SWOT 위성 수위 자료 기반 하천 수체 담수량 산정 기법 개발 = Volumetric estimation method in river body based on SWOT satellite water surface elevation data

국문 초록 (Abstract)

기후변화와 도시화로 인해 하천 및 호소의 수위와 담수량 변화를 정밀하게 모니터링할 수 있는 기술의 중요성이 증대되고 있다. 그러나 기존 지상 관측망은 공간적 제약으로 인해 대규모 유역이나 접근이 어려운 하천 구간에서 안정적인 수문 정보를 확보하는 데 한계가 있다. 이러한 문제를 보완하기 위해 2022년 발사된 SWOT (Surface Water and Ocean Topography) 위성은 세계 최초로 고해상도의 수면고도(WSE)와 수면폭 정보를 제공하여 광역 담수 수계의 정량적 관측을 가능하게 한다. 본 연구는 국내 최초로 SWOT 위성에서 산출된 WSE 자료와 CAD 기반 지형 자료를 결합하여 낙동강-금호강 합류부 구간의 수위 변화를 정량적으로 분석하고, 수위-담수량(stage-volume) 관계곡선을 구축하였다. 분석 과정에서 기본적인 품질 관리 절차를 거쳐 SWOT 수위 자료의 신뢰성을 확보하였으며, DEM-WSE 차를 활용한 GIS 기반 Cut/Fill 계산으로 담수면적과 체적을 산정하였다. SWOT 기반 수위는 지상 수위관측소와 비교하여 MAPE 1.68%, PBIAS 1.53%의 높은 정확도를 보였고, 수위-담수량 회귀모형은 R2=0.959로 우수한 설명력을 확보하였다. 본 연구의 의의는 SWOT 위성의 수위 정보와 고해상도 지형자료만으로 하천 담수량을 산정할 수 있음을 국내에서 처음으로 실증했다는 점에 있다. 이를 통해 지상 관측소가 부족하거나 부재한 구간에서도 신뢰성 있는 수위-저수량 관계 구축이 가능함을 보였으며, 이는 기존 지상 기반 관측체계를 보완하는 위성 수문학적 접근의 잠재력을 제시한다.