멀티스펙트럴 기술을 활용한 멀티빔 후방 산란 자료의 가상 RGB 밴드 구성 및 활용방안

Abstract

멀티스펙트럴(Multispectral)은 다양한 파장의 자료가 구성된 다중 스펙트럴을 일컫는 말로서 주로 위성 영상 분야에서 이용하고 있으며 일반적으로 다중영상에서 가시광선 및 근적외선 같은 각 파장대별(주파수별)로 구분하여 다양한 분석에 활용되는 기술이다. 영상 기술의 발전으로 인해 멀티스펙트럴 기술은 육상분야를 넘어 해양분야에서도 서서히 쓰이고 있으며 특히 해저지형 분야에서도 좀 더 정확한 해저면 정보를 분석하기 위해 최근 이 기술을 활용하여 다양한 분석을 시도중이다(Brown et al., 2019). 기존 연안지역에서 수행되는 해저지형 조사에서는 멀티빔 장비마다 조금씩 차이가 있지만 주로 300 kHz 주파수의 단일 대역의 빔을 발산하여 멀티빔 자료를 획득하였으며 멀티빔 자료에서 추출한 후방 산란 자료의 경우 대부분 단일 Grayscale 계열의 색상으로 표현함으로 음향강도의 세기에 따라 해저면정보를 분류하였다. 하지만 최근에 하나의 멀티빔 장비에서 다양한 주파수 대역의 빔을 발산하는게 가능해짐에 따라 동일한 지역에 대해 다양한 주파수대역의 멀티빔 자료를 획득할 수 있게 되었으며 특히 주파수별로 해저면의 음향강도 분포 및 특징이 조금씩 다르게 나타나는 것을 이용해 좀 더 세밀한 해저면 특징의 확인이 가능하다. 따라서 본 연구는 2021년 울릉도 현포항 내를 대상으로 주파수별로 동일한 지역에 해저지형 조사를 수행하였으며 각 주파수별로 획득한 후방 산란 자료들을 멀티스펙트럴 기술을 통해 가상 RGB 밴드 구성으로 해저면 정보를 좀 더 직관적으로 분류 및 구분하였다. 조사한 주파수 대역은 각각 200, 300, 400 kHz 별로 조사하였다. 주파수별 멀티스펙트럴 밴드 구성으로 확인한 연구지역의 경우 해저면은 주로 역질 및 사질 위주로 구성되어 있다. 항내 중앙 지역은 주로 Gravel 및 Gravelly Sand가 다수 나타나고 항내 입구지역 Muddy Sand, 항내 접안지역으로 갈수록 좀 더 조립질인 Coarse Sand가 주로 나타난다. 항내 접안지역 중 북서쪽 구역은 역질 및 사질이 혼재된 가운데 해조류인 잘피(Seagrass)가 넓게 분포하여 남서쪽 일부 구역에서는 해초류인 모자반류(Sargassum)이 존재한다. 이러한 멀티스펙트럴 기술을 통해 멀티빔 후방 산란 자료로부터 다양한 해저면 정보 분류에 활용될 수 있으며 더욱이 단일 주파수에서는 검출이 어려운 해저면 내 해조류 및 해초류의 존재도 좀 더 직관적으로 검출이 가능할 수 있다.