최근 건설업계에서는 예측하기 어려운 지반침하 사고로 인한 안전 문제가 지속적으로 대두되고 있습니다. 육안으로는 발견하기 어려운 미세한 지반 변화를 사전에 감지하고 대응할 수 있는 기술적 해법에 대한 필요성이 그 어느 때보다 높아지고 있죠.
메이사 역시 InSAR 기술을 활용한 지반 모니터링 솔루션을 포함하여 다양한 위성 영상 분석 기술 개발에 지속적으로 투자해왔습니다. 오늘은 지반침하라는 건설 현장의 핵심 과제를 중심으로, 위성 데이터 기술이 어떻게 건설 안전의 새로운 패러다임을 제시하고 있는지 살펴보겠습니다.
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최근 몇 년간 국내 곳곳에서 지반침하 사고가 이어지고 있습니다. 한국에서는 최근 5년간 867건의 지반침하 사고가 발생했으며, 특히 서울·경기권에서 올해만 45건 이상이 보고되었습니다. 이 중 31.8%가 서울에서, 21.2%가 경기에서 발생하며 도심과 대규모 공사 구간에서의 안전 위협이 지속되고 있죠. 지반침하는 눈에 띄는 균열이나 파임 없이 서서히 진행되기 때문에 사고가 발생하기 전까지는 그 변화를 감지하기 어렵습니다. 한 번 발생하면 복구에 많은 시간과 비용이 소요되며, 경우에 따라서는 인명 피해로 이어질 수 있습니다.
이 때문에 현장의 관리자들은 '미리, 더 넓게, 더 정밀하게' 지반 상태를 살필 수 있는 방법을 찾고 있습니다. 시추나 지반 계측기 같은 전통적인 방식은 정밀도가 높지만, 설치 범위가 제한적이고 장기간 관측에 드는 비용이 만만치 않습니다. 드론 측량 역시 속도와 해상도 측면에서 큰 장점이 있지만, 비행 제한구역이나 광범위한 구간의 장기 모니터링에는 한계가 있습니다. 바로 이 지점에서 위성 기반 데이터 기술의 가치가 주목받고 있습니다.
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위성에서 수집하는 데이터에는 여러 종류가 있습니다. 전자광학 영상은 태양광이 지표면에서 반사되는 빛을 촬영하는 방식으로 우리 눈으로 보는 것과 유사한 컬러 영상을 제공하지만, 지반의 미세한 수직 변위를 측정할 수 있는 위상 정보가 없어 지반침하 감지에는 한계가 있습니다. 고도 데이터는 지형의 3차원 높이 정보를 제공하지만 측정 정밀도가 수 미터 단위에 그쳐 밀리미터 단위의 미세한 지반 변화를 포착하기 어렵습니다. 이러한 제약을 뛰어넘는 것이 바로 영상레이더 SAR(Synthetic Aperture Radar)입니다. SAR는 마이크로파 펄스를 지표면으로 발사하여 반사된 신호를 수신하는 방식으로, 기상조건과 무관하게 전천후 24시간 영상 획득이 가능합니다. 위성이나 항공기가 연속적으로 마이크로파 펄스를 수신하면서 이동한 거리만큼 안테나의 직경이 커지는 효과를 이용하여 고해상도 영상을 얻을 수 있죠.
여기서 핵심은 InSAR(Interferometric SAR) 기술입니다. InSAR는 SAR 위성으로 획득한 영상에 적용하는 분석 기법으로, 서로 다른 시점에 촬영한 SAR 영상을 비교해 위상 차이를 분석하는 방식입니다. 이를 통해 지표의 높낮이 변화를 밀리미터 단위까지 계산할 수 있죠. 때문에 InSAR로 확보한 데이터는 지반침하 관측에 특히 유용합니다. 한 번의 관측으로 수십 평방킬로미터에 달하는 광범위한 지역을 관측할 수 있어, 건설 전 단계에서는 부지 안정성 검토에, 공사 중에는 인근 지역의 침하 여부 감시에, 완공 후에는 시설물 안전 모니터링에 활용할 수 있습니다. 장기간에 걸친 침하 추세를 추적하고, 도로·철도·도심 등 대규모 인프라의 지반 안정성을 효율적으로 관리할 수 있을 뿐더러 변위가 임계값을 넘어서는 시점을 조기에 파악하여 사고에 대한 사전 대응이 가능해집니다.
실제로 위성 데이터는 전 세계적으로 지반을 모니터링 하는 것에 사용되고 있습니다. 런던에서는 크로스레일 프로젝트에서 InSAR 기반 시계열 분석을 통해 지하철 터널 굴착 과정에서 발생하는 비선형 지반 움직임을 탐지하고 모니터링했으며, 이는 전통적인 레벨링 측정을 보완하는 핵심 수단으로 활용되었습니다. 네덜란드에서는 PS-InSAR, GNSS, 중력자료를 통합한 전국 규모의 지반침하 지도를 국가 차원에서 운영하고 있죠. 또한 멕시코시티에서도 2002년부터 Sentinel-1 기반 PS-InSAR로 최대 500mm/년에 달하는 극심한 지반침하를 정량적으로 측정하여 지하철과 핵심 인프라 주변의 침하 위험을 사전 파악하고 있습니다.
메이사 역시 드론과 위성 데이터를 활용한 공간정보 솔루션 업체로서 이러한 위성 데이터를 적극적으로 다루고 있습니다. 지반침하 추적을 포함해 건설 현장에서 필요한 다양한 공간정보를 드론 및 위성 관측으로 확보하고 분석해 제공하고 있죠. 최근에는 일본의 다케나카공무점과 동부건설의 건설 현장에 위성데이터 기반 공정관리 솔루션을 제공하며, 현장의 안전성과 효율성 확보를 지원했습니다. 복잡한 위성 데이터를 이해하기 쉬운 시각화 자료로 변환하고, 현장 상황에 맞는 맞춤형 분석 결과를 제공함으로써 실무진의 의사결정을 돕고 있습니다.
지반침하는 겉으로 보이지 않는 곳에서 서서히 진행됩니다. 발생 후 대처하는 방식에서 벗어나 발생 전에 위험을 감지하고 대비하는 것이 무엇보다 중요하죠. 메이사는 앞으로도 산업 전반에서 높아지는 안전·효율 요구에 맞춰 위성데이터 활용 솔루션을 고도화하고, 건설 현장의 예측·관리 역량을 강화하는 데 기여할 계획입니다.
