물 자연 그리고 사람 - 물로 더 행복한 세상을 만들어가겠습니다.
HOMER&D성과논문실적

논문실적

SAR 물리모델 기반 수체 탐지를 통한 저수지 수위 추정 체계 개발 게시글의 제목, 학술지명, 저자, 발행일, 작성내용을 보여줌
SAR 물리모델 기반 수체 탐지를 통한 저수지 수위 추정 체계 개발
학술지명 한국수자원학회 저자 손찬영,강기묵,남기범,김진겸,윤동현,유하은
발표일 2025-05-23

저수지는 홍수 대응, 가뭄 완화, 생태계 안정 등 다양한 기능을 수행하며, 이에 따라 정확한 수위 정보 확보의 중요성이 주목받고 있다. 특히 기후 변화와 인간 활동으로 인해 저수지의 수위와 수면 면적이 급변하고 있어, 이를 실시간에 가깝게 관측하고 제공할 수 있는 자동화 시스템이 필요하다. 수면 면적과 수위는 수자원 상태를 반영하는 핵심 지표이며, 두 변수 간의 상관관계를 바탕으로 본 시스템을 개발하였다. SAR(Synthetic Aperture Radar)는 기상 조건에 영향을 받지 않고 주·야간 관측이 가능하며, C-밴드 영상은 수면에서 낮은 후방산란 특성을 보여 수체 탐지에 효과적이다. 본 연구에서는 이러한 장점을 바탕으로 SAR 기반 수위 탐지 시스템을 구축하였다. 시스템은 전처리, 수체 탐지, 후처리, 수위 추정의 네 단계로 구성된다. 전처리 단계에서는 SAR의 지형 왜곡을 보정하고, 시계열 영상을 정합하며, GPD(Gradient Preserving De-speckling) 알고리즘을 적용하여 노이즈를 제거하였다. 수체 탐지에는 베이지안 모델을, 후처리에는 형태학적 필터를 적용하였다. 수위 추정은 국가수자원관리종합정보시스템의 수위 데이터를 기반으로 이상치를 제거한 뒤, 모델링 과정을 통해 회귀 방정식을 도출하였다. 본 연구는 영천댐, 대청댐 등 10개 저수지를 대상으로 약 2년간 Sentinel-1 SAR 영상과 수위 자료를 이용해 검증되었으며, MAE(Mean Absolute Error) 기준 약 32∼46cm의 수위 예측 정확도를 보였다. 이 연구의 결과는 저수지 수체를 주기적으로 산출하고 수위 정보를 제공함으로써, 기후 변화 및 인위적 영향에 따른 수자원 변동을 빠르게 파악하고 재해 예방 및 효율적 물 관리에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

목록