Sentinel-1 시계열 SAR 간섭기법을 활용한 영일만항과 주변 지역의2017 포항 지진 동시성 및 지진 후 변위 분석

이시웅; 김태욱; 한향선; 김진우; 전영범; 김종건; 이승철

doi:https://doi.org/10.7780/kjrs.2024.40.1.3

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저자정보: 이시웅 (강원대학교) 김태욱 (강원대학교) 한향선 (강원대학교) 김진우 (LIG넥스원) 전영범 (LIG넥스원) 김종건 (LIG넥스원) 이승철 ((주)스텔라비전)

저널정보: 대한원격탐사학회 대한원격탐사학회지 대한원격탐사학회지 제40권 제1호

발행연도: 2024.2

수록면: 19 - 31 (13page)

DOI: https://doi.org/10.7780/kjrs.2024.40.1.3

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항만은 국민의 생활과 국가의 경제에 큰 영향을 미치는 사회기반시설로, 최근 인프라의 노후화율이 증가하고 다양한 자연재해가 빈번하게 발생하고 있어 안전 관리를 위한 항만의 변위 모니터링이 필수적이다. 이 연구에서는 포항 영일만항과 주변 지역에 대해 Sentinel-1 위성의 상향(2017년 2월–2023년 7월) 및 하향(2017년 2월–2021년 12월) 궤도 관측에서 획득된 영상레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR) 자료에 고정산란체 레이더 간섭기법(Permanent Scatterer Interferometric SAR)을 적용하여 시계열 변위를 산출하였고, 2017년 11월에 발생한 포항 지진에 의한 변위를 분석하였다. 영일만항의 남부(최남단 제외)와 중앙부는 관측 초기에 약 10개월 동안 건설 활동에 기인하는 큰 변위를 보였으며, 포항 지진의 동시성 변위로 서쪽방향으로 최대 1.6 cm의 수평 움직임 및 0.5 cm의 침하가 발생하였다. 반면 매립이 가장 늦게 완료된 항만 최남단과 가장 오래된 항만 북부에서는 포항 지진에 의한 변위가 거의 관측되지 않았다. 이는 항만 매립토의고결화가 약할수록 지진에 더욱 취약하며, 매립이 진행 중이어서 흙의 고결화가 매우 약한 경우는 오히려지진에 크게 영향을 받지 않음을 지시한다. 영일만항 전역에서는 온도 변화에 따른 매립토의 체적 변화에기인한 1 cm 내외 수준의 여름철 침하 및 겨울철 융기 현상이 매년 반복적으로 관측되었다. 영일만항에 인접한 제1, 제2일반산업단지의 지반은 관측 기간 동안 침하하였고, 침하 속도는 제1일반산업단지에서 더 빨랐다. 제1일반산업단지는 포항 지진 동시성 변위로 서쪽 방향으로 3 mm의 수평 움직임과 6 mm의 침하가관측되었으나, 제2일반산업단지는 포항 지진에 영향을 거의 받지 않은 것으로 분석되었다. 이 연구의 결과를 통해 영일만항의 시계열 변위 특성을 파악할 수 있었고, 해안에 매립을 통해 건설된 항만의 안정성에 지진이 미치는 영향을 이해할 수 있었다.

Ports are vital social infrastructures that significantly influence both people’s lives and a country’seconomy. In South Korea, the aging of port infrastructure combined with the increased frequency of variousnatural disasters underscores the necessity of displacement monitoring for safety management of the port. In this study, the time-series displacements of Yeongilman Port and surrounding areas in Pohang, SouthKorea, were measured by applying Permanent Scatterer Interferometric Synthetic Aperture Radar(PSInSAR) to Sentinel-1 SAR images collected from the satellite’s ascending (February 2017–July 2023)and descending (February 2017–December 2021) nodes, and the displacement associated with the 2017Pohang earthquake in the port was analyzed. The southern (except the southernmost) and central partsof Yeongilman Port showed large displacements attributed to construction activities for about 10 monthsat the beginning of the observation period, and the coseismic displacement caused by the Pohangearthquake was up to 1.6 cm of the westward horizontal motion and 0.5 cm of subsidence. However, littlecoseismic displacement was observed in the southernmost part of the port, where reclamation wascompleted last, and in the northern part of the oldest port. This represents that the weaker the consolidationof the reclaimed soil in the port, the more vulnerable it is to earthquakes, and that if the soil is very weaklyconsolidated due to ongoing reclamation, it would not be significantly affected by earthquakes. Summer subsidence and winter uplift of about 1 cm have been repeatedly observed every year in the entire area ofYeongilman Port, which is attributed to volume changes in the reclaimed soil due to temperature changes. The ground of the 1st and 2nd General Industrial Complexes adjacent to Yeongilman Port subsided duringthe observation period, and the rate of subsidence was faster in the 1st Industrial Complex. The 1stIndustrial Complex was observed to have a westward horizontal displacement of 3 mm and a subsidenceof 6 mm as the coseismic displacement of the Pohang earthquake, while the 2nd Industrial Complex wasanalyzed to have been little affected by the earthquake. The results of this study allowed us to identify thetime-series displacement characteristics of Yeongilman Port and understand the impact of earthquakeson the stability of a port built by coastal reclamation.

#영일만항 #시계열변위 #포항지진 #고정산란체레이더간섭기법 #Sentinel-1 #Yeongilman Port #Time-series displacement #Pohang earthquake #Permanent Scatterer Interferometric SAR #Sentinel-1

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