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논문 상세정보

GOCI를 활용한 한반도 주변해역 적조 감시 체계 연구

A study on red tide surveillance system around the Korean coastal waters using GOCI

초록

위성기반 적조 탐지 알고리즘들은 특정 해역, 적조 종을 중심으로 개발되어 왔다. 하지만 한반도 주변해역의 빠르고 정확한 적조 감시를 위해서는 한반도 주변의 전 발생 해역과 다양한 적조 종을 대상으로 한 연구가 필수적이다. 본 연구에서는 한반도 주변해역을 대상으로 GOCI 영상을 활용하여 적조 영역의 스펙트럼 특성과 위성기반 적조 탐지 알고리즘의 적합성을 분석하였다. 그 결과, 적조 종들의 클로로필 함량과 적조가 출현하는 해역의 탁도에 따라서 스펙트럼 특성이 달라졌다. 또한 기존 적조 탐지 알고리즘을 GOCI 영상에 적용하였으며, 이를 통해 기존 임계값으로는 적조 영역 추출에 한계가 있음을 알 수 있었다. 이를 개선하기 위해 적조 종들을 클로로필 함량의 차이에 따라 두 그룹으로 나누어 적조 감시 체계를 제시하였다. 총 5 단계를 거쳐 적조 영역과 비적조 영역을 구분하였으며, 적조 속보를 기준으로 했을 경우 최종 추출된 적조영역이 기존 알고리즘으로 추출된 영역에 비해 적절한 결과를 나타냈다. 이러한 적조 감시 체계를 활용한다면 한반도 주변의 모든 해역과 다양한 적조 종에 대한 빠르고 정확한 감시로 인해 효율적인 적조 감시가 가능할 것이다.

Abstract

The satellite-based red tide detection algorithms have been developed for specific occurrence waters and red tide species. However, it is essential to study the whole occurrence waters and various red tide species for quick and accurate surveillance of red tide around the Korean coastal waters. In thisstudy, the comprehensive analysesinvolve the spectral features of red tide areas and the suitability of the satellite-based red tide detection algorithms used with GOCI in the Korean coastal waters. As a result, the spectral characteristics were changed according to the chlorophyll content of red tide species and the turbidity of the waters where the red tide appeared. In addition, the previous red tide detection algorithm is applied to GOCI, and it is found that there is a limitation to the red tide area extraction as the existing threshold value. To overcome these limitations, red tide species were divided into two groups according to the difference of chlorophyll content and a system for red tide surveillance wassuggested. It is possible to distinguish between red tide and non-red tide area through five steps. As a result of applying to GOCI, the red tide was appropriately extracted from the previous algorithm based on red tide breaking news. If such a red tide surveillance system is used, it will be possible to efficiently monitor red tide by quick and accurate surveillance of the whole occurrence waters around the Korean and various red tide species.

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
적조현상
적조현상이 발생시키는 문제는?
관광 산업, 어업 및 양식업 등의 경제적 피해를 증가시키고 있어 심각한 사회 · 경제적 문제로 대두되고 있다

이는 주로 남해안 적조가 확대되어 발생한 경우가 많으며, 2013년의 경우 울릉도, 독도까지 확대되기도 했다. 이러한 적조현상은 관광 산업, 어업 및 양식업 등의 경제적 피해를 증가시키고 있어 심각한 사회 · 경제적 문제로 대두되고 있다(NFRDI, 2015). 따라서 한반도 해역의 적조 감시를 위한 탐지 및 모니터링의 중요성이 증가하고 있다.

적조 발생 해역별 특징
적조 발생 해역별 특징은 어떤가?
적조 발생 해역별 특징을 보면 남해안의 경우 유해성 적조인 Cochlodinium polykrikoides가 가장 빈번하게 발생하는 반면, 서해안의 경우 주로 Noctiluca scintillans, Heterosigma akashiwo등의 무해성 적조가 주로 발생한다

적조 현상은 전 세계적으로 증가하고 있으며, 특히 한반도 주변해역은 1995년 이후 유해성 적조가 점차 대규모화, 광역화, 만성화되는 추세를 보이고 있다. 적조 발생 해역별 특징을 보면 남해안의 경우 유해성 적조인 Cochlodinium polykrikoides가 가장 빈번하게 발생하는 반면, 서해안의 경우 주로 Noctiluca scintillans, Heterosigma akashiwo등의 무해성 적조가 주로 발생한다(NFRDI, 2015). 특징적으로 2012년의 경우에는 서해안 태안만 근처에서 C.

원격탐사 자료
적조 발생 시 빠르고 정확한 감시 차원에서 주기적이고 광역적인 탐지 및 모니터링이 가능한 무인항공기나 위성을 통한 원격탐사 자료를 이용하는 것이 효율적인 이유는?
적조에 대한 대응을 담당하고 있는 국립수산과학원은 지금까지 선박을 이용한 정점 조사를 중심으로 적조 발생 지역, 적조 종, 발생밀도 등의 현장자료를 제공하고 있다. 하지만 이는 인력, 비용, 시간적 측면에서 한계가 있을 뿐만 아니라 점점 광역화되어 발생하고 있는 적조 발생 영역을 관리하기에는 어려움이 있다

적조에 대한 대응을 담당하고 있는 국립수산과학원은 지금까지 선박을 이용한 정점 조사를 중심으로 적조 발생 지역, 적조 종, 발생밀도 등의 현장자료를 제공하고 있다. 하지만 이는 인력, 비용, 시간적 측면에서 한계가 있을 뿐만 아니라 점점 광역화되어 발생하고 있는 적조 발생 영역을 관리하기에는 어려움이 있다(Ahn et al., 2009).

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