단풍·낙엽을 산불 피해로 오인…UNIST 위성영상 분석 오류 줄였다

(울산=뉴스1) 김세은 기자 = 계절 변화로 식생 상태가 달라지는 점을 반영해 위성 영상으로도 산불 피해 정도를 정확하게 파악할 수 있는 분석 기술이 개발됐다.

울산과학기술원(UNIST) 지구환경도시건설공학과 임정호 교수팀은 산불 피해 강도 분석 기법인 'ASAP(Advanced burn Severity Analysis with Phenology-detrended indices)'을 개발했다고 1일 밝혔다.

산불 피해 강도는 산불로 인해 숲과 초지가 얼마나 크게 변했는지를 보여주는 지표다.

인공위성 영상을 이용한 산불 피해 강도 분석법은 넓은 피해 지역을 한꺼번에 살펴볼 수 있지만, 분석에 적합한 영상을 구하기 까다롭다는 단점이 있다.

영상에 낀 구름이 적고, 산불 전후 영상의 촬영 계절도 맞아야 하기 때문이다. 계절이 다른 영상을 비교하게 되면 단풍과 낙엽과 같은 변화까지 산불 피해로 판단할 수 있다.

연구팀이 개발한 기술은 '식생지수'를 보정해 계절에 따른 자연스러운 변화의 영향을 줄이고 산불 피해를 보다 정확하게 파악할 수 있다.

식생지수는 식물 잎의 무성함이나 수분 상태에 따라 빛을 반사하는 정도가 달라지는 원리를 이용해 식생 상태를 나타낸 값이다. 식생지수가 높을수록 식물이 울창하고 건강한 상태임을 의미한다.

이 기술은 산불 주변 지역에서 계절에 따라 식생지수가 어떻게 달라지는지를 식생 종류별로 분석한 뒤, 그 변화량을 산불 전 식생지수에 반영한다.

예를 들어 주변 낙엽수림이 여름에서 가을로 바뀌며 식생지수가 0.2 낮아지면, 산불 전 식생지수가 0.8인 지역은 산불이 없었더라도 가을엔 0.6이 됐을 것으로 보정한다. 이 값에서 실제 산불 후 식생지수를 빼 피해 강도를 계산하는 방식이다.

또 산불 발생 위치를 바탕으로 분석 지역을 자동으로 설정하고, 구름이나 식물이 없는 지역을 제외하도록 설계됐다.

이 기술로 미국에서 발생한 12건의 산불에 대해 산불 피해 강도 분석 성능을 검증한 결과, 계절이 다른 영상을 사용했음에도 실제 현장 조사 결과와의 상관계수가 0.72로 높게 나왔다.

또 지난해 1월 LA 산불 5건을 분석해 본 결과, 계절 차이 때문에 불에 타지 않은 지역을 피해 지역으로 잘못 판단하는 오류를 줄일 수 있었다.

이번 연구는 성태준 연구원과 양세영 연구원이 공동 제1저자로 참여했다.

임정호 교수는 "대형 산불 발생 시 신속한 피해 평가와 복구 전략 수립은 물론, 위성 기반 산불 모니터링과 재난 대응 기술 고도화에도 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.

본 연구는 산림청과 교육부의 지원을 받아 수행되었으며, 연구 결과는 국제 학술지 '리모트 센싱 오브 인바이론먼트(Remote Sensing of Environment)' 9월호에 게재됐다.

syk000120@news1.kr