최근 ‘북한의 황강댐 수위가 계속 높게 유지되고 있다’ 라는 뉴스를 보신 적 있으신가요? KBS에서 보도된 내용이며 원문은 아래 링크에서 확인하실 수 있습니다.
뉴스의 내용을 정리하자면,
“황강댐은 북한에 위치한 총저수량이 3억 5천만 톤에 해당하는 대형 댐이다. 군사분계선까지의 거리는 하천길이로 약 46 km 정도인데, 물을 최고수위까지 유지했다가 갑자기 방류를 시작할 경우 우리가 이를 인지 및 대응할 수 있는 시간이 부족하고, 결국 막대한 피해를 입을 수 있다” 라는 겁니다. 실제로 2009년 9월 북한의 무단방류로 인해 6명이 목숨을 잃은 바 있습니다.
저수량 확인을 위해 항공기를 띄울 수 없는 조건이라면 인공위성만이 가능할텐데요, 뉴스에서 설명된 아리랑 위성 영상을 낯설게 느끼신 분이 계실 것 같습니다. 이는 아리랑 5호로 촬영된 SAR 영상이라는 것인데, 일반 광학영상과는 다르게 흑백영상으로 표현됩니다(광학영상은 밤에는 촬영이 불가하고, 해당 지역에 구름이 있을 경우 이에 가려 확인이 불가능한 경우가 많기 때문에 사용하지 않은 것으로 보입니다). SAR영상에서 밝은 부분은 반사가 많이 일어난 곳, 어두운 곳은 반사가 약하거나 없는 부분입니다. 바람이 불지 않는 조건에서의 물은 표면이 매끈하므로 뉴스에서 지면이라고 설명한 (반사가 일어나는) 회색부분과 비교되게 검게 표현이 되고 있습니다. 그러므로 지면이 드러난 작년에 비해 검은 부분이 많은 올 6월의 영상을 보고 저수량이 많다, 라는 것은 옳은 해석입니다.
ENVI에는 SARscape라는 SAR 영상 처리 add-on 모듈이 있습니다. 그리고 많은 SAR 위성 영상 중 Sentinel-1은 무료로 획득이 가능합니다. 이에 Sentinel-1 영상과 SARscape를 이용하여 뉴스에서의 내용을 확인해보았습니다.
우선 Sentinel-1 다운로드를 위해서는 유럽우주국(ESA-European Space Agency)의 Copernicus Data Hub를 이용하셔야 합니다. 주소는 다음과 같습니다.
Sentinel-1 이라는 이름에서 짐작할 수 있듯 -2, -3 등의 위성도 있는데요(현재(2016년 6월) 기준이며, 계속 추가될 예정), 지구관측목적으로 진행 중인 Copernicus 프로그램에서 운용하고 있습니다. 지도에서 황강댐 부근을 설정하신 후 원하는 위성 종류(-1, -2, -3 중 하나 혹은 전부)와 날짜, 데이터 타입 등을 선택하실 수 있습니다. 선택 과정과 검색된 데이터 목록 등에 대한 모습을 아래에 나타냈습니다. 시간 범위를 올 4월부터 현재까지로 설정하고 별도의 설정(데이터 타입 및 편파 종류 등)을 하지 않았더니 총 43개의 데이터가 검색되네요.
<황강댐 지역 설정 후 Sentinel 데이터 검색>
<검색된 Sentinel 데이터 목록>
참고로 SARscape 유저 분들은 SARscape 내 기능 중 Sentinel Download 라는 기능이 있으니 이를 통해 다운로드를 하실 수도 있습니다.
<ENVI toolbox의 Sentinel Download 기능>
다운로드가 완료되었다면 SARscape의 Import Data 하부에서 Sentinel 1을 선택하여 데이터를 불러오고 표현할 수 있습니다. Import 버튼을 클릭하면 아래 그림과 같이 파일을 선택하는 윈도우가 생성되는데요, 우측 하단의 내용처럼 디폴트로 manifest.safe 라는 이름을 가진 파일을 검색하게 되어 있습니다. 다운로드 한 파일의 압축을 풀어보면 이와 같은 파일이 하나 있을텐데요, 단순히 이 파일만 선택하면 영상을 만드는데 별도의 옵션이 필요하지는 않습니다.
<Sentinel data import 과정>
위와 같은 방법을 통해 15년 6월 2장의 영상(16, 28일)과 얼마 전인 16년 6월 10일의 영상을 처리해보았습니다. 결과는 아래와 같습니다.
영상의 하단에 파란색으로 표현한 부분이 황강댐, 이 위쪽으로 분포하는 검은색 부분이 물이 됩니다. 뉴스에서처럼 수위분석을 정량적으로 수행하지는 않았으나, 빨간색으로 표시한 부분이 작년 2장의 영상과 올 6월의 모습에서 확연히 다르다는 것을 확인할 수 있기 때문에 분명 높은 수위를 유지하고 있다는 점은 확인할 수 있습니다. 최근 많은 비가 내리지 않았던 점을 감안하면 분명 정상적인 상태는 아니라고 생각됩니다. 그러므로 뉴스에서 언급한 바와 같이 기습적인 방류에 대비를 해야할 것으로 보이고, 가능하다면 SAR영상 혹은 다른 방법을 통한 지속적인 모니터링이 필요한 시점이라고 판단됩니다.
<2015년 6월 16일 황강댐 일대에 대한 Sentinel-1 영상 >
<2015년 6월 28일 황강댐 일대에 대한 Sentinel-1 영상 >
<2016년 6월 10일 황강댐 일대에 대한 Sentinel-1 영상 >