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해양공간계획 적용을 위한 원격탐사 기반 갯벌 염생식물 분류 및 생태특성 분석

Study on Classification and Ecological Characteristics of Halophyte in Tidal Flat Using Remote Sensing Technique : Application to Marine Spatial Planning
한국해양환경·에너지학회지 제22권 제1호, 2019.2, 34-46 (13 pages)
DOI :10.7846/JKOSMEE.2019.22.1.34
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초록
원격탐사 기술을 이용하여 갯벌에 서식하는 염생식물을 분류하고 생태적 특성을 연구하였다. 2012년 6월, 2016년 11월, 2017년 9월에 강화도 동막리 갯벌에서 방형구를 이용한 염생식물 현장조사를 실시하고, 동 시기에 취득한 인공위성 영상(Sentinel-2A)과 항공촬영 초분광영상(CASI-1500)을 비교하였다. 초분광영상은 2012년과 2016년, 위성영상은 2017년에 각각 획득하였다. 염생식물 7종에 대해 위성영상의 분류 정확도는 평균 50.3%, 초분광영상은 평균 84%의 정확도를 보였다. 분류기법의 정확도는 위성영상의 경우 MDC (Mahalanobis Distance Classification) 기법이 64.5%로 가장 높았고, 초분광영상의 경우 SAM (Spectral Angle Mapper) 기법이 91.9%로 가장 우수한 분류기법으로 나타났다. SAM 기법을 적용하여 염생식물 분포를 추출한 결과 2012년과 2016년의 염생식물 3종의 분포면적이 4,158 m²에서 66,351 m²로 증가하였다. 인천해수면 기준의 DEM (Digital Elevation Model)을 이용하여 강화도에 서식하는 염생식물 7종(갈대, 갯잔디, 좀보리사초, 지채, 천일사초, 칠면초, 해홍나물)의 서식범위(표고, 경사도)를 비교한 결과 좀보리사초가 가장 높은 표고에 서식하고, 갯잔디가 가장 경사도가 높았으며 나머지 5종의 서식범위는 대체로 겹치는 것으로 나타났다. 염생식물이 서식하는 퇴적상을 분석한 결과 좀보리사초는 사질에 분포하며 나머지 6종은 니질에 주로 서식하였다. 염생식물 7종이 서식하는 환경에서 일일 최대유속 평균값의 차이는 종별로 유의하지 않아(p=0.99) 유속과 염생식물 종의 분포는 관계가 없는 것으로 나타났다. 본 연구는 초분광영상을 활용한 염생식물의 서식지 매핑 가능성을 보여주며, 접근하기 힘든 해양공간에서 정보를 수집하는데 용이하고 정확도를 향상시키는데 도움이 된다. 해양공간정보는 갯벌생태계 복원, 블루카본 서식지 관리, 바다숲 조성 등 다양한 해양공간 관리에 활용될 수 있다.

This study aims to identify halophyte species and understand ecological characteristics of marsh plants in tidal flat using remote sensing technique. In June 2012, Nov. 2016, and Sep. 2017, satellite (Sentinel-2A) and hyper spectral (CASI-1500) images were taken and ground truth data were obtained at the same date in both years. Accuracy of classification averaged 50.3% for the satellite image and 84% for the hyperspectral image. Mahalanobis distance classification showed the highest accuracy for the satellite image and SAM (spectral angle mapper) presented the highest accuracy for the hyperspectral image. Using SAM to extract halophyte distribution from the hyperspectral image, the size of halophyte distribution increased from 4,158 m² to 66,351 m² from 2012 to 2016. Seven species of halophyte were compared in terms of elevation and inclination angle in habitats. The highest elevation was shown in Carex pumila that prefers sandy habitat and the most inclined angle was presented in Zoysia sinica that prefers muddy habitat. Daily maximum current speed of seven species were not significantly different (p=0.99), showing that current speed and halophyte distribution were not related. This study implied the applicability of hyperspectral image to accurate habitat mapping of halophyte in salt marsh especially in the case that field access was hard to do. Marine space data can be widely used for marine spatial planning such as tidal flat restoration, habitat management of blue carbon and submersible aquatic vegetation.

목차
요약
Abstract
1. 서론
2. 재료 및 방법
3. 결과 및 고찰
4. 결론
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