라이다 수심측량 (LiDAR Bathymetry)

지구과학
한 줄 정의: 항공기에서 물을 투과하는 특수 파장의 레이저를 쏘아 얕은 바다나 하천의 수심을 원격으로 측량하는 기법.

쉽게 풀면

보통 레이저는 물속으로 거의 들어가지 못하지만, 초록색 계열의 특정 파장의 레이저는 맑은 물을 어느 정도 투과할 수 있다. 라이다 수심측량은 항공기에서 이 초록색 레이저를 쏘아, 수면에서 반사되는 신호와 바닥에서 반사되는 신호가 도착하는 시간 차이를 계산해 수심을 알아내는 기법이다. 배로 접근하기 어려운 얕은 연안이나 산호초, 하천 바닥까지 넓은 범위를 빠르게 측량할 수 있어 해도 제작과 연안 관리에 유용하게 쓰인다.

왜 중요한가

배로 접근하기 어려운 얕은 연안이나 넓은 하천 구간을 짧은 시간에 정밀하게 측량할 수 있어, 해안 침식 모니터링, 해양보호구역 관리, 홍수 시뮬레이션을 위한 지형 자료 구축 등 연안·하천 환경 연구에서 기초 자료로 널리 활용됩니다. 위성이나 선박 기반 음향측심으로는 다루기 어려운 얕은 수심대의 공백을 메워준다는 점에서 여러 원격탐사 융합 연구의 핵심 자료원으로 인용됩니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"라이다 수심측량 자료를 이용해 연안 산호초 지대의 정밀 수심도를 작성하였다."

레이저를 이용한 원격 측량으로 산호초가 있는 얕은 바다의 정밀한 수심 지도를 만들었다는 뜻이다.

"하천 라이다 수심측량 자료와 다중빔 음향측심 자료를 통합하여 홍수기 유량 변화를 반영한 하도 지형 모델을 구축하였다."

하천공학·수문학 연구에서 라이다 수심측량 자료를 다른 측량 방식과 결합해 유량 예측 모델을 만들 때 사용된다.

"시계열 라이다 수심측량 결과를 비교한 결과 해당 사구 지형에서 최근 수년간 지속적인 침식 경향이 관찰되었다."

해안지형학 연구에서 여러 시점의 수심측량 자료를 비교해 해안선 변화를 추적할 때 인용된다.

조금 더 깊게 보면

라이다 수심측량에서는 흔히 532나노미터 부근의 녹색 파장 레이저가 사용되는데, 이는 다른 파장보다 물속 투과율이 상대적으로 높기 때문입니다. 실제 수심은 수면 반사파와 바닥 반사파 사이의 시간차에 빛의 속도와 물속에서의 굴절을 고려해 계산되며, 물의 탁도뿐 아니라 파도나 부유물질의 영향을 보정하기 위한 후처리 알고리즘도 함께 적용되는 경우가 많습니다.

주의할 점

물이 탁하면 레이저가 바닥까지 도달하지 못해 정확한 수심 측정이 어렵기 때문에, 이 기법은 비교적 맑고 얕은 물에서만 효과적이다.

관련 용어