정지궤도 해색센서(GOCI)의 해수환경분석 알고리즘 개발과 현장 및 위성자료를 통한 초기 검증

Abstract

GOCI (정지궤도 해색센서)은 기존의 해색센서들인 SeaWiFS, MODIS, MERIS의 극궤도 위성과 다르게 정지궤도 위성에 탑재된 센서이다. 극궤도 해색센서는 한반도 주변 해역을 하루 1회 관측하지만 GOCI는 하루 8회 관측하고, 극궤도 해색센서는 전지구관측을 주로 하지만 GOCI는 한반도를 중심한 동북 아시아로 관측영역이 고정되어 있다. 따라서 극궤도 해색센서에 사용되는 해수환경분석 알고리즘은 GOCI용으로 변환하여 사용하는데 다소 문제점이 발생한다. 기존의 알고리즘은 CASE-I 해역에 알맞게 개발되었고, 한반도 주변 해역들이 갖는 해수 광 특성이 다양하고 차이가 있기 때문이다. 특히 엽록소 농도는 기존의 알고리즘을 사용하여 산출하면 용존유기물의 영향으로 과대추정된 값을 나타낸다. 그러므로 GOCI의 특성과 한반도 주변 해역의 해수 광 특성을 모두 고려한 해수환경분석 알고리즘의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 1998년부터 2009년까지 한반도 주변 해역의 총 1348개 정점에서 얻어진 엽록소 농도(Chl-a), 부유물 농도(SS), 용존유기물의 흡광계수(adom), 원격반사도(Rrs) 현장자료들을 이용하여 GOCI용 해수환경분석 알고리즘을 개발하였다. GOCI 엽록소 농도 산출 알고리즘(GOCI Chl-a)은 부유물과 용존유기물의 영향을 모두 고려하기 위하여 1 - 4번 밴드들을 이용한 복합적인 원격반사도 밴드비를 기반으로 개발하였다. GOCI 부유물 농도 산출 알고리즘(GOCI SS)은 보편적인 두 개의 원격반사도 밴드비를 사용하지 않고, Ahn et al.(2001)의 원격반사도 단일밴드 방법을 사용하여 개발하였다. GOCI 용존유기물 산출 알고리즘(GOCI adom)은 원격반사도 밴드비 Rrs(412)/Rrs(555)와 adom(l)의 상관관계를 이용하여 개발하였다. GOCI 엽록소 형광 알고리즘은 Ahn and Shanmugam(2007)의 연구에 의해 개발되었다. 2010년 6월 - 9월까지 남해 연안과 동중국해에서 현장관측한 자료들을 이용한 알고리즘 검증에서, GOCI 해수환경분석 알고리즘은 기존의 다른 알고리즘보다 현장관측자료에 근사한 값을 산출하였다. SeaWiFS 영상자료에서 GOCI Chl-a 알고리즘은 OC4v4와 OC2v2 알고리즘보다 평균 46 % 정도 보정된 엽록소 농도 값을 산출하였다. 동일한 시기에 관측된 GOCI와 MODIS 영상자료를 비교해보면, 두 영상에서 나타내는 엽록소 농도 등의 분포패턴이 유사하였다. GOCI의 해수환경분석 알고리즘은 지속적인 현장관측자료의