고해상도 광학위성을 이용한 해상 유출유 면적 산출: 심포니호 기름유출 사고 사례

Abstract

해상에서 발생하는 유출유 사고는 피해 최소화를 위해서 신속한 현황 정보 수집이 필수적이며, 인공위성은 해상에 유출된 기름을 탐지하는데 매우 유용한 도구이다. 최근에 활용 가능한 인공위성 수가 급속하게 증가함에 따라, 사고발생 이후 준실시간 수준의 해상 유출유 현황 정보 생성이 가능해졌다. 본 연구에서는 2021 년 4월 27일 중국 칭다오항 앞바다에서 발생한 심포니호 기름 유출사고를 대상으로 다종 인공위성 영상을 이용하여 기름 유출 면적을 산출하였다. 특히, 2 m 공간해상도 정보 획득이 가능한 고해상도 상용 인공위성 영상을 이용하여 기름유출 면적 산출의 정확도 향상 가능성을 평가하였다. 4월 27일부터 5월 13일까지 Sentinel-1, Sentinel-2, LANDSAT-8, GEO-KOMPSAT-2B (GOCI-II) 및 Skysat 위성영상을 수집하였으며, 기상조건을 고려하여 탐지 가능한 5장의 영상을 대상으로 유출유 탐지를 수행하였다. 유출된 기름은 사고발생 지점으로부터남서-북동 방향으로 확산하면서, 외해에서 육지 쪽으로 이동하였다. 이러한 이동 경향은 Skysat 영상에서 확인이 가능하였으며, 사고 위치로부터 기름 입자의 이동예측을 수행한 결과와 유사하게 나타났다. 고해상도 인공위성 영상 탐지결과 및 이동예측 결과를 이용하여, 5월 1일 Sentinel-1A 영상에서 사고지점 북쪽 해역의 패치는유사 기름으로 추정하였다. 이러한 오탐지를 제거한 결과 유출유 면적은 사고발생 후 선형적으로 증가하는 경향을 나타냈다. 본 연구 결과는 향후 고해상도 광학위성의 사용이 유출유의 분포 면적을 더욱 정확하게 산출함을 보여주었으며, 해상유출유 대응 과정에서 효율적인 방제계획 수립에 기여할 것으로 판단된다.

In order to minimize damage to oil spill accidents in the ocean, it is essential to collect a spilled area as soon as possible. Thus satellite-based remote sensing is a powerful source to detect oil spills in the ocean. With the recent rapid increase in the number of available satellites, it has become possible to generate a status report of marine oil spills soon after the accident. In this study, the oil spill area was calculated using various satellite images for the Symphony oil spill accident that occurred off the coast of Qingdao Port, China, on April 27, 2021. In particular, improving the accuracy of oil spill area determination was applied using high-resolution commercial satellite images with a spatial resolution of 2m. Sentinel-1, Sentinel-2, LANDSAT-8, GEO-KOMPSAT-2B (GOCI-II) and Skysat satellite images were collected from April 27 to May 13, but five images were available considering the weather conditions. The spilled oil had spread northeastward, bound for coastal region of China. This trend was confirmed in the Skysat image and also similar to the movement prediction of oil particles from the accident location. From this result, the look-alike patch observed in the north area from the Sentinel-1A (2021.05.01) image was discriminated as a false alarm. Through the survey period, the spilled oil area tends to increase linearly after the accident. This study showed that high-resolution optical satellites can be used to calculate more accurately the distribution area of spilled oil and contribute to establishing efficient response strategies for oil spill accidents.