Abstract
The estimation technique of surface water temperature by satellite remote sensing has been applied to ocean and large lakes using AVHRR. However, the spatial resolution AVHBR is not abquate for coastal region and small lakes. Landsat 5 TM has 120 m spatial resolution, which suits better. We carried out analysis of surface water temperature in Lake Sihwa and near coastal area using Landsat 5 TM. To relate digital number to the brightness temperature, we applied Empirical, NASA, RESTEC, Quadratic methods. Comparing calculated and observed value, we obtained as follows; NASA method, $R^2=0.9343$, RMSE(Root Mean Square Error)=3.5876$^{\circ}C$; RESTEC method, $R^2=0.8937$, RMSE=3.76$^{\circ}C$; Quadratic method, $R^2=0.8967$, RMSE=2.949$^{\circ}C$. Because Landsat TM has only one band for extracting surface temperature, it was difficult to correct for the atmospheric errors. For improving the accuracy of surface temperature detection using Landsat TM, there is a need for a method to decrease the effect of atmospheric contents.
위성자료를 이용한 표층수온 분포에 관한 연구는 AVHRR을 이용하여 해양이나 내륙의 거대 호수에 적용되어 왔다. 하지만, AVHRR은 공간적인 해상력이 낮아 (1.1 Km) 연안해역이나 시화호에 AVHRR을 적용하여 표층수온을 분석하기는 어렵다. 반면에 Landsat TM은 6번 밴드 (10.4-12.5 $\mu\textrm{m}$)를 이용하여 표층수온을 추출할 수 있으며, 120m 의 공간해상력을 가지고 있어서 시화호와 인근 해역의 표층수온 분포를 분석하는 것이 가능하다. 본 연구에서는 Landsat TM의 공간해상력이 가지는 장점을 이용하여 연안해역과 시화호의 표층수온을 분석하였다. 또한, 표층수온을 파악하기 위해 영상에서 얻은 신호에 경험적 방법, NASA, RESTEC, Quadratic 방법을 적용하여 휘도온도(Brightness Temperature: $^{\circ}C$)를 구하고 이들을 실측치와 비교하였다. 각각의 방법을 적용하여 얻은 계산치는 실측치 보다 1-5$^{\circ}C$ 낮게 나타났으며, NASA방법은 $R^2$=0.9343, RMSE=3.5876$^{\circ}C$, RESTEC방법은 $R^2$=0.8937, RMSE=3.76$^{\circ}C$, Quadratic 방법은 $R^2$=0.8967, RMSE=2.949$^{\circ}C$의 결과를 보여주었다. Landsat TM은 단일밴드에 의해 표층수온을 추출하므로 대기중의 수증기에 따른 오차를 보정하기 어렵다. 따라서, TM 자료에 의한 표층수온 분포는 실측치보다 낮게 추정될 수 있다. 하지만, 연안해역과 시화호의 표층수온 분석에 있어서 공간해상력이 가지는 장점을 이용하기 위해서는 대기중의 수증기와 에어로졸에 의한 대기영향을 감소시킬 수 있는 방법이 제시되어야 할 것이다.
