[논문]다목적실용위성 영상처리 및 활용

이광재; 김윤수; 최해진

doi:10.7780/kjrs.2017.33.6.3.1

다목적실용위성 영상처리 및 활용
KOMPSAT Image Processing and Applications 원문보기

대한원격탐사학회지 = Korean journal of remote sensing, v.33 no.6 pt.3, 2017년, pp.1171 - 1177

이광재 (한국항공우주연구원 국가위성정보활용지원센터) , 김윤수 (한국항공우주연구원 국가위성정보활용지원센터) , 최해진 (한국항공우주연구원 국가위성정보활용지원센터)

초록
AI-Helper

본 특별호는 최근 수행되고 있는 다목적실용위성 영상처리 및 활용연구에 대해서 소개하고 있으며, 사설에서는 다목적실용위성 개발 현황과 국가 위성영상 활용정책을 살펴보고 특별호에 소개된 논문의 의의에 대해서 논하였다. 지속적인 위성개발을 통해 활용 가능한 위성영상 자원과 활용정책은 체계적으로 마련되어 있는 것으로 판단된다. 따라서 본 사설에서 소개된 산림 및 도시 변화탐지, 영상보정 기술 등과 같이 다양한 자료처리 및 활용기술 개발이 지속적으로 이루어진다면 국가 위성영상의 활용 경쟁력은 더욱 강화될 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This special issue introduces recent researches on KOMPSAT(KOrea Multi-Purpose SATellite) image processing and applications. In this paper, the status of KOMPSAT development and national satellite image application policy are introduced and the implications of the papers presented in the special issue are discussed. Satellite image resources and application policy that can be utilized through continuous satellite development are considered to be systematically prepared. Therefore, if data processing and application technology development for various fields such as forest and urban change detection, image correction technology introduced in this paper are continuously carried out, it is expected that the competitiveness of national satellite image will be further strengthened.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

해외 주요국의 경우 국토, 해양, 에너지 등 다방면의 사회문제에 위성영상을 이용하고 있는 반면 국내의 경우 경험부족과 인프라 부족 등으로 활용도가 미미한 것이 사실이다. 따라서 골든 솔루션 프로젝트를 통해 공공부문에 적용 가능한 실용화 기술을 개발하고 이를 통해 사회문제 대응에 보다 적극적으로 위성영상을 활용함으로써 위성개발 성과를 국민 삶의질 제고로 연계시키고자 하는 것이 목적이다. 2015년부터 현재까지 총 6개의 연구과제가 선정되어 2개(담수 클로로필 농도 분석, 해양기름 유출 분석) 과제가 종료되고 4개(양식장 피해절감, 갯벌 주제도 제작, 해상풍 및 파고모니터링, 객체인식 및 식별) 과제가 진행 중에 있다.
본 사설에서는 다목적실용위성 개발 현황과 국가 위성영상 활용정책을 간략하게 살펴봄과 동시에 특별호에 소개된 다목적실용위성 영상처리 및 활용연구에 대해서 논하였다. 현재 운영되고 있는 3기의 다목적실용위성을 비롯하여 6호, 7호 등 후속위성 개발로 활용 가능한 위성영상은 지속적으로 증가할 것으로 예상되며 범정부 차원의 위성영상 활용정책이 차질 없이 이행될 경우 위성영상 활용도는 급격하게 증대될 것으로 판단된다.
본 특별호는 최근 수행되고 있는 다목적실용위성 영상자료 기반의 다양한 자료처리 및 활용연구를 소개하는데 목적이 있으며, 본 사설에서는 다목적실용위성 개발 및 활용정책과 특별호 발간논문의 의의에 대해서 살펴보고자 한다.

제안 방법

다목적실용위성 3호는 2호의 후속위성으로 공간해상도 향상뿐만 아니라 기동성 향상으로 인해 동일 궤도상에서의 입체영상 촬영이 가능하도록 개발되었다.

후속연구

한편 지속가능한 위성영상 활용모델을 개발하고 다양한 분야에 적용하기 위해서는 자료처리 기초기술뿐만 아니라 실용화 기술 개발이 지속적으로 이루어져야 된다. 다목적실용위성 시리즈의 경우 다양한 종류의 고해상도 위성영상을 공급하기 때문에 전문분야별 체계적인 활용기술이 개발되어 현업에 적용된다면 국가경쟁력 향상과 국민 삶의 질 제고에 이바지 할 수 있을 것으로 기대된다.
(2017)은 2017년 5월에 발생한 상주산불 전후의 다목적실용위성 3호와 2호 영상자료로부터 생성한NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)에 ITPCA(ITerative Principal Component Analysis)를 적용하여 산림황폐화 변화를 분석하였는데, 최소화된 임계치 추정기법을 적용함에도 불구하고 오탐지 지역을 최소화 시킬 수 있는 방안을 제시하였다. 따라서 향후 이와 같은 연구 결과를 활용한다면 국내뿐만 아니라 접근불능지역 등 다양한 지역에서 발생 가능한 산림황폐화를 보다 효과적으로 확인할 수 있을 것으로 기대된다.
(2017)은 다목적실용위성 2호와 3호를 이용하여 도시지역에서의 변화를 탐지하기 위한 방법론을 제시하였는데 NDVI와 NDWI(NormalizedDifference Water Index)를 이용하여 비 관심지역을 제거한 후 CVA(Change Vector Analysis)를 적용하여 약 90%수준의 변화를 탐지하였다. 이와 같은 방법론은 광범위지역에서 발생할 수 있는 도시변화 탐지에 유용하게 적용될 수 있을 것으로 판단된다.
(2017)은 도심지역에서 나타나는 인공구조물의 그림자 영역을 본그림자(umbra)와 반그림자(penumbra)로 구분한 후 각각의 영역을 정확하게 탐지하여 오분류의 가능성을 줄임과 동시에 그림자를 효과적으로 보정하기 위한 방안을 제시하였다. 이와 같은 연구를 지속적으로 발전시킨다면 고해상도 광학영상에서 그림자로 인한 폐색영역에서의 정보를 보다 효과적으로 추출하여 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
Lee(2017)는 SNAP 소프트웨어를 이용한 다목적실용위성 5호 간섭기법 처리 가능성을 확인하였다. 향후 국내개발 SAR 영상자료의 활용성 강화를 위해서는 ESA 등과 같이 사용자 지원을 위한 소프트웨어를 개발하여 배포할 필요가 있을 것으로 판단된다.
본 사설에서는 다목적실용위성 개발 현황과 국가 위성영상 활용정책을 간략하게 살펴봄과 동시에 특별호에 소개된 다목적실용위성 영상처리 및 활용연구에 대해서 논하였다. 현재 운영되고 있는 3기의 다목적실용위성을 비롯하여 6호, 7호 등 후속위성 개발로 활용 가능한 위성영상은 지속적으로 증가할 것으로 예상되며 범정부 차원의 위성영상 활용정책이 차질 없이 이행될 경우 위성영상 활용도는 급격하게 증대될 것으로 판단된다. 한편 지속가능한 위성영상 활용모델을 개발하고 다양한 분야에 적용하기 위해서는 자료처리 기초기술뿐만 아니라 실용화 기술 개발이 지속적으로 이루어져야 된다.
그러나 이들 영상자료들은 넓은 촬영 폭으로 인해 광역지역에 대한 연구에는 적합하지만 낮은 공간해상도로 인해 도심과 같은 국부지역에 대한 적용에는 한계가 있어왔다. 현재까지 다목적실용위성 3A호중적외선 영상을 이용한 연구가 거의 수행되지 않았지만 3호 중적외선 영상과 기존 적외선(Landsat-8 TIR 등)영상 간의 차이를 분석하고 활용하기 위한 연구가 점차 진행되고(Han et al., 2017) 있기 때문에 향후 고해상도 중적외선 영상을 이용한 다양한 자료처리 및 분석기술 연구가 활발히 진행될 것으로 예상된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	지구관측위성은 어디에 사용되고 있는가?	지난 수십 년 동안의 위성기술 발전에 힘입어 오늘날의 지구관측위성은 저해상도(1 km급)부터 고해상도(30cm급)에 이르기까지 다양한 성능을 가지는 광학, SAR(Synthetic Aperture Radar), 적외선(중적외, 열적외), 초분광(hyperspectral) 영상을 제공하고 있다. 과거 군사·안보목적으로 제한되어 사용되던 위성영상은 오늘날 누구 쉽게 접할 수 있게 되었으며, 국토·환경변화 감시, 기상·기후 분석, 재해재난 모니터링 등 실생활에 직간접적으로 연계되어 활용되고 있다. 특히 저궤도 지구관측위성은 높은 공간해상도를 바탕으로 정밀 변화탐지 및 지형정보 추출을 비롯하여 각종 주제도 제작과 지리정보시스템 등에 이용되고 있으며, 단순 현상 확인뿐만 아니라 원인분석에 이르기까지 폭넓게 활용되고 있다.
	저궤도 지구관측위성은 어떻게 활용되고 있는가?	과거 군사·안보목적으로 제한되어 사용되던 위성영상은 오늘날 누구 쉽게 접할 수 있게 되었으며, 국토·환경변화 감시, 기상·기후 분석, 재해재난 모니터링 등 실생활에 직간접적으로 연계되어 활용되고 있다. 특히 저궤도 지구관측위성은 높은 공간해상도를 바탕으로 정밀 변화탐지 및 지형정보 추출을 비롯하여 각종 주제도 제작과 지리정보시스템 등에 이용되고 있으며, 단순 현상 확인뿐만 아니라 원인분석에 이르기까지 폭넓게 활용되고 있다. 한편 최근에는 다양한 초소형위성 군(constellation) 기반의 빠른 주기해상도를 바탕으로 연속 모니터링이 가능하게 됨에 따라 환경감시 및 재해재난 분야에 있어 위성영상의 활용성이 더욱 강조되고 있다.
	지구관측위성은 어떤 영상을 제공하고 있는가?	지난 수십 년 동안의 위성기술 발전에 힘입어 오늘날의 지구관측위성은 저해상도(1 km급)부터 고해상도(30cm급)에 이르기까지 다양한 성능을 가지는 광학, SAR(Synthetic Aperture Radar), 적외선(중적외, 열적외), 초분광(hyperspectral) 영상을 제공하고 있다. 과거 군사·안보목적으로 제한되어 사용되던 위성영상은 오늘날 누구 쉽게 접할 수 있게 되었으며, 국토·환경변화 감시, 기상·기후 분석, 재해재난 모니터링 등 실생활에 직간접적으로 연계되어 활용되고 있다.

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