Landsat 8 자료를 이용한 2018년 대청호에서의 총인 및 영양상태 평가 지표 추정 및 평가

• Published in: Daehan hwan'gyeong gonghag hoeji pp. 415 - 423
• Main Authors: 백종진, 박종민, 최민하
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 대한환경공학회 01.09.2020
• Subjects: 환경공학
• ISSN: 1225-5025; 2383-7810
• DOI: 10.4491/KSEE.2020.42.9.415

목적:호소의 수질에 대한 공간적인 분포 파악의 중요성이 대두됨에 따라서 공간적인 파악이 가능한 원격탐사 기법이 요구되었다. 본 연구는 대청호에서의 수질인자에 대하여 산정하고 부영양화에 대한 분석을 하기 위하여 영양상태 평가지수를 파악하였다. 방법:대청호 측정 지점 중 2018년에 수질인자인 총인(Total Phosphorus, TP)을 관측하는 측정 데이터와 해당 시기의 Landsat 8에 대한 광학 영상을 확보하였다. 수집한 자료를 기반으로 Landsat 8의 밴드와 그 조합을 통해 단계적 다중 선형 회귀 분석(stepwise analysis)을 사용하여 인공위성 기반의 총인에 대한 회귀식을 산정하였다. 이렇게 산정된 총인에 대한 공간적 분포를 기반으로 Aizaki’s TSI를 산정함으로써 대청호의 영양상태를 평가하였다. 결과 및 토의:추정된 회귀식을 통해서 산정된 인공위성 기반의 TP와 지점 기반 TP의 통계학적 분석의 결과는 R2이 0.956, p-value는 0.022로 높은 수준의 유의성을 나타내었다. 지점 기반의 수질 측정 데이터의 시계열을 확인하면, 강우의 영향이 수질에 대한 직접적인 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 영향은 인공위성 기반의 TSI의 결과에서도 확인할 수 있다. 인공위성 기반의 TSI의 결과에서 강우가 발생하기 전인 2018년 8월 22일에는 빈영양상태를 나타내고 있으며, 강우 발생 후에 관측된 2018년 10월 25일의 결과를 확인하면 중영양화 상태와 부영양 상태로 평가되었다. 결론:인공위성이 수질 관측에서 호소 내에서의 광역 감시 도구 역할을 할 수 있는 활용성 및 통찰력에 도움이 될 것으로 판단된다. Objectives:Remote sensing of water quality parameters (WQPs) has been widely applied along with the emerging importance of obtaining the spatial pattern of water quality at inland reservoir. This study retrieved the Total Phosphorus (TP) via remote sensing imagery at Daecheong reservoir and used it for acquiring the spatial distribution of Trophic State Index (TSI). Methods:First, stepwise regression for TP was established using the ground-based TP measurement and reflectance of Landsat 8 collocated in space and time. With the developed regression model, we estimated the spatial distribution of TSI and evaluated the severity of eutrophication at Daecheong reservoir. Results and Discussion:The result confirmed that predicted TP yielded reasonable statistics compared against measured TP with R2 of 0.956 and p-value of 0.022. Seasonal variation of TP was highly influenced by the precipitation. Similarly, precipitation also influenced to the spatial pattern of TSI. Before the rainfall event (e.g., August 22 2018) at Daecheong reservoir, TSI metric indicated the oligotrographic stage. However, TSI of Daecheong reservoir after the rainfall (e.g., October 25 2018) indicated the mesotrophic and eutrophic stage. Conclusions:These results confirmed that the retrieval of WQP from remote sensing imagery can serve as a robustness tool to monitor the water quality over the large scale area. KCI Citation Count: 1