SAR 자료를 이용한 갯벌 퇴적환경 특성 연구

Abstract

이 연구에서는 토양의 유전상수 (dielectric constant), 표면의 거칠기 (surface roughness)와 지표면의 기하 (geometric) 등과 같은 다양한 물리적 요소들의 정보를 포함하고 있는 SAR (Synthetic Aperture Radar) 자료를 이용하여 강화도 갯벌의 표층 퇴적환경을 분석하였다. JERS-1, ENVISAT과 ALOS 위성의 다양한 SAR 자료로부터 레이더 후방산란계수 (backscattering coefficient)를 추출하여 각 퇴적환경 요소들과의 관계를 파악하고 시간변화에 따른 지표의 변화 정도를 알 수 있는 긴밀도 (coherence)를 추출하여 퇴적상과 비교하였다. SAR 영상으로부터 추출한 후방산란계수와 긴밀도를 이용한 강화도 갯벌 퇴적환경 특성을 분석한 결과 높은 긴밀도를 갖는 지역은 입도가 작은 펄이 많이 포함된 펄 퇴적상이며 긴밀도가 낮을수록 큰 입도가 많이 분포하는 지역임을 알 수 있었다. 강화도 갯벌은 다른 갯벌과는 달리 조류로가 많이 발달하여 썰물 시 수분함유량에 많은 영향을 주어 모래 퇴적상과 혼합 퇴적상은 갯벌의 노출시간이 증가함에 따라 토양 수분함유량이 감소하여 후방산란계수가 점차 감소한다. 그러나 펄 퇴적상에서는 지형 고도가 높아 해수의 많은 영향을 받지 않으며 조류로의 밀도가 높기 때문에 토양 수분함유량이 감소하지만 후방산란계수가 높게 나타났다. 또한 갯벌은 토양 수분함유량뿐만 아니라 표면에 남아있는 잔존수도 많아 강우량이 많은 날은 지표 잔존수가 증가하기 때문에 비교적 후방산란계수가 낮게 나타나는 경향을 보였다. 이 연구의 결과, 긴밀도, 후방산란계수와 각 퇴적환경 요소들의 상관관계를 알 수 있었으며, 향후 강화도 갯벌 퇴적환경의 공간적 분석을 위해 각각의 요소들이 미치는 영향에 대한 정량적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

In this study, comparisons of the backscattering coefficients and the coherence values which had been extracted from SAR (Synthetic Aperture Radar) images such as JERS-1, ENVISAT and ALOS satellites with surface roughness, surface geometric and soil moisture content were carried out. As the results of analysis using the backscattering coefficient and coherence values from SAR images, the coherence was shown high in the region containing more of mud fraction due to higher viscosity of fine grain-size. A lot of tidal channels were well developed in the Ganghwa tidal flat, affecting the drainage of seawater and subsequent soil moisture content by exposure time of tidal flat. The backscattering coefficient, consequently, appeared to be lower in sand flat and mix flat with decrease of soil moisture. In contrast, most mud flats were distributed at high elevation so that soil moisture was not much influenced by seawater. The backscattering coefficient in mud flat seemed to have a relationship with the density of tidal channel. In addition, lowering backscattering coefficients in the all Ganghwa tidal flat was observed when surface remnant water increased according to the amount of rainfall. The correlation between backscattering coefficient, coherence and sediment environment factors in the Ganghwa tidal flat was investigated. In the future, more quantitative spatial analysis will be helpful to well understand the sedimentary influence of various sediment environment factors.