다중 원격 탐사 데이터를 기반으로 한 하천 유량 역산 방법 및 적용

GU Pengfei ,  

LI Miaomiao ,  

WU Lang ,  

WU Yongxiang ,  

XU Yi ,  

SHI Rui ,  

WU Wei ,  

JIANG Xi ,  

WANG Gaoxu ,  

摘要

하천 유량 획득은 수자원 배분 및 생태 보호의 중요한 기반입니다. 전통적인 유량 관측 방법은 시간이 많이 걸리고 노력이 필요해 현대 수문 관측의 광역성 및 시의성 요구를 충족하기 어렵습니다. 원격 탐사 기술의 지속적인 발전과 함께 유량 역산 연구에 효율적이고 넓은 범위의 데이터 자원 및 기술 수단을 제공합니다. 본 연구는 구글 어스 엔진(Google Earth Engine, GEE) 원격 탐사 클라우드 컴퓨팅 플랫폼에 의존하여 Landsat-5/7/8 및 Sentinel-1/2 위성 원격 탐사 영상을 활용하여 1990년부터 2019년까지 간장 유역 와이저우 하천 구간과 2003년부터 2019년까지 장수, 하강, 지안 하천 구간의 하천 폭 데이터를 대량 추출하였으며, 멱지수 함수와 선형 함수를 결합하여 네 개 하천 구간의 하천 유량을 추정하였습니다. 결과는 GEE를 이용한 원격 탐사 하천 폭 대량 추출이 유량 역산을 효과적으로 실현할 수 있음을 보여주었습니다. 1990년부터 2003년까지 와이저우 구간의 역산 유량은 실측 유량과 높은 일치도를 보였으나, 2003년 이후에는 역산 유량이 홍수기 유량을 명확히 과소평가하고 건기 유량을 과대평가하여 전체적인 역산 정확도가 낮았습니다(R²=0.69, NSE=0.66). 반면 장수, 하강, 지안 구간은 2003년부터 2019년까지 역산 결과가 안정적이었고 실측 유량과 항상 높은 일치도를 유지하며 역산 정확도가 높았습니다(R²와 NSE 모두 0.90 이상). 간장 하류 구간의 역류 작용 외에도 하천 지형 변화 역시 와이저우 구간 역산 정확도 저하의 원인 중 하나였으며, 불법 채취 활동과 퇴적물 이동의 종합적 영향으로 1990년부터 2019년까지 와이저우 수문 대단면에는 격렬한 변화가 발생하여 전체적으로 '하강-상승-안정'의 세 단계를 거쳤으며 최대 침식 깊이는 2.56m였습니다. 와이저우 구간을 1990년~1999년, 2000년~2011년, 2012년~2019년 세 시기로 나누어 유량을 재역산한 결과 역산 정확도가 크게 향상되었으며, 세 시기 모두 R²와 NSE가 0.85 이상이었고 특히 2012~2019년에는 R²와 NSE가 모두 0.90으로 향상되었습니다.

关键词

다중 소스 위성, 유량 추정, 원격 탐사 기술, Google;Earth;Engine(GEE),포양호 유역, 간장강

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