UNIST·미국 NASA 연구진 공동개발
인공위성 정보·시뮬레이션 자료 혼합해 정확도 높여
UNIST 도시환경공학과 이명인 교수(왼쪽)와 서은교 박사가 인공위성 토양 수분 자료를 분석하고 있다. UNIST 제공.
울산과학기술원(UNIST)은 서은교(조지메이슨대 연구원) 도시환경공학과 박사와 이명인 교수 연구팀이 미국 항공우주국(NASA)과 함께 가뭄을 실시간에 가깝게 감시할 수 있는 기술을 개발했다고 28일 밝혔다.
가뭄 피해를 예방하려면 토양 수분 부족 정도를 실시간으로 감시하는 기술이 필요하다. 현재 인공위성 전파를 이용해 지구 지표층 최대 5㎝ 정도 깊이까지 토양 속 수분 정보를 알아낸다.
그러나 식물 생장에 중요한 뿌리 층 깊이까지 도달할 수 없고, 인공위성이 자전하는 지구의 극궤도를 돌아 관측지역 공백이 넓은 한계가 있다.
울산과기원 연구팀은 인공위성에서 관측한 토양 수분 정보를 모델 시뮬레이션 자료에 혼합(자료 동화)하는 방식으로 토양 수분 정보 정확도를 높였다. 모델 시뮬레이션은 강수량, 복사열, 지표 온도, 바람 등 변수를 복합적으로 고려해 뿌리 층을 포함한 지구 전체 토양 수분량에 대한 정보를 제공하는 장점이 있다.
연구팀은 인공위성에서 직접 관측한 토양 수분 정보와 모델 시뮬레이션 자료를 혼합하면 더 넓은 범위에서 정확한 토양 수분 정보
를 만들 수 있다고 밝혔다. 서은교 박사는 “자료 동화를 위해 ‘지역 앙상블 변환 칼만 필터링 기술’을 이용했다”며 “이를 통해 정확도 높은 토양 수분 정보를 산출하기 위한 최적의 자료 ‘혼합 비율’을 빠르고 정확하게 찾아낼 수 있다”고 설명했다. 이명인 교수는 “이번 연구는 가뭄 감시뿐 아니라 가뭄을 중장기적으로 예측할 수 있는 기술 개발에도 쓰일 수 있을 것”이라고 말했다.
이번 연구는 원격탐사 분야 최고 학술지인 리모트 센싱 오브 인바이런먼트에 지난 9일 자로 온라인 공개됐고, 출판을 앞두고 있다.
울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr
