최근 위성 제작 기술의 발전 및 주기적 정보수집의 용이성으로 인해 지구관측 위성 발사 및 위성정보 보급이 폭발적으로 증가하고 있으며, 국내에서도 다양한 위성정보를 종합적으로 활용하여 국토관리 및 민간산업 활성화를 진행 중이다. 위성정보는 다른 정보수집 방식에 비해 신속 광범위하게 자료취득이 가능하여 국내의 다양한 위성정보를 빅데이터로 구축하여 재해 예측 및 대응, 수자원/토지 관리 등 여러 사회적 문제 해결 및 의사결정 등에 활용할 수 있어 관련 기술개발이 필요하다.

본 연구는 수자원 관리 분야의 저수지 수체변화 모니터링 기술개발 및 적용을 목적으로 위성 원격탐사를 통해 획득한 위성영상 자료만으로는 연속적으로 파악할 수 없는 강우-유출 및 저수지 수위 변동을 모델링 방법을 통해 산정하고, 이를 위성영상으로부터 얻은 정보와 연계해 저수지 수체변화의 원격 모니터링 기술을 보완 향상하기 위해 진행되었다.

연구 대상 저수지로는 계측 중인 비교적 중·소규모의 용수전용 및 농업용 댐 저수지군을 유역별로 선정하였으며(총 15개소), 본 연구에서의 모델 시범구축은 K-water, 농어촌공사에서 각각 운영 중인 광동댐, 대곡댐-사연댐과 이동, 천태, 감돈 저수지를 기준으로 진행하였다. 유역 모델의 경우, 격자 자료 형태의 위성 기반 강수량을 적용할 수 있는 비교적 간단한 모형인 HEC-HMS를 활용 강우-유출 분석을 수행하였고, 저수지 운영은 유입량 및 수요·공급량을 고려하여 저수지 수위의 모의 운영이 가능한 HEC-ResSim을 구축하여 관련 분석을 진행하였다.

구축된 모형은 시범 저수지의 가용한 관측자료를 활용하여 수위-저수량을 검·보정하였고, 이를 Google Earth Engine 플랫폼상의 Landsat과 Sentinel-2 광학 위성영상으로부터 NDWI(Normalized Difference Water Index) 기법을 이용해 추출한 수체(수표면) 면적변화 시계열자료와 연계하여 불연속적으로 취득된 위성영상 기반의 수체변화 모니터링 결과를 수위-저수량-저수면적 상관관계와 함께 연속적으로 모니터링이 가능하게 하였다.
본 연구에서 개발된 기술은 향후 미계측 저수지 대상의 위성영상 기반 수체변화 탐지와 저수량 추정에도 적용이 되어 가뭄대응 및 홍수대비 저수지 운영 의사결정 지원의 정보로 활용될 수 있도록 검토할 예정으로 위성 원격탐사를 통한 미계측 수자원 관리의 효율성 제고를 지향한다.