Downscaling Technique를 이용한 인공위성 토양수분 자료의 검증

Abstract

본 연구에서는 광역적 범위에서 토양수분을 축정하고 있는 원격탐사 자료인 Advanced Microwave Scanning Radiometer E (AMSR-E)를 이용하여 국내 26개 지역의 2007년 현장 관측 토양수분 자료와 비교∙검증 하였다. 기상조건에 관계없이 토양수분을 관측하고 있는 복사계로 밝기온도 (Brightness Temperature, )를 측정하여 비교하는 복원알고리즘에 기초를 두어 토양수분 값을 제공하고 있는 AMSR-E는 현장 관측 토양수분 자료 전반적으로 강우사상에 대한 토양수분의 증감현상이 여름기간에는 잘 나타나지만, 봄과 겨울기간에는 토양 상태로 인하여 오차가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 오차현상은 주로 공간 해상도 및 측정 깊이가 다르기 때문이라고 판단하였으며, 이를 바탕으로 AMSR-E에서 제공하는 토양수분의 자료의 해상도를 높이기 위하여 Downscaling 기법을 제시하였다. AMSR-E에서 제공받은 토양수분은 공간적으로 25 km의 해상도를 가지고 토양수분의 변화를 나타내는데 한계점을 가지고 있으며 이를 향상시키기 위하여 비교적 높은 해상도 (1km)의 MODIS 위성 관측 자료를 사용하였다. Aqua 인공위성에 탑재된 MODIS 위성 이미지 센서로부터 관측, 처리된 MODIS 위성 이미지를 이용하여 Albedo (MCD43), NDVI (MOD13), LST (MOD11)의 공간적인 분포를 추출하였으며, AMSR-E 토양수분 자료와 MODIS 토양수분 관련 인자와의 상관성을 바탕으로 1 km 해상도의 토양수분 지도를 작성하였다. 그 결과 국내 7개 지역의 현장관측 자료와 비교 검증한 결과 1 km 토양수분 자료가 AMSR-E와 비슷한 공간분포를 보였으며 높은 상관성을 보이는 것을 확인할 수 있었다. 이를 바탕으로 전 년도의 고해상토 토양수분 지도를 작성한다면 보다 정확한 토양수분 데이터베이스를 구축해 나가야 할 수 있을 것이다.