2021년 9월 19일 카나리아 제도의 라팔마 섬에서 화산이 폭발했습니다. 정부 관계자들은 이에 대응하기 위해 드론과 사진 측량을 사용했습니다.

Cumbre Vieja 화산 지역은 카나리아 제도에서 가장 작은 섬 중 하나인 라 팔마 섬에 위치해 있습니다. 2021년 분화는 50년 만에 발생한 것으로, 마지막 분화는 1971년이었습니다. 그 이후로도 이 화산은 간헐적으로 지진과 같은 약한 지각 활동을 일으켰지만 분화하지는 않았습니다.

IGN(스페인 국립지리연구소)은 스페인과 그 영토 전역의 화산 모니터링을 담당합니다. 그들은 화산을 주의 깊게 매핑, 측정 및 분석하여 이동을 감지합니다. 연구소는 마드리드에 본부를 두고 있으며 화산 모니터링 그룹과 테네리페에 또 다른 중요한 사무실을 두고 있습니다. 그들은 지진 활동, INSAR 이미지, GNSS, 지구 화학 및 지질 측정을 포함하여 화산을 모니터링하는 여러 방법을 가지고 있습니다.

사진 측량으로 쿰브레 비에하 화산 폭발 예측하기

분화가 일어나기 전에 IGN 화산학자와 전문가 팀은 분화 일주일 전인 9월 14일에 라 팔마를 방문했습니다. 그들은 섬에 도착했고 3일 후로 임박한 분화에 대비하기 시작했습니다.

화산 폭발을 예측하는 것은 매우 어렵습니다. 두 번의 분화는 동일하지 않으며 장기간 휴면 상태인 화산의 경우 화산 상태의 변화 징후를 포착하기 위해 주의 깊은 모니터링이 필요합니다.

화산에서 나온 용암류가 해안으로 뻗어나가 측정 및 분석이 필요함

팀은 드론을 사용하여 지형과 지형의 변화를 모니터링하고 고해상도 이미지를 수집합니다. 이것의 출력은 분화 전, 분화 중, 분화 후에 기록을 유지하고 비상 대응 또는 구조 활동을 계획하는 데 사용할 수 있습니다. 드론을 이용해 화산을 맵핑하는 것이 도보로 현장을 직접 방문하는 것보다 더 안전하며, 과학자들이 안전과 데이터의 필요성 사이에서 균형을 잡을 수 있도록 합니다.

프로젝트 세부정보

드론으로 화산 지도를 만들 수 있는 방법은 무엇입니까?

라 팔마 화산 폭발은 극적이었습니다. 용암이 500 미터 상공까지 치솟았고 분출 기둥은 해발 5~7km에 달했습니다. 화산에서 흘러나온 용암이 섬을 가로질러 건물과 농장을 파괴했으며, 수천 명의 주민들은 집에 대부분의 소유물을 남겨두고 대피하여 생계를 유지했습니다. IGN 팀은 분화 현장에 있었고 85일 이상 후에 분화가 선언될 때까지 시작부터 전체 과정을 따랐습니다. 그들에게는 몇 가지 임무가 있었습니다.

1. 분화하는 동안 팀은 용암 흐름과 해안을 매핑하여 용암 흐름의 확장과 지형 생성을 확인했습니다.

2. IGN은 새로 생성된 땅의 부피와 표면적을 추정해야 했습니다.

3. 마지막으로 화산 학자들은 화산의 3D 모델을 얻을 계획이었습니다. 이것은 화산을 분석하고, 진화를 이해하고, 분화 종료에 대한 최종 모델이 되는 데 사용됩니다.

분화 당시 화산의 모양이 바뀌었고 새로운 구조가 IGN에 의해 기록되었습니다.

용암은 빠르게 움직이고 주의를 기울이지 않으면 조종사가 갇힐 수 있기 때문에 드론으로 화산을 매핑하는 데는 많은 위험이 있습니다. 또 다른 문제는 화산은 용암뿐만 아니라 화쇄류와 유독 가스도 생성한다는 것입니다. 가스처럼 보이는 물질의 기둥은 사실 기화된 암석 또는 지형 물질일 수 있으며, 이는 고체와 기체 물질의 조합입니다. 이는 이탈리아의 베수비우스 화산 폼페이에서 일어났던 현상과 유사합니다. 드론으로 화산을 매핑할 때 팀은 화산이나 용암 흐름 옆에 있는 가스 배출구를 조심스럽게 피해 비행해야 했습니다.

사진 측량으로 화산 폭발 측정

IGN은 스페인 전역에서 GNSS, 구조, 자기장 변화 모니터링 및 지진 모니터링을 지원하는 Copernicus와 파트너 관계를 맺고 있습니다. 이 사용 사례에서 IGN은 마드리드의 팀 및 Copernicus와 쉽게 공유할 수 있는 빠르고 정확한 결과를 얻기 위해 PIX4Dcloud를 사용했습니다.

IGN 팀은 PIX4Dcloud 및 무인 항공기 이미지로 화산을 측정할 수 있었습니다.

PIX4Dcloud는 이름에서 알 수 있듯이 이미지에서 2D 및 3D 출력을 생성할 수 있는 클라우드 기반 사진 측량 플랫폼입니다. 연구팀은 드론을 사용하여 1200헥타르를 측정하고 이미지를 PIX4Dcloud에 업로드한 용암 흐름을 매핑했습니다. 거기에서 그들은 용암 흐름을 정확하게 나타내는 2D 정사 모자이크와 3D 포인트 클라우드를 만들 수 있었습니다. 이 분화로 1500채의 가옥이 파괴되었으며 PIX4Dcloud의 출력을 이전 지도와 비교하여 2D 비교 기능을 사용하여 분화의 영향을 확인할 수 있습니다.

폭발 동안 당국은 화산에 의해 여러 대의 드론이 손실되거나 파괴되었다고 기록했습니다.

화산 자체는 PIX4Dcloud에서 측정한 결과 높이가 200미터로 확인되었습니다. 이곳은 가스 기둥이 가장 높고 피하기 어려운 곳이었기 때문에 드론을 잃을 위험을 최소화하기 위해 폭발 중에 비행은 한 번만 진행했습니다. 그리고 분화가 끝난 후 다시 측정하여 최종 기록을 남겼습니다.

비상 대응에서 사진 측량의 장점

PIX4Dcloud는 공유하기가 편리하기 때문에 이 프로젝트에 이상적인 솔루션이었습니다. 처리 속도가 빨랐고 최종 프로젝트에 어디에서나 액세스할 수 있었습니다. 특히 Copernicus 또는 마드리드의 IGN 본부와 협력하기 좋았습니다.

“Pix4D로 작업하는 것은 하루 종일 현장에서 고사양의 PC로 처리를 할 필요 없이 충분히 빠르게 지도와 3D 모델을 얻는 열쇠였습니다. 또한 클라우드를 사용하여 다른 과학 그룹 및 비상 관리자와 정보를 공유하는 데 도움이 되었습니다.” - Meletlidis Stavros, IGN 화산학자

자동화된 처리는 또한 단순히 이미지를 업로드하고 결과가 준비 중이라는 알림을 받을 수 있기 때문에 팀의 시간을 절약했습니다. 비행 성과는 사진 측량 결과물로 쉽게 보여줄 수 있었습니다. 고해상도 이미지는 화산에 대한 현지 대응을 조정하는 데 귀중한 자원이었으며 위성 이미지로는 볼 수 없는 데이터를 수집하는 데 도움이 되었습니다. 이 분화는 드론이 이리저리 움직이고 적응할 수 있는 자체 기상 시스템을 만들었습니다. 드론과 사진 측량 덕분에 IGN은 자신의 안전을 우선시하면서 정확한 데이터와 결과를 얻을 수 있었습니다.