고해상도 위성용 연안 부유물질 분석 알고리즘 개발

Abstract

대부분의 해색위성의 공간해상도는 1 km 정도로 육상관측위성에 비해 공간해상도가 매우 낮다. 따라서 연안 해역에서의 미세하고 다양한 해양 환경 변화를 파악하기 위해서는 해색위성보다는 공간해상도가 높은 육상관측 위성영상을 이용하는 것이 더 효과적일 수 있다. 그러나 분광해상도의 관점에서 본다면 육상관측위성의 경우 밴드의 파장 폭이 70 ～ 100 nm 정도로 넓고, 해색위성의 경우 밴드의 파장 폭이 10 ～ 20 nm 정도로 좁기 때문에 해색위성이 해양의 미세한 분광특성을 잘 나타내는 데에 효과적일 수 있다. 따라서 이 연구에서는 해색위성용으로 개발된 부유퇴적물 알고리즘을 우리나라 다목적위성 2호의 밴드 영역에 맞게 spectral response curve를 고려한 부유퇴적물 알고리즘으로 개발하였다.위성영상을 이용한 연안 부유퇴적물 알고리즘은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 첫째는 원격반사도 모델 (Remote sensing reflectance model)을 기반으로 한 모델 알고리즘이고, 두 번째는 현장에서 측정된 광학 및 해수환경자료를 이용한 경험적 알고리즘이다. 다목적위성 2호는 2005년 11월에 발사될 예정이므로 이 연구에서는 같은 분광 파장 영역을 보이는 Landsat 위성 영상을 이용하였다. 새만금 지역을 대상으로 Landsat 위성과 매치되는 현장 관측 값을 얻기 위해 위성이 지나가는 날짜에 맞추어 30개 정점에서 해수 광학 자료 (ASD field spectrometer) 및 해수 성분 자료 (Chl, ap, SS, DOM, F(d))를 얻었다. 이렇게 얻어진 자료를 이용하여 경험적 알고리즘을 만들었고, 원격반사도 알고리즘을 기반으로 하는 모델 알고리즘을 개발하였다. 각각의 알고리즘은 Landsat 위성과 MSC 위성의 spectral response curve를 이용하여 각 밴드 특성에 맞도록 개발하였고, 경험적 알고리즘을 기본으로 모델 알고리즘이 얼마나 해수 환경을 잘 반영하는지 비교하여 보았다. 또한 Landsat 알고리즘과 MSC 알고리즘을 비교하여 본 결과, 99% 이상 일치하는 것을 볼 수 있었다. 따라서 Landsat을 이용하여 개발된 알고리즘은 향후 MSC에 동일하게 적용하는 데에 문제가 없을 것이다.