• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.48-48
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• 2020

최근 이상기후변화로 인해 수환경 변화가 일어나고 있다. 그로 인해 국내에서 조류의 과대성장이 빈번히 발생되고 있으다. 이로 인해 유해남조류 등 조류가 생산하는 독성물질, 이취미 물질은 수질을 악화시키고 있으며, 생태계에 큰영향을 미친다. 조류는 하천에서 넓은 분포로 발생하게 되는데 이러한 조류 모니터링에는 많은 인력과 시간이 소요된다. 국내에선 인력과 시간을 줄이기 위해 최근 원격탐사 기법을 이용한 조류 모니터링에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 녹조류, 남조류 5종을 이용해 실험을 진행하였다. 사용된 초분광 센서는 CORNING사의 microHSI^TM 410 SHARK를 이용하였으며 파장 400-1000 nm에서 NIR(visNIR)파장을 분석할 수 있으며, 초분광 센서를 정사로 영상을 촬영하기 위해 짐벌을 이용하여 영상을 수집하였다. 영상을 촬영 전 방사보정을 하기 위해 시료와 동일 선상에 99% 반사율을 갖는 백색반사판을 같이 촬영하여 방사보정을 진행하였다. 본 연구에서는 시기와 상관없이 조류에 대한 연구를 하기위해 조류배양액을 이용하였으며, 남조의 경우 470 nm에서 분광 특성을 나타내었으며, 녹조의 경우 477-510 nm에서 분광 특성을 나타났다. 초분광영상을 통해 기초라이브러리를 구축하고 구축된 라이브러리를 통해 조류의 분광특성을 분석하고 제시하여 하천에 적용하고자 한다.

• 생태와환경
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• 제44권1호
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• pp.9-21
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• 2011

화진포호에서 장기간의 수환경변화를 알아보기 위해 2000년부터 2008년까지 염분, 용존산소, 총인 및 총질소등 이 화학적 조사를 하였으며, 동식물플랑크톤은 2007년과 2008년에 조사하였다. 화진포호에서 2000년부터 2008년까지 조사된 수질자료를 보면 수온, 염분, 투명도, COD 및 DO는 각각 $2.8{\sim}29.4^{\circ}C$, 0.23~41.8‰, $0.2{\sim}2.8\;m$, $0.2{\sim}20.2\;mg\;L^{-1}$ 및 $0.1{\sim}17.4\;mg\;L^{-1}$의 범위로 평균은 각각 $18.0^{\circ}C$, 15.7‰, 0.7 m, $5.7\;mg\;L^{-1}$ 및 $8.0\;mg\;L^{-1}$이었다. Chl.${\alpha}$은 $0.3{\sim}242.5\;{\mu}g\;L^{-1}$으로 평균 $32.8\;{\mu}g\;L^{-1}$이었다. TP와TN는 각각 $0.024{\sim}0.869\;mg\;L^{-1}$(평균 0.091) 및 $0.240{\sim}5.310\;mg\;L^{-1}$(평균 1.235)의 범위를 보였다. TN/TP 비는 평균 16.4이었다. COD, TP, TN 및 Chl.${\alpha}$의 연변화를 보면 COD는 2000년에 $4.83m\;mg\;L^{-1}$이었으나 2008년에는 $1.80\;mg\;L^{-1}$로 매년 $0.34\;mg\;L^{-1}$ 감소를 보였다. TP는 2000년에 $0.07\;mg\;L^{-1}$이였으나 2008년에는 $0.05\;mg\;L^{-1}$로 차츰 감소하였다. TN은 2000년에 $1.54\;mg\;L^{-1}$이었으니 2008년에는 $0.77\;mg\;L^{-1}$로 매년 $0.09\;mg\;L^{-1}$ 감소하였다. Chl.${\alpha}$은 2000년에 $46.30\;{\mu}g\;L^{-1}$이었으나 2008년에는 $5.78\;{\mu}g\;L^{-1}$로 매년 $4.50\;{\mu}g\;L^{-1}$씩 감소하였다. 화진포호의 Orgnic-N, $NO_3$-N, $NH_3$-N 및 $NO_2$-N의 평균 존재 형태별 구성 비율은 각각 78.9, 7.0, 12.4 및 0.8%로 대부분 유기질소 형태이었다. 부영양화도 지수는 남호와 북호에서 2000년에 각각 67과 63에서 2008년에는 63과 59로 감소하였다. 화진포 남호와 북호에서 2007년과 2008년 조사기간 동안 출현한 식물플랑크톤은 총 56속 69종이었다. 식물 플랑크톤의 현존량은 남호가 북호가 각각 18~21,961 및 $153{\sim}10,070\;cells\;mL^{-1}$의 범위로 남호에서 더 많았으며, 남 북호 모두 2007년 7윌에 최소를 보였다. 우점종은 남호의 경우 2007년 5월에 Asterococcus superbus, 9월에 Lyngbya sp., 11월에 Trachelomonas spp.이었으며, 2008년 7월에는 Anabaena spiroides로 시기에 따라 크게 다른 양상을 보였다. 남호와 북호의 종 다양성 지수는 0.87~1.98 (평균 1.41) 및 0.42~1.47 (평균1.07)로 남 북호 모두 2008년 5월에 높았다. 화진포호에서 출현한 동물플랑크톤은 총 31속 35종이었다. 남호의 우점종은 2007년 5, 7월과 2008년 5, 11월에는 요각류의 유생이었으나, 2007년 9월에는 미동정원생동물, 2008년 8월에는 Brachionus plicatilis이었다. 북호의 우점종은 2007년 7월과 11월에는 지각류인 Asplanchna sp.이었으나 그 이외의 시기에는 요각류의 유생이었다. 동물플랑크톤의 밀도는 남호에서 $80{\times}10^3{\sim}3,902{\times}10^3ind.\;L^{-1}$, 북호에서 $88{\times}10^3{\sim}2,106{\times}10^3\;ind.\;L^{-1}$로 남호에서 더 높았다. 종 다양성지수는 남호와 북호가 각각 0.53~0.147 (평균 0.83) 및 0.66~1.46 (평균 1.09)의 범위로 남 북호 모두 2008년 7월에 높았다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.293-293
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• 2017

하천복원 또는 서식환경조성에 있어서 흐름영역을 통한 하천생태계 서식처 공간의 조성은 매우 중요하며 최적서식공간을 조성하기 위한 공간 확보 및 복원의 기술은 가장 중요하게 개발해야할 대상이다. 본 연구에서는 공간 확대에 따른 수환경 변화가 어류 물리서식처에 미치는 영향을 분석하기 위해 2차원 물리서식처 모형인 River2D를 적용하였다. River2D의 구동에 필요한 지형데이터는 만경강 유역의 봉동, 소양, 하리 3개의 지점을 경계지점으로 하여 대상영역 내 저지대 상습 침수구역인 만경강 본류와 소양천 합류지점을 복원대상지로 선정 후, 이 구역의 현재하도(공간복원전)와 합류부에서 제방을 없애 공간을 확보한(공간 복원후) 하도의 지형을 구축하였다. 그리고 과거 만경강 봉동일대에서 출현하였던 감돌고기를 대상어종으로 하여 감돌고기에 대한 생애주기별 서식처 적합도 지수(HSC)를 산정한 결과를 분석에 이용하였고, 유황조건은 IHA를 이용하여 산정된 5가지 유황조건을 경계조건으로 하여 분석을 실시하였다. 가중가용면적-유량관계곡선의 도출을 통해서 최적유량 산정시 중요한 지표인 WUA의 산정결과 현재 하천공간보다 공간 복원후 하천공간이 더 많은 가중가용면적을 확보하고 있음을 알 수 있고 동일한 유황의 조건에서 하천공간의 확보 및 복원을 통해 최소유량의 최대서식처 개선효과를 확인할 수 있었다. 또한 공간복원 후에 감돌고기에 대한 최대 가중가용면적은 20.4% 증가하였고, 최적유량변동은 20m3(57.1%) 저감하는 것을 확인할 수 있었다. 감돌고기의 생애주기별 복합서식처 적합도 분포결과는 복원후 전체 공간분포 중 소양천 합류부 및 복원 홍수터에서 서식처 적합도의 공간분포가 높게 나타났고 가중가용면적도 복원후 산란기(4~6월)에 57.7%, 성장기(7~8월)에 6.0%, 성어기(9~11월)에 41.9%로 가중가용 면적이 증가하였으며, 특히 산란기와 성어기의 가중가용면적이 하천공간 확보를 통해 크게 증가되었다. 이러한 결과들을 바탕으로 수생태계에서 하천어류의 서식환경을 보호하고 유지하기 위해서 적절한 서식공간의 확보가 선행되어야 하며 복원사업에 따른 제방제거 및 하상변동으로 발생하는 유속의 변화로 인한 다양한 영향을 충분히 검토하여야 할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.494-494
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• 2018

최근 하천에서 홍수방지를 위한 제방과 댐 같은 구조물이 지속적으로 건설되고 있으며 이러한 구조물의 설치는 자연적인 하천의 발달과정을 느리게 하고 어류의 서식처를 감소시킨다. 특히 주기적인 홍수 및 홍수터를 필요로 하는 어류는 유량의 규제 및 홍수터의 감소로 심각한 영향을 받게 되었고, 많은 종류의 어류가 환경 및 생태계의 변화로 멸종했다. 따라서 수중생태계에서 어류의 서식환경을 보호하고 유지하기 위해서는 공간확대를 통한 적절한 서식처가 보장되어야 한다. 본 연구에서는 공간복원 시나리오에 따른 수환경 변화가 어류 물리서식처에 미치는 영향을 분석하기 위해 2차원 물리서식처 모형인 River2D를 적용하였다. 만경강 유역의 봉동, 소양, 하리 3개의 지점을 경계지점으로 하여 대상영역 내 저지대 상습 침수구역인 만경강 본류와 소양천 합류지점을 복원대상지로 선정 후, 현재하도와 세가지 복원 시나리오(제방 셋백, 구하도, 배후습지)를 적용하여 분석을 실시하였다. 이 분석에서 모니터링 된 과거 흐름과 세가지 물리적 복원 시나리오 뿐만 아니라 필요한 유량조건의 범위에 있는 목표종 성장단계는 홍수터 서식지 이점에 영향을 미친다. 분석결과 홍수터 지역의 물리적 복원을 통해 대상어종의 생태계 복원 전의 부정적인 영향을 줄일 수 있었고 특히 WUA 분석에 따르면 세가지 복원 시나리오 적용시 복원전보다 서식처 개선효과가 크게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 구하도 복원의 경우 WUA 값은 산란기에 20.0%, 성장기에 39.5%로 가장 큰 효과를 나타냈고, 그 결과와는 다르게 배후습지 복원의 경우 성어기에 85.3%로 가장 크게 나타났다. 또한 동일한 흐름에서 홍수터의 확보 및 복원을 통해 최소유량에서 최대서식처 개선효과를 얻을 수 있음을 확인하였다. 최종적으로 복원이 성공적으로 이루어지기 위해서는 복원계획에서 대상어종의 성장단계와 복원 시나리오를 고려해야 하고 정확하게 검토해야 하며, 생태학적 특성도 면밀히 조사되어야 할 것으로 사료된다. 또한 앞서 분석된 데이터는 최적의 하천 복원 유형을 판단하기 위한 기초자료 및 판단근거로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 환경영향평가
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• 제13권4호
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• pp.153-164
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• 2004

An integration study of time-variable small watershed and stream models (USEPA's SWMM and WASP5) was performed for impact assessment of urbanization on water environment. The study area, the Kyoungan Stream, the tributary of Paldang Lake, was divided into 111 subbasins, based on the topographic condition, land use, and drainage system. RUNOFF block of SWMM was applied to estimate runoff flow and quality. EXTRAN block computed daily and hourly flow according to simulated runoff flow, water supply, and drainage data. SWMM was connected to WASP5 by transforming output file of SWMM into input file of WASP5. The nonpoint source loads and flow data of SWMM were imported to WASP5. The stream was divided into 45 segments based on the watershed delineation. The study included three water quality parameters, BOD, TN, and TP. The validate models were used to examine the impact of urbanization on stream flow and water quality.

• 생태와환경
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• 제46권1호
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• pp.135-144
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• 2013

본 연구는 청정수역으로 알려져 있던 북한강 수계에서 저수온기에 우점한 남조류 Anabaena spiroides 현존량과 이취미 물질인 지오스민 (geosmin)에 대해 조사하고 환경인자와의 통계적 분석을 통하여 A. spiroides의 증식 특성을 알아보고자 하였다. 2011년 11월 말에 A. spiroides가 과다증식하였는데 출현지역은 의암호 내의 공지천 유입부 부터 하류의 팔당호까지 그 범위가 넓고 하류로 확산되는 특성을 보였다. 저수온기에 수온 상승과 체류시간 증가 등의 물리학적 수환경 변화가 남조류 A. spiroides의 과다증식에 영향을 미쳤다. A. spiroides 현존량은 팔당호에서 $11,325cells\;mL^{-1}$로 최대증식을 보였으며, 수온이 $4^{\circ}C$ 이하로 내려가면서 A. spiroides 현존량이 급격히 감소하였다. 수환경 요인 중에서 수온 하강이 A. spiroides 현존량 감소에 가장 큰 영향을 준 인자였다. 남조류의 대사물질로 이취미의 원인물질인 Geosmin은 팔당호에서 최대 $1,640ng\;L^{-1}$ 농도를 나타냈다. 북한강 수계에서 Geosmin 농도는 A. spiroides와 매우 유의한 상관관계를 보여 A. spiroides에 의해 이취미가 유발되었음을 시사하였다.

• 한국제4기학회지
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• 제34권1호
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• pp.1-13
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• 2024

후빙기 해수면 상승 이후 형성된 지형인 석호는 최근 인간 간섭의 증가로 인해 급격한 지형 변화가 발생하고 있다. 본 연구는 국내 석호 중 면적과 형태가 비교적 크게 변화한 청초호, 경포호, 풍호를 대상으로, 홀로세 동안에 석호와 그 일대에서 급격히 증가한 인간 간섭이 지형 변화에 미친 영향을 추론하였다. 그 결과, 인위적 변화가 급격하게 발생한 시기는 세 지역에서 공통적으로 1960~1970년대부터 시작된 것으로 확인되었고, 이후 인간 간섭이 본격화되며 지형 경관이 빠르게 변화된 것으로 나타났다. 또한 집약적 개발은 수심, 면적, 형태 변화뿐만 아니라, 수환경, 생물 다양성 측면에도 큰 영향을 미친 것으로 나타났는데, 이는 준설 및 인공구조물 설치로 담수와 해수 사이 흐름이 교란된 결과로 보인다. 마지막으로 여러 인간 간섭 유형이 복합적으로 관찰되었는데 이는 육지와 해양 환경의 영향을 모두 받는 지형 형성 과정과 관련되어 있을 것으로 보이며, 환경 조건 변화에 더하여 지형을 개발하고 이용하려는 인간 사이의 복잡한 상호작용에 의한 결과인 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.564-564
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• 2012

유역내에서 발생한 고탁수는 저수지로 유입됨으로써 용수 공급에 지장을 초래하고, 수환경 악화 및 하류지역의 정수비용 부담을 가중시키는 등 사회, 경제적으로 여러 가지 문제를 일으키고 있다. 우리나라 대부분의 다목적댐은 홍수기에 탁수로 인하여 다양한 문제를 겪고 있다. 탁수문제는 수중생태계를 파괴하고, 상수원을 오염시키며, 물이 가지는 관광자원으로서의 가치를 심각하게 훼손시키는 등 심각한 문제를 야기 시키고 있다. 특히, 최근에는 잦은 이상 집중강우 현상 때문에 탁수의 장기화 문제가 대두되면서 중요한 사회문제로 떠오르고 있다. 수자원의 효율적 이용을 극대화하기 위한 댐의 연결사업은 탁수의 인위적인 외곡이 발생하기 때문에 적절한 조절을 통해 그 영향을 최소화할 필요가 있다. 댐에서 물의 밀도는 온도, 염도 및 탁도 등의 변화로 인하여 일정하지 않고 시간과 공간에 따라 변화하며, 일반적으로 혼합되지 않고 밀도와 두께가 다른 층에 분리되어 존재한다. 여름철 집중 강우 시 유입되는 고탁수층은 저수지의 밀도성층으로 인하여 표수층 하부에 위치하며, 이를 적기에 배제하지 않을 경우에는 수평방향의 확산현상과 연직방향의 전도현상으로 인해 저수지 전역에 분포하게 되어, 탁수현상의 장기화를 유발한다. 본 연구에서는 EFDC의 댐의 수리 및 수질예측모형을 이용해 여름철 집중강우시 유입되는 고탁수의 도달시간과 탁수량 등을 예측 평가하였다. 댐의 취수탑이 설치되는 위치는 댐의 상류측으로 일반적인 댐 주변의 온도 및 탁수거동과는 다르기 때문에 이 부분을 반영하여 평가하여야 한다. 본 연구에서는 EFDC의 댐 수리 및 수질예측모형을 이용하여 여름철 댐으로 유입되는 탁수거동을 평가하고, 댐 연결터널로 유입되는 취수탑 앞의 탁수농도를 예측하여 적절한 선택취수를 통해 댐 연결로 인한 고탁수의 댐간 이동을 최소화하기 위한 취수설비 운영방안을 제시하였다. 총 6개의 홍수사상('99년 홍수, '02년 루사, '03년 매미, '06년 에위니아, '09년 홍수 등)을 선정하여, 홍수사상에 대한 시단위의 유입량자료를 이용하여 양 댐간 연결로 인한 탁수거동을 분석하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.213-213
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• 2023

하천의 합류부는 두 하천이 만나 형성되는 지역으로 복잡한 혼합 거동을 보인다. 합류부에서는 실제로 수리 특성이 유황에 따라 다양하게 변화하고 수환경 특성도 함께 변화하며, 이로 인해 본류와 지류에 비해 다양한 생태학적인 종이 분포하는 등 환경적으로 중요구간 중 하나이다. 합류부의 혼합 거동을 이해하기 위해서는 다양한 유황에 따른 수체 혼합 거동을 2차류를 통해 분석하는 것이 중요하다. 해외의 경우 2차류의 패턴을 통해 합류부에서의 혼합 거동을 공간적으로 분석한바 있으나(Riley and Rhoads, 2012), 대부분의 연구들은 중·소규모의 하천을 대상으로 진행되어 대규모 하천에서의 확인은 미흡한 상태이다. 또한, 실제 현장에서 계측을 통한 데이터 획득과 후 처리의 어려움으로 인해 현재 국내에서는 2차류 패턴을 통해 대규모 하천 합류부의 혼합 거동을 확인한 사례는 전무한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 Sontek사의 ADCP를 통해 계측된 수리 데이터를 Rozovskii의 방법을 기반으로 한 2차류로 나타내 낙동강-금호강 합류부에서의 공간적인 수체 혼합을 확인하였다. 혼합거리를 판단하기 위해 합류 이후 혼합의 경계면(Shear Layer)에서 나타나는 2차류의 특이한 패턴(Helical motion)을 주요 지표(Index)로 사용하였다. 그리고, 수질 센서인 YSI EXO2의 수표면 전기전도도의 분포를 통해 합류부에서 본류와 지류의 혼합거리를 산정하였으며, 2차류의 패턴과 비교하였다. 분석 결과, 대규모 하천에서 2차류의 특이한 패턴이 존재함을 명확히 확인하였다. 본류와 지류의 모멘텀 비에 따라 서로 다른 패턴의 혼합양상을 2차류를 통해 확인할 수 있었으며, 2차류의 혼합 패턴과 전기전도도의 분포를 비교 분석하여 합류부에서의 혼합을 3차원적으로 해석하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.119-119
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• 2021

최근 국내에서는 이상기후변화로 인해 수환경 변화가 일어나고 있으며, 이로인해 하천이나 저수지에 조류의 과대성장이 빈번히 발생되고 있다. 조류의 과대성장으로 인해 조류가 생산하는 독성물질, 이취미 물질은 수질을 악화 및 생태계에 큰영향을 미치는 실정이다. 또한, 조류는 하천, 저수지에 넓은 분포로 발생하게 되며, 현재 조류 조사방법은 다양한 계측장비를 통해 조사를 진행하고 있으나, 조류를 직접 채취하여 검경하거나, 보트 또는 조사선에 센서를 부착하여 측정하기 때문에, 점 또는 선단위의 간혈적 조사가 진행된다. 따라 많은 인력과 시간이 소요된다. 국내에선 인력과 시간을 줄이기 위해 최근 위성영상과 드론을 활용한 조류 원격탐사 모니터링에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 안동댐 인근 예안교에서 드론과 초분광센서를 이용하여 초분광데이터를 수집 및 조류 맵핑을 진행하였다. 사용된 드론은 DJI사의 RGB드론과 M-600Pro를 사용하였으며, 초분광 센서는 CORNING사의 microHSITM 410 SHARK를 이용하였으며, 파장 400-1000 nm에서 NIR(visNIR)파장을 분석할 수 있다. 드론에 짐벌을 장착하여 초분광센서를 수표면과 평행하게 두고 촬영 및 영상을 수집하였다. 방사보정을 하기위해 영상을 촬영 구간에 방사 보정용 반사천을 두고 동시간에 같이 촬영 하여 방사보정을 진행하였다. 본 연구에서는 초분광센서와 드론을 활용하여 조류 맵핑에 대한 연구를 하기위해 시료를 채취하여 검경결과와 비교분석을 하였으며, 초분광영상 분석을 통해 조류 최적밴드비를 산정하고 조류 맵핑을 진행하여 촬영구간에 대한 2차원 조류 맵핑 제시하여 하천에 적용하고자 한다.