Estimation of Bathymetry Changes using Hyperspectral Measurements -Focused on Haeundae beach-

Abstract

고해상도의 원격탐사 영상을 이용하여, 이안류에 의한 해저지형변화를 분석하기 위한 연구가 해운대에서 처음으로 수행되었다. 고해상도의 해저지형 정보를 위하여, Compact Airborne Spectrographic Imager (CASI)-1500 센서로 관측한 반사도와 수심 실측자료가 이용되었다. 구체적으로, 반사값의 최대값을 CASI-1500의 420nm 부터 597nm 파장대에서 구하고, 동시에 지상 검증된 47지정의 해저지형 측정값을 비교하여 경험적으로 산정하였다. 비교결과, 상관계수 0.76이며, RMSE는 1.1m이었다. CASI초미세분광센서의 공간해상력은 바닥의 지형도를 놀라울만큼 상세하게, 특히 해변에 포함되어 있는 이안류에 따른 결과를 세밀하게 표출하였다. 이안류에 의하여 깎여진 두 개의 수로는 그 폭과 경사면에서 주변지역에 비해 뚜렷한 특징이 도출되었다. 왼쪽의 수로가 넓은 폭과 완만한 경사를 보여주는 반면, 오른 쪽의 수로는 약간 좁은 폭과 왼쪽에 비해 약간 급한 경사를 보여주었다. 수치적으로 계산된 해저지형도는 평탄하지 않은 외해의 바닥모양이 이안류에 의한 표류사의 이동과 퇴적에 관련되어 있고, 그것은 수백 미터의 외해에 이른다는 것을 알 수 있었다. 따라서 퇴적된 표류사는 이안류가 없는 지역의 수심에 비하여 지형학적인 변화가 증가되는 것으로 평가되었다. 표류사는 수로의 밖에 해변을 따라 매년 양빈하는 양의 2배가량 됨을 알 수 있었다. Shallow water depths were estimated using Compact Airborne Spectrographic Imager (CASI)-1500 and mapped to analyze the bottom bathymetry changes due to the rip currents in Haeundae beach, South Korea for the first time. The depths were estimated empirically using the maximum reflectances from 420nm to 597nm wavelength of CASI and 47 in situ water depth measurements, which were compared with ground-truth bathymetry measurements. The comparisons showed that the RMSE was 1.1m with a correlation coefficient of 0.76. In addition, CASI imagery showed remarkably detailed bottom features, especially those resulting from the rip currents within the beach. Two different channels carved by the rip current were analyzed and characterized with respect to the width and slope compared to surrounding regions. While the west side of the channel showed a wide and gentle slope, the east side of the channel showed a narrow and steep slope. The estimated bathymetry map revealed that the uneven offshore bottom features were related to the transport and accumulation of sediments by the rip current, which reaches hundreds of meters offshore. Accordingly, the accumulated sediments were estimated by adding topography changes compared to the depths of the non-rip current regions. The sediments were accumulated in off channels as much as almost twice the amount of annual sand supplements along the Haeundae beach.