GOCI-I Chlorophyll 산출물의 이상값 제거 기법 비교

Abstract

한국해양과학기술원 해양위성센터는 GOCI-I 기반의 Chlorophyll Product(Level2)를 2011 년 4 월 1 일-2021 년 3 월 31 일(약 10 년) 생산했다(KOSC). 이 자료는 한반도를 중심으로 한 동아시아해역 장기 해양 1 차생산력의 추정 및 계절적 경향을 분석할 수 있는 자료이다. 그러나 광학위성자료의 한계로 인해 연평균 80% 이상의 결측률을 가지고 있으며(Jeon & Cho, 2022), 옅은 구름 또는 높은 고도의 산란된 구름 경계에서 Chlorophyll 값이 과장되어 이상치(speckle)로 나타나는 현상이 두드러진다(Robinson, 2000). 이상치 진단(speckle detection)은 대상 픽셀의 Chlorophyll 값과 인접 시간 및 공간의 값과의 관계를 고려해야 한다. 기존 연구에서는 영상처리 기법으로 평년자료와 비교를 통한 방법, 공간경사도 생성을 통한 Chlorophyll Front 도출을 통해 인접공간을 고려하는 방법이 제시되었다(Park et al., 2012). 평년자료는 장기적인 변동양상에서 현격히 벗어나는 값 탐지에 사용할 수 있지만, 시간가중을 고려하지 않으므로 단기간 내 발생하는 이상치 진단에는 취약하다. 또한 공간경사도는 국지적으로 산란된 공간에서 이상치 탐지에 취약하다. 이 연구에서는 보다 고급화된 기법으로 단기간 자료 내에서 통계적인 유의미성을 구하기 위해 인접시간 및 공간에 대한 커널(Kernel)을 설정, 이상치 검정 방법 중 하나인 Dixon’s Q-Test 를 통해 이상치 가설검정을 수행, 해당 Kernel 내 이상치 존재 여부를 결정하였다.