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위성, 항공, 무인기로 과학적 녹조 감시 강화한다

2022.06.14 김경현 물환경평가연구과장
국립환경과학원 물환경평가연구과장입니다.

‘위성, 항공, 무인기로 과학적 녹조 감시 강화한다’에 대한 브리핑을 시작하겠습니다.

환경부 소속 국립환경과학원은 위성, 항공기, 무인기에 탑재한 광학센서를 활용하여 녹조를 원격으로 감시하고, 6월 15일부터 관련 정보를 물환경정보시스템에 제공하는 등 녹조 감시를 위해 선제적으로 대응할 계획입니다.

녹조 원격 감시를 위해 지금까지 활용 중인 항공 초분광 영상에 더해 센티넬-2 위성의 다분광 영상과 무인기를 활용한 초분광 영상을 추가해서 감시 빈도를 높이고 공간 범위를 확대하게 됩니다.

참고로, 센티넬-2 위성은 유럽우주국에서 운영하고 동일 지역을 5일 주기로 방문하는 공간해상도 20m의 다분광 영상을 생산하는 위성입니다.

국립환경과학원은 지난해에 ‘원격탐사 기법을 이용한 물환경 변화 예측 연구’를 통해 센티넬-2 위성 영상에서 녹조를 특정하는 파장을 활용하여 클로로필-a 농도와 남조류의 피코시아닌 농도를 산정하는 기술을 개발했습니다.

기술의 원리를 간단히 말씀드리면 위성 다분광 영상은 지표에서 반사되는 에너지를 주로 10여 개 내외의 한정된 파장 구간에서 감지한 정보입니다.

이 데이터와 하천에서 샘플링 후 분석한 녹조관측치를 비교해서 상관식을 수립하고 이 식에 이후 촬영되는 위성 데이터를 입력해서 농도로 전환시키는 방식입니다.

기존 항공기를 이용한 초분광 영상은 공간 해상도가 2m로 높은 반면에 기상 여건에 따라 운영이 어려운 단점이 있었는데요. 기상 여건의 제약이 비교적 덜한 위성의 다분광 영상을 활용하면 보다 안정적인 녹조 감시가 가능할 것으로 기대하고 있습니다.

아울러, 국립환경과학원은 항공영상처리기술력을 바탕으로 무인기의 영상처리 알고리즘을 새로 개발하여 조류 경보지점과 취수장 인근 등 상세한 감시가 필요한 지역을 대상으로 이달 중순부터 무인기를 활용한 녹조 감시를 시작했습니다.

신속한 감시체계를 위해서 모든 원격감시 영상은 촬영 후 2일 이내 제공이 가능하도록 하고 있으며, 추가되는 위성 영상은 말씀드린 바와 같이 6월 15일부터 물환경정보시스템을 통해 확인이 가능합니다.

각 영상들의 사례들은 붙임자료를 참고하시면 되겠습니다. 이상입니다.


[질문·답변]
※마이크 미사용으로 확인되지 않는 내용은 별표(***)로 표기하였으니 양해 바랍니다.

<질문> 녹조 특정하는 파장을 활용해서 농도 정보로 전환하는 기술로 이해가 되는데 정확성이 어떤지 궁금하고, 센티넬-2 영상이 5일 주기잖아요. 그런데 분석까지 하면 시간이 더 걸릴 것 같은데 실효성이 어떤 부분이 있을지 궁금합니다. 선제적인 녹조 대응에 활용하신다고 했는데 무인기 활용하고 녹조 농도 직접 측정하는 그것에 비해서 어떤 선제적인 효과가 있는지 말씀 부탁드리겠습니다.

<답변> 우선 정확도에 대해서 말씀드리면, 지금 센티넬-2 영상에서 저희가 남조류, 클로로필-a와 피코시아닌 영상으로 전환하게 됐을 때 정확도는 현재 0.7~0.8, 즉, 70~80% 정도 정확도를 유지하고 있습니다. 그 정도 정확도를 유지했을 때 저희가 실효성이 있다고 생각이 들고요.

저희가 위성 영상을 저희가 받아서 가공해서 배포해 드린 데까지 걸리는 시간이 2일 이내로 저희가 시스템을 구축했고 현재 그렇게 운영하고 있고요. 그 정도 시간, 빠른 시간 내에 위성을 전달해 드릴 수 있기 때문에 그랬을 때 조류경보제 운영하는 관계기관이나 이런 데서 충분히 이 영상 정보를 활용해서 어떤 시점에 고농도의 녹조가 하류로 이동한다, 이런 것들을 파악할 수 있기 때문에 그런 것을 이용해서 실효적으로 활용할 수 있다고 판단하고 있습니다.

<질문> 안녕하십니까? 발표 잘 들었습니다. 궁금한 게 우리나라에서도 천리안-2A 위성이 있지 않습니까? 그런데 혹시 그쪽으로는 이렇게 탐지, 이것을 활용하지 못하는 이유라든지 아니면 기술적인 차이라든지, 장비적인 차이라든지 혹시 이런 게 있나 싶어서요. 어쨌든 우리나라에서 위성을 보유하고 있는데 유럽 것을 받아오는 것에 대해서 궁금한 점이 있어서 질문드립니다.

<답변> 우선 녹조를, 분광 정보를 파악하기 위해서는 그 녹조의 특징을 파악할 수 있는 특정 분광 밴드 정보가 필요한데 저희가 사용하는 센티넬-2 위성이 그 분광 정보를 제공하고 있다, 라는 것이 큰, 활용하는 큰 이유이고요. 그다음에 센티넬-2 영상이 방문주기가 5일로 비교적 짧습니다. 그래서 이것을 활용하는 것이고요.

또 한 가지는 이 영상에 대한 비용문제인데 센티넬-2 영상은 무료로 제공하고 있습니다. 그래서 이런 조건들을 모두 만족하는 위성이 센티넬-2이기 때문에 저희가 이것을 선택을 했습니다.

<질문> 그러면 천리안-2A로는 파장대가 맞지 않아서 사용할 수 없다는 말씀이시죠?

<답변> 예, 그렇습니다.

<끝>
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5. 제105조제1항에 따른 신고를 하지 아니하고 저작권대리중개업을 하거나, 제109조제2항에 따른 영업의 폐쇄명령을 받고 계속 그 영업을 한 자 [제목개정 2011. 12. 2.]
에 따라 처벌될 수 있습니다.
<자료출처=정책브리핑 www.korea.kr>
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