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  • 제313회 오션세미나: 항공 하이퍼스펙트럴 단파장 적외선 이미저를 이용한 해양플라스틱 감지

  • 18.12.19
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항공 하이퍼스펙트럴 단파장 적외선 이미저를 이용한 해양플라스틱 감지


이종명

(사)동아시아바다공동체 오션 부설 한국해양쓰레기연구소장

sachfem@nate.com


태평양 거대 쓰레기 지대에서 적외선 영상을 활용하여 부유 플라스틱의 분포를 조사, 폐어구 등 플라스틱 탐지 가능  


2018년 11월 27일 오션 제313회 세미나에서는 ‘항공 하이퍼스펙트럴 단파장 적외선 이미저를 이용한 해양플라스틱 감지’ 논문을 공부했다. 


원문 

Garaba, S.P., Aitken, J., Slat, B., Dierssen, H.M., Lebreton, L., Zielinski, O., Reisser, J., 2018. Sensing Ocean Plastics with an Airborne Hyperspectral Shortwave Infrared Imager. Environmental Science & Technology. https://doi.org/10.1021/acs.est.8b02855


<요약문 번역>

이 연구는 해양플라스틱을 항공 단파장 적외선(SWIR) 영상으로 원격 탐지하는 방법에 관한 개념적 증명이다. 우리는 400m 높이에서 140 노트의 속도로 "태평양 거대 쓰레기 지대(Great Pacific Garbage Patch)"를 C-130 항공기에 장비를 장착하여 적색, 녹색, 청색 (RGB) 및 초분광 SWIR 이미지를 촬영했다. RGB 모자이크에서 식별된 모든 플라스틱 물체의 위치, 크기, 색상 및 유형(컨테이너, 부유물, 폐그물, 로프 및 기타)을 기록했다. 그런 다음 각 플라스틱 유형의 상위 30개 항목을 선택했다. SWIR 스펙트럼 정보를 조사하기 위한 카테고리 (0.6-6.8m 길이)는 SASI-600 이미저(950-2450 nm)로 얻은 것이다. 우리의 분석 결과는 플라스틱에 공통적인 고유한 SWIR 스펙트럼 특징(N = 118 항목)이 크기와 모양 모두에서 매우 유사하다는 것을 보여준다. 그럼에도 불구하고 일부 스펙트럼 변동성이 대상의 광학 특성, 침수 정도 및 측정 당시 대기의 환경 등에 따라 관찰되었다. 우리의 시뮬레이션은 ~1215와 ~1732 nm 흡수 특징을 스펙트럼 정보로부터 얻을 수 있다는 잠재성을 보여준다. 우리는 SWIR의 해양 플라스틱원격 감지와 정량화의 잠재력을 탐색했는데, 이 결과는 해양 플라스틱 오염에 대한 모니터링 솔루션을 개발하는 사람들에게 관련 정보를 제공해 줄 수 있을 것이다.


<토의한 내용>

1. 해양 플라스틱 탐지에서 항공 적외선 영상의 활용    

이 논문의 저자들은 태평양 거대 쓰레기 지대에서 플라스틱 양의 공간적 분포와 시간적 변동을 조사한 논문을 발표한 바 있다(오션 제308회 세미나, ‘거대 태평양 쓰레기 지대의 플라스틱 축적이 빠른 속도로 증가한다는 증거(https://cafe.naver.com/osean/2373)’ 참조). 이전 논문에서 항공 영상을 부유 플라스틱의 양 추정에 활용하였는데, 그 세부적인 내용을 이 논문에서 소개하고 있다. 이 연구팀은 그보다 더 이전에 같은 지역에서 해양 플라스틱 탐지에 RGB 영상을 활용해 보려고 하였지만, 상당히 제한적인 성과만을 얻었었다. 이 논문에 따르면 해양 플라스틱 탐지에 RGB 영상보다 단파장 적외선(SWIR)이 더 활용성이 높다고 한다. 최근 인공위성에서 촬영한 단파장 원적외선 영상을 해변 플라스틱 정량화에 활용할 수 있다는 연구 결과(‘제307회 오션 세미나: 해변의 인공물 쓰레기: 원격탐사를 활용한 스펙트럼 특성 분석(https://cafe.naver.com/osean/2380)’ 참조) 도 발표된 바 있어, 관련한 원격 탐지 연구가 급속하게 발전하고 있다는 것을 알 수 있다.    

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