– 환경과학원, 광학감지기 활용 광역 및 고해상도 원격 감시 시작 –
□ 환경부 소속 국립환경과학원은 위성, 항공기, 무인기(드론)에 탑재한 광학감지기(센서)를 활용하여 녹조 상황을 원격으로 감시하고, 6월 15일부터 관련 정보를 물환경정보시스템(water.nier.go.kr)에 제공하는 등 녹조 감시를 선제적으로 대응한다.
○ 이번 녹조 원격 감시는 기존 항공기의 초분광 영상 활용에 이어 센티넬-2(Sentinel-2)* 위성의 다분광 영상과 무인기를 활용한 초분광 영상을 추가하여 감시 빈도를 높이고 공간 범위를 확대한 것이다.
* 유럽우주국에서 개발하여 운영하는 위성으로, 5일 주기로 공간 해상도 20m의 다분광 영상을 제공
□ 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 개발했다.
○ 위성을 이용한 다분광 영상은 지표에서 반사 혹은 복사되는 에너지를 주로 10여 개 내외의 한정된 파장구간에서 감지한 정보로, 녹조와의 상관성 모형을 수립해 농도 정보로 전환된다.
○ 기존 항공기를 이용한 초분광 영상은 공간 해상도가 2m로 높은 반면 기상 여건에 따라 운용이 어려운 단점이 있다.
○ 기상 여건의 제약이 비교적 덜한 위성의 다분광 영상을 활용하면 보다 안정적인 녹조 감시가 가능할 것으로 기대된다.
□ 아울러, 국립환경과학원은 항공 영상처리 기술력을 바탕으로 무인기의 영상처리 알고리즘을 새로 개발하여 조류 경보 지점, 취수장 인근 등 상세한 감시가 필요한 지역을 대상으로 이달 중순부터 무인기를 활용한 녹조 감시를 시작했다.
○ 녹조 원격 감시 영상은 촬영 후 2일 이내 제공되며 이번에 추가되는 위성과 무인기 영상은 6월 15일부터 물환경정보시스템 내의 물환경지리정보 서비스를 통해 확인할 수 있다.
□ 김용석 국립환경과학원 물환경연구부장은 “녹조가 크게 발생할 것으로 우려되는 여름철 초에 집중적으로 관측한 결과가 선제적인 녹조 대응에 활용될 예정”이라고 말했다.
붙임 1
녹조 원격 감시 제공 정보 내용
□ 다분광 위성(Sentinel-2)영상 적용 사례
□ 초분광 항공영상 적용 사례
붙임 2
전문용어 설명
□ 녹조 원격 감시(모니터링)
○ 기존 주요 지점에서 측정한 녹조 정보로 전반적인 조류 발생현황을 파악하기 어려운 단점을 보완하기 위해 개발된 것으로, 위성, 항공기, 드론 등에 첨단 센서를 탑재하여 측정한 정보로 하천 전체구간에 대한 조류의 분포 상황과 농도를 알려주는 기법
□ 센티넬-2(Sentinel-2) 위성
○ 지구관측임무를 수행하기 위해 유럽우주국에서 개발, 운용하는 인공위성으로 동일한 성능을 가진 2대의 위성을 이용하여 약 5일 간격으로 지구상의 동일한 지역을 촬영할 수 있음. 촬영된 영상은 가시광선과 근적외선 및 단파장 적외선 영역이 13개의 대역으로 구성되어 있고, 영상의 공간해상력은 대역에 따라 10~60m로 상이함
□ 초분광
○ 주로 10여 개 내외의 한정된 파장구간에서 지표에서 반사 혹은 복사되는 에너지를 다중분광 센서로 감지하는 것과 달리 초분광 센서*로 연속적이고 파장폭이 좁고 많은 분광밴드에서 복사되는 에너지를 감지한 것
* 초분광센서 : 일반 카메라와 달리 가시광선 영역(400~700nm)과 근적외선 영역(700~1,000nm) 파장대를 수백 개의 구역(밴드)으로 세분하여 관측함으로써 조류(藻類)가 빛에 반응하여 내놓은 고유한 복사 파장을 감지 가능
□ 남조류(blue-green algae, 藍藻類)
○ 남조류는 광합성을 위한 색소가 세포 전체에 흩어져 있으며, 세균과 같이 세포 내에 핵이 없어 남색세균(Cyanobacteria)이라 불림. 녹색 색소인 엽록소를 가지고 광합성을 하며, 엽록소 이외에도 카로티노이드, 피코시아닌, 피코에리스린, 알로피코시아닌 같은 보조색소를 가지고 있음. 크기는 1~50 ㎛ 정도로 가장 큰 것이 사람의 머리카락 지름(50~70 ㎛) 정도이며, 무성생식이나 포자로 증식
□ 클로로필-a(chlorophyll-a)
○ 엽록소의 종류 가운데 하나. 660㎚와 429㎚의 주 흡수 파장대 특성을 보임. 세균을 제외한 모든 광합성 생물에 존재하며, 클로로필-a는 특히 수계 환경 내의 식물 플랑크톤에서 가장 많이 존재. 따라서 총인 등 화학적 성분들과 더불어 수체 내 부영양화에 대한 지표가 되어 왔음
□ 피코시아닌(phycocyanin) 색소
○ 빛에너지를 클로로필 a에 전달하여 광합성을 진행시키는 색소로, 남조류에 고유하게 함유된 남색 대표 색소. 피코시아닌과 함께 알로피코시아닌 및 피코에리트린을 포함하여 피코빌리단백질(phycobiliprotein)이라고 함