• 대한원격탐사학회지
• /
• 제29권6호
• /
• pp.601-610
• /
• 2013

As a standard water clarity variable, the vertical underwater visibility, called Secchi depth, is estimated with ocean color satellite data. In the present study, Moderate Resolvtion Imaging Spectradiometer (MODIS) data are used to measure the Secchi depth which is a useful indicator of ocean transparency for estimating the water quality and productivity. To estimate the Secchi depth $Z_v$, the empirical regression model is developed based on the satellite optical data and in-situ data. In the previous study, a semi-analytical algorithm for estimating $Z_v$ was developed and validated for Case 1 and 2 waters in both coastal and oceanic waters using extensive sets of satellite and in-situ data. The algorithm uses the vertical diffuse attenuation coefficient, $K_d$($m^{-1}$) and the beam attenuation coefficient, c($m^{-1}$) obtained from satellite ocean color data to estimate $Z_v$. In this study, the semi-analytical algorithm is validated using temporal MODIS data and in-situ data over the Yellow, Southern and East Seas including Case 1 and 2 waters. Using total 156 matching data, MODIS $Z_v$ data showed about 3.6m RMSE value and 1.7m bias value. The $Z_v$ values of the East Sea and Southern Sea showed higher RMSE than the Yellow Sea. Although the semi-analytical algorithm used the fixed coupling constant (= 6.0) transformed from Inherent Optical Properties (IOP) and Apparent Optical Properties (AOP) to Secchi depth, various coupling constants are needed for different sea types and water depth for the optimum estimation of $Z_v$.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
• /
• 대한원격탐사학회 1998년도 Proceedings of International Symposium on Remote Sensing
• /
• pp.58-63
• /
• 1998

The aim of the present study is to define and tentatively to interpret the distribution of polluted water released from Lake Sihwa into Yellow Sea using Landsat TM. Since the region is an extreme case 2 water, empirical algorithms for chlorophyll-a and suspended sediments have limitations. This work focuses on the use of multi-temporal Landsat TM. We applied PCA to detect evolution of spatial feature of polluted water after release from the lake. The PCA results were compared with in situ data, such as chlorophyll-a, suspended sediments, Secchi disk depth (SDD), surface temperature, radiance reflectance at six bands. The in situ remote sensing reflectance was analysed with PCA. On the basis of these In situ data we found good correlation between first Principal Component and Secchi disk depth ($R^2$=0.7631), although other variables did not result in such a good correlation. The problems in applying PCA techniques to multi-spectral remote sensed data are also discussed.

• 한국지리정보학회지
• /
• 제2권3호
• /
• pp.71-80
• /
• 1999

본 연구의 목적은 Landsat TM 자료를 이용하여 시화호로부터 황해로 방류되는 오염된 시화호물의 방류범위를 해석하는 것이다. 본 연구지역은 Case 2 water에 속하는 지역이기 때문에 엽록소와 부유사의 정량적인 해석을 위한 알고리듬을 적용하는데는 한계가 있다. 본 연구의 초점은 다중시기의 Landsat TM 자료를 이용하는데 있다. 즉, 시화호로부터 방류되는 방류수의 공간적인 확산범위를 관측하기 위해 주성분분석을 적용하였다. 주성분분석의 결과는 엽록소, 부유사, 투명도, 표층수온, SeaWiFS 채널의 수중광학 측정결과인 반사치와 비교하였다. 그리고, PRR-600에 의해 얻어진 수중 광학 반사치는 Landsat TM 자료에서 얻어진 주성분분석 결과와 함께 분석되었다. 이러한 현장관측자료를 바탕으로 비록 다른 현장관측 측정변수가 낮은 상관관계를 나타냈음에도 불구하고 투명도(Secchi Disk Depth)와 주성분분석의 제 1 성분이 $R^2$=0.7631의 좋은 상관관계를 나타내었다. 또한 본 연구에서는 다중시기의 원격탐사자료를 사용하여 주성분분석을 할 때 나타나는 여러 문제를 토의하였다.

• 수산해양기술연구
• /
• 제39권1호
• /
• pp.44-49
• /
• 2003

1995년부터 2002 년까지 마산만의 4개 정점에서 3-4개윌 간격으로 관측한 투명도 자료를 정리하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 4개 정점에서 각각 33회씩 관측한 자료에서 투명도의 범위는 0.2∼7.2m 이었고 , 평균은 2.4m이었으며 변동계수는 60%이었다. 평균은 만의 외해쪽으로 갈수록 증가하였고, 변동계수는 만의 안쪽으로 갈수록 큰 경향을 보였다. 2) 투명도의 월평균은 4월과 7 월에 비교적 낮고, 10 월 이후에 높게 나타났다. 3) 계절평균은 봄과 여름에 유사한 수준으로 낮고, 가을과 겨울에 높은 경향을 보였으며, 변동계수는 봄에 가장 크고 다음이 여름이며, 가을과 겨울은 같은 수준을 나타내었다. 4) 연평균은 4개의 정점에서 모두 1995년과 1998년에 낮은 값을 보였으며, 변동계수는 1996년과 1998년 및 2002년에 정점별 차이가 작게 나타났다. 5) 정점간의 상관성 검토에서 Sl 과 S4 정점의 투명도 변화가 다른 정점과 구별되었다. Sl 의 유별성은 지리적 특성에 기인하며, S4 의 유별성은 방류수와 관련이 있을 것으로 추정된다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제17권2호
• /
• pp.45-58
• /
• 2012

육상기인 오염원의 해양유입의 급속한 증가로 인해 유해성 적조발생이 빈번해졌을 뿐 아니라, 양식기술의 발달과 과밀양식으로 인해 연안역의 자가 오염증가가 가속화되고 있다. 따라서 해양환경 관리와 적절한 해역이용을 위해 과학적인 관리의 필요성이 증가하고 있다. 현행 환경기준은 일본의 해역 수질기준을 준용하여 육상의 배수기준에 희석 비율을 적용시켜 설정하는 공학적인 방식이다. 그리고 해역의 환경특성을 고려하지 않고 일률적인 값을 적용하였다. 유럽연합, 미국, 호주, 캐나다 등의 선진국에서는 이미 20여 년 전부터 종합적인 수질관리대책을 마련하고 있다. 따라서 본 연구에서는 우리나라 해양환경 특성에 적합한 수질평가 기준을 설정하기 위해 해역을 해류, 조석, 탁도 등을 기준으로 다섯 가지의 생태구로 구분하였다. 그리고 국가해양측정망의 관측항목 중에서 부영양화의 원인항목(용존 무기질소(dissolved inorganic nitrogen, DIN), 용존 무기인(dissolved inorganic phosphorus, DIP)과 일차반응항목(클로로필, Secchi depth)과 이차반응항목(저층용존산소포화도, bottom dissolved oxygen saturation)에 해당하는 항목들을 평가항목으로 선정하였다. 용존 무기질소, 용존 무기인과 클로로필의 기준값은 각각의 생태구에서 하천의 유입 영향이 최소인 외양역 정점의 2000년에서 2007년까지의 계절별 평균값 중 최대값으로 하였고, Secchi depth는 계절별 평균값 중 최소값을 선택하였다. 그리고 저층용존산소 포화도는 외양역의 평균값 중 최소포화도 값인 90%를 전체 생태구의 기준값으로 정하였다. 전체연안을 체계적이고 동일한 기준으로 관리하기 위해서 개별 평가항목의 점수로부터 원인항목, 일차반응 항목, 이차반응 항목 순으로 큰 가중치를 부여하는 가중선형합산 방식으로 수질지수를 계산하였다. 2000년부터 2007년까지 모든 정점에서 구한 수질지수의 분포는 최소값인 20과 중앙값이 30에서 빈도수가 높은 쌍봉분포가 나타났다. 따라서 수질지수의 쌍봉분포 앞부분에 해당하는 23이하를 매우좋음(I등급)으로 하였고 최소값+표준편차 이하를 좋음(II등급), 최소값+2표준편차 이하를 보통(III등급), 최소값+3표준편차 이하를 나쁨(IV등급), 그리고 최소값+3표준편차 초과일 때 아주나쁨(V등급)으로 정하였다.

• 한국지리정보학회지
• /
• 제4권1호
• /
• pp.27-33
• /
• 2001

본 연구에서는 시화호, 경기만, 천수만, 진해만에서 SeaWiFS 밴드영역을 가진 수중광학측정장비에 의해 얻어진 자료를 바탕으로 투명도 알고리듬이 구성되었다. 이를 현장관측치와 비교하여 가장 높은 상관계수를 나타내는 밴드를 찾았다. 수중광 반사도 밴드비율은 $R_{rs}$(490/665)의 밴드비율이 실측치와 가장 좋은 상관관계($R^2$=0.8188)를 나타냈다. 현장조사에 의해 얻어진 수중 광학 알고리듬을 위성자료에 적용하기 위해 SeaWiFS 보다 비교적 연안해역을 모니터링하기에 용이한 공간해상력을 가진 Landsat TM의 반사도 자료를 계산하고, 이를 동일시점의 현장관측자료와 비교하였다. 하지만, Landsat TM을 적용한 결과는 실측치와 낮은 상관관계를 나타냈고, 이에 대한 문제점을 제시하였다.

• 한국물환경학회지
• /
• 제35권3호
• /
• pp.248-256
• /
• 2019

Most of the lakes in Korea are artificial, and their limnological characteristics are significantly different from those of natural lakes in other countries. In this study, the relationship between trophic state parameters was investigated, based on summer average data of the upper layer, in 81 lakes in Korea, 2013-2017. Compared with trends of foreign natural lakes, chlorophyll a (Chl.a) concentration was slightly lower at the same total phosphorus (TP) concentration, and transparency (Secchi depth, SD) was noticeably lower at the same Chl.a concentration. This is because of excessive allochthonous loading of non-algal material during the monsoon period, and the reduction in phosphorus availability to algal growth, by light limitation and short hydraulic residence time. Considering these characteristics, we suggested site-specific thresholds of trophic state classification for Chl.a, TP and SD, based on annual average data at the upper layer of lakes ($3-10{\mu}g\;L^{-1}$ of Chl.a measured by UNESCO method; $13-33{\mu}g\;L^{-1}$ of TP; 1.6-3.2 m of SD for mesotrophic state class, respectively). The threshold value of TP for each trophic state class, corresponded to the upper value of previously reported range, and that of SD was out of the range. We suggested applying only TP and Chl.a in assessment of trophic state of lakes in Korea, excluding SD.

• 수산해양기술연구
• /
• 제14권1호
• /
• pp.37-41
• /
• 1978

Optical properties were studied in the costal waters of the southern part of Korea based on twenty oceanographic stations from 1 st to 9 th February, 1977. Submarine daylight intensity was measured by using an underwater luxmeter (Toshiba No.9). Daylight intensity in the upper 30m depth layer was measured at 1 m depth interval. The absorption coefficient of the sea water in the area ranged from 0.101 to 2.539 (mean 0.578). The Secchi-disc depth in the area ranged from 0.8 to 13 meters (mean 5.33 meters). The relationship between absorption coefficient (K) and transparency (D) was k= 1. 704/ D. The mean water color in the area was 5. 75 (3-9) in Forel scales. The rates of light penetration for daylight at 1m layer in the area ranged from 13.18 to 82. 05% and the mean was 59.56%, while the rate at 5m layer ranged from 0.007 to 46.1% and the mean was 18.47%.

• 한국환경과학회지
• /
• 제23권7호
• /
• pp.1321-1332
• /
• 2014

The key objective of this study was to evaluate trophic state and empirical water quality models along with analysis of fish trophic guilds in relation to water chemistry (N, P). Trophic state index (TSI), based on total phosphorus (TP) and chlorophyll-a (CHL), ranged between oligotrophic and hypereutrophic state, by the criteria of Nurnberg(1996), and was lower than the trophic state of total nitrogen (TN). Trophic relations of Secchi depth (SD), TN, TP, and CHL were compared using an empirical models of premonsoon (Pr), monsoon (Mo), and postmonsoon (Po). The model analysis indicated that the variation in water transparency of Secchi depth (SD) was largely accounted (p < 0.001, range of $R^2$ : 0.76-0.80) by TP during the seasons of Mo and Po and that the variation of CHL was accounted (p < 0.001, $R^2=0.70$) up to 70% by TP during the Po season. The eutrophication tendency, based on the $TSI_{TP}$ vs. $TSI_{N:P}$ were predictable ($R^2$ ranged 0.85-0.90, p < 0.001), slope and y intercept indicated low seasonal variability. In the mean time, $TSI_{N:P}$ vs. $TSI_{CHL}$ had a monsoon seasonality in relation to values of $TSI_{N:P}$ during the monsoon season due to a dilution of reservoir waters by strong monsoon rainfall. Trophic compositions of reservoir fish reflected ambient contents of TN, TP, and CHL in the reservoir waters. Thus, the proportions of omnivore fish increased with greater trophic conditions of TP, TN and CHL and the proportions of insectivore fish decreased with greater trophic conditions.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
• /
• pp.232-232
• /
• 2020

하천기본계획 수립이나 생태하천 조성사업 등 다양한 하천사업에서 하천측량은 대상 하천의 지형 현황과 과거 사업이후의 변화량을 확인할 수 있는 중요한 요소이다. 국내 측량 기준인 공공측량작업규정(국토지리정보원)에서 하천 측량은 육지부에서는 횡단측량을 수부에서는 수심측량을 실시하고 수심측량은 음향측심기 사용을 원칙으로 한다. 국내 대부분의 수심측량은 단빔 음향측심기를 사용하고 있는 실정이며 일부 수심 확보 구간 또는 연구목적으로 멀티빔 음향측심기를 적용한 사례가 일부 보고된 바가 있다. 최근 수심측정이 가능한 항공수심측량(Airbone LiDAR Bathymetry) 장비 중 핵심계측기기인 Green LiDAR 센서 국산화 및 경량화에 관한 연구가 진행중이다. 이에 본 연구는 국내 하천 여건에서 개발 센서가 어느 정도의 활용성을 확보할 수 있는지를 검토하였다. 우선 환경부가 운영중인 수질자동측정망 71개 지점의 정기측정성과 중 탁도에 관한 일자료를 확보가 가능한 45개 지점을 대상으로 G-LiDAR 센서의 SD(Secchi Depth)를 기준으로 가용계측일을 산정해 보았다. 분석기간은 '12. 7.부터 '19.12.까지이며 분석기간중 SD 1.5m(1.94 NTU 추정) 기준을 만족하는 기간은 한강 2.07년, 낙동강 0.64년, 금강 2.21년, 영산강 2.71년으로 나타났다. 또한 지점별 가용기간 분석결과 분석기간인 7.33년 동안 탁도 기준이하인 운영 가능 기간은 연중 평균 80여일(2.74개월)로 나타나 제한적이나마 활용이 가능할 것으로 확인되었다. 향후 현장조사를 통해 공공측량 성과와 대상수계의 탁도 실측자료와의 연계분석을 통해 정확한 활용성 검토를 수행할 예정이다. 향후 적용 센서의 개발 성능목표를 달성한다면 하천내의 다양한 분야에서 활용이 가능할 것으로 기대된다.