인공위성 해수면온도 자료를 이용한동해 연안 냉수대 탐지 알고리즘 개발 (Detection of Cold Water Mass along the East Coast of Korea Using Satellite Sea Surface Temperature Products)

서지정보

· 발행기관 : 대한원격탐사학회
· 수록지 정보 : 대한원격탐사학회지 / 39권 / 6호 / 1235 ~ 1243페이지
· 저자명 : 최원준, 양찬수

초록

한국해양과학기술원에서 생산하여 공개하고 있는 다종 위성 기반의 해수면온도(Sea surface temperature)자료를 이용하여 동해안 냉수대(Cold water mass) 해역을 탐지하는 알고리즘을 개발하였다. 본 연구에서는 냉수대의 분포를 고려하여 동해안을 3개 해역(“고성-울진”, “삼척-구룡포”, “포항-기장”)으로 구분하였다. 각 해역에 K-means clustering 기법을 적용하여 3개 그룹으로 나누고 3개의 그룹은 평균 수온이 높은 순서대로 Group 1,Group 2, Group 3로 칭한다. 수온이 가장 낮은 집합인 Group 3는 냉수대 특성을 나타내는 2가지(각 해역 표준편차와 Group 1과 Group 3의 평균 수온 차이)의 임계치가 적용되고 탐지 해역내 표준편차가 0.6°C 이상이고 그룹별 평균 수온 차이가 2°C 이상일 경우 Group 3을 냉수대로 판단한다. 2022년도 탐지 결과, “포항-기장”은 77일로 가장 많이 탐지되었으며 정량적인 평가를 위해 혼동행렬 성능지표를 계산하였다. 동해안 3곳 해역의 평균 정확도(Accuracy)는 0.83 이상으로 나타났고 F1 score는 “포항-기장”에서 최대 0.95이었다. 본 연구에서 제안한 탐지 알고리즘을 적용하여 보다 구체적인 냉수대 해역의 공간 분포를 매일 이메일 서비스로 제공하고 있다.

영어초록

This study proposes the detection algorithm for the cold water mass (CWM) along the easterncoast of the Korean Peninsula using sea surface temperature (SST) data provided by the Korea Institute ofOcean Science and Technology (KIOST). Considering the occurrence and distribution of the CWM, theeastern coast of the Korean Peninsula is classified into 3 regions (“Goseong-Uljin”, “Samcheok-Guryongpo”,“Pohang-Gijang”), and the K-means clustering is first applied to SST field of each region. Three groups, Kmeansclusters are used to determine CWM through applying a double threshold filter predetermined usingthe standard deviation and the difference of average SST for the 3 groups. The estimated sea area is judgedby the CWM if the standard deviation in the sea area is 0.6°C or higher and the average water temperaturedifference is 2°C or higher. As a result of the CWM detection in 2022, the number of CWM occurrences in“Pohang-Gijang” was the most frequent on 77 days and performance indicators of the confusion matrix werecalculated for quantitative evaluation. The accuracy of the three regions was 0.83 or higher, and the F1 scorerecorded a maximum of 0.95 in “Pohang-Gijang”. The detection algorithm proposed in this study has beenapplied to the KIOST SST system providing a CWM map by email.

참고자료

· 없음