Application of GOCI to the estimate of Habitat for Mackerel in the South Korea Exclusive Economic Zone

국문 초록 (Abstract)

2011년부터 2019년까지 한국의 배타적 경제수역(EEZ) 내 고등어 어획의 공간적 패턴을 평가하기 위해, 이 연구에서는 한국의 정지궤도 해색위성 GOCI를 활용하였다. 이 연구에서는 고등어의 서식지 적합성 지수(HSI)를 분석하는데, 이 접근법은 위성에서 유도된 환경 데이터와 정부 어획 기록을 함께 활용한 것이다. HSI는 생산적인 어업 지역을 식별하고 예측하는 데 널리 사용되는 도구이다. 고등어 어획 데이터와 엽록소 농도(CHL), 해수면 온도(SST), 해수면 높이(SSH), 주요 생산성(PP)과 같은 환경 요인을 결합하여 이상적인 환경 임계값을 결정하였다: CHL(0.32–1.6 mg m−3), SST(14.45–26.72°C), SSH(0.61– 0.84 m), PP(654.94–1,731.3 mg C m−2 d−1). 이를 바탕으로 HSI를 사용하여 고등어의 계절별 서식지 적합성 지도를 생성하고, 이를 어획 분포 데이터와 비교하여 검증하였다. 연구 결과, HSI 모델은 한국의 배타적 경제수역 내 고등어 어획 지역을 예측하는 신뢰할 수 있는 방법임을 확인하였다. 이 연구를 통해, 고등어의 공간 분포와 환경적 선호도를 이해할 수 있었으며, 그 결과는 한국 수역 내 어업 관리 개선을 위한 중요한 기반이 될 것이다.

주요단어(Key words) : GOCI, 고등어, 위성 유도 환경 변수, 배타적 경제수역, 서식지 적합성 지수.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

To assess the spatial patterns of mackerel catches within South Korea's Exclusive Economic Zone (EEZ) from 2011 to 2019, we employed GOCI, the Korean geostationary ocean color satellite sensor. We examined the Habitat Suitability Index (HSI) for mackerel, which combined satellite-derived environmental data with government catch records. The HSI is a well-established tool for identifying and predicting productive fishing areas. By merging mackerel catch data with environmental factors such as Chlorophyll-a concentration (CHL), Sea Surface Temperature (SST), Sea Surface Height (SSH), and Primary Productivity (PP), we determined the ideal environmental thresholds: CHL (0.32–1.6 mg m−3), SST (14.45–26.72°C), SSH (0.61–0.84 m), and PP (654.94–1,731.3 mg C m−2 d−1). Using the resulting HSI, we generated seasonal habitat suitability maps for mackerel and validated them against catch distribution data. The findings indicate that the HSI model is a reliable method for predicting mackerel fishing zones within South Korea’s EEZ. This study enhances understanding of mackerel’s spatial distribution and environmental preferences, offering valuable insights for improving fisheries management in South Korean waters.

Keywords : GOCI, Mackerel, Satellite-derived Environmental Variables, Exclusive Economic Zone, Habitat Suitability Index

목차 (Table of Contents)

• 1. Introduction 1
• 1.1 Background. 1
• 1.2 Habitat Suitability Index 4
• 2. Data and Methodology 8
• 2.1 Study Area. 8
• 2.2 Geostationary Ocean Color Imager 11
• 2.3 Mackerel Catch Data 14
• 2.4 Remote Sensing Data on Oceanic Conditions 15
• 2.4.1 Sea Surface Temperature 16
• 2.4.2 Chlorophyll-a Concentration 18
• 2.4.3 Sea Surface Height. 18
• 2.4.4 Primary Production 20
• 2.5 Habitat Suitability Models 21
• 3. Result 24
• iv
• 3.1 Examination of Catch Pattern and Oceanic Conditions 24
• 3.2 Formulation of seasonal HSI model 27
• 4. Discussion 37
• 5. Conclusion and Recommendation. 48
• Bibliography. 54
• Acknowledgment 72
• v