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COMS/GOCI 및 Landsat ETM+ 영상을 활용한 경기만 지역의 부유퇴적물 농 도 변화 모니터링
Monitoring of the Suspended Sediments Concentration in Gyeonggi-bay Using COMS/GOCI and Landsat ETM+ Images 원문보기

자원환경지질 = Economic and environmental geology, v.47 no.1, 2014년, pp.39 - 48  

엄진아 (한국해양과학기술원 해양위성센터) ,  이윤경 (한국해양과학기술원 해양위성센터) ,  최종국 (한국해양과학기술원 해양위성센터) ,  문정언 (한국해양과학기술원 해양위성센터) ,  유주형 (한국해양과학기술원 해양위성센터) ,  원중선 (연세대학교 지구시스템과학과)

초록
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연안환경은 해수의 유기물질 및 미립자들과 육상의 입자들이 섞여있는 매우 복잡한 환경을 가진다. 특히 연안에서의 부유퇴적물 (suspended sediment, SS) 이동은 침식 및 퇴적 과정, 기초 생물량, 영양분의 이동, 미세 오염 등에 중요한 역할을 한다. 따라서 이 연구에서는 천리안 해양관측 위성 (Geostationary Ocean Color Imager, GOCI) 및 Landsat Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+) 영상을 활용하여 경기만 지역에서의 부유퇴적물 농도 변화를 관측하였다. GOCI 영상을 활용하여 부유퇴적물 농도의 일변화를 관측한 결과 만조 이후에 부유퇴적물 농도가 낮게 나타났다. 부유퇴적물 농도와 유속 및 수위 자료와의 비교 결과, 만조 이전의 9시와 10시의 유속 세기는 각각 37.6, 28.65 $cm{\cdot}s^{-1}$이며, 수위는 각각 -1.23, -0.61 m이지만 만조 때 수위는 1.18 m로 점차 높아진다. 즉 수위 상승과 유속이 강하게 나타나면서 만조 이전에 높은 부유퇴적물 농도를 가지는 반면에 만조 이후에는 지속적으로 부유퇴적물 농도가 감소한다. 또한 Landsat ETM+ 영상으로부터 계절별 부유퇴적물 농도를 분석한 결과 겨울에 외해에서 높은 부유퇴적물 농도 값을 가지며 여름에는 한강 연안에서 높은 부유퇴적물 농도 값을 가진다. 이러한 이유는 겨울에는 북서계절풍의 영향으로 외해 부근에서 부유퇴적물 농도가 높게 나타났으며 여름에는 풍속보다는 유량의 영향이 크기 때문에 한강 연안에서 높은 부유퇴적물 농도 값을 가지는 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In coastal region, estuaries have complex environments where dissolved and particulate matters are mixed with marine water and substances. Suspended sediment (SS) dynamics in coastal water, in particular, plays a major role in erosion/deposition processes, biomass primary production and the transpor...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 하지만 위 방법도 풍속이 증가하게 되면 ρ 값이 변하게 된다. 따라서 이 연구에서는 품질 관리를 위하여 측정된 Rrs와 모델 스펙트럼 사이의 일관성을 이용하여 보정하였다. 모델 스펙트럼을 위한 입력 값으로는 식 (4)와 같이 실험실에서 측정된 흡수 계수를 사용하였다.
  • 이 연구에서는 부유퇴적물 농도의 단기간 및 장기적인 변화를 GOCI 및 Landsat ETM+ 영상을 활용하여 관측하고자 한다. 단기 변화는 해양관측 정지궤도 위성인 GOCI를 활용하여 시간별 부유퇴적물 농도 변화를 관측하며 장기 변화는 Landsat ETM+ 영상을 활용한다.

가설 설정

  • Landsat ETM+ 영상의 경우 Chavez (1996)에 의해 개발된 COST 모델을 사용하여 대기보정을 실시하였다. 이 모델은 대기의 하향복사량은 미미하다고 가정하고 이 값을 무시하고 태양에서 지표까지의 대기투과율을 코사인 (cosine) 값으로 근사화 하였다. 특히 이 방법은 현실적으로 반사율이 0인 지역은 존재하지 않기 때문에 완전 흑체의 반사율을 1%로 결정하고 이를 활용하여 대기의 상향복사량을 구한다.
  • 2) 하지만 이 보정은 ∆ρ 값에 의한 에러를 가지고 있기 때문에 이를 다시 식 (2)에서 마지막 부분에서의 표면반사 보정계수 (residual surface reflection)로 보정한다. 표면반사 보정계수는 해수표면장력파에 의하여 해수 표면 변동에 의해 발생하는 오차 보정 계수로서 이 값을 모든 파장에서 일정하다고 가정을 한다. 그리고 근적외선 파장대에서의 변하지 않는 해수 원격반사도 (Rrs)스펙트럼 특징을 사용하여 보정한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
연안 환경에서 부유퇴적물의 의의는? 연안 환경에서 부유퇴적물은 물의 수질을 평가할 수 있는 좋은 지시자이다 (Mao et al., 2012).
부유퇴적물 농도의 공간적 분포 및 이동 경로에 대한 연구를 진행하는 이유는 무엇인가? , 2012). 부유퇴적물 농도 및 분포 패턴은 해양의 환경, 특히 연안의 환경변화를 모니터링하는데 중요한 지표 역할을 하며, 식물성 플랑크톤의 생산성, 영양분의 농도 및 오염 등에 영향을 미친다 (Doxaran et al., 2009). 뿐만 아니라 연안 하구에서 담수 유입에 의한 부유사 퇴적현상 및 퇴적물의 이동 경로를 규명하는데도 중요한 인자가 된다. 이러한 부유 퇴적물은 강의 유량, 연안 침식, 입자의 재부유, 바람의 이동 등과 같은 다양한 요소에 의하여 기원 된다 (Lorthiois et al., 2012).
개선된 MUMM 알고리즘은 어떤 방법인가? , 2013)을 이용하여 대기보정을 실시하였다. 개선된 MUMM 알고리즘은 근적외선 파장에서의 해수 반사도 값 (ρw(745 nm))과 해수 반사도 비율 (a)의 관계식을 산정하여 해당 화소의 탁도에 적합한 해수 반사도 비율을 계산하는 방법이다. 기존의 MUMM 알고리즘은 매우 탁한 해역에서 해수 반사도 값이 과소 추정되어 해수 반사도 비율이 작아지는 경향을 나타내기 때문에 매우 탁한 해역에서는 오차를 가진다 (Lee et al.
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참고문헌 (25)

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