GEDI 데이터를 이용한 강원도 바이오매스량 산정

GEDI 데이터를 이용한 강원지역 바이오매스량 분석

GEDI프로젝트는 미국 우주항공국 NASA에서 지구에 대한 3차원적 분석을 위해 2019년부터 시작한 LiDAR기반 인공위성 데이터 취득 프로젝트이다. NASA는 22년 3월 GEDI의 최신 L4B 데이터를 이용하여 1km x 1km 해상도의 지상부 바이오매스 밀도지도 (aboveground biomass density (AGBD))를 발표하였다. 여기에는 2019년 4월 18일부터 2021년 8월 4일까지 취득한 데이터를 분석하여 Patterson et al.(2019)가 제안한 hybrid model-based mode of inference 알고리즘을 통해 평균 지상부바이오매스의 밀도를 구하였다.

여기서는 이 데이터를 통해 우리나라 및 강원도의 지상부 바이오매스량을 분석해보고자 한다.
일단 GEDI데이터부터 다운로드를 받아야 하는데 데이터는 미국지리국의 홈페이지에서 다운로드 받을 수 있다.

https://daac.ornl.gov/cgi-bin/dsviewer.pl?ds_id=2017

다운로드된 파일의 압축을 풀면 여러가지 파일이 나오는데 이중  GEDI04_B_MW019MW138_02_002_05_R01000M_MU.tif이 평균지상 바이오매스를 나타내는 파일이화 이를 오픈소스지리정보시스템인 QGIS에서 불러오면 다음과 같다.

 
지도상에서 푸른색이 짙을수록 바이오매스의 양이 많은 것을 나타낸다. 아마존과 중부아프리카 동남아시아가 상대적으로 많은 바이오매스량을 나타내는 것을 볼 수 있다.

우리나라를 확대해 보면 다음과 같다.

 
사진을 보면 사선의 격자형식으로 보이는데, 이는 GEDI의 센서가 라이다센서로 일반적인 광학센서와는 달리 일정한 간격만을 취득하기 때문에 센서가 취득한 지역의 데이터만 보이게 되어 그렇게 된 것이다.

이 중 우리나라의 산림지역이라고 할 수 있는 강원도 지역의 바이오매스량을 분석해 보자.

(사진을 좀더 잘 보이게 하기위해 색상을 검은색으로 변경)
 
위 사진을 확대해보면 사각형의 격자가 그려져 있는데, 한 격자는 1km x 1km의 크기를 가지면 색상이 진해지면 진해질수록 높은 바이오매스 값을 가지는 것이다.

이렇게 분류된 자료를 가지고 평균바이오매스 값을 구하다 다음과 같다.

(단위 : Mg/ha)	전세계	한국	강원도
평균값	46.37	83.94	149.78
표준편차	66.20	67.16	69.27

이 추정치를 기본으로 하면 강원도의 산림면적인 1,368천ha에 평균 바이오매스량 149.78을 곱하면 약 209백만톤의 바이오매스량이 나오는데, 이는 2012년 산림과학원에서 조사한 205백만 ha와 매우 유사한 값이 나오는 것이 된다. 하지만 한국전체로 보면 많은 차이가 난다. 

GEDI의 위성 라이다 센서를 이용한 데이터의 정확성은 연구팀에 의하면 다른 조사에 비해 매우 높은 것으로 알려져 있지만, 그 정확도의 판단은 앞으로도 많은 연구가 필요할 것이고, 그에 따라 개선되 나갈 것이다. 

무엇보다도 인공위성 LiDAR를 통해 보다 정확한 데이터를 쉽고 적은 비용으로 취득할 수 있게 되는 것은 매우 바람직하다고 볼 수 있다.