신안 가거초 해양과학기지의 스테레오 이미지를 이용한 파랑관측 시스템 구축

Abstract

가거초 해양과학기지는 가거도 남서쪽 약 47 km 떨어진 해역에 위치하고 있으며 기상 및 해양 관측의 목적으로 2009년에 건설된 자켓식 해양구조물이다. 가거초 해양과학기지는 한반도 서해안으로 북상하는 태풍의 주요 진행 경로에 위치하고 있으며, 수심 20 m 이내의 얕은 수중천퇴에 설치되어 태풍 등 고파랑 시기에 파랑변형이 극심한 특징을 가지고 있어 넓은 영역의 고해상도 파랑관측이 필요하다. 스트레오 이미지를 이용한 파랑관측은 약 50×50 m 영역의 파랑영상자료 획득이 가능하며 현재 운용중인 타 파랑관측 장비와 비교하여 시·공간적으로 고해상도이며, 파랑을 시각적으로 확인할 수 있다는 장점을 가지고 있다.본 연구에서는 2017년 6월, 파랑 영상 관측자료 획득을 위해 이탈리아의 CNR-ISMAR와 공동연구를 통해 가거초 해양과학기지에 스테레오 이미지 취득 시스템인 WASS(Wave Acquisition Stereo System)를 구축하였다. WASS는 스테레오 이미지 취득을 위한 2대의 카메라, 이미지 저장장치, 2대의 카메라를 동시에 제어하는 트리거, 그리고 이미지 취득시기를 제어하는 소프트웨어로 구성된다. WASS의 스테레오 이미지 취득은 매 시간당 20분이며, 이미지 해상도는 2456×2058, 샘플링 주파수는 15Hz로 설정되어 있다. 두 스테레오 이미지들간의 시간오차는 1ms 이하이다. WASS는 가거초 해양과학기지와 비교하여 비교적 접근성이 양호한 소청초 해양과학기지에서 시범설치 및 운영을 완료(2017년 4월)한 바 있다. 이미지 분석은 스테레오 이미지 매칭, 이미지 보정그리고 스테레오 이미지 재구성 순으로 진행되며 현재 소청초 해양과학기지에서 시범운영 기간에 취득한 고파랑 이미지의 분석이 수행 중에 있다. 향후 스테레오 이미지를 이용한 파랑관측은 해양과학기지에서 기운용 중인 타 레이더식 및 초음파식 파랑관측 장비와 상호 보완적으로 활용이 가능하여해양과학기지의 파랑관측의 신뢰성 향상과 파랑분석 연구분야에 크게 기여할 것으로 기대된다.