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초소형 SAR 위성 드웰모드의 도플러 스펙트럼 기반 미계측 하천 유속 추정 연구
학술지명 대한원격탐사학회 저자 황의호,최성화,손찬영,강기묵,남기범,김진겸,윤동현,김영준,최은철
발표일 2025-10-24

최근 기후변화로 인한 극한 홍수 및 국지성 강우 현상이 빈번하게 발생하면서, 하천 유속의 공간적·시계열 정보 확보 중요성이 더욱 커지고 있다. 특히 북한 황강댐의 무단 방류로 인해 남한 지역에서 인명 및 재산 피해가 발생하고 있음에도 불구하고, 북한 미계측 지역에 대한 사전 정보 기반 대응은 제한적인 상황이다. 이는 단순한 수자원 관리 문제를 넘어, 기후 위기 시대의 재난 대응 및 국가 안보 문제로까지 확대되고 있다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하기 위해 초소형 SAR위성을 활용한다. 초소형 군집 위성은 수십~수백 기 단위로 운용되어 시간 해상도를 향상시킬 수 있으며, 관측 모드에 따라 고해상도 영상 확보가 가능하다. 본 연구는 드웰 모드로 촬영된 단일 SAR 영상의 도플러 스펙트럼을 분석하여, 미계측 하천의 유속을 정량적으로 추정하는 기법을 제안한다. 드웰 모드는 스팟라이트 모드 또는 스트립맵 모드에 비해 더 긴 관측 시간을 확보할 수 있어, 도플러 중심 주파수의 고정밀 해석이 가능하다. SLC영상 내 정지 영역과 이동 영역의 도플러 중심 주파수 차이를 분석함으로써 수면 유속을 추정할 수 있다. 연구 대상지는 황강댐, 대청댐 하류 지역, 군산항 수역으로 설정하였으며, Umbra SAR 드웰 모드 SLC 영상을 적용하였다. 대청댐과 군산항 지역은 현장 관측 자료를 활용해 정확도를 검증하였으며, 동일한 기법을 북한 미계측 유역에 적용하였다. 이는 기존 관측 인프라가 도달하지 못하는 북한 및 접경 지역 하천에 대한 수문 정보확보 수단으로 기능할 수 있으며, 향후에 수자원초소형군집위성과 연계하여 준-실시간 방류 감시 및 국가 물안보 대응 체계구축에 기여할 것으로 기대된다.

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