본 연구는 다중빔 음향측심 자료를 바탕으로 침몰선박의 정확한 형상 및 해저지형에 대한 정보를 분석하였다. 다양한 영상 자료처리를 통해 현재 침몰선박의 상태를 분석하였다. 해당 자료와 과거 조사 자료의 비교를 통하여 침몰선박 상태 변화 및 주변지형의 변화를 해석하였다. 분석대상 선박 중 퍼시픽프랜드호의 경우 조류에 의한 침 퇴적으로 인해 선수-선미의 지형변화가 뚜렷하게 나타나는 특징을 알 수 있었다. 그리고 제7해성호의 경우 2011년 국립해양조사원 영상자료에서는 선수 일부가 유지된 상태였으나, 2015년 조사 영상에서는 선수 일부가 붕괴된 것을 확인할 수 있었다. 이는 오랜 기간 선박이 해저에 방치되면서 조류 및 화물의 하중 등과 지속적인 부식으로 선체가 붕괴된 것으로 추정된다. 따라서 잔존연료 유출 및 주변 해양오염이 발생할 수 있어 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 판단된다. 침몰선박의 영상분석을 통해 침몰선박이 수심과 조류에 의한 영향을 많이 받은 지역일 경우 지질학적 특성과 퇴적물의 침 퇴적 양상에 따라 침몰선박의 구조 안전성에 상당한 영향을 줄 것으로 판단되며, 부식으로 인한 선체의 변화는 계속적으로 변화될 것으로 추정된다. 따라서 지질학적 특성을 고려한 잔존연료 유출 및 주변 환경 변화에 대하여 침몰선박의 변화에 따라 예측 대응하는 기술의 개발이 필요하다.
본 연구는 다중빔 음향측심 자료를 바탕으로 침몰선박의 정확한 형상 및 해저지형에 대한 정보를 분석하였다. 다양한 영상 자료처리를 통해 현재 침몰선박의 상태를 분석하였다. 해당 자료와 과거 조사 자료의 비교를 통하여 침몰선박 상태 변화 및 주변지형의 변화를 해석하였다. 분석대상 선박 중 퍼시픽프랜드호의 경우 조류에 의한 침 퇴적으로 인해 선수-선미의 지형변화가 뚜렷하게 나타나는 특징을 알 수 있었다. 그리고 제7해성호의 경우 2011년 국립해양조사원 영상자료에서는 선수 일부가 유지된 상태였으나, 2015년 조사 영상에서는 선수 일부가 붕괴된 것을 확인할 수 있었다. 이는 오랜 기간 선박이 해저에 방치되면서 조류 및 화물의 하중 등과 지속적인 부식으로 선체가 붕괴된 것으로 추정된다. 따라서 잔존연료 유출 및 주변 해양오염이 발생할 수 있어 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 판단된다. 침몰선박의 영상분석을 통해 침몰선박이 수심과 조류에 의한 영향을 많이 받은 지역일 경우 지질학적 특성과 퇴적물의 침 퇴적 양상에 따라 침몰선박의 구조 안전성에 상당한 영향을 줄 것으로 판단되며, 부식으로 인한 선체의 변화는 계속적으로 변화될 것으로 추정된다. 따라서 지질학적 특성을 고려한 잔존연료 유출 및 주변 환경 변화에 대하여 침몰선박의 변화에 따라 예측 대응하는 기술의 개발이 필요하다.
In this study, the precise shapes of sunken ships and information on seafloor topography were analyzed using data obtained from a multi-beam echo sounder. The state of each sunken ship was analyzed by processing diverse imagery data which was compared with data obtained from past investigations to d...
In this study, the precise shapes of sunken ships and information on seafloor topography were analyzed using data obtained from a multi-beam echo sounder. The state of each sunken ship was analyzed by processing diverse imagery data which was compared with data obtained from past investigations to determine changes in the state and circumjacent seafloor topography. Apparent changes in the seafloor topography around one sunken ship, the "Pacific Friend", were found from stern to bow as a result of continued submarine erosion and sedimentation. In the case of sunken ship "No. 7 Haeseong", the partial collapse of the bow was revealed in the seabed images captured in 2015, though it had still been intact in images captured during the Korea Hydrographic and Oceanographic Agency's investigation in 2011. This partial collapse was presumed to have resulted from the effects of continued tidal currents, the cargo load of the ship and continued corrosion of the ship over a long time on the seabed. Continuous monitoring of residual fuel inside the ship is necessary to avoid leakage and potential marine pollution. By conducting image analysis on these sunken ships, it has been determined that the structural safety of the ships is seriously influenced by tidal currents and seafloor topography, while the hulls will be continuously changed by corrosion. As a result, it can be concluded that the development of prediction and response techniques that take into consideration residual fuel leakage and environmental changes according to the geological characteristics of sunken ships is necessary.
In this study, the precise shapes of sunken ships and information on seafloor topography were analyzed using data obtained from a multi-beam echo sounder. The state of each sunken ship was analyzed by processing diverse imagery data which was compared with data obtained from past investigations to determine changes in the state and circumjacent seafloor topography. Apparent changes in the seafloor topography around one sunken ship, the "Pacific Friend", were found from stern to bow as a result of continued submarine erosion and sedimentation. In the case of sunken ship "No. 7 Haeseong", the partial collapse of the bow was revealed in the seabed images captured in 2015, though it had still been intact in images captured during the Korea Hydrographic and Oceanographic Agency's investigation in 2011. This partial collapse was presumed to have resulted from the effects of continued tidal currents, the cargo load of the ship and continued corrosion of the ship over a long time on the seabed. Continuous monitoring of residual fuel inside the ship is necessary to avoid leakage and potential marine pollution. By conducting image analysis on these sunken ships, it has been determined that the structural safety of the ships is seriously influenced by tidal currents and seafloor topography, while the hulls will be continuously changed by corrosion. As a result, it can be concluded that the development of prediction and response techniques that take into consideration residual fuel leakage and environmental changes according to the geological characteristics of sunken ships is necessary.
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문제 정의
수심자료를 이용하여 침몰선박 주변의 해저지형변화를 유추하고, 지형변화에 영향을 미치는 요인 및 물의 흐름이나 퇴적물에 의해 침몰선박에 가해지는 이차적인 변화 요인의 기초적인 분석결과를 도출하고자 하였다.
제안 방법
다중빔음향측심 자료를 바탕으로 침몰선박의 정확한 형상 및 해저지형에 대한 정보를 분석하였다. 다양한 영상처리를 통해 현재 침몰선박의 상태를 정확히 파악함과 동시에 과거에 조사한 자료와 비교하여 침몰선박 및 주변지형 변화를 해석하였다.
다중빔음향측심 자료를 바탕으로 침몰선박의 정확한 형상 및 해저지형에 대한 정보를 분석하였다. 다양한 영상처리를 통해 현재 침몰선박의 상태를 정확히 파악함과 동시에 과거에 조사한 자료와 비교하여 침몰선박 및 주변지형 변화를 해석하였다.
다중빔음향측심 자료의 정밀영상 처리‧분석 과정을 통해 침몰선박의 형상 분석을 수행하였다. 기존 영상자료가 있는 경우에는 과거와 현재의 영상을 비교함으로써 시간에 따른 변화 추이를 파악하였다.
특히, 침몰사고 이후 침몰선박 상태 및 자세변화와 주변지형 및 퇴적물과의 침·퇴적과의 연관성에 대한 연구는 거의 전무한 실정이다. 따라서 본 연구를 통해 침몰선박 위해도 평가결과 높은 위해도가 확인된 선박(퍼시픽프렌드호와 제7해성호)을 대상으로 고해상도 다중빔음향측심기 자료를 통해 침몰선박의 정확한 상태와 주변 해저지형 변화를 분석하였다. 또한 과거 자료를 통해 최근 조사 자료와 변화 양상을 비교하였다.
따라서 본 연구를 통해 침몰선박 위해도 평가결과 높은 위해도가 확인된 선박(퍼시픽프렌드호와 제7해성호)을 대상으로 고해상도 다중빔음향측심기 자료를 통해 침몰선박의 정확한 상태와 주변 해저지형 변화를 분석하였다. 또한 과거 자료를 통해 최근 조사 자료와 변화 양상을 비교하였다. 본 분석 연구는 신뢰성 있는 침몰선박의 위해도 평가 항목으로서 정밀영상 분석 및 이를 통한 침몰선박의 상태와 주변 해저지형 변화의 중요성을 확인하고 향후 침몰선박 안정성 평가 수행에 필요한 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
기존 영상자료가 있는 경우에는 과거와 현재의 영상을 비교함으로써 시간에 따른 변화 추이를 파악하였다. 또한 침몰선박 위치의 지형분석을 통해 침몰선박 주변의 침식 및 퇴적 형태를 파악하였다. 또한, 침·퇴적 양상과 향후 침몰선박의 안정성에 영향을 줄 수 있는 요인에 대하여 기본적인 분석을 하였다.
또한, 침·퇴적 양상과 향후 침몰선박의 안정성에 영향을 줄 수 있는 요인에 대하여 기본적인 분석을 하였다.
본 연구에서는 양질의 자료를 생산하기 위해 다중빔음향측심 자료처리에 가장 널리 사용되는 Caris사의 HIPS & SIPS 소프트웨어를 이용하여 원시자료(raw data)를 처리하고 정밀수심자료를 산출(XYZ Format) 하였다(Caris HIPS and SIPS, 2010).
2). 영상처리과정에서 침몰선박의 형상변화 유추를 위해 각종 변수(parameter)를 바꾸어 가면서 최적의 영상을 도출하도록 반복해서 처리하였다.
대상 데이터
1, Table 2). 또한 국립해양조사원으로부터 상기 2척의 측량성과 자료를 수집하여 분석 자료로 활용하였다(KHOA, 2011)(Figs. 3 and 7).
본 연구에서는 침몰선박의 사고이력과 선박특성 정보 조사를 위해 해양심판원 재결서 와 해양경비안전서(해경)의 방제조치 자료 등을 수집하였다(Table 1). 침몰선박의 정확한 형상 및 해저지형 자료 수집을 위해 충남 태안 서방해역에 침몰되어 있는 ‘퍼시픽프렌드호’와 전남 신도 남방해역에 침몰되어 있는 ‘제7해성호’에 대하여 다중빔음향측심기(multi-beam echo sounder)를 이용하여 자료를 취득하였다(Fig.
침몰선박의 정확한 형상 및 해저지형 자료 수집을 위해 충남 태안 서방해역에 침몰되어 있는 ‘퍼시픽프렌드호’와 전남 신도 남방해역에 침몰되어 있는 ‘제7해성호’에 대하여 다중빔음향측심기(multi-beam echo sounder)를 이용하여 자료를 취득하였다(Fig. 1, Table 2).
이론/모형
본 연구에서는 양질의 자료를 생산하기 위해 다중빔음향측심 자료처리에 가장 널리 사용되는 Caris사의 HIPS & SIPS 소프트웨어를 이용하여 원시자료(raw data)를 처리하고 정밀수심자료를 산출(XYZ Format) 하였다(Caris HIPS and SIPS, 2010). 3차원 자료구현을 위해서 IVS사의 Fledermaus 소프트웨어를 이용하였다(Fledermaus, 2010). 영상 분석은 Esri사의 ArcGIS 소프트웨어와 Python을 활용하였다(ArcGIS, 2010; Python, 2010)(Fig.
3차원 자료구현을 위해서 IVS사의 Fledermaus 소프트웨어를 이용하였다(Fledermaus, 2010). 영상 분석은 Esri사의 ArcGIS 소프트웨어와 Python을 활용하였다(ArcGIS, 2010; Python, 2010)(Fig. 2). 영상처리과정에서 침몰선박의 형상변화 유추를 위해 각종 변수(parameter)를 바꾸어 가면서 최적의 영상을 도출하도록 반복해서 처리하였다.
성능/효과
제7해성호는 1990년 침몰한 선박으로 영상조사 분석 결과 천소수심 약 16 m, 주변수심 19 ~ 26 m 범위에 분포하는 것으로 확인되었다. 제7해성호의 사고경위 자료에 의하면 충돌당시 제7해성호의 1번 화창 우현 측에 ‘서봉호’의 선수가 약 75도 각도로 충돌한 것으로 조사되었다(KRISO, 2015).
후속연구
또한 과거 자료를 통해 최근 조사 자료와 변화 양상을 비교하였다. 본 분석 연구는 신뢰성 있는 침몰선박의 위해도 평가 항목으로서 정밀영상 분석 및 이를 통한 침몰선박의 상태와 주변 해저지형 변화의 중요성을 확인하고 향후 침몰선박 안정성 평가 수행에 필요한 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구는 침몰선박의 시공간적 변화는 부식 및 해역특성과 관련 있음을 알 수 있는 매우 기초적인 자료로 활용될 수 있다. 따라서 침몰선박의 위험성 분석을 위해서는 해저면의 지질학적 특성 및 해역특성을 고려한 지속적인 선체의 변화를 관찰해야한다.
분석대상 선박 중 퍼시픽프랜드호의 경우 조류에 의한 침·퇴적으로 인해 선수-선미의 지형변화가 뚜렷하게 나타나는 특징을 볼 수 있으며 이를 통해 향후 침몰선박의 매몰이나 지형변화에 의한 선형의 변화를 모니터링할 수 있는 연구 자료로서 활용 가치가 높을 것으로 생각된다.
특히, 침몰선박에 적재되었던 철광석 화물칸이 파공되어 조류와 부식 등에 직접적으로 영향을 받았다면 상대적으로 약화된 부위의 침식작용을 가속화 시키는 요인으로 작용될 수 있다고 생각된다. 이들 자료의 분석을 통하여, 조류에 의한 선체 주변의 퇴적물 및 철광석 하중 등은 향후 선수부에 대한 지속적인 영향 인자로 작용할 것으로 판단된다.
6은 침몰 후 25년 동안 침몰선박이 해저면에 방치되면 해저지형의 특성과 조류에 의해 선체는 지속적으로 지형의 변화와 침·퇴적이 일어난다는 영상분석의 결과이다. 향후 잠수조사 등 추가 현장 조사 및 관련 연구를 통해 보다 구체적인 결과를 제시할 수 있을 것으로 생각된다.
그리고 침몰선박이 조류의 영향을 많이 받은 지역일 경우 퇴적물의 침·퇴적 양상에 따라 침몰선박의 변형에 영향을 줄 수 있을 것으로 판단된다. 향후, 현장조사를 실시하여 저질특성과 조류의 영향 그리고 부식으로 인한 침식가속화의 연구가 진행되길 기대한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
해상에서 발생하는 선박의 침몰사고가 오랜시간이 경과된 후에도 문제가 되는 이유는?
해상에서 발생하는 선박의 침몰사고는 사고 당시 뿐 만 아니라 오랜 시간이 경과된 후에도 선체 내에 잔존하고 있는 연료유, 화물류, 화학물질 등의 유해물질들로 인한 해양오염을 야기시킬 수 있는 잠재적 가능성을 내포하고 있다. 이와 같은 잠재적 오염원은 2차 해양오염사고를 발생시킬 수 있고, 주요항로 또는 어장 인근의 침몰선박은 선박의 항행 및 조업활동의 장애요인으로 작용할 수 있다(Choi et al., 2005; Lee et al.
잠재적 오염원은 어떤 영향을 미치는가?
해상에서 발생하는 선박의 침몰사고는 사고 당시 뿐 만 아니라 오랜 시간이 경과된 후에도 선체 내에 잔존하고 있는 연료유, 화물류, 화학물질 등의 유해물질들로 인한 해양오염을 야기시킬 수 있는 잠재적 가능성을 내포하고 있다. 이와 같은 잠재적 오염원은 2차 해양오염사고를 발생시킬 수 있고, 주요항로 또는 어장 인근의 침몰선박은 선박의 항행 및 조업활동의 장애요인으로 작용할 수 있다(Choi et al., 2005; Lee et al.
침몰선박의 형상 및 해저지형 등의 해역특성에 따라 어떤 영향을 받는가?
본 연구는 침몰선박의 시공간적 변화는 부식 및 해역특성과 관련 있음을 알 수 있는 매우 기초적인 자료로 활용될 수 있다. 따라서 침몰선박의 위험성 분석을 위해서는 해저면의 지질학적 특성 및 해역특성을 고려한 지속적인 선체의 변화를 관찰해야한다. 그리고 침몰선박이 조류의 영향을 많이 받은 지역일 경우 퇴적물의 침·퇴적 양상에 따라 침몰선박의 변형에 영향을 줄 수 있을 것으로 판단된다. 향후, 현장조사를 실시하여 저질특성과 조류의 영향 그리고 부식으로 인한 침식가속화의 연구가 진행되길 기대한다.
참고문헌 (13)
ArcGIS(2010), http://www.esri.com/.
Caris HIPS and SIPS(2010), Teledyne Caris, http://www.caris.com/.
Choi, H. J., J. M. Lew, H. T. Kim, S. H. Lee and C. G. Kang(2005), Development of the Risk Assessment Systems for Management of Sunken Ships, J. Korean Soc. Mar. Environ. Engineering, Vol. 8, No. 4, pp. 193-202.
Jung, T. S.(2009), Numerical Simulation of Spilled Oil Dispersion in Taean Coastal Zone, J. Korean Soc. Mar. Environ. Engineering, Vol. 2, No. 4, pp. 264-272.
Kim, D. K., S. H. Suh, J. K. Cho, C. G. Kim, I. H. Choi and B. S. Kim(2010), Settlement Characteristics of Square Reefs installed on Soft Seafloor Ground, J. Korean Soc. Mar. Engineering, Vol. 34, No. 1, pp. 163-167.
Kim, D. K., J. Y. Lee, S. H. Suh, C. G. Kim, J. K. Cho and B. Y. Cha(2009), Scouring and accumulation by tidal currents around cubic artificial reefs installed at Geogeom waterway, J. Korean Soc. Mar. Engineering, Vol. 33, No. 8, pp. 201-206.
KHOA(2011), Korea Hydrographic and Oceanographic Administration, Southern Yellow Sea coastal survey Report 2011, p. 778.
KRISO(2015), Korea Research Institute of Ships and Ocean Engineering, Sunken ships site investigation report 2015, p. 267.
Kum, B. C.(2014), Morphological and sedimentological changes of subaqueous dunes in the tide-dominated environment, Gyeonggi Bay, J. Korean Soc. Mar. Engineering, Vol. 38, No. 6, pp. 761-770.
Lee, S. H., H. J. Choi and J. J. Suh(2015), A Study on the Improvement of Risk Assessment Items and Index for Sunken Ship, J. Korean Soc. Mar. Environment & Safety, Vol. 21, No. 6, pp. 704-711.
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