Cochlodinium polykrikoides 적조 탐지를 위한 다중위성자료의 Synergy 효과

Abstract

한반도 남해에서 주로 발생하여 경제적 피해와 해양 및 연안 생태계에 심각한 악영향을 끼치는 Cochlodinium polykrikoides 적조는 외해뿐만 아니라 연안에서도 빈번하게 발생한다. 현재까지 위성기반 적조탐지는 주로 해색센서를 중심으로 알고리즘이 개발되어 왔다. 해색센서 자료는 낮은 공간해상도로 인해 연안이 마스킹 되기 때문에 연안에서 발생하는 적조 탐지에 있어 한계를 갖는다. 본 연구에서는 한반도 남해 연안의 C. polykrikoides 적조를 대상으로 해색센서와 육상센서를 활용한 적조 탐지의 synergy 효과를 알아보고자 한다. 2018년 여수 해역에서 발생한 C. polykrikoides 적조 탐지를 위해 현장조사 자료와 해색센서인 GOCI와 Sentinel-3 OLCI, 육상센서인 Landsat OLI/ETM+와 Sentinel-2 자료를 사용하였다. 현장조사 결과로 얻어진 클로로필 자료와 적조 셀농도는 낮은 상관관계(R2=0.21)를 보인 반면, 현장 적조 스펙트럼에 Spectral Shape(SS) 적조 알고리즘을 적용한 값과 적조 셀농도는 비교적 높은 상관관계(R2=0.58)가 산출되었다. 또한 각 센서 자료에서 나타나는 적조 스펙트럼 형태를 비교한 결과, 현장 적조 스펙트럼과 유사하게 녹색파장 영역에서 보다 청색파장 영역에서 상대적으로 낮은 원격반사도를 보였다. 이러한 결과를 기반으로 각 센서 자료에 SS 적조 알고리즘을 적용하여 적조 영역을 추출하고 공간 융합을 수행하였다. 해색센서 자료는 연안 해역의 적조 탐지에는 한계점이 있었지만 외해역의 광역적인 적조탐지에 유용하였다. 또한 높은 분광해상도와 signal-to-noise ratio (SNR)로 인해 육상센서에서 탐지되지 않은 적조 영역까지도 추출이 가능했다. 육상센서 자료의 경우 연안 해역의 적조 패치 어 왔다. 해색센서 자료는 낮은 공간해상도로 인해 연안이 마스킹 되기 때문에 연안에서 발생하는 적조 탐지에 있어 한계를 갖는다. 본 연구에서는 한반도 남해 연안의 C. polykrikoides 적조를 대상으로 해색센서와 육상센서를 활용한 적조 탐지의 synergy 효과를 알아보고자 한다. 2018년 여수 해역에서 발생한 C. polykrikoides 적조 탐지를 위해 현장조사 자료와 해색센서인 GOCI와 Sentinel-3 OLCI, 육상센서인 Landsat OLI/ETM+와 Sentinel-2 자료를 사용하였다. 현장조사 결과로 얻어진 클로로필 자료와 적조 셀농도는 낮은 상관관계(R2=0.21)를 보인 반면, 현장 적조 스펙트럼에 Spectral Shape(SS) 적조 알고리즘을 적용한 값과 적조 셀농도는 비교적 높은 상관관계(R2=0.58)가 산출되었다. 또한 각 센서 자료에서 나타나는 적조 스펙트럼 형태를 비교한 결과, 현장 적조 스펙트럼과 유사하게 녹색파장 영역에서 보다 청색파장 영역에서 상대적으로 낮은 원격반사도를 보였다. 이러한 결과를 기반으로 각 센서 자료에 SS 적조 알고리즘을 적용하여 적조 영역을 추출하고 공간 융합을 수행하였다. 해색센서 자료는 연안 해역의 적조 탐지에는 한계점이 있었지만 외해역의 광역적인 적조탐지에 유용하였다. 또한 높은 분광해상도와 signal-to-noise ratio (SNR)로 인해 육상센서에서 탐지되지 않은 적조 영역까지도 추출이 가능했다. 육상센서 자료의 경우 연안 해역의 적조 패치