구리로 오염된 세가지 토양에 대한 하이퍼스펙트럴 센서의 적용 가능성 평가

Evaluation of Applicability of Hyperspectral Sensor to Three Copper Contaminated Soils

본 연구에서는 하이퍼스펙트럴 센서를 활용한 중금속오염토양 탐지에 있어서 세가지 종류의 토양에서의 적용가능성을 평가하고자 하였다. 이를 위해 실측하여 농도를 알고 있는 구리와 두가지 이상의 중금속으로 혼합된 인공오염토양 및 철도 부지의 현장오염토를 이용하여 실측 농도 기반의 세가지 오염 시나리오를 구축하였다. 이후 구리의 특정파장대역을 기반으로 분광각맵 퍼법(SAM) 알고리즘을 이용하여 구리로 오염된 토양의 분류 가능 여부를 확인하였다. 그 결과 인공오염토에서는 목표물인 순수 Cu로 스파이킹 된 토양을 가장 먼저 탐지하였다. 현장 오염토 1에서는 시나리오상 가장 고농도로 오염된 토양을 가장 먼저 탐지하였으며 점차 낮은 농도 순으로 탐지하는 것을 확인할 수 있었다. 현장 오염토 2에서는 높은 유기물농도로 인해 가장 고농도로 오염된 경우에는 탐지가 되지 않았으나 이를 제외한 나머지 농도구배에서는 고농도에서 저농도 순으로 탐지되는 것을 확인할 수 있었다.

In this study, we evaluated the possibility of detecting heavy metal contaminated soils in three soil types using a hyperspectral sensor. For this purpose, we constructed three contamination scenarios based on measured concentrations using artificially contaminated soil and contaminated soil mixed with copper with known concentrations and two or more heavy metals. Then, we tried to verify the possibility of detecting copper contaminated soil based on copper-sensitive wavelength using the SAM algorithm. As a result, soil spiked with Copper in artificially contaminated soils was detected first. Field contaminated soil 1 was the first detected with the highest concentration of copper in the scenario, and it was confirmed that the soil was detected sequentially from high to low concentrations. However, field contaminated soil 2 was not detected in the case of copper contaminated with the highest concentration owing to the high organic matter concentration. In all the concentration gradient scenarios except this, it was confirmed that the concentration was detected in order of concentration.