• 식물분류학회지
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• 제51권3호
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• pp.250-293
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• 2021

석회암지대는 수억만년 전 칼슘 분비 해양 생물에 의해 생성되고 탄산칼슘으로 구성된 퇴적암 노두이며, 지각 운동에 의해 해수면 위로 상승하였다. 석회암지대는 고유식물의 비율이 매우 높고 생물학적 정보가 많은 생물다양성 지역으로 알려져 있다. 본 연구는 10개 지역의 석회암지대에 대한 식물상과 식물 종조성의 조사를 통하여 석회암 식생에 안정적인 보전계획 수립을 위한 기초자료를 제시하고자 한다. 2010년 4월부터 2016년 10월까지 153회에 걸쳐 조사한 결과, 관속식물은 133과 530속 1,096종 18아종 84변종 2품종 2교잡종으로 총 1,202분류군이 확인되었다. 이 가운데 한반도 고유식물은 55분류군, 적색목록식물은 38분류군이었다. 식물구계학적 특정식물은 총 102분류군으로 V등급에 27분류군, IV등급에 75분류군이 포함되었다. 외래식물은 121분류군이었다. 호석회성 식물은 총 102분류군으로 지표종에 14분류군, 극선호종에 30분류군, 그리고 선호종에 58분류군이 포함되었다. 군집분석은 석회암지대 내에서 지리적으로 인접하고, 자생지 환경(하천지역)이 유사한 지역 간에 높은 유사도를 보여주었다. 또한 석회암지대는 인근지역의 비석회암지대와 구별되는 종조성을 갖는 것으로 나타나 석회암지대 식물상의 고유성과 특이성을 보여주었다. 식물지리학적 접근은 석회암지대 생물다양성의 수준을 잘 이해하기 위해 매우 중요하다. 이러한 결과는 석회암 생육지를 보호하고 그 상호 특이적 생물다양성뿐만 아니라 고도로 위협받는 종내 생물다양성 보존의 중요성을 강조한다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제26권2호
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• pp.124-134
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• 2021

대한민국 대양섬 독도의 담수인 물골은 과거에 음용수로 활용되었지만 수질 악화 때문에 더 이상 음용수의 역할을 하지 못하고 있다. 2007년부터 물골은 바닷새에 의한 오염원의 유입을 차단하기 위해서 덮개를 덮어 보호하고 있으며 이는 매우 낮은 광도를 유지하고 있음을 의미한다. 본 조사는 2020년 5월, 6월, 8월, 11월 물골의 수질 평가 및 질소화합물과 미생물간의 잠재적 상호관계를 파악하기 위해서 수행되었다. 4차례 조사에서 물골의 염분은 1.39~1.57 psu의 범위로 나타났다. 또한, 낮은 부유물질량(범위: 0.8~5.1 mg L^-1) 및 엽록소-a 농도(범위: <0.01~0.49 ㎍ L^-1)와 상당히 높은 용존 무기 질소 농도(범위: 35.9~47.2 mg L^-1)가 측정되었다. 따라서 물골 수질 특성은 엽록소-a 농도가 낮으며, 영양분이 매우 높은 기수환경이라 할 수 있다. 이러한 독특한 물골의 환경적 특성은 빛의 차단, 독도 주변의 해무(또는 해수)와 많은 수의 바닷새 배설물 때문으로 판단된다. 한편, 물골 시료에 광노출(800~8000 lux)을 했음에도 불구하고 엽록소-a는 모두 <0.5 ㎍ L^-1로 낮은 값을 보였다. 이는 광도 증가에 따라 식물플랑크톤 생물량이 크게 증가되지 않았음을 시사한다. 더불어 용존 무기 질소 중 질산염이 >90% 차지하였고, 2020년 5월과 6월 광노출 실험에서 질산염 농도와 박테리아 개체수 간에 통계적으로 유의한 음의 상관관계가 나타났다(R=-0.762, p<0.05). 그러므로 독도 물골 내 종속영양 박테리아는 질산염 감소에 중요한 요인이고, 종속영양 박테리아와 질산염 간의 관계는 계절적인 차이가 있는 것으로 여겨진다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권6_3호
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• pp.2035-2046
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• 2021

빙하 이동속도는 빙하역학 연구에 가장 기초가 되는 관측치로 기후 변화에 따른 해수면 상승 등을 예측하는데 매우 중요한 지시자이다. 본 연구에서는 SAR 오프셋트래킹 기법을 통해 동남극 테라노바 만에 위치한 Campbell Glacier에 대한 2차원 이동속도를 관측하였다. 이를 위하여 연구지역에 대하여 2021년 7월 9일과 2021년 8월 6일에 촬영한 국내 KOMPSAT-5 SAR 위성영상을 획득하였다. 선행 연구를 통하여 제안한 다중변위커널을 활용한 오프셋트래킹 기법은 해상도와 정밀도를 모두 만족하는 최적의 결과를 얻는 기법이다. 하지만 커널 크기에 따라 오프셋트래킹을 반복하여 수행하기 때문에 매우 집약적인 연산 능력과 시간이 필요하게 된다. 따라서 본 연구에서는 전략적으로 coarse-to-fine SAR 오프셋트래킹 방법을 고안하였다. coarse-to-fine 오프셋트래킹을 통하여 일반적인 오프셋트래킹 결과보다 해상도는 유지되고 정밀도는 향상(특히, 비행방향으로 약 4배)된 결과를 획득할 수 있다. 이 기법을 활용하여 Campbell Glacier에 대한 2차원 이동속도 영상을 생성하였다. 2차원 이동속도 영상을 분석한 결과 Campbell Glacier의 지반선(grounding line)은 대략 위도 -74.56N 부근에 존재하는 것으로 관측할 수 있었다. 이 연구에서 분석된 Campbell Glacier Tongue의 흐름속도(185-237 m/yr)는 1988-1989년의 흐름속도(140-240 m/yr)에 비하여 증가하였다. 그리고 2010-2012년의 흐름속도(181-268 m/yr)에 비하여 지반선 부근에서 이동속도는 유사하였지만 Campbell Glacier Tongue의 끝부분에서의 이동속도는 감소한 것을 확인할 수 있었다. 하지만 이는 본 연구의 연구 결과는 28일 동안 발생한 빙하의 이동속도를 연간 속도로 환산한 것이기 때문에 발생하는 오차일 가능성이 있다. 향후 정확한 비교를 위해서는 시계열적으로 자료를 확장하여 연간 속도를 정확하게 계산하는 과정이 필요할 것이다. 이 연구를 통해 최초로 국내 X-밴드 SAR 위성인 KOMPSAT-5 위성 영상을 활용하여 빙하의 2차원 이동속도를 관측하였으며, KOMPSAT-5 영상의 coarse-to-fine SAR 오프셋트래킹 기법이 빙하의 2차원 이동속도 관측에 매우 유용함을 확인할 수 있었다.

• 암석학회지
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• 제28권2호
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• pp.111-128
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• 2019

울릉도는 동해의 해저에서 3,200 m 판내 알칼리 화산의 상단부로 해수면 위에 984.6 m 높이로 출현한 섬이다. 이는 대체로 현무암질에서 조면암질과 포놀라이트질 마그마의 분출에 의해 형성되었으며, 도동현무암질암류, 울릉층군, 성인봉층군과 나리층군으로 구분된다. 최후기에 형성된 나리층군 중 말잔등응회암은 약 18.8~5.6 ka B.P.에 폭발적으로 분출하였으며, 4개 멤버(N-5, U-4, 3, 2)로 구성되는 두꺼운 화성쇄설성 층서로 이루어져 있다. 화학적 자료에 의하면, 최하부의 N-5는 포놀라이트질이고 불호정성 원소가 상당히 풍부하고 희토류(REE) 패턴이 뚜렷한 부의 Eu 이상을 나타낸다. 상부의 멤버 U-4, 3 및 2는 포놀라이트질 내지 테프리포놀라이트질이고 REE 패턴이 큰 Eu 이상을 가지지 않는다. 변화 경향도에서 많은 원소들은 멤버들간에 조성적 단절을 보여주며, 각 멤버(특히 U-4, 3 및 2) 내에서는 하부에서 상부로 감에 따라 포놀라이트질에서 테프리포놀라이트질로 점진적으로 고철질 조성이 증가하는 체계적인 변화 양상을 보여준다. 이는 마그마챔버 내에서 마그마 조성이 상부의 포놀라이트질에서 하부의 테프리포놀라이트질로 변화하는 고철질 누대를 형성했음을 지시한다. 이 화학적 성층화는 마그마챔버에서 열중력확산, 결정분별작용과 점진적 용융 및 순차적 정치 등에 의해 복합적 기구로부터 일어났다고 생각된다. 이 성층화 마그마는 짧은 기간(약 11 ka) 동안 폭발적으로 분출되었고 작은 칼데라를 형성하였다. 특히 두 멤버(U-3, 2)는 각각 8.4 ka B.P.와 5.6 ka B.P. 시기에 성층화된 마그마챔버에서 상부의 포놀라이트질 조성대로부터 하부의 테프리포놀라이트질 조성대로 점진적으로 분출됨으로서 축적되었다.

• 한국기후변화학회지
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• 제1권2호
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• pp.133-145
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• 2010

이 연구에서는 2009년 북서태평양 태풍활동의 특성과 이에 영향을 끼친 대기 순환장을 분석하였다. 2009년에 북서태평양에서는 평년(1979~2009 평균값: 25.8개)보다 적은 22개의 태풍이 발생했는데, 7~10월에 집중적으로 발생하였다. 태풍의 발생은 필리핀 북쪽 해역과 북서태평양 동쪽 지역에서 많았고, 발생한 태풍은 대기순환 흐름에 의해서 대부분 남중국해와 일본 동쪽으로 향했다. 상대적으로 동중국해와 우리나라로 접근하는 태풍은 적었다. 대기대순환 관점에서 보았을 때, 2009년 태풍활동은 엘니뇨 현상과 서태평양 지역의 평년보다 활발한 대류활동에 의해 유도된 대기순환에 의해 영향을 받았다. 잘 알려진 바와 같이, 엘니뇨 시기에는 열대 해수면 온도의 동서 경도에 의해 서태평양 적도 지역에서는 강한 서풍 아노말리가 유도되는데, 2009년에도 이들의 영향으로 북서태평양 몬순 기압골이 동쪽으로 크게 확장되었고, 태풍의 발생 위치도 평년보다 동쪽으로 치우쳤다. 또한, 서태평양 지역의 강한 대류활동으로부터 유도된 로스비파가 남중국해로부터 중위도로 전파되면서 남중국 지역에서는 지향류의 동풍 아노말리, 동중국해 및 한국 근처에서는 북서풍 아노말리, 일본 동쪽에서는 남서풍 아노말리가 연이어 나타났다. 이로 인해 태풍의 진로가 동중국해 및 한국으로 진행하지 못하고 남중국해와 일본 동쪽 해상으로 유도되었다. 결과적으로 우리나라는 최근 21년 만에 직접적으로 영향을 준 태풍이 없는 무태풍년으로 기록되었다. 2009년의 예와 같이 평년과 크게 다른 태풍의 활동과 관련 대규모 순환장 패턴을 분석하는 연구를 통해 앞으로 기후변화에 따른 동아시아에서 지역별 태풍 영향에 대한 예측성 향상에 도움을 줄 것으로 기대한다.

• 환경생물
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• 제36권3호
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• pp.392-399
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• 2018

해산로티퍼(Brachionus plicatilis)의 생존 및 개체군 성장률(r)을 사용하여 Zinc undecylenate (ZU)에 대한 독성평가를 실시하였다. 24 h 동안 ZU에 노출된 B. plicatilis의 생존율은 실험 최고농도 $100mg\;L^{-1}$에서도 영향이 나타나지 않았으나, ZU에 72 h 노출된 개체군 성장률(r)은 농도 의존적으로 감소하는 경향을 나타내, $12.5mg\;L^{-1}$에서 유의적인 감소를 나타냈고 최고농도 $50.0mg\;L^{-1}$에서 개체군 성장률이 90% 이상 감소되었다. ZU에 노출된 B. plicatilis의 개체군 성장률의 반수영향농도($EC_{50}$)값은 $26.4mg\;L^{-1}$, 무영향농도(NOEC)는 $6.3mg\;L^{-1}$, 최소영향농도(LOEC)는 $12.5mg\;L^{-1}$로 나타났다. 자연생태계 내에서 ZU 물질이 해수 중에서 $12.5mg\;L^{-1}$ 이상을 초과하여 나타낼 때 B. plicatilis와 같은 동물성플랑크톤의 개체군 성장률이 영향을 받을 것으로 판단되며, 이러한 연구결과는 신방오도료물질의 생태안정성 평가를 위한 기준치 설정 및 다른 방오도료물질과의 독성치를 비교할 수 있는 유용한 자료로 활용될 것으로 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제24권2호
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• pp.351-373
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• 2019

인공위성이 관측한 해수면 높이 자료를 활용하여 울릉분지 일대에서 발생하는 냉수성 소용돌이들을 1993년부터 2015년까지 Winding-Angle 방법을 이용하여 탐지하고 분류하였다. 냉수성 소용돌이들 중에서 동한난류 사행의 첫 번째 골에서 형성되어 동쪽으로 흐르는 해류의 주경로로부터 남서쪽으로 떨어져 나온 독도 냉수성 소용돌이(Dokdo Cold Eddy, DCE)를 구분하였고, 그 이동 특성을 분석하였다. 또한 국립수산과학원(National Institute of Fisheries Science)이 관측한 수온과 염분 자료와 Hybrid Coordinate Ocean Model의 수치모의 결과를 이용하여 DCE 중심 근처에서 수온과 유속의 수직구조를 살펴보았다. DCE는 23년 동안 총 112개 발생하였고, 이 중 39개의 DCE가 서쪽으로 이동하여 한국 동해안 근처 연안에 도달하였으며, 평균 이동 거리는 250.9 km, 평균 수명은 93일, 평균 이동 속도는 3.5 cm/s였다. 나머지 73개의 DCE는 동쪽으로 이동하거나 생성된 위치 주변을 맴돌다가 소멸하였다. DCE 아래 50~100 m에서 수온(T)과 염분(S)이 주변보다 낮아(T < $5^{\circ}C$, S < 34.1) 등온선들과 등염선들이 돔(dome, 반구형으로 된 지붕 모양) 구조를 보였다. 또한 DCE의 중심에서 평균 38 km 떨어진 곳에서 10 cm/s 이상의 해류가 표층부터 수심 300 m까지 반시계방향으로 원을 그리며 흐른다. 동한난류가 이안하여 동쪽으로 흐르다가 울릉도 북쪽에서 울릉도를 끼고 시계방향으로 흘러서 사행을 시작하고, 울릉도 동쪽에 위치한 사행의 첫 번째 골이 남서쪽으로 깊이 파고들면, 해류사행의 마루와 마루가 연결되고 골 부분이 독립적으로 떨어져 나와 반시계방향 순환을 형성하면서 DCE가 생성된다. DCE가 서쪽으로 이동할 때 울릉 난수성 소용돌이(Ulleung Warm Eddy, UWE)의 가장자리를 따라 우회하여 시계방향으로 U 모양을 그리며 한국 동해안 쪽으로 이동한다. DCE가 연안 부근에 도달하면, 동한난류는 냉수성 소용돌이 보다 더 남쪽에서 이안하고, 냉수성 소용돌이의 가장자리를 따라 우회하여 북쪽으로 흐른다. 연안에서 독도 냉수성 소용돌이가 약화되고 약 30일 후에 소멸하면, 동한난류가 다시 한국 동해안을 따라 북쪽으로 흘러서 본래의 경로를 회복한다. DCE는 열과 염을 북쪽에서 남쪽으로 꾸준히 수송하고 울릉분지 남서쪽에 냉수해역 형성에 도움을 주며, 양의 상대와도를 가지고 와서 동한난류의 경로를 변경시키는 역할을 한다. 서쪽으로 이동하는 DCE 중에서 일부는 연안 냉수성 소용돌이와 병합되어 울릉분지 서쪽에 넓고 긴 냉수해역을 만들고 반시계 방향의 순환을 형성한다. 이와 같이 병합된 소용돌이는 북쪽에 UWE를 남쪽에 동한난류로부터 분리시킨다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권1호
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• pp.39-54
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• 2021

담양습지는 하도 내에 발달하는 하천습지로, 국내 처음으로 습지보호구역으로 지정되었으며 유네스코 무등산권 세계지질공원 후보지역으로 알려져 있다. 담양습지 인근은 영산강 상류지역으로 현재는 비교적 넓은 평야지대가 분포한다. 담양습지 주변의 퇴적환경을 해석하고자 시추코어를 획득하였고, 퇴적상, 연대측정(AMS, OSL), 입도분석, 지화학 분석 등을 수행했다. 또한 습지 주변의 기존 시추 코어 자료를 사용하여 종합적인 퇴적환경 변화를 해석했다. 담양습지가 분포하는 영산강 상류 일대의 평야 지역은 후기 플라이스토세 동안 형성된 하안단구 퇴적층이 비교적 하도와 먼 지역에 분포하고 있다. 홀로세 퇴적층은 자갈층이 평야 일대에 걸쳐 넓게 분포하고 있어 홀로세 중기 이후 해수면이 안정화 된 다음에 망상하천의 형태로 퇴적된 것으로 해석했다. 그리고 현재와 같은 사행하천으로 전이되면서 주로 모래가 우세한 퇴적물이 유입되었으며, 하도 주변으로는 범람원 환경이 조성되었다. 또한 화분분석 결과를 근거로 약 6천년 전후에는 온난 습윤한 환경이었으며 이후 습지 퇴적층이 발달한 것으로 추정했다. 담양습지가 분포하는 하도 일대의 트렌치 조사 결과 하부에는 원마도가 좋은 자갈층이 분포하고 있으며, 자갈층 상부를 모래층이 덮고 있다. 담양습지는 1970년대 담양호가 건설된 이후 모래층 상부에 머드층이 퇴적되면서 형성된 것으로 추정된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제26권3호
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• pp.220-237
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• 2021

1880년대에 들어서서 해양 식물플랑크톤의 기능적 중요성이 처음 주창된 이래, 전통적인 형태 관찰법 및 진보된 형태 자동분석 기술을 기반으로 하여 다량의 식물플랑크톤 종별 정량자료가 생산되었다. 최근에는 해수시료 중의 색소를 직접 분석하거나 원격탐사 자료를 해석하여 색소특성에 따른 분류군별 정량자료를 생산함으로써, 자료생산 방법이 점점 다양해지고 자료 확보 대상 정점에 대한 시공간적 접근성도 크게 개선되고 있다. 장기적인 해양생태계 모니터링에서 식물플랑크톤의 종별 정량자료가 생산된 경우도 적지 않아, 각각의 해역에서 중장기적인 해양 식물플랑크톤의 구조와 기능의 변동에 대한 중요한 증거로 활용될 수 있다. 그러나 모니터링 기간 전체에 걸친 연대별 자료 생산자 간의 차이로 인해 이러한 자료의 활용성이 제한될 수 있는데, 시료 처리 및 분석법, 종의 확인 및 분류, 분석이 완료된 시료의 관리 등의 다양한 측면에서 연대별 생산자 간의 편차가 적지 않다. 해양 식물플랑크톤의 종별 정량자료 값을 정확하게 구하기 위한 심도있는 연구는 1880년대 후반 Victor Hensen이 시작한 것으로 평가된다. 정확도를 포함한 해양 식물플랑크톤 자료의 정도 관리에 관한 국제적인 논의는 ICSU의 SCOR Working Group 33을 중심으로 1969년에 시작되었다. 첫 결실로 UNESCO 해양과학기술보고서 제18편이 1974년 출판되었는데, 이는 UNESCO의 해양학 방법론의 전문연구서적 제6편인 Phytoplankton Manual 출판의 실마리였다. 1990년대 말에는 ISO 기준에 따른 해양 식물플랑크톤 종별 정량자료의 정도관리를 달성하여, 국제적인 자료의 상호비교 및 교정을 가능하게 하려는 수행기구인 IPI (International Phytoplankton Intercomparison)의 전신인 BEQUALM 사업이 유럽에서 본격 출범하였다. IPI는 지난 20여 년간의 경험과 실적을 바탕으로 정도관리 기준을 모든 나라에서 적용할 수 있도록 국제협력을 강화해 나가고 있다. 우리나라의 해양화학 분야 측정자료의 정도관리 체계와 내용이 잘 정립된 데 비하여, 해양생물의 종별 정량자료에 대한 본격적인 정도관리 체계는 아직 법제화 단계에 이르지 못하고 있다. 우선, 해양생태계의 기초 생산자인 식물플랑크톤의 종별 정량자료에 대한 정도관리 체계를 확립하고, 다양한 기능생물군으로 이를 확장해 나갈 필요가 있다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권5_1호
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• pp.447-460
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• 2022

인공위성 영상레이더 위상간섭기법은 널리 활용되고 있는 원격탐사 기술로서 지진, 화산, 지반침하 등으로부터 발생한 단단한 지각 표면의 변위를 매우 정밀하게 주기적으로 관측할 수 있는 연구 활용분야의 한 종류이다. 습지대 환경처럼 수상 표면에 식생이 존재하는 경우에는 지표면과 동일한 방법을 적용하여 넓은 지역에 대한 높은 공간해상도의 수위 변화 지도 제작이 가능하다. 현재 다양한 파장 대역의 인공위성 영상레이더 시스템이 운용 중에 있으며 여기에는 넓은 지역에 대한 영상을 효과적으로 획득할 수 있는 광역 관측 ScanSAR 모드를 제공하는 위성도 다수 포함되어 있다. 본 논문의 연구 지역인 콜롬비아 북부의 Ciénaga Grande de Santa Marta (CGSM) 습지대는 카리브 해안을 따라 고지대에 위치한 광대한 습지 지역이다. CGSM 습지대는 해수면 상승과 기후 변화와 같은 자연적인 원인 뿐만 아니라 20세기 후반부터 시작된 농업개발 및 도시확장 등의 다양한 인간 활동으로 인한 심각한 환경적 위협을 받고 있다. 최근 해당 습지 지역에 대한 생태학적 중요성이 대두되면서 해당 습지를 보호하고 복원하기 위한 다양한 계획이 진행 중에 있다. 주기적인 습지대 환경 모니터링에 있어 수위 변화 관측은 매우 중요한 자료를 제공하며 일반적으로 수위계와 같은 현장관측 자료 등에 의존하는 경우가 많다. 수위계의 경우 시간적으로 연속적인 자료 관측이 가능하지만 공간적 분포를 이해하기에는 어려운 경우가 많다. 본 연구에서는 현장 관측의 공간적 해상도의 부족함을 보완하기 위한 L-밴드 ALOS-2 PALSAR-2 ScanSAR 광역 관측 모드 자료의 영상레이더 위상간섭기법 습지대 수위 변화 관측 활용 가능성에 대해 평가하고자 한다. 광역 관측 모드의 공간해상도 및 위상간섭도 품질 비교를 위해 ALOS-2 PALSAR-2 stripmap 고해상 모드와 함께 분석하였다.