Evaluation of applicability of remotely sensed data in hydrological modeling for streamflow prediction in ungauged basins

Abstract

관측 하천유량과 같은 수문정보가 부족하거나 관측되지 않는 미계측 유역의 하천유량을 예측하기 위해서는 기존과는 다른 새로운 모델 보정방안이 필요하다. 토양수분과 증발산, 식생과 유역의 수문 프로세스와 연관된 위성 기반 원격탐사자료의 가용성이 증가함에 따라 미계측 유역의 예측성능을 확보할 수 있는 기회 또한 증가하고 있다. 본 연구에서는 위성 자료로 보정된 모델을 이용한 미계측 유역에서의 유출 예측의 잠재성을 조사하기 위해 다음과 같이 세 장으로 구성하여 연구를 수행하였다. 첫 번째로, 개념적 수문 모델을 소개하고, 위성 관측 기반의 토양수분 제품만을 이용하여 모델을 보정하여 유출예측성능을 살펴보았다. 두 번째로, 위성으로 관측된 식생 정보를 이용하기 위해, 수문 모델과 식생 모듈을 결합한 생태 수문 모델을 제안하고, 생태 수문 모델의 하천유량 모의 성능을 평가하여 적용성을 검증하였다. 마지막으로, 앞서 검증된 생태 수문 모델을 각각의 위성 관측 기반 자료(식생, 실제증발산, 토양수분)만을 이용하여 보정하고, 하천유량 예측성능을 평가함으로써, 미계측 유역의 예측(Prediction in Ungauged Basins, PUBs)에서 위성 관측 기반 자료의 활용 가능성을 조사하였다. 그 결과, 토양수분 및 증발산 자료를 이용하기 위해서는 새로운 편의보정 방법의 마련과 같은 보완 연구가 필요한 것으로 나타났지만, 엽면적지수(Leaf Area Index, LAI)만으로 보정된 생태 수문 모델은 관측 유량 자료를 이용한 최선의 보정과 비교하여 경쟁력 있는 결과를 보였다. 본 연구의 결과는 위성기반 원격탐사자료(특히, LAI)가 미계측유역의 유출 예측에 적용될 수 있는 유망한 방안임을 보여준다.