2010년 천리안위성의 성공적인 발사에 따라 인공위성의 활용에 대한 기대가 커지고 있다. 천리안 해양관측위성(GOCI)이외에 아리랑 2호가 현재 운용중인 우리나라 위성들이다. 가까운 시기에 아리랑 5호(2011년 말), 아리랑 3호(2012년), 아리랑 3A호(2013년)가 발사될 예정이다. 즉, 해양적용을 위한 위성환경은 이제부터 준비되고 있다고 볼 수 있다. 대외적으로 보면, 인공위성 자원은 아주 많다. 문제는 이와 같은 자원을 어떻게 활용할 것인가 인데 이의 활용 기술 개발적 측면에서는 많이 소홀한 것이 사실이다. 전세계적으로 이 시스템 개발을 위한 치열한 경쟁이 진행 중에 있다. 이미 소말리아 주변 감시체계는 많은 부분을 위성에 의지하고 있다. 우리나라에서 최초로 위성활용 가능성을 보여준 사건이 허베이스피리트호 원유유출 사고이다. 이 사고는 2007년 12월7일 아침 7시6분경 서해안 만리포 북서쪽 10km 해상에서 크레인을 적재한 1만1800t급 바지선이 정박 중인 홍콩 선적 유조선 허베이 스피리트호(14만6000t급)와 부딪치면서 발생했다. 이와 같은 기름 유출 사고의 경우, 유출 범위를 정확하게 이해하는 것이 중요하다. 거의 준비된 상태가 아님에도 불구하고 12월 8일 아침 최초로 유출된 기름을 모습을 보여주는 위성이미지(광학위성)가 얻어졌다. 하지만 이와 같은 자료가 관련 전문가가 이용할 수 있기까지 많은 시간이 소용되었고, 이 정보를 전달할 수 있는 방법도 없었다. 사실 단순한 이미지가 아니라 지리정보체계를 가진 오염정보를 제공할 방법도 준비도 되어 있지 못한 상황이었다. 본 발표를 통하여, 허베이스피리트호 사고뿐만 아니라, 2011년 6월부터 수개월간 지속된 발해만 오염사고 적용 등 다양한 사례 소개를 하고, 이를 기반으로 해양경찰청에서 업무활용을 위한 방안을 제시한다. 먼저, 해경청의 주요 임무인, 경비, 수색구조, 오염대응 분야별로 현황 분석을 수행하였다. 또한 국외사례에 대한 조사를 한 후, 최종 인공위성 원격탐사기술의 해경청 도입방안에 대한 설계를 실시하였다. 국제적으로 인공위성을 이용한 해양 경비, 수색구조, 오염 모니터링기술 개발이 이루어지고 있으며, 유럽 국가는 시범도입을 진행 중에 있다. 유럽해사안전국(EMSA)은 해양경비 및 수색구조를 위한 선박통항 및 보고 서비스와 오염대비대응(Pollution Preparedness and Response, PPR) 위성 서비스를 회원국에 제공하고 있다. 해양경찰청 임무 수행뿐만 아니라, 해양영토 관리적 측면에서 첨단 위성장비 활용, 선진국형 해상경비 패러다임의 전환 필요성이 크다고 할 수 있다.
해양사고 발생시 실종자는 해양에 노출된 시간이 길어질수록 생존확률이 빠르게 감소하기 때문에 인명구조를 위해서는 신속한 수색이 필요하다. 또한 해양의 수색영역은 육상에 비해서 매우 넓기 때문에 효율적인 수색을 위해서는 선박을 이용한 육안수색보다는 인공위성이나 항공기에 탑재된 센서를 이용한 해상 객체 탐지 기술의 적용이 필요하다. 본 연구는 항공기에 탑재된 초분광 영상 센서를 이용하여 해양에서 객체를 신속하게 탐지하기 위한 목적으로 진행되었다. 초분광 영상 센서로 촬영된 영상은 8,241 × 1,024의 공간 해상도를 가지며, 한 화소당 0.7 m의 분해능과 127개의 스펙트럼으로 구성된 대용량의 데이터이다. 본 연구에서는 이러한 데이터를 신속하게 분석하기 위한 목적으로 DBSCAN을 사용한 해수 식별 알고리즘과 밀도 기반의 육지 제거 알고리즘을 결합한 해상 객체 탐지 모델을 개발하였다. 개발한 모델은 초분광 영상에 적용하였을 때 약 5 km2의 해상 영역을 100초 내로 분석할 수 있는 성능을 보였다. 또한 개발한 모델의 탐지 정확도를 평가하기 위해서 항공기를 이용하여 목포, 군산, 여수 지역의 초분광 영상을 촬영하였으며, 본 연구에서 개발한 탐지 모델에 적용한 결과, 실험 영상 내의 선박들을 90 %의 정확도로 탐지할 수 있는 결과를 얻었다. 본 연구에서 개발된 기술은 소형 선박의 수색·구조 활동을 지원하는 중요한 정보로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.
본 연구는 해양사고 피해규모에 의해 우리나라 수색 구조 구역의 위험성을 평가하였다. 위험성 평가를 위해서 전문가 지식에 기반 한 퍼지로직, 내부-외부 종속법을 이용하였다. 본 연구에서 평가치 중요도 산출을 위해 이용한 퍼지로직은 퍼지 확장원리에 의한 최대최소화 합성이고, 비퍼지화는 무게중심법을 이용하였다. 평가항목에 대한 중요도 산출을 위해서는 내부-외부 종속법을 이용하였으며, 최종 종합 평가 중요도는 마아코브 분석법을 이용하였다. 그 결과 통영, 여수 수색 구조 구역의 위험성이 비교적 높은 것으로 평가되어, 향후 위험성을 경감하기 위해 많은 구조선과 구조장비가 필요 할 것으로 판단된다.
본 연구는 해양사고 피해규모에 의한 우리나라 수색.구조 구역의 위험성을 평가하였다. 이러한 위험성 평가를 위해서 본 연구에서는 전문가 지식에 기반한 퍼지로직과 내부-외부 종속법을 이용하였다. 본 연구에서 이용한 퍼지로직은 퍼지 확장원리에 의한 최대최소화 합성이고, 중요도 산출을 위한 비퍼지화는 무게중심법을 이용하였다. 또한 평가항목에 대한 중요도 산출을 위해서는 내부-외부 종속법을 이용하였으며, 최종 종합 평가 중요도는 마아코브 분석법을 이용하였다. 그 결과 통영, 목포, 여수 수색.구조 구역의 위험성이 비교적 높은 것으로 평가되어, 향후 위험성을 경감하기 위해 우선적으로 구조선과 구조장비가 필요할 것으로 판단된다.
목포 부근 해상에서 표류물체의 위치를 예측하기 위하여, 해상에서의 수색구조를 위한 유용한 시뮬레이션 도구들 중의 하나인 SARMAP에 풍향풍속 및 조류와 같은 자연 요소의 입력 자료를 적용하여 시뮬레이션을 수행하였다. SARMAP 에서 이용된 조류의 계산자료와 관측자료를 비교하면 SARMAP 의 계산 조류는 관측 조류와 잘 일치하였다. 2006년 7월 대흑산도 주변 해상에서 일어난 해양사고의 사례와 관련하여, 목포해양경찰서의 SAR 모델로써 시뮬레이션한 표류물체의 위치와 SARMAP로써 시뮬레이션한 위치간의 차이는 약 20 마일로 나타났다.
본 연구는 해양사고 피해규모에 의해 우리나라 수색$\cdot$구조 구역의 위험수준을 평가하였다. 위험수준 평가를 위해서 전문가 지식에 기반한 퍼지로직, 퍼지측도 및 t-준노름 퍼지적분법을 이용하였다. 본 연구의 퍼지로직은 퍼지 확장원리에 의한 최대최소화 합성이고, 비퍼지화는 무게중심법을 이용하였고, 최종 평가는 t-준노름 퍼지적분법을 이용하였다. 그 결과 목포, 통영, 여수 수색$\cdot$구조 구역의 위험수준이 가장 높은 것으로 평가되어, 향후 위험수준을 경감하기 위해 많은 구조선과 구조장비가 필요 할 것으로 판단된다.
해난사고 발생시 수색구조 작업의 성공여부는 정화한 표류지점의 추정에 있다. 본 논문에서는 현재 외국에서 사용중인 표류지점 추정에 관한 여러가지 기법을 소개하였고, 이들의 장단점을 비교하여 국내상황에 적합한 전산모델을 제시하였다. 제시된 모델은 해상 환경자료의 입력을 고려하여 두 가지 방식으로 나누어진다. 하나는 해양정보시스템으로부터 정확한 환경자료를 제공받을 수 있는 경우에 대비하여 FLENUMWEACEN 방식을 따른 것이고, 다른 하나는 불확실한 해수유동 자료와 현재 기상청의 해상풍 예보를 입력자료로 사용해야 할 경우를 고려하여 U.S. Coast Guard의 CASP 방식을 수정한 것이다. 모델에서 조난대상물은 사람, 구명정, 선박으로 분류하였으며, 구명정은 ballast와 canopy의 유무에 따라 세분하였고, 선박은 배수용적을 대, 중, 소로 나누어 구분하였다. 형태별 분류과정에서 과거의 모든 실험결과들을 재정리하여 새로운 leeway 값을 결정하였으며 제시된 모델들은 몇 개의 실제 현장실험 결과와 비교되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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