고해상도 위성 영상을 이용한 조류로의 프랙털 분석

Abstract

조간대의 조류로 발달은 조간대 퇴적물 종류, 입도, 조성 및 조류의 세기 등에 많은 영향을 받는다. 조류로의 발달 특성, 밀도, 형태 등은 조간대의 특징을 분석하는데 활용될 수 있다. 그러나 조류로에 대한 정량적 분석은 시도되지 못하고 있다. 따라서 이번 연구의 목적은 고해상도 위성 영상 자료를 이용하여 조류로에 대한 프랙털 차원 결과와 조류로 발달에 영향을 주는 지형(DEM: Digital Elevation Model)을 비교·분석 하는 것이다. 이번 연구에서는 프랙털 분석 중에서 하천, 해안 등 선형의 특징에 많은 적용을 하는 box counting 방법을 이용하였다. 연구 지역은 조차가 심한 강화도 남단의 조간대이다. 연구 방법은 IKONOS 영상으로부터 조류로를 추출한 뒤 프랙털 차원을 구하였다. 그 결과 프랙털 차원은 약 1.0~1.35 정도의 결과 값을 얻었다. 지형이 낮으며 채널의 발달이 미비한 지역(강화도 남단 여차리 부근)에서는 프랙털 차원이 약 1.0~1.2 정도의 낮은 값을 가지는 반면에 지형이 높고 채널 발달이 수지상으로 잘 발달된 지역(영종도 북단)의 프랙털 차원은 약 1.20~1.35 정도의 높은 값을 가진다.이 분석으로부터 프랙털 분석으로 인하여 조류로의 정량적 분류가 가능하며 지역의 지형에 따라서 조류로의 발달 형태가 달라 프랙털 차원 값이 다르다는 결론을 얻었다.

Tidal channel development is influenced by sediment type, grain size, composition and tidal current. Tidal channels are usually characterized by channel formation, density and shape. Quantitative analysis of tidal channels using remotely sensed data have rarely been studied. The objective of this study is to quantify tidal channels in terms of fractal dimension and compare different inter-tidal channel patterns and compare with DEM (Digital Elevation Model). For the fractal analysis, we used box counting method which had been successfully applied to streams, coastlines and others linear features. For a study, the southern part of Ganghwado tidal flats was selected which know for high dynamics of tidal currents and vast tidal flats. This area has different widths and lengths of tidal channels. IKONOS was used for extracting tidal channels, and the box counting method was applied to obtain fractal dimensions (D) for each tidal channel.Yeochari area where channels showed less dense development and low DEM had low fractal dimenwion near 1.00~1.20. Area (near Donggumdo and Yeongjongdo) of dendritic channel pattern and high DEM resulted in high fractal dimension near 1.20~1.35.The difference of fractal dimensions according to channel development in tidal flats is relatively large enough to use as an index for tidal channel classification. Therefore we could conclude that fractal dimension, channel development and DEM in tidal channel has high correlation. Using fractal dimension, channel development and DEM, it would be possible to quantify the tidal channel development in association with surface characteristics.