국내에서 다중 위성 기반 토양수분 산출물의 적용성 평가

초록

본 연구는 국내 7개 관측소를 대상으로 C-band Advanced scatterometer (ASCAT)와 L-band Soil moisture active passive (SMAP) 표층 토양수분을 지상관측과 비교하여 계절성과 수문상태(건조/습윤)에 따른 성능 차이를 정량 평가하였다. 겨울을 제외한 봄·여름·가을 자료에 대해 correlation coefficient (R), Bias, root mean square error (RMSE) 지표를 사용하고, 지점별 정상 연평균 강수량을 기준으로 각각의 연도를 건조/습윤으로 구분하였다. 그 결과 SMAP 토양수분은 전반적으로 Bias와 RMSE가 낮게 나타났으며(RMSE:0.08~0.15 vs. 0.10~0.20 m3 m-3), 이는 L-band의 높은 식생 투과성과 3시간 간격 동화 산출의 시간 대표성 개선 효과에 기인한 것으로 해석된다. 계절적 성능은 두 센서 모두 여름철 장마·대류성 강우로 인해 변동폭이 증가함에 따라 R이 상승(ASCAT 0.57~0.80, SMAP: 0.40~0.78)했다. 단, 일부 공항·군공항 인접 지점에서 SMAP L-band의 전파간섭 가능성, 하천·저수지 인접 지점에서는 동일 픽셀 내 지표-수체 혼재로 오차가 확대되었고, 과수원·관개지에서는 캐노피 구조와 관개의 영향으로 SMAP의 계절 변동성 모의가 제한되었다. 습윤기에는 다수 지점에서 R이 증가하는 동시에 Bias 및 RMSE도 증가하였으며, 이는 포화 근접 시 위성 기반 산출물의 비선형성, 강우 직후 지표 이질성, 식생 수분함량 증가가 주요 원인으로 판단된다.

키워드