후방산란 자료취득 기준에 관한 기초연구: 멀티빔 음향측심기(MBES)를 대상으로 (A Basic Study on the Guidelines for MBES Backscatter Acquisition)

서지정보

· 발행기관 : 한국수로학회
· 수록지 정보 : 해양공간정보학회지 / 11권 / 2호 / 125 ~ 133페이지
· 저자명 : 박병문, 유경완, 강호윤, 황창수, 정승은, 이정민, 김연수

초록

최근 수산, 해상교통, 신재생에너지 등 해양공간에 대한 이용 범위가 다양해지고, 해역이영협의 건수가 지속적으로 증가하고 있으며, 정부는 지속가능한 해양 관리를 위하여 「해양환경 보전 및 활용에 관한 법률」, 「해양공간계획 및 관리에 관한 법률」 등을 제정하여 해양환경, 해양공간계획 등의 정책을 추진하고 있다. 또한 「해양조사와 해양정보 활용에 관한 법률」을 마련하여 선박의 교통안전, 관할권의 확보 등을 위한 해양조사 사업을 시행하고 있다. 해양조사에는 음향측심기를 이용한 해저지형조사(수심측량), 해도제작 등이 포함되는 데 우리나라는 1990년대 후반부터 해저면을 세부적으로 파악할 수 있는 멀티빔 음향측심기를 이용하고 있다. 멀티빔 음향측심기를 이용하여 수심측량을 하는 경우에 해저면에서 반사되어 오는 시간 차이 정보와 반사 강도 정보를 동시에 얻게 된다. 반사 강도 정보를 후방산란(Backscatter) 자료라고 한다. 국립해양조사원에서는 국가해양기본조사 등 많은 후방산란 자료를 확보하고 있으며, 매년 새로운 후방산란 자료를 취득하고 있다. 그러나 후방산란 자료에 대한 활용도는 적은 실정이며, 이를 적절하게 활용하기 위해서는 자료를 일관성 있는 자료취득이 필수적이다(이정민 외, 2022). 후방산란 자료 이용에 관한 연구동향을 살펴보면, 국제과학연합회(ICSU) 해양연구과학위원회와 유네스코 해양학위원회에서 1990년대 말부터 관련 연구 프로그램을 운영하고 있으며, 관련 실무그룹에서 2015년에 멀티빔 후방산란 가이드라인 및 권고안을 제시하였다(GEOHAB BSWG, 2015). 이 연구에서는 국제수로기구(IHO, International Hydrographic Organization)에서 제시한 해저면 특성분류 기준과 국립해양조사원의 멀티빔 음향측심기를 이용한 수심측량에 관한 기준을 분석하여 멀티빔 음향측심기를 이용하여 후방산란 자료를 취득할 때 일관성 높은 자료를 얻기 위해 필요한 기본 요소를 도출하였다. 첫째 해저면 특성분류에는 현장확인(ground-truth) 시료를 확보하여야 한다. 둘째 멀티빔 음향측심기에 의한 후방산란 자료는 주파수가 높은 음향장치를 사용하기 때문에 음향신호의 투과심도는 없는 것으로 가정한다. 셋째 후방산란 자료의 일관성을 높이기 위해 계획 수립단계, 커버리지 확보, 시료 채취 기준, 현장조사 야장 기록 등 국제기준 등에 제시된 기준을 정리하였다. 이 연구는 멀티빔 음향측심기에 대한 연구자료와 해저면 특성분류 기준을 토대로 작성된 기초연구이기 때문에 우리나라 해역의 특성에 맞는 기준을 정립하기 위해서는 실해역 테스트 연구 등 후속 연구가 필요하다고 판단된다.

영어초록

Recently, the range of use of marine space, such as fisheries, marine transportation, and new and renewable energy, has diversified, and the number of cases of sea area diversification continues to increase. By enacting the 「Act on Marine Spatial Planning and Management」, etc., policies such as marine environment and marine spatial planning are being promoted. In addition, the Maritime Survey and Maritime Information Utilization Act was prepared to implement marine survey projects to secure vessel traffic safety and jurisdiction. Marine surveys include seabed topography survey (bathymetry) and chart production using echo sounders. Since the late 1990s, Korea has been using multi-beam echo sounders that can grasp the seabed in detail. In the case of bathymetry using a multi-beam echo sounder, time difference information and reflection intensity information reflected from the seafloor are obtained at the same time. Reflection intensity information is called backscatter data. The Korea Hydrographic and Oceanographic Agency has secured a lot of backscattering data, such as the National Oceanographic Survey, and acquires new backscattering data every year. However, the utilization of backscatter data is low, and in order to properly utilize it, it is essential to obtain consistent data (Lee Jung-min et al., 2022). Looking at the research trends on the use of backscatter data, the International Scientific Union (ICSU) Ocean Research Committee and UNESCO Oceanography Committee have been operating related research programs since the late 1990s, and the related working group has published a multi-beam backscattering guide in 2015. Lines and recommendations were presented (GEOHAB BSWG, 2015). In this study, the criteria for sea bottom characterization presented by the International Hydrographic Organization (IHO) and the criteria for bathymetry using a multi-beam echo sounder of the Korea Hydrographic and Oceanographic Agency were analyzed, and backscatter data were obtained using the multi-beam echo sounder. The basic elements necessary to obtain consistent data were derived. First, ground-truth samples must be obtained for seabed characterization. Second, since the backscatter data from the multi-beam echo sounder uses an acoustic device with a high frequency, it is assumed that there is no penetration depth of the acoustic signal. Third, in order to increase the consistency of the backscatter data, the standards presented in international standards such as the planning stage, securing coverage, sampling standards, field survey records, etc. were summarized. Since this study is a basic study based on research data on multi-beam echo sounders and criteria for classifying seabed characteristics, it is judged that follow-up studies such as actual sea test studies are needed to establish criteria suitable for the characteristics of Korean waters.

참고자료

· 없음