해색위성 GOCI을 이용한 녹조(green algae bloom)의 탐지 및 이상 분포 추적

Abstract

2008년 여름 칭다오 근해, 동중국해 그리고 한국 남해 연안에서 대규모 녹조가 출현하였다. 가시파래 종인 이 녹조 현상은 여름철에 가끔씩 발견되기는 했지만 2008년처럼 대규모로 연안지역에 발생된 것은 처음이었다. 2008년 발생된 녹조는 약 600 km2 지역을 걸쳐 분포하였고, 약 30,000 km2 지역에 영향을 미쳤다. 이런 녹조를 위성을 이용하여 조기에 발견하고 모니터링하기 위해서 2010년 세계 최초 정지궤도 해색위성인 GOCI을 이용한 연구가 진행되었다. 해색위성 GOCI를 이용한 녹조 모니터링 연구는; 1) 해색위성 GOCI에서 녹조를 찾고 구별할 수 있는 알고리즘 개발과, 2) 2011년과 2012년 황해 및 동중국해 지역에서 녹조의 이상 포를 모니터링 하였다. 해색위성 GOCI을 이용한 녹조 탐지 알고리즘은 현장관측 및 위성에서 획득한 파장별 반사도 값을 이용하여 계산하였다. 녹조의 광학적 특성은 555, 745, 865 nm에서 반사되고, 660, 680nm에서는 흡수하는 특성을 가지고 있다. 이런 특성을 이용하여 Index of floating Green Algae for GOCI(IGAG) 알고리즘을 개발하고, 기존의 NDVI, EVI 방법들과 비교하였다. 개발된 알고리즘을 이용하여 2011년과 2012년 황해 및 동중국해에 분포된 녹조를 모니터링 했다. 2011년 6월에 처음 중국 칭타오에 발견된 녹조는 한 달 후인 2011년 7월 18일 황부 중부 및 동중국해에서 거대한 녹조가 발견되었다. 그리고 2012년 2월 지금까지 녹조가 발견되었던 지역이 아닌 대만 근처에서 녹조를 발견하였고, 3월에 거대한 녹조가 동중국해 남부에서 발견되었다. 이러한 이상적인 대규모 녹조 현상은 해양 생태계의 불균형을 가져와 해양 생물의 생존에 위협적이며 특지역을 걸쳐 분포하였고, 약 30,000 km2 지역에 영향을 미쳤다. 이런 녹조를 위성을 이용하여 조기에 발견하고 모니터링하기 위해서 2010년 세계 최초 정지궤도 해색위성인 GOCI을 이용한 연구가 진행되었다. 해색위성 GOCI를 이용한 녹조 모니터링 연구는; 1) 해색위성 GOCI에서 녹조를 찾고 구별할 수 있는 알고리즘 개발과, 2) 2011년과 2012년 황해 및 동중국해 지역에서 녹조의 이상 포를 모니터링 하였다. 해색위성 GOCI을 이용한 녹조 탐지 알고리즘은 현장관측 및 위성에서 획득한 파장별 반사도 값을 이용하여 계산하였다. 녹조의 광학적 특성은 555, 745, 865 nm에서 반사되고, 660,