다중위성자료기반 적조종과 출현해역에 따른 탐지방법 비교연구

Abstract

원격탐사를 활용한 적조탐지 및 모니터링은 클로로필 농도 이상 값, fluorescence line height (FLH) 측정, 스펙트럼 모양 등을 이용하여 연구되어 왔다. 적조탐지 알고리즘은 특정 적조 종, 특정 해역을 대상으로 개발되었기 때문에 실제 적조영역에 적용하기에는 한계점이 있다. 본 연구에서는 우리나라 해역을 대상으로 출현해역별, 적조종별로 가장 적합한 알고리즘을 선정하여, 이를 적용해 보았다. 새만금 주변 적조 발생 해역에서 얻은 적조 스펙트럼은 C. polykrikoides 적조종의 스펙트럼과 전체적으로 다른 양상을 보였지만, 두 스펙트럼 모두 형광밴드 영역에서 가장 높은 원격 반사도를 나타내었다. GOCI nLw 영상에서 우리나라 서해안, 동해안, 남해안의 적조 스펙트럼 비교 결과, 동일 종이라도 해역 특성에 따라 스펙트럼 특성이 다르게 나타남을 알 수 있었다. 남해안 적조발생 영역에 4개의 적조탐지 알고리즘을 적용한 결과 Spectral Shape (SS) 기법이 가장 적절하였으나, 동해안 적조 영역에는 FRTD 기법이 가장 효과적이었다. 이를 바탕으로 GOCI와 Landsat OLI 영상을 이용하여 적조 패치 추출을 수행한 결과 해색위성인 GOCI는 Landsat에 비해 광역적인 적조영역 탐지에 효과적이고 높은 분광해상도로 인해 잠재적인 적조영역 탐지에 적합하였다. 반면 Landsat은 적조패치의 정확한 사이즈 및 모양 구분에 효과적이었지만, 낮은 분광해상도로 적조영역 검출에 낮은 정확도를 보였다.기에는 한계점이 있다. 본 연구에서는 우리나라 해역을 대상으로 출현해역별, 적조종별로 가장 적합한 알고리즘을 선정하여, 이를 적용해 보았다. 새만금 주변 적조 발생 해역에서 얻은 적조 스펙트럼은 C. polykrikoides 적조종의 스펙트럼과 전체적으로 다른 양상을 보였지만, 두 스펙트럼 모두 형광밴드 영역에서 가장 높은 원격 반사도를 나타내었다. GOCI nLw 영상에서 우리나라 서해안, 동해안, 남해안의 적조 스펙트럼 비교 결과, 동일 종이라도 해역 특성에 따라 스펙트럼 특성이 다르게 나타남을 알 수 있었다. 남해안 적조발생 영역에 4개의 적조탐지 알고리즘을 적용한 결과 Spectral Shape (SS) 기법이 가장 적절하였으나, 동해안 적조 영역에는 FRTD 기법이 가장 효과적이었다. 이를 바탕으로 GOCI와 Landsat OLI 영상을 이용하여 적조 패치 추출을 수행한 결과 해색위성인 GOCI는 Landsat에 비해 광역적인 적조영역 탐지에 효과적이고 높은 분광해상도로 인해 잠재적인 적조영역 탐지에 적합하였다. 반면 Landsat은 적조패치의 정확한 사이즈 및 모양 구분에 효과적이었지만, 낮은 분광해상도로 적조영역 검출에 낮은 정확도를 보였다.