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문제 정의
- 개발될 위성들은 농촌진흥청, 기상청, 환경부, 국토교통부 등에서 공동으로 활용할 계획에 있고, 국토의 상당 부분을 차지하는 농림지 관측 분야에서 매우 높은 활용도를 갖게 될 것으로 기대된다. 따라서 본 논문에서는 농림업분야에서 위성관측 자료를 활용하는 사용자들의 관점으로 위성 개발 정책 수립이 진행되기 위한 방안을 제시하고자, 농림업 중형위성에 대한 개발 방향을 설명한다. 아울러, 농림업 분야 연구 개발을 위한 전략 로드맵을 통해 향후 개발할 농림업 중형위성에 대한 효율적인 개발 및 활용방안을 제시한다.
- 이와 같이 위성영상을 이용한 농림업분야 관측의 활용도가 증가하고 있는 추세이고, 국내에서도 농림업분야에 특화된 위성 개발의 필요성이 제기되고 있다. 본 논문에서는 국내 농림업 관련 수요 기관에서 농림업분야의 위성영상이 활용될수 있는 방안을 정립하고, 농림업에 특화된 위성 탑재체를 확보하는 전략을 수립하였다. 이를 통해 향후 국내 위성 탑재체 개발사업 수립 및 개발에 반영하여 획득되는 위성영상이 농림업분야에서 원활하게 활용될 수 있는 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.
제안 방법
- 위성 개발을 위한 기술 요소를 파악하기 위해서 타 위성 개발 및 활용 정책에 관한 분석 자료를 기반으로 농림업 중형위성 개발계획 수립 및 개발방향을 결정하는 각 요소들의 환경, 현황, 조건 등에 대한 심도 깊은 분석을 수행하였다. 그림 4는 향후 농림업 중형위성 운용 시 발생할 수 있는 대표적인 방안에 대해 SWOT 분석을 수행한 결과이다.
- 그리고 핵심기술 연구 개발 결과와 개념설계의 내용을 보다 구체적으로 해석하여 실사용자들의 요구조건 충족 및 고효율적인 농림업 중형위성 탑재체 개발을 구체화하는 기본설계를 진행해야 한다. 이 단계에서 확정한 농림업 중형위성 탑재체의 초기 개발에 대한 주요 구성을 결정하여 시스템의 기본 사양안을 구축한다. 따라서 기본설계에서는 위성 탑재체 시스템 구성도, 전력 소모량 등의 기초자료가 구성되어야 한다.
후속연구
- 신규 개발 위성은 지구정밀 관측 외에 토양 수분 측정, 농작물 피해조사, 표층 해류 측정, 재난 방지 등의 다양한 정부 부처 및 지방자치단체의 수요를 충족시킬 수 있는 방안으로 계획되고 있다. 개발될 위성들은 농촌진흥청, 기상청, 환경부, 국토교통부 등에서 공동으로 활용할 계획에 있고, 국토의 상당 부분을 차지하는 농림지 관측 분야에서 매우 높은 활용도를 갖게 될 것으로 기대된다. 따라서 본 논문에서는 농림업분야에서 위성관측 자료를 활용하는 사용자들의 관점으로 위성 개발 정책 수립이 진행되기 위한 방안을 제시하고자, 농림업 중형위성에 대한 개발 방향을 설명한다.
- 개념설계에서는 개략적인 일반 시스템 구성도를 작성하며 기본적인 특성 산출 및 개괄적인 성능 추정을 수행해야 한다. 그리고 핵심기술 연구 개발 결과와 개념설계의 내용을 보다 구체적으로 해석하여 실사용자들의 요구조건 충족 및 고효율적인 농림업 중형위성 탑재체 개발을 구체화하는 기본설계를 진행해야 한다. 이 단계에서 확정한 농림업 중형위성 탑재체의 초기 개발에 대한 주요 구성을 결정하여 시스템의 기본 사양안을 구축한다.
- 특히 국토의 85%가 농림지로 구분되어 있는 국내 지형특성으로 인해 농림업 위성 관측을 통해 확보되는 영상은 그 활용도가 매우 높을 것으로 예상된다. 농림업 중형위성은 그림 1에서 보이는 바와 같이 향후 2022년과 2025년에 발사되어 농촌진흥청 및 산림청 등 유관분야에 효율적인 위성자료 제공이 가능할 것으로 예상된다.[3]
- 미국, 유럽, 등의 농림업분야 선진국들에서는 현장과 일치하는 경작지 정보 파악 및 각종 농림업 지원 기술을 통한 농림업 원격탐사기술이 보편화되어 있다. 농림업분야에서 위성영상 활용도가 높아지면서, 현장에 가지 않고도 해당 농림지 정보를 취득할 수 있는 원격탐사기술을 사용하여 광범위한 현장정보를 최소한의 조사인력으로 신속하고 정확하게 획득할 수 있을 것으로 기대된다.[10]
- 농업분야에서 농림업 중형위성은 국내 채소, 맥류, 벼, 국외곡물 등의 작물구분, 바이오매스 추정, 생장 모니터링, 병충해 탐지 등에 활용될 뿐 아니라, 미국·중국 등 해외 시장 수요 분석 및 통일 대비 북한의 농업 현황 분석에 활용될 수 있을 것이다.
- 이를 지원하기 위해서는 국내외 위성정보 통합 관리 체계화 및 융·복합 활용을 지원하는 위성활용 개방형 플랫폼을 구축이 필요해질 것이다. 또한 위성정보의 보급 및 활용기술 개발을 강화하기 위해 위성정보 활용 고도화 및 영상처리 기술개발을 추진해야 하며 차세대 탑재체 활용을 위한 기반기술 연구가 추진되어야 한다.
- 위성정보와 현장정보를 융합하여 신뢰성을 높이면 이러한 한계를 극복하는데 용이할 것이다. 또한 지자체의 표준 경작지를 샘플 지역으로 설정 후 장기적으로 운용하면 표준화된 식생지수 마련 및 보조적인 지표로 활용이 가능할 것이다.
- 향후 농림업 중형위성이 독자적으로 운용되면 다양한 수요처를 대상으로 농림업 위성관측 데이터에 대한 양질의 정보축적 제공 및 자료 배포가 용이할 것으로 예상된다. 또한, 농림관측을 위한 전용 탑재체 개발이 진행되면, 관련 기반기술 확보 및 인력양성 사업이 활발해질 것으로 예상된다. 하지만 운용 효율성 측면에서 활용부처의 제도적 협력체계 구성이 중요한 문제가 될 것이고, 위성활용에 대한 부처 간의 중복성 시비가 초래될 가능성이 발생할 것이다.
- [12] 이와 같이 위성영상 활용이 농림업분야에 활성화된다면 넓은 지역의 전반적인 현황을 빠르게 파악할 수 있고, 현지조사에 비하여 실측 오차가 적으며 상대적인 위치가 정확하여 조사대상 지역 전체에 걸쳐 신뢰도가 증가하게 된다. 또한, 분석절차에 사용된 각종 기법을 명시하기 때문에 데이터의 객관성 또한 높일 수 있고, 작물의 식생 및 면적산정 등 정략적 해석이 가능하여 농림업 기술 분야에 긍정적 기대 효과를 가져다주는 등의 효과가 기대된다.
- 또한 국가우주개발에 필요한 수준의 기술력과 경험을 보유한 인력 교육체계를 수립하여 산학연이 순조롭게 고급인력을 양성할 수 있도록 종합적인 인력양성 체계 구축이 요구된다. 새로운 인력양성 방법으로서 산업체와 연구원에서는 즉시 현장에 투입할 숙련된 인력양성을 갖추어야 하고, 대학에서는 학생들이 졸업 후 취업이 일정부분 보장되는 체계를 수립하는 것이 바람직하며 장기적으로는 인력과 기술 및 우주개발 프로그램의 선순환 구조가 확립되어야 할 것이다.
- 따라서 본 논문에서는 농림업분야에서 위성관측 자료를 활용하는 사용자들의 관점으로 위성 개발 정책 수립이 진행되기 위한 방안을 제시하고자, 농림업 중형위성에 대한 개발 방향을 설명한다. 아울러, 농림업 분야 연구 개발을 위한 전략 로드맵을 통해 향후 개발할 농림업 중형위성에 대한 효율적인 개발 및 활용방안을 제시한다.
- 현재 국내 환경에서는 국가 위성개발 프로그램의 특성상 저변확대 및 인력양성에 제한이 있으며, 실제 개발 경험을 보유한 인력의 양성과 산업체 및 정부의 인력 수요에 한계가 있고, 핵심 기술 개발에 직접 투입될 수 있는 인력양성을 위한 프로그램이 다양하게 제공되지 못하고 있는 상황이다. 이를 개선하기 위한 방안으로서 그림 8과 같이 국가우주개발의 원동력이 되는 창의적인 인력을 공급하고, 선진 우주기술 보유국과의 국제 협력을 강화하며 국내 위성개발 원천 기술 및 핵심기술을 확보하는 미래위성 개발 사업이 꾸준히 추진되어야 할 것이다.
- 본 논문에서는 국내 농림업 관련 수요 기관에서 농림업분야의 위성영상이 활용될수 있는 방안을 정립하고, 농림업에 특화된 위성 탑재체를 확보하는 전략을 수립하였다. 이를 통해 향후 국내 위성 탑재체 개발사업 수립 및 개발에 반영하여 획득되는 위성영상이 농림업분야에서 원활하게 활용될 수 있는 기초자료로 활용될 것으로 기대된다. 차세대 중형위성 기술요소의 경우 활용범위와 가치가 높은 반면 기술이전이 어렵기 때문에 국내 자체 개발 계획수립이 요구되고 있다.
- [11] 국내에서는 최근 다양한 목적의 위성이 2040년까지 지속 개발될 예정으로 있다. 이에 따라 위성영상 활용기술이 향후 농촌진흥청 및 산림청 등의 다양한 현장업무에 효율적으로 적용될 수 있는 여건이 마련될 수 있도록 위성개발 정책이 수립되어야 할 것이다. 향후 독자적 농림업 중형위성이 운용되었을 때 다양한 세부분야에서 효율적으로 위성자료가 활용될 수 있을 것으로 분석되는데 그림 3은 농업 및 임업분야의 활용분야를 요약한 것이다.
- 임업분야의 경우 산림지 이용변화, 산림 특성구분, 산림 바이오매스 평가, 산림 생장 모니터링 등과 같이 산림 이용 및 특성 파악에 활용될 수 있고, 산림 피해지를 파악하여 산림을 복원하기 위한 모니터링에도 활용될 수 있다. 이외에도 농림업 중형위성은 농림 기상자료 매핑, 토양수분 추정, 증발산량 추정 등에 활용될 계획으로, 현행 농림업분야의 경지 및 재배면적 등과 관련된 관측에 매우 적합할 것으로 예상된다.
- 이에 따라 효율적인 농림업 중형위성 탑재체 개발 및 활용을 위해 ‘농림업 중형위성 탑재체 개발기술 전략적 확보’, ‘농림업 중형 위성 개발 정책적 협의 체계 구축’, ‘농림업 위성관측 시스템 및 인프라 구축’, ‘농림업 중형위성 개발목표를 위한 역량 확보’ 등의 관점으로 농림업 중형위성 개발정책을 수립할 필요가 있을 것으로 보인다. 표 4와 같은 농림업 중형위성 탑재체 개발 및 활용 전략 로드맵은 향후 국내 차세대 중형위성 개발 사업이나 농림업 위성관측 기술 개발을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.
- 차세대 중형위성 기술요소의 경우 활용범위와 가치가 높은 반면 기술이전이 어렵기 때문에 국내 자체 개발 계획수립이 요구되고 있다. 향후 국내 차세대 중형위성의 원활한 개발을 위해서는 농림업 중형위성 개발 및 활용 전략계획을 수립하여 사업을 체계적으로 진행할 필요가 있으며, 이에 대한 각 기관의 유기적인 협력이 진행되어야 할 것이다.
- 국내 우주개발 중장기계획 핵심 프로젝트로서 차세대 중형위성 사업이 진행되고 있다. 향후 농림업 전용 위성과 탑재체를 기획 및 제작하는 과정에는 수많은 기초기술과 활용 지식이 필요해질 것이다. 현재 국내 환경에서는 국가 위성개발 프로그램의 특성상 저변확대 및 인력양성에 제한이 있으며, 실제 개발 경험을 보유한 인력의 양성과 산업체 및 정부의 인력 수요에 한계가 있고, 핵심 기술 개발에 직접 투입될 수 있는 인력양성을 위한 프로그램이 다양하게 제공되지 못하고 있는 상황이다.
- 향후 농림업 중형위성이 독자적으로 운용되면 다양한 수요처를 대상으로 농림업 위성관측 데이터에 대한 양질의 정보축적 제공 및 자료 배포가 용이할 것으로 예상된다. 또한, 농림관측을 위한 전용 탑재체 개발이 진행되면, 관련 기반기술 확보 및 인력양성 사업이 활발해질 것으로 예상된다.
- 이러한 기술을 개발하고 증진하는 노력은 재료, 컴퓨터, 전자공학, 통신 및 정보처리와 같은 분야의 새로운 산업기술을 유발할 수 있다. 향후 운용될 농림업 중형위성은 위성영상을 사용자들이 쉽게 접근하도록 하여 광범위한 지역의 정보를 단시간에 확보할 수 있는 환경을 제공함에 따라 관련분야 수요가 대폭 증가되는 효과를 얻을 것으로 예측된다.
- 7m급 광학영상 및 다목적실용위성 5호를 통한 1m급 레이다영상 등의 자료 확보가 가능하고, 과학기술위성 및 통신해양기상위성 등의 실용급 위성이 개발되어 운용되고 있다. 향후 추진될 차세대 중형위성 개발 사업을 통해 지구관측 위성개발 사업은 지속적으로 진행될 예정에 있는데, 이 사업에서는 위성 개발 기술을 산업체로 이전할 계획임에 따라 국내 위성산업은 더욱 가파르게 활성화될 것으로 예상된다. 특히 국토의 85%가 농림지로 구분되어 있는 국내 지형특성으로 인해 농림업 위성 관측을 통해 확보되는 영상은 그 활용도가 매우 높을 것으로 예상된다.
- 위성관측 수요 공백을 방지하고, 위성개발 기술력을 유지하기 위해서는 기존 국가 위성개발 프로그램의 지속적인 기술연구 진행이 요구된다. 현재 진행중인 차세대 중형위성 탑재체 개발을 통해 다양한 탑재체의 장착이 가능한 표준형 위성 플랫폼이 제공되면 가격 경쟁력을 확보된 실용 위성 양산 체제가 구축되어, 농립업 전용 탑재체의 국산화가 더욱 현실성있는 계획으로 다가올 것이다.
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