초고해상도 무인항공기 영상을 이용한 한국 황도 갯벌의 미세 퇴적 구조 특성 분석 = Analysis of Micro-Sedimentary Structure Characteristics Using Ultra-High Resolution UAV Imagery: Hwangdo Tidal Flat, South Korea

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 초고해상도 무인항공기 자료를 활용하여 황도 갯벌의 미세 퇴적 구조를 분석하는 것을 목적으로 하였다. 갯벌은 육지와 바다 사이의 전이 지역으로서 조석 활동에 의해 끊임없이 변화하며, 퇴적 과정과 환경 조건을 이해하는 데 중요한 독특한 환경을 제공한다. 기존의 현장 관측 방법은 공간적 및 시간적 범위에 한계가 있고, 기존 위성 영상은 미세한 퇴적 구조를 연구하기에 충분한 해상도를 제공하지 못한다. 이러한 한계를 극복하기 위해, 본 연구에서는 충청남도 황도 갯벌의 고해상도 이미지를 무인항공기를 이용해 촬영하였다. 황도 갯벌은 방조제 건설과 같은 해안 개발 프로젝트로 인해 퇴적 환경이 크게 변화한 지역이다. 2022년 5월 17일부터 18일까지 현장 관측을 통해 91개의 지점에서 퇴적물 샘플을 수집하였으며, 그중 25개의 주요 지점을 집중적으로 분석하였다. 약 0.9 mm의 공간 해상도를 가진 무인항공기 자료를 이용하여 미세 퇴적 구조의 파라미터(Parameter)를 식별하고 추출하였다. 건열에서는 다각형 장축의 길이를 추출하였고, 연흔에서는 파장과 연흔을 정량적으로 표현하는 대표적인 지표인 연흔 대칭 지수(Ripple Symmetry Index)를 추출하였다. 연구 결과, 니질 함량이 80% 이상인 지역에서는 평균 37.3 cm 간격의 건열이 형성되었으며, 사질 함량이 60% 이상인 지역에서는 평균 파장이 8 cm, 연흔 대칭 지수가 2.0인 연흔이 형성되었다. 본 연구는 초고해상도 무인항공기 자료를 활용하여 인간의 도보에 의한 현장 관측 없이도 갯벌의 미세 퇴적 구조를 효과적으로 분석할 수 있음을 입증하였다. 이는 환경 모니터링 및 해안 관리에서 중요한 도구로써 무인항공기 기술의 가능성을 강조하며, 무인항공기 자료가 퇴적 구조 연구에 유용하다는 것을 보여준다. 또한, 본 연구의 결과는 보다 정밀한 퇴적상 분류를 위한 기반 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study aims to analyze the micro-sedimentary structures of the Hwangdo tidal flats using ultra-high resolution unmanned aerial vehicle (UAV) data. Tidal flats, located in the transitional area between land and sea, constantly change due to tidal activities and provide a unique environment important for understanding sedimentary processes and environmental conditions. Traditional field observation methods are limited in spatial and temporal coverage, and existing satellite imagery does not provide sufficient resolution to study micro-sedimentary structures. To overcome these limitations, high-resolution images of the Hwangdo tidal flats in Chungcheongnam-do were acquired using UAVs. This area has experienced significant changes in its sedimentary environment due to coastal development projects such as sea wall construction. From May 17 to 18, 2022, sediment samples were collected from 91 points during field surveys and 25 in-situ points were intensively analyzed. UAV data with a spatial resolution of approximately 0.9 mm allowed identifying and extracting parameters related to micro-sedimentary structures. For mud cracks, the length of the major axis of the polygons was extracted, and the wavelength and ripple symmetry index were extracted for ripple marks. The results of the study showed that in areas with mud content above 80%, mud cracks formed at an average major axis length of 37.3 cm. In regions with sand content above 60%, ripples with an average wavelength of 8 cm and a ripple symmetry index of 2.0 were formed. This study demonstrated that micro-sedimentary structures of tidal flats can be effectively analyzed using ultra-high resolution UAV data without field surveys. This highlights the potential of UAV technology as an important tool in environmental monitoring and coastal management and shows its usefulness in the study of sedimentary structures. In addition, the results of this study are expected to serve as baseline data for more accurate sedimentary facies classification.