연안 활용을 위한 위성자료의 대기보정 방법 비교연구

Abstract

해색위성은 대양에서의 대규모 해양환경 변화를 모니터링 하기에 적합하도록 좁은 밴드 폭의 분광해상도 중심으로 설계되어 있는 반면 낮은 공간해상도 (수백 ~ 천 미터)를 가지고 있다. 최근 연안에 대한 관심이 증가하면서 기존의 해색센서들을 이용해서는 연안에서의 공간적으로 미세한 변화를 감지하기 어려우므로 수 ~ 수십 미터의 공간해상도를 갖는 육상관측 위성영상을 이용한 연안 활용에 대한 관심이 높아지고 있다. 해양에서의 신호 값은 육상에서의 값에 비해 1/10 정도로 매우 작기 때문에 대기에 의한 영향을 효과적으로 제거하지 않으면 위성을 이용한 정량적 해수환경 분석이 어렵다. 이러한 필요성 때문에 해색위성들은 근적외선 영역의 대기측정용 파장대를 이용하여 영상획득 시점의 대기 정보 얻어 비교적 정확한 대기보정을 실시하고 있다. 이에 반해 육상관측 위성들은 높은 신호 값에 비해 대기에 의한 영향이 적고 또한 정확한 분석이 아닌 상대적인 분석 위주의 활용으로 많이 이용되었기 때문에 영상 자체만을 이용한 간단한 대기보정 방법을 주로 사용하여 왔다. 따라서 본 연구에서는 연안에서의 육상위성을 이용한 해수 환경 분석시 대기의 영향을 효과적으로 제거하기 위한 여러 가지 대기보정 방법들을 적용하여 보고 현장관측 값을 이용하여 비교 및 검증해 보고자 한다. 대기 보정은 현장 관측된 대기 자료나 대기모델을 사용하는 방법, 영상 값에 기반을 두어 대기의 영향을 보정해 주는 방법, 현장에서 관측된 스펙트럼 값과 영상의 값을 이용하여 대기의 영향을 제거하는 방법, 이렇게 세 가지 방법이 있다. 첫 번째 방법은 주로 해색위성영상에서 이용되는 방법이고, 두 번째와 세 번째 방법은 육상관측 위성에서 사용되는 방법이다. 두 번째 방법으로는 Dark Object Subtraction (DOS) 또는 이 방법에서 발전된 COST 모델을 이용한 방법 등이 있고, 세 번째 방법으로는 Empirical Line Method (ELM)와 Spectral Shape Matching Method (SSMM) 등의 방법이 있다. 본 연구에서는 두 번째 방법 중에서 COST 모델을 이용한 방법과 세 번째 방법 (ELM and SSMM)의 대기보정을 실시하여 그 결과를 비교하여 보았고, 또한 연안에서의 해양 및 육상 스펙트럼 현장관측 값을 이용하여 검증하여 보았다. 이를 위하여 2005년 3 ~ 11월 동안 총 6회에 걸쳐 안면도와 새만금 주변 지역을 대상으로 여러 가지 육상 및