C.-S., S.-H. Lee, Y.-T. Son, H.-K. Kwon, K.-H. Lee, Y.-B. Kim, and O.-J. Jeong, 2006. Changes of surface M2 currents as observed by HF radar before and after Saemangeum fourth tidal dyke closing, Journal of the Korean Society of Oceanography, 11(2): 37-48 (in Korean with English abstract).
또한, Kim et al. (2006)은유 부도 외해쪽으로 4개의 관측점에 HF radar를 설치하여 새만금 4호 방조제 끝막이 공사 전후인 2002년과 2004년에 해류의 분산도를 비교했는데, 4호 방조제 끝막이 공사가 끝나기 전 낙조류는 주로 서쪽과 남쪽 창조류는 북동쪽으로 향하였지만 방조제 끝막이 공사 후에는 동서방향의 흐름이 미약해지고 남북방향으로의 왕복성이 강해졌다는 결과를 제시하였다.
Kim, D.J., W.M. Moon, G. Kim, S.-E. Park, and H. Lee, 2011. Submarine groundwater discharge in tidal flats revealed by space-borne synthetic aperture radar, Remote Sensing of Environment, 115: 793-800.
갯벌지형에 대한 연구는 거의 이루어지지 않았다가 최근에 와서야 일부 진행이 되고 있다(Park et al. 2009; Kim et al. 2011).
Kim, K.L., J.-H. Ryu, S.W. Kim, and J.K. Choi, 2010. Application of SAR data to the study on the characteristics of sedimentary environments in a tidal flat, Korean Journal of Remote Sensing, 26(5): 497-510 (in Korean with English abstract).
이는 지표면의 유전 상수(dielectric constant), 표면 거칠기(surface roughness) 및 지표면의 기하적 구조(geometry)와 같은 물리적 특성에 따라 달라지므로 갯벌의 퇴적환경 특성을 파악하는데 적합하다(Kim et al., 2010).
Jang et al. (2010)은 SAR 2009).영상으로부터 ridge-runnel 구조 및 연흔이 발달된 조간 대의 특징을 파악하는데 활용하였고, Kim et al. (2010) 은 SAR영상을 이용하여 레이더 후방산란계수(backscattering coefficient)와 퇴적환경 요소들과의 관계를 파악하고 긴밀도(coherence)를 추출하여 퇴적상과 비교한 연구를 수행하기도 하였다.
Kim, T. and S. Park, 2009. Camera monitoring of topographical changes of Daehang-ri intertidal flat outside Semangeum Sea Dike No.1, Journal of the Korean Society For Marine Environmental Engineering, 21(6): 453-461 (in Korean with English abstract).
또한 비교한 연구를 수행하기도 하였다.연안에서의 구조물 축조에 따른 퇴적물 이동과 지형 변화는 매우 복잡한 현상이므로 단기간에 제한적인 지 역에 대한 관측만으로는 전체적인 지형 변화 패턴과 특성을 이해하는데 많은 어려움이 따를 수 있다(Kim 고 and Park, 2009).
Kwon, H. and S. Lee, 1999. Physical environment changes in the Keum River estuary by the dyke gate operation I. Mean sea level and tide, Journal of Korean society of Oceanography, 4(2): 93-100 (in Korean with English abstract).
금강 하 구언은1988년 금강 하구 상류지역에 건설되었고, 이후 수문을 연 상태로 해수유통을 하다가 1994년 8월부터 수문작동이 시작되어 현재까지 인위적으로 담수를 외해로 방류하고 있으며 그 양은 연간 60억 톤에 달한다 (Kwon and Lee 1999).
Kwon and Lee (1999)의 연구에 의하면 금강 하구 둑 수문작동 후 M2와 S2분조의 진폭이 급격히 증가하고 위상은 다소 감소하였다고 한다.
Lee, H.-H. and J.-S. Um, 2007. Water depth change caused by artificial structures in Geum River estuary: spatio-temporal evaluation based on GIS, Journal of the Korean Geographical Society, 42(1):121-132 (in Korean with English abstract).
1990년과 1992년에는 군산내항 및 외항의 심도 유지와 항만보호를 위해 군산외항 주변으로 북측 도류제(Fig. 1의 North jetty) 및 남측 도류제가 착공되었고 약 3 km에 이르는 군·장 신항만 북방 파제가 1998년 2월 착공하여 2004년 11월에 북측 도류제 서쪽에 북동-남서방향으로 건설되었다(Lee and Um, 2007; Baek 2008).
실제로 Seo and Park (2007)에 의해 수행된 현장조사자료에 의하면 유부도 남측수로 하구내만에서 외해로 가면서 입도가 커진다는 조사결과가 있었다.
Lee, J.-S. and I. Jurkevich, 1990. Coastline detection and tracing in SAR images, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 28(4): 662-668.
현재까지 여러가지 경계 추출 알고리즘들이 개발되어 왔지만 위성영상이 촬영될 때 다양한 기상조건에서 촬영되므로 자동화된 waterline 추출기법은 일정한 오차가 동반될 수 있고 특히 조간대에서는 물과 육지의 경계가 모호하여 더 큰 오차가 유발되기도 한다(Lee and Jurkevich 1990; Ryu et al. 2002).
Lee, Y.K., J.H. Ryu, J.K. Choi, J.G. Soh, J.A. Eom, and J.S. Won, 2011. A Study of decadal sedimentation trend changes by waterline comparisons within the Ganghwa tidal flats initiated by human activities, Journal of Coastal Research, 27(5): 857-869.
국내에서도 물과 육지의 경계인 waterline을 정확 하게 추출할 수 방법에 대한 연구와, waterline기법과 현 장조사자료를 결합하여 지형변화를 탐지하는 연구가 많이 진행되었다(Ahn et al., 1992; Ryu et al., 2000; Park et al., 2003; Ryu et al., 2008; Choi et al., 2011; Lee et al., 2011).
Mason, D.C., I. Davenport, and R.A. Flather, 1997. Interpolation of an inter-tidal digital elevation model from heighted shorelines: a case study in the western Wash, Estuarine, Coastal and Shelf Science, 45(5): 599-612.
원격탐사자료를 이용2. 연구지역 및 자료하여 조간대의 waterline을 추출하고, 추출된 waterline에고도(elevation)를 내삽(interpolation)하여 Digital ElevationModel (DEM)을 생성 할 수 있는 기법을 통해, 과거와 현재의 DEM을 비교하는 연구가 효과적으로 사용되고 있다(Mason et al., 1997; Mason et al., 1998; Ryu et al., 2002).
Mason, D.C., I. Davenport, R.A. Flather, and C. Gurney, 1998. A digital elevation model of the inter-tidal areas of the Wash produced by the waterline method, International Journal of Remote Sensing, 19(8): 1455-1460.
원격탐사자료를 이용2. 연구지역 및 자료하여 조간대의 waterline을 추출하고, 추출된 waterline에고도(elevation)를 내삽(interpolation)하여 Digital ElevationModel (DEM)을 생성 할 수 있는 기법을 통해, 과거와 현재의 DEM을 비교하는 연구가 효과적으로 사용되고 있다(Mason et al., 1997; Mason et al., 1998; Ryu et al., 2002).
Park, E.J., and C.Y. KU, 2003. Efficiency assessment of analysing coastal geomorphic landscape change by satellite image interpretation, Korean Journal of Remote Sensing, 38(5): 822-834 (in Korean with English abstract).
Park, S. and J. Jeong, 2003. Extraction of DEM in the southern tidal flat of Kanghwa Island using satellite image, The Journal of GIS Association of Korea, 11(1):13-22 (in Korean with English abstract).
국내에서도 물과 육지의 경계인 waterline을 정확 하게 추출할 수 방법에 대한 연구와, waterline기법과 현 장조사자료를 결합하여 지형변화를 탐지하는 연구가 많이 진행되었다(Ahn et al., 1992; Ryu et al., 2000; Park et al., 2003; Ryu et al., 2008; Choi et al., 2011; Lee et al., 2011).
Park, S,-E., W.M. Moon, and D.-J. Kim, 2009. Estimation of surface roughness parameter in intertidal mudflat using airborne polarimetric SAR data, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 47(4): 1022-1031.
따라서 SAR자료는 갯벌지형에서 표면 거칠기에 따라 달라지는 산란 특성을 관측하는데 있어 유용하다(Park et al 2009).
갯벌지형에 대한 연구는 거의 이루어지지 않았다가 최근에 와서야 일부 진행이 되고 있다(Park et al. 2009; Kim et al. 2011).
Ryu, J.H., J.-S. Won, and K.D. Min, 2002. Waterline extraction from Landsat TM data in a tidal flat: a case study in Gomso Bay, Korea, Remote Sensing of Environment, 83(3): 442-456.
국내에서도 물과 육지의 경계인 waterline을 정확 하게 추출할 수 방법에 대한 연구와, waterline기법과 현 장조사자료를 결합하여 지형변화를 탐지하는 연구가 많이 진행되었다(Ahn et al., 1992; Ryu et al., 2000; Park et al., 2003; Ryu et al., 2008; Choi et al., 2011; Lee et al., 2011).
현재까지 여러가지 경계 추출 알고리즘들이 개발되어 왔지만 위성영상이 촬영될 때 다양한 기상조건에서 촬영되므로 자동화된 waterline 추출기법은 일정한 오차가 동반될 수 있고 특히 조간대에서는 물과 육지의 경계가 모호하여 더 큰 오차가 유발되기도 한다(Lee and Jurkevich 1990; Ryu et al. 2002).
Ryu, J.H., C.H. Kim, Y.K. Lee, J.-S. Won, S.S. Chun, and S. Lee, 2008. Detecting the intertidal morphologic change using satellite data, Estuarine, Coastal and Shelf Science, 78(4): 623-632.
원격탐사자료를 이용2. 연구지역 및 자료하여 조간대의 waterline을 추출하고, 추출된 waterline에고도(elevation)를 내삽(interpolation)하여 Digital ElevationModel (DEM)을 생성 할 수 있는 기법을 통해, 과거와 현재의 DEM을 비교하는 연구가 효과적으로 사용되고 있다(Mason et al., 1997; Mason et al., 1998; Ryu et al., 2002).
국내에서도 물과 육지의 경계인 waterline을 정확 하게 추출할 수 방법에 대한 연구와, waterline기법과 현 장조사자료를 결합하여 지형변화를 탐지하는 연구가 많이 진행되었다(Ahn et al., 1992; Ryu et al., 2000; Park et al., 2003; Ryu et al., 2008; Choi et al., 2011; Lee et al., 2011).
van der Wal, D., P.M.J. Herman, and A. Wielemaker-van den Dool, 2005. Characterisation of surface roughness and sediment texture of intertidal flats using ERS SAR imagery, Remote Sensing of Environment, 98: 96-109.
최근 다중편파(multi-polarization) SAR시스템이 개발 되기 전까지 단일편파(single-polarization) SAR자료를 이용한 조간 대퇴적상의 연구는 일부 제한적으로만 가능 하였다(van der Wal et al. 2005).
조간대 지역의 표면 거칠기 차이는 그 지역을 구성하는 퇴적물의 입자크기(입도)와 관계가 있으므로(van der Wal et al. 2005).
van Zyl, J., 1989. Unsupervised classification of scattering behavior using radar polarimetry data, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 27(1): 36-45.
하지만 다중편파 SAR자료의 활용분야는 대부분 육상의 토지피복 분류나 나대지에서의 표면 거칠기나 수분함유량 추출에만 한정이 되었고 (van Zyl 1989; Ferro-Famil et al. 2001; Hajnsek et al. 2003).
Yamaguchi, Y.T. Moriyama, M. Ishido, and H. Yamada, 2005. Four-component scattering model for polarimetric SAR image decomposition, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 43(8): 1699-1706.
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