시계열 영상자료를 활용한 저수지 수체탐지 분석 = Analysis of Reservoir Waterbody Detection Using Sentinel-2 Images
저자
구희동 ( Heedong Koo ) ; 김진택 ( Jintaek Kim ) ; 김대식 ( Daesik Kim )
발행기관
학술지명
한국농공학회 학술대회초록집(Proceedings of the Korean Society of Agricultural Engineers Conference)
권호사항
발행연도
2022
작성언어
-주제어
KDC
500
자료형태
학술저널
수록면
103-103(1쪽)
제공처
농업용수의 주수원공인 농업용 저수지는 유역의 관개, 상·하류의 유량관리 등에서 중요한 역할을 한다. 또한 저수지는 수위 상황에 따른 관리자의 조작에 따라 용수공급, 방류 등의 기능을 수행하며 관개, 홍수, 가뭄 대응에 적절한 역할을 한다. 그러나 저수지에 자동수위계측기 설치가 이루어지지 않은 경우, 유역 내 수위내용 파악이 어려워 합리적인 수자원 이용 및 관리에 어려움이 있다. 최근 인공위성 영상자료를 활용한 수자원분야 연구가 활발히 진행되고 있으며, 특히 영상자료를 활용한 수면적 분석, 저수량 추정 등의 연구가 활발히 진행되고 있다(Jang et al., 2020). 본 연구에서는 영상자료를 활용하여 수체를 탐지하고 실제 저수지의 수위내용자료와의 정합성을 비교하고자 한다. 구체적으로 한국농어촌공사 경산청도지사의 25개 계측저수지에 대하여 2018년부터 2019년까지의 Sentinel-2 영상자료를 통해 저수지를 탐지한다. 영상자료는 규모가 작은 저수지를 탐색해야 하므로 밴드2(R), 밴드3(G), 밴드4(B), 밴드8(NIR)을 오버레이하여 10m 단위 격자분석을 하였다. 영상자료는 Nearest neighborhood 기법을 활용하여 격자기반 리샘플링을 진행하였다. 이는 영상자료의 감독분류시 인접 격자를 그룹화하여 개체별 분류하는 방식을 취하기 때문이다. 이후 GIS를 활용하여 분석하였는데, 기하보정 등 전처리과정을 진행하였으며, False color 밴드조합을 통해 식생과 수면에서 보다 높은 대비를 보여주게 만들어 감독분류가 원활하도록 하였다. 감독분류 시 환경부 토지피복지도 분류를 기준으로 하였고, 초지와 습지는 각각 산림과 수역으로 판단하도록 하였으며, 알고리즘은 광범위한 이미지 처리가 가능한 벡터머신을 사용하였다. 또한 분류된 이미지를 바탕으로 25개의 저수지를 일대일 비교하였으며, 부정확한 경우 재분류과정을 거쳐 저수지가 잘 표현되도록 하였다. 최종적으로 정확도 평가를 실시하였는데, 이는 25개 영상자료별 500개의 랜덤포인트로 평가하였으며 정리된 평가테이블의 혼합행렬 계산을 통해 Kappa coefficient를 도출하여 정확도 평가결과를 도출하였다. 영상분석을 기반으로 계측저수지 수위내용자료와 비교하여 저수면적 탐지의 정합률을 분석하였다. 후속 연구에는 저수지 형상을 고려한 표준화된 수위내용곡선식을 통해 분석한 시계열 영상자료를 활용하여 저수량을 추정하는 과정을 거치며, 또한 수위내용곡선을 모의하여 실제 수위내용자료와 검보정하고자 한다.
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