드론, 무인선박으로 빠르고 정확하게 녹조 감시

건설연 연구진, 녹조 측정 기술 개발
드론, 무인선박을 이용해 녹조를 측정하고, 상황에 따라 신속하게 대응할 수 있게 됐다. 

한국건설기술연구원(원장 한승헌)은 드론, 무인선박을 이용한 녹조 측정 기술을 개발했다고 13일 밝혔다. 

녹조 측정에는 하천 특정지역의 물을 채집해 녹조농도를 정량적으로 보여주는 클로로필-a 분석  방법이 활용됐다.

이 방법은 물을 채집하는 지점 이외 지역 측정이 불가능해 얼마나 넓은 면적에 얼마의 농도로 녹조가 발생했는지 파악할 수 없고, 녹조의 이동 상황도 알기 어렵다는 단점이 있다. 

유인항공기를 이용한 방법도 비용이나 시간 등의 제약이 있었다.

황태문 건설연 박사팀은 드론과 무인선박을 이용해 원하는 지역의 녹조 현황을 정량적 수치로 측정하고, 지역 녹조 발생 현황에 따라 정확·신속하게 대응할 수 있도록 했다.

공중에서는 GPS를 장착한 드론이 1시간 이상 비행하며 항공사진과 같은 정사영상을 다중분광센서로 촬영하고, 수면에서는 무인선박이 클로로필-a, 피코시아닌, 탁도, DO, 온도, 수심을 자동 측정한다.

드론에 의해 측정된 데이터는 식생(vegetation) 분포나 식생 밀집도를 측정하는 식생지수 기법을 통해 클로로필-a 농도로 변환돼 넓은 지역의 녹조 현황을 자동으로 파악한다.

GPS가 장착된 무인선박은 자동 항로 설정을 통해 하천 표면을 그물망처럼 다니면서 수질 자료와 좌표값을 취득한다. 이후 GIS(지리정보시스템) 분석을 통해 하천 수질 현황 등고선 지도를 작성한다.

측정된 정보는 데이터마이닝 기법과 GIS에 의해 하천 녹조 지도로 제작돼 녹조 발생 현황, 이동 현황 등을 파악할 수 있다. 

연구팀이 기술을 활용, 금강 백제보와 영산강 죽산보 녹조를 측정한 결과 9~11cm 공간 해상도로 녹조가 측정돼 기존 200cm에 비해 정확도가 개선된 것으로 나타났다.

기존 유인항공기에 의한 녹조 파악보다 1시간 이내에 촬영이 가능하고, 비용이 저렴해 수시로 활용할 수 있는 장점도 갖췄다.

연구책임자인 황태문 건설연 연구위원은 "넓은 지역의 하천 녹조를 신속하고 정확하게 파악함으로써 녹조 대응이 한결 나아질 것"이라며 "스마트 하천 환경관리 분야에서 외산 제품을 대체할 수 있는 국산 기술을 확보해 국내 하천에 적용하고, 해외시장 진출을 기대할 수 있을 것"이라고 말했다.
 
연구를 백제보에 적용한 결과.<자료=물환경정보시스템>연구를 백제보에 적용한 결과.<자료=물환경정보시스템>
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