[논문]디지털항공영상을 활용한 방아머리 해빈의 해안선 변화 관측

윤공현; 송영선

doi:10.7780/kjrs.2017.33.6.1.6

디지털항공영상을 활용한 방아머리 해빈의 해안선 변화 관측
Observation on the Shoreline Changes Using Digital Aerial Imagery for Bangamoeri Beaches 원문보기

대한원격탐사학회지 = Korean journal of remote sensing, v.33 no.6 pt.1, 2017년, pp.971 - 980

윤공현 (연세대학교 공학연구원) , 송영선 (인하공업전문대학 항공지리정보과)

초록
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본 연구에서는 경기도 대부도에 위치하고 있는 방아머리 해빈 인근 지역을 대상으로 과거의 디지털 항공영상을 이용하여 장기간의 해안선 변화 관측을 위한 방법을 제시하였다. 이를 위하여 약 9년 동안의 시간적 간격이 존재하는 항공영상을 취득하였고 항공삼각측량 수행을 위한 GPS-VRS 측량으로 정확한 지상기준점을 취득하였다. 또한 국립해양조사원에서 2013년도에 제공된 2차원 디지털 해안선 지도를 활용하였다. 이러한 다중 자료원을 이용하여 장기간의 방아머리 해빈의 해안선 변화율 산정을 통하여 연안침식에 관한 정량적 분석을 수행하였으며 그 결과 표고 2 m의 경우 최대 수평위치가 약 0.31 m 후퇴한 것으로 나타났으며 해안침식이 발생하였음을 확인할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this research, it was presented that the strategic approach for the long-term shoreline changes using historic digital aerial images can be effective for the analysis on the bangameori beach, west coast of South Korea. For this purpose, we collected several historic digital aerial images over 9 years in the research filed and conducted GPS-VRS surveying for GCP (Ground Control Point) acquisition. Also we collected existing two dimensional shoreline digital map which was published by KHOA (Korea Hydrographic and Oceanographic Agency) in the year 2013. With these multi data sets, we provided quantitative analysis on coastal erosion using the long-term shoreline changes in the beach. Also, As the results it was found that 2m sea level was retreated in the research period with maximum 0.31m length.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 모래가 유실되어 자갈이 노출되는 현상이 수차례 언론에 보도된 대부도 방아머리 해빈 인근 지역에 대상으로 2009년부터 2016년까지의 해안선 변화 양상을 디지털항공영상, GPS-VRS측량 그리고 2차원 해안선 수치자료를 이용하여 시계열적인 분석을 통하여 침식양상을 파악하고자 한다. 이를 위하여 해안선의 추출하였으며 보다 정확한 분석을 위하여 생성된 연도별 1 m, 2 m, 3 m, 4 m의 등고선을 이용하여 변화율을 산정하였으며, 이를 위해 Thieler et al.

가설 설정

서로 다른 해안선간의 오차를 계산하는 방법은 다양할 수 있다. 본 연구에서는 Fig. 8와 같이 해안선에 평행한 기준선을 설정한 후 기준선에 수직한 방향으로 해안선을 가로 지르는 횡단선(transect line)을 이용하는 방법을 사용하였다. 또한 해안 침식 가능성의 방향이 서로 다른 점을 고려하여 방아머리해빈 영역과 방아머리선 착장 영역으로 분리하여 변화율을 산정하였다.

제안 방법

본 연구에서는 모래가 유실되어 자갈이 노출되는 현상이 수차례 언론에 보도된 대부도 방아머리 해빈 인근 지역에 대상으로 2009년부터 2016년까지의 해안선 변화 양상을 디지털항공영상, GPS-VRS측량 그리고 2차원 해안선 수치자료를 이용하여 시계열적인 분석을 통하여 침식양상을 파악하고자 한다. 이를 위하여 해안선의 추출하였으며 보다 정확한 분석을 위하여 생성된 연도별 1 m, 2 m, 3 m, 4 m의 등고선을 이용하여 변화율을 산정하였으며, 이를 위해 Thieler et al.(2009)이 제시한 디지털해안선분석시스템을 이용하였다.

대상 데이터

방아머리 해빈은 경기도 안산시 대부도 서쪽 연안에 위치하며 연구 대상지역을 대상으로 국토지리정보원에서 제공하는 항공영상 검색 서비스를 이용하여 과거의 항공영상을 수집하였다. 시간적 범위는 1985년부터 2016년까지 다양한 축척 및 공간 해상도를 갖는 원영상을 검색 할 수 있었으나, 면밀히 검토해 본 결과 시화방조제 건설 및 간척사업으로 인하여 해빈 인근 지형의 변화가 극심하게 발생하여 지상기준점 취득이 거의 불가능한 1985년을 제외하고 2009년 및 2016년에 촬영된 공간해상도 0.
방아머리 해빈은 경기도 안산시 대부도 서쪽 연안에 위치하며 연구 대상지역을 대상으로 국토지리정보원에서 제공하는 항공영상 검색 서비스를 이용하여 과거의 항공영상을 수집하였다. 시간적 범위는 1985년부터 2016년까지 다양한 축척 및 공간 해상도를 갖는 원영상을 검색 할 수 있었으나, 면밀히 검토해 본 결과 시화방조제 건설 및 간척사업으로 인하여 해빈 인근 지형의 변화가 극심하게 발생하여 지상기준점 취득이 거의 불가능한 1985년을 제외하고 2009년 및 2016년에 촬영된 공간해상도 0.25 m급 원영상을 이용하였다. 일반적으로 연안지역의 수치고도모형(DEM: Digital Elevation Model)을 생성하기 위해서는 해안에 인접한 바다 쪽과 육지 쪽의 한 쌍의 영상으로 입체모형을 구성한다.

이론/모형

본 연구에서는 항공삼각측량 수행시 번들조정법(bundle adjustment)을 사용하였으며 충분한 지상 기준점을 확보하여 내부표정요소까지 오차를 검정해 줄수있는 자체 검정번들조정법(self-calibrated bundle adjustment)을 적용하여 내부표정요소와 외부표정요소를 결정하였다. 수치고도모형 및 정사영상을 생성하지 않은 단계에서 정확도를 검증 할 수 있는 방법은 산정된 표정요소를 이용하여 공간교선법(space intersection)으로 지상 기준점을 계산 후 비교하는 방법이 있다.

성능/효과

본 연구에서는 해안침식의 영향으로 집중적인 조사 및 대응책이 필요한 경기도 안산시 대부도 서쪽에 위치하고 있는 방아머리해빈 및 선착장 지역을 대상으로 약 8년 동안에 발생한 침식현상을 해안선변화율 산정을 통해 정확한 분석을 시도하였다. 그 결과 표고 2 m의 경우 최대 수평위치가 약 0.31 m 후퇴한 것으로 나타났으며, 해안선 높이 4.4 m를 포함한 3 m, 2 m의 수평위치가 상당부분 후퇴한 것으로 판명되었다. 특히 인공구조물이 거의 부재한 자연해안선의 경우 침식의 현상이 뚜렷함을 알 수 있었다.
4 m를 포함한 3 m, 2 m의 수평위치가 상당부분 후퇴한 것으로 판명되었다. 특히 인공구조물이 거의 부재한 자연해안선의 경우 침식의 현상이 뚜렷함을 알 수 있었다.

후속연구

본 연구의 성과는 향후 해안선 변화의 경향을 파악하는데 기초자료로 사용될 수 있으며 연안지역 환경보전이라는 측면에서도 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	연안의 해안선 변화에 영향을 끼치는 요인에는 무엇이 있나?	다양한 관측 자료를 이용하여 해안선의 시공간적인 변화를 정량적 및 정성적으로 정확히 파악하는 것은 연안관리에서 매우 중요하다. 일반적으로 연안의 해안선은 기상, 파랑, 조석 등 외력의 장단기적인 변화에 의해 끊임없이 계속 발생하며, 또한 기후변화와 같은 전 지구적인 영향뿐만 아니라 지역적으로는 댐, 방조제 등과 같은 사회기반시설 건설은 해안선의 변화에 영향을 미치는 주요한 요인이 되고 있다. 구축된 해안선 자료는 해안 침식·퇴적의 경향 파악, 해안이격거리 설정 등 연안관리에서 매우 중요한 자료로 활용된다.
	무인항공기로 촬영한 영상의 특징은?	무인항공기의 경우 이러한 한계점을 보완할 수 있다. 무인항공기로 촬영한 영상은 위성영상에 비해 수 cm 급의 높은 공간해상도를 가진다(Tahar et al., 2011).
	장기간 시기별로 구축된 해안선 자료를 이용하여 변화율을 산정할 수 있는 통계적인 방법에는 무엇이 있나?	장기간 시기별로 구축된 해안선 자료를 이용하여 변화율을 산정할 수 있는 통계적인 방법이 제시되어 있다. 가장 많이 사용되는 방법은 SCE(Shoreline Change Envelope), NSM(Net Shoreline Movement), EPR(End Point Rate), LR(Linear Regression Rate), LMS(Least Median of Squares), WLR(Weighted Linear Regression)이며 보조적인 통계방법으로 ECI(Confidence of End Point Rate), LSE(Standard Error of Linear Regression), LCI(Confidence Interval of Linear Regression)등이 있다(Thieler et al., 2009; Ruggiero et al.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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