시화호와 연안해역의 부유사 분포 분석을 위한 원격탐사 알고리듬

The Remote Sensing Algorithm for Analysis of Suspended Sediments Distribution in Lake Sihwa and Coastal Area

원격탐사기법에 의한 연안해역과 광범위한 수표면적을 지닌 호수의 부유사 분포를 파악하고자 하는 연구는 70년대 이후 위성자료의 이용이 활발히 이루어지면서 많은 연구결과들이 발표되었다. 하지만, 국내에서 원격탐사기법에 의한 부유사의 공간적인 분포를 정량적으로 해석하기 위한 연구는 부족한 실정이며, 적합한 알고리듬이 제시되지 못하고 있다. 본 연구에서는 시화호와 경기만 연안해역에서 실측한 부유사 자료와 SeaWiFS 밴드역을 가진 수중 광학장비에 의해 얻어진 반사치를 이용하여 부유사 알고리듬을 구성하였다. 또한, 알고리듬을 현장실측치가 있는 시점의 Landsat TM 자료를 적용하여 알고리듬의 적용에 따른 문제점을 제시하였다. 밴드비율과 밴드차에 의한 알고리듬 구성은 현장실측치와 $R^2$=0.7649의 관계를 나타내었고, 본 연구에서 얻어진 알고리듬을 통해 계산된 부유사와 실측치는 $R^2$=0.6959를 나타내었다. 하지만, Landsat TM으로부터 추출된 영상신호(radiance)를 알고리듬에 적용하여 얻은 결과는 만족하기 어려운 결과가 나타났고, 이는 엽록소와 용존유기물의 농도가 높은 수역에서는 부유사의 흡광과 산란에 의한 부유사 농도의 정량적인 평가가 어렵다는 것으로 해석되었다.

The study for detecting suspended sediment distribution in Lake Sihwa, which has a large surface area and coastal area, using remote sensing technique was carried out with development of satellite data collected since 1970. The research, however, analysis of spatial distribution and quantity, is not common in domestic study and useful algorithms have not been proposed. In this study, a suspended sediment algorithm was composed with in-situ data obtained in study area and remote sensing reflectance obtained in-water optical instrument, which has SeaWiFS wavelength bands. However, when the algorithm was applied to Landsat TM data, including an in-situ data set, and some problems arose. The composition of the algorithm which was structured with band difference and band ratio showed the correlation of $R^2$=0.7649 with concentration of suspended sediments. And, between calculated and observed concentration of suspended sediments there was a correlation of $R^2$=0.6959. However, remote sensing reflectance obtained from Landsat TM is not good for the estimation of concentration of suspended sediments, because of high concentration of chlorophyll and CDOM(colored dissolved organic matter).