위성 관측 기반 동적 수체 면적 관점에서 수문 가뭄과 기상 가뭄 간의 대응 관계 분석

XIONG Xuqian ,  

ZHOU Jie ,  

GUO Dongliang ,  

TAN Wenxia ,  

CUI Yilin ,  

LU Jing ,  

JIA Li ,  

摘要

위성 원격탐사 기술을 통한 지표수의 신속 획득 및 고정밀 모니터링은 수문 가뭄 발생 메커니즘과 진화 규칙을 이해하는 중요한 방법이다. 점점 증가하는 전 세계 동적 지표수 피복 제품은 지표수 동적 변화와 가뭄 대응 관계 연구에 소중한 기회를 제공한다. 본 연구는 양쯔강 중류 지역 및 4683개의 유역 단위를 연구 대상으로 하였고, 전 세계 동적 지표수 제품 데이터 세트 GLAD-GSWD를 기반으로 동적 수체 지수 DWI(Dynamic Surface Water Index)를 구축하여 1999년부터 2020년까지 유역의 수체 면적 계절 이상 변동 신호를 정량화하였다. 위성 관측 기반 동적 수체 면적 표현을 통한 수문 가뭄과 기상 가뭄 간의 대응 관계를 탐구하고 불확실성 분석을 수행하였다. 결과는 다음과 같다: (1) DWI는 양쯔강 중류 지역 및 유역 단위의 건조 및 습윤 상태 변화를 효과적으로 묘사할 수 있다. 양쯔강 중류 지역에서 DWI 시계열은 4가지 시간 규모(1개월, 3개월, 6개월, 12개월)의 표준화 강수 지수 SPI(Standardized Precipitation Index) 시계열과 기본적으로 일치하며 모두 유의한 양의 상관관계를 나타내며, SPI6와의 상관계수가 가장 높았다(r=0.484, p<0.01). 88.2% 하부 유역에서 DWI와 SPI가 유의한 정적 상관관계를 보였으며, 대응 시간은 주로 6~12개월이었다; (2) DWI와 SPI 상관 관계의 불확실성은 주로 두 가지 측면에서 기인한다: 하나는 데이터 품질로, 유역 단위 내 계절별 수체 면적이 너무 작고 유효 관측 데이터가 부족한 경우이고, 다른 하나는 유역 규모로, 통계 분석의 유역 규모가 클수록 유역 수체가 기상 요소 변동의 영향을 더 직접적으로 받으며 상관 관계가 더 강해진다. 하부 유역을 모니터링 대상으로 하고 동적 수체를 모니터링 데이터로 활용하는 수문 가뭄 모니터링 지표 구축 방법은 연속적인 공간에서 수문 가뭄 모니터링을 실현할 수 있으며, 원격탐사 기반 동적 수체 제품이 지역 및 전 지구 수문 가뭄 모니터링 및 평가에 기여하는 중요한 참고 가치를 가진다.

关键词

원격탐사; 동적 지표수; 수문 가뭄; 기상 가뭄; 양쯔강 중류; 가뭄 지수

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