극지연, 세계 최초 드론으로 움직이는 북극해빙 3차원 좌표 제작

북극해빙 수치표고모델. 드론 촬영영상을 하나로 모아서 제작한 북극 해빙의 모습 (왼쪽)과 수치표고모델(오른쪽). 수치표고모델에서 적색일수록 높은 고도, 푸른색일수록 낮은 고도를 나타냄(극지연구소 제공) © 뉴스1

(서울=뉴스1) 백승철 기자 = 극지연구소(소장 강성호)는 세계 최초로 북극해를 떠다니는 바다얼음의 고해상도 수치표고모델을 제작했다고 밝혔다.

수치표고모델 (Digital Elevation Model, DEM)은 위치별 높낮이 정보를 3차원 좌표에 담은 자료로, 모델을 활용하면 해빙 (바다얼음)의 거칠기나 면적, 부피 등 물리적인 특성 값을 계산할 수 있다. 이 값들은 해빙의 현재와 미래 모습을 분석하는 데 필요한 기본 정보이다.

북극 해빙은 북극으로 들어오는 태양빛을 반사해 지구의 온도를 조절하는 역할을 하는데, 지구온난화 등의 영향으로 최근 40년간 40%가 줄면서 북반구 이상기후현상의 원인으로 지목되고 있다.

하지만 접근과 활동 반경이 제한돼 북극바다를 돌아다니면서 해빙을 직접 측정하는 방식으로는 충분한 정보를 얻기 어렵다. 인공위성은 해빙의 특성을 고해상도로 관측하는 데 한계가 있다.

극지연구소 원격탐사빙권정보센터 (센터장 김현철 책임연구원)는 관측 범위를 넓히면서 해상도를 유지할 수 있는 방법으로 드론을 선택했다.

드론을 활용한 연구는 이전에도 있었지만, 바다에 떠서 움직이는 해빙을 대상으로 수치표고모델을 만든 것은 이번이 처음이다. 일반적으로 촬영 중 대상지역이 변하면 수치표고모델 제작이 불가능하기 때문에, 불규칙하게 이동하는 해빙은 해당 기술을 적용하기 어려운 것으로 인식돼 왔다.

연구팀은 2017년 드론으로 6만2000㎡ 크기의 면적을 관측하고, 해빙의 표면 특성과 움직임을 고려한 신기술을 적용해 수치표고모델을 제작하는 데 성공했다. 정확도도 이전 드론영상처리 기술을 적용했을 때보다 3배 이상 높아졌다.

연구팀은 지난해, 북극연구 사상 최대 규모였던 MOSAiC 프로젝트에도 참여해, 1년간 표류하며 북극바다를 탐사한 독일 쇄빙연구선 주변의 해빙 변화를 관측했다.

이번 연구결과는 원격탐사와 사진측량 분야의 세계적인 학술지 ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing 2월호에 게재됐다.

극지연구소 김재인 박사는 "실제 값에 더 가까워진 북극해빙의 수치표고모델 정보가 기후변화의 원인 분석과 예측의 정확도를 높이는 데 기여할 것으로 기대한다"고 말했다.

bsc9@news1.kr