위성영상자료 활용서비스 활성화를 위한 권역별 공간정보센터 설립방안에 관한 연구

조윤원(Jo, Yun-Won),조명희(Jo, Myung-Hee),홍성언(Hong, Sung-Eon) 한국지적학회 2009 한국지적학회지 Vol.25 No.1

최근 위치기반 산업의 급격한 성장과 통신, 컴퓨터, GIS 기술 등의 발전에 따라 지질 및 자원탐사, 해양, 산림, 환경, 농업 등 국토전반을 효율적으로 관리하기위한 고해상도 위성영상의 활용 또한 급격히 증가하고 있는 실정이다. 아울러 효율적인 영상자료의 배포와 높은 활용성 제고를 위해서는 세계 각국의 위성영상 시장은 민간 중심의 솔루션과 유통 센터 구축으로 전환하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 고해상 국가 위성을 발사하여 운영하고 있는 일본의 JAXA를 벤치마킹하여 다목적실용위성영상(KOMPSAT: Korea Multi-Purpose Satellite) 영상자료의 활용성 극대화를 도모할 수 있는 위성영상의 유통체계와 이를 통하여 관련기술개발, 교육 및 홍보 등을 합리적으로 수행할 수 있는 권역별 공간영상정보센터 설립의 구체적인 방법을 제시하고자 하였다. 이를 위하여 우리나라의 권역별 공간영상정보센터의 의의와 역할에 대하여 정의하고 나아가 국가차권의 지원전략에 대하여 알아보았다. Recently in order to manage the national land information such as geological features, resources monitoring, ocean, forest, environment, agriculture, the application of high resolution satellite images would be on increase with LBS(Location Based Service), telecommunication, computing, GIS technologies. Also the world market tends to establish a private enterprise based solution development or regional distribution system center the efficient distribution of satellite image and high application. In this study, the successful benchmarking, JAXA(Japan Aerospace Exploration Agency) was executed in order to revitalize KOMPSAT(Korea Multi-Purpose Satellite) data application and then the specific plan to establish RSIIC(Regional Spatial Image Information Center) was proposed in charged of efficient distribution system of satellite image data, related technology development, education and public relation. For this the significance and role of RSIIC were first defined and the national supporting strategy was recognized.

시계열 RapidEye영상과 객체기반 변화탐지 기법을 이용한 논벼 재배지역 추출

이성학 ( Sunghack Lee ),최진용 ( Jinyong Choi ),오윤경 ( Yunkyung Oh ),이상현 ( Sanghyun Lee ),박나영 ( Nayoung Park ) 한국농공학회 2012 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2012 No.-

최근 발사된 대부분의 인공위성은 고해상도위성(High Resolution Satellite)이며, 이전의 중/저해상도 위성영상과는 다른 영상 분석 방법이 필요하다. 중/저해상도 위성영상 분석을 위해서는 픽셀기반의 분류 방법이 주로 사용된 반면, 고해상도 위성영상에서 픽셀기반(Pixel-based) 분류방법을 적용할 경우 정확도를 떨어지는 경우가 많으며, 이는 위성영상의 해상도 증가로 분석 대상물보다 픽셀 크기가 작아짐에 따라 발생한다. 즉, 분석대상물 내에 다른 분광특성을 가지는 픽셀이 혼재하여 분석이 힘들어진다. 하지만 고해상도 위성은 중/저해상도 위성에 비해 더욱 많은 공간정보를 담고 있다. 따라서 고해상도 위성영상의 효과적인 분석을 위하여 객체기반(Object-based) 분석방법이 많이 적용되고 있다. 객체기반 분석 방법은 고해상도 영상에서 균일한(Homogeneous) 분광정보를 가지는 작은 객체(Object)로 분할(Segmentation)한 뒤 다시 보다 큰 객체로 분류(Classification)하며, 분할된 객체는 픽셀이 아닌 폴리곤( Polygon)형태로 표현된다. 고해상도 위성영상을 균일한 객체로 분할할 때 분할 크기에 다른 형태의 정보를 표현한다. 예를 들어 논벼 재배지역에서 하나의 필지 단위로 객체를 분할할 수도 있으나 용수구역단위에 가깝도록 분할 할 수 도 있다. 따라서 객체 분할 크기에 따라 각기 다른 위상정보를 가진 객체를 생성할 수 있으며, 이들의 관계를 이용하면 분류의 정확도 뿐 만 아니라 시계열 위성영상의 분할 시에 동일 영역에서 발생하는 객체분할의 불일치 문제를 해결하는데 유용하다. 객체기반 변화 탐지는 시계열 위성영상에 대하여 시간변화에 따른 지표의 변화를 탐지하는 방법으로 픽셀단위 변화탐지와 함께 분할된 객체의 형상과 위상정보를 함께 이용한다. 본 연구에서 목적은 북한 황해도 재령군 지역을 대상으로 시계열(4월, 6월, 8월) RapidEye(5m 해상도) 위성영상을 이용하여 논벼 재배 지역을 추출하는데 있어 객체기반의 변화탐지 기법을 적용하고자 한다. 다양한 객체 크기별 객체분할에는 Trimble사의 eCognition^® 소프트웨어를 이용하며, 객체분석과 논벼 재배지역 추출을 위해서 계층적 분류방법을 사용한다. 객체기반의 변화탐지 기법의 성능을 평가하기 위하여 전통적인 픽셀기반의 분류방법을 같은 지역에 대해 적용한 후 결과를 비교하고자 한다.

ICT 발전트렌드에 대응하는 공간정보의 환경이슈 적용 체계 구축 : 빅데이터 분석과 위성영상 활용을 중심으로

이명진 ( Moung-jin Lee ),이정호 ( Jeongho Lee ),윤정호,심창섭,김근한,채성호,이선민 한국환경정책평가연구원 2017 기본연구보고서 Vol.2017 No.-

본 연구는 다양한 환경공간정보 중 위성영상을 중심으로 최근 주요 이슈가 되는 ICT(Information and Communication Technology) 기술 융합을 통하여 해외 선진 사례와 국내 주요 환경 이슈에 대응하는 시범연구를 수행하는 것을 목적으로 한다. 전년도 연구 성과를 통하여 위성영상이 환경공간정보 전체에서 가장 많이 활용되는 것을 분석하였다. 또한 국내외 위성영상의 특징을 분석하고, 환경 분야에서 활용되는 사례를 고찰하였다. 더불어 해외 선진 사례 중 실제 위성영상과 ICT 기술을 융합한 사례(토양수분 변화 분석을 통한 가뭄 감지)를 국내에 적용하기 위하여 적용할 수 있는 기술지도를 작성하고, 이를 바탕으로 시범연구(전북지역)를 수행하였다. 전년도 연구 결과를 통하여 피력한 바와 같이 최근 다양한 환경이슈의 해결을 위하여 실질적인 도구로서 위성영상의 활용이 두드러지고 있으며, 이에 정밀 지구관측을 통한 환경문제 대응을 위하여 우리나라는 2020년까지 총 8대 이상의 위성을 운용할 예정이다. 이러한 기조에서 위성영상의 환경공간정보와 ICT 기술의 융합·활용이라는 연구주제의 기술적 특성을 고려하여, 지구관측 위성, 기상·해양·환경 위성, 정지궤도 환경위성으로 분류되는 위성영상 비교 분석 및 이기종 위성영상의 활용 사례 특히, 위성영상과 ICT 기술의 융합 활용의 해외실증 프로젝트 사례를 조사하였다. 더불어 빅데이터(Big Data) 분석 중 텍스트마이닝(Text Mining)을 활용하여 기존의 국내 위성영상의 활용 현황에서 보다 구체적으로 어떠한 위성영상이 주류로 활용되고 있는지, 시기별·분야별로 정밀 분석을 수행하여 이기종의 위성영상의 환경공간정보와 ICT 기술의 융합 활용을 통한 환경이슈 대응 방안을 실증적으로 검토하는 다면적인 분석을 시도하였다. 이를 기반으로 토양수분의 실질적 사례에 대한 위성영상과 ICT 기술 융합 활용의 기술적 체계인 기술지도를 작성하였으며, 기술지도 내용을 실질적으로 구현하기 위하여 연구지역을 선정하여 시범연구를 진행하였다. 위성영상을 활용한 관측 및 검증에 필요한 정보를 ICT 기반으로 연계하여 분석·활용하는 방안을 구현하였다. 추가적으로 향후 발전된 ICT 기술과 위성영상의 융합 활용에 대하여 재구성을 통한 활용 방안을 제시하였다. 현재 및 향후 환경 분야에 활용할 수 있는 국내외 위성영상의 특징을 분석하여 정리하였다. 지구관측 위성(아리랑 시리즈, Landsat 시리즈) 및 기상·해양·환경 위성(천리안 시리즈 등), 정지궤도 환경위성(TEMPO, 천리안-2B GEMS 등)으로 대분류하여 국내외 위성의 제원을 조사·정리하였다. 이기종 위성영상의 활용 사례 조사에서는 국내 지구관측(아리랑 시리즈) 위성, 기상·해양·환경(천리안 시리즈) 위성, 환경 주제도를 활용한 55건의 문헌을 대상으로 하였다. 국내지구관측 위성의 활용 사례는 수문학적 재난 등 총 15건, 국내 기상·해양·환경 위성의 활용사례는 토양수분 증발량에 관한 연구를 포함하여 총 18건, 환경 주제도의 활용 사례는 토양 침식계수 선정 등 총 22건이 조사되었다. 이와 같이 조사된 총 55건의 융합 활용 사례는 재난재해, 농업, 산림, 해양, 수질, 및 기후의 6개 분야로 구분되어 분석되었다. 국내의 대표적인 아리랑과 천리안 위성 사례 및 환경주제도 사례를 분석한 결과, 55건의 사례 중 약50%의 연구가 토양수분과 직·간접적인 연관이 있는 것으로 분석되었다. 구체적으로 재난재해분야에서 14건 중 9건, 농업분야에서 7건 중 7건, 산림분야에서 8건 중 3건, 해양분야에서 3건 중 1건, 수질분야에서 17건 중 5건, 기후분야에서 6건 중 1건에서 토양수분과의 직·간접적인 연관성을 나타냈다. 이를 통해 국내 위성과 환경분야 주제도 중심의 융합 연구로서 토양수분에 대한 연구가 적합하다는 것을 제시하였다. 이를 기반으로 토양수분 관련 위성영상과 ICT 융합 활용 실증 사례를 조사하였다. 분석된 위성영상 및 ICT 융합 활용 해외 선진 사례는 ‘Afsis 프로젝트’, ‘WEAM4i 프로젝트’, 및 ‘ERMES 프로젝트’ 등이 해당된다. 각각의 사례에 대하여 위성영상과 ICT 기술이 토양수분의 환경이슈 부문에서 어떠한 기술적 역할을 담당하며 활용되는지 조사·정리하였다. 빅데이터를 활용한 이기종 위성영상 융합 활용 분석에서는 빅데이터 분석방법 중 비정형 데이터 및 자연어 분석방법인 텍스트마이닝 방법을 활용하였다. 이는 전년도에 개발한 R프로그램 기반의 텍스트마이닝 프로그램의 자체 개선을 통한 네트워크 분석으로 수행되었다. 기존의 국내 위성영상의 활용 현황에서 좀 더 구체적으로 어떠한 위성영상이 주류로 활용되고 있는지, 시기별·분야별로 정밀 분석을 수행하였다. 또한 이기종 위성영상 융합의 이론적 배경을 분석하였다. 이는 위성영상의 공간해상도, 분광해상도 및 시간해상도로 구분하여 융합 방안을 제시하였다. 이를 통하여 향후 이기종의 위성영상의 환경분야 융합 활용에서 기반이 되는 중심 분광 파장대역, 공간 해상도 등을 도출하였다. 이기종 위성영상의 융합 활용방안으로서 공간해상도가 좋은 지구관측 위성과 시간해상도가 좋은 기상·해양·환경 위성을 융합하여 보완 활용이 필요하며, 특히 향후 천리안 2B호에서 제공하는 300~500nm 파장대역에서 융합 활용할 수 있는 지구관측 위성의 활용이 필요하다. ICT 기술을 반영한 위성영상 중심의 환경공간정보 활용 재구성에서는 전술된 융합 활용방안을 토대로 토양수분의 실질적 환경이슈를 해결하는 방안을 제시하였다. 이를 위하여 우선적으로 토양수분에 대한 위성영상 및 ICT 기술의 적용 및 활용 체계 구축을 기술지도 작성을 통하여 제시했으며, 이는 토양수분 관련 해외 실증 프로젝트(위성영상과 ICT 융합)의 국내 적용을 목적으로 한다. 구체적으로 해외 실증 프로젝트의 1) 위성영상 이용 토양수분 정보 획득, 2) ICT 플랫폼 구축을 통한 외부데이터 연계, 3) 분석·활용 서비스 제공의 세 단계의 구성을 통한 토양수분 관련 위성영상 및 ICT 기술의 융합 활용을 국내에 적용하기 위한 기술체계를 구축하여 제시하였다. 기술지도 내용 중 국지적 토양수분 관측 및 ICT기반 외부데이터 연계를 통한 분석·활용하는 방안을 구현하기 위하여 실제 시범 연구지역을 선정하여 시범연구를 수행하였다. 최종적으로 위성영상 중심의 환경공간정보 및 ICT 기술을 융합하여 토양수분의 환경이슈를 해결하는 활용 방안을 토양수분 시공간 모니터링 시스템으로 재구성하여 제시하였다. 토양수분에 위성영상 및 ICT를 활용한 환경이슈 적용 체계는 우선적으로 지구관측 위성 및 환경관측 위성의 이기종 위성영상을 중심으로 기후·대기 관측정보, 토양수분 관련 실측자료 및 관련 주제도가 필요하다. 각각의 활용 가능한 환경공간정보는 한국항공우주연구원, 국가기상위성센터, 국가환경위성센터, 기상청, 농촌진흥청 및 KEI 등에서 생산 및 관리하고 있다. 이들 정보를 바탕으로 ICT 기술 중 ‘빅데이터 플랫폼’, ‘인공지능인지컴퓨팅’, ‘클라우드컴퓨팅’, ‘IoT(Internet of Things)’, ‘5G 유·무선 네트워크’의 기술을 활용하여 농업생산량 예측, 가뭄피해 예측, 농사정보 등 수요자 맞춤형 서비스 및 정책적 의사결정을 지원할 수 있을 것이다. 정책제언에 대한 검토는 네 가지 관점에서 이루어졌다. 첫째, 환경주제도 갱신(내용 및 주기) 고도화의 필요성이다. 현재 환경주제도의 가장 기본이 되는 것은 토지피복지도이고, 토지피복지도는 위성영상 및 항공사진을 기초로 제작된다. 즉, 향후 토지피복지도 갱신, 더 나아가 환경주제도 갱신 및 고도화를 위해서는 위성영상 중심의 기본 자료 및 최신 ICT기술이 적재적소에 융합되어야 한다. 이는 4차 산업혁명 기반 일반 국민 대상의 신산업가치 창출을 위한 기초자료로 적극 활용할 수 있으므로 토지피복지도 및 관련 환경주제도의 갱신을 위한 적극적 기술 개발 투자 및 연구가 필요하다. 둘째, 위성영상의 제도적 위상 재정립의 필요성이다. 현재 위성영상과 관련한 국내 법·제도적 규정에서는 위성영상은 위성정보(통신, 음향 및 음성 등을 포함)의 일종이며 위성의 정보 생산 목적 및 활용에 따른 위성정보의 구분 및 정의는 명시하지 않고 있다. 원격탐사 방식의 위성영상 정보는 환경뿐만 아니라 기상, 국토 관리, 교통, 재난재해, 기후변화 등 다양한 국민생활 이슈에 공간정보 형태로 활용이 가능하고, 이종 원격탐사 위성 간의 자료 융합 및 분야별 융합이 비교적 쉽게 이루어질 수 있으며, 향후 이에 대한 수요처가 증가할 것으로 분석되었다. 즉, 원격탐사 방식의 위성정보에 대한 관리와 이용에 대해 별도의 새로운 제도적 체계가 필요하다. 셋째, 위성영상 정보 접근성 확장의 필요성이다. 위성영상의 고유의 활용 및 ICT 등 타분야 융합을 통한 정책 적용 잠재성을 현실화하기 위해서는 현재와 같은 위성정보의 접근 통제 환경을 점진적으로 완화할 필요가 있다. 위성영상 정보 관련 법 및 제도 내 정보 보안에 관한 조항 등의 수정은 물론, 정보보안 및 군사안보와 관련된 정부부처 및 산하기관에서 운용하는 위성영상 관련 보안규정 역시 정보 접근성 완화를 골격으로 한 개선이 시급히 수행되어야 한다. 넷째, 신정부 정책의 실천을 지원하는 민간기업의 참여 확대의 필요성이다. 신정부 100대 국정과제 내 주요 전략은 일자리 창출이며, 이는 원격탐사 방식 위성정보 활용 서비스의 핵심인 처리 소프트웨어의 개발은 미래 신성장 동력의 핵심 기술로서 충분히 인정받을 수 있다. 또한 시장 규모로 볼 때 대기업이 아닌 중소 전문기업 또는 스타트업 규모에서 집중적으로 추진할 수 있는 아이템이다. 따라서 원격탐사 분야와 ICT 분야, 이를 융합 활용하는 분야에서 활용 서비스 스타트업 및 전문 중소기업의 육성을 신정부 내 국정운영의 한 축으로 하는 게 중요하며, 원시 위성영상 생산 이후 자료 처리 및 유통 단계서부터 정부 또는 국가기관 주도가 아닌 민간기업의 참여를 정책적으로 장려하여야 한다. This study aims to conduct a case study of best practices overseas and a pilot study to deal with major environmental issues in Korea through integration of ICT that has recently become a major issue, focusing on satellite images among various kinds of environmental spatial information. The study analyzed the case in which satellite images were most frequently used in all of environmental spatial information based on the study results made in the previous year. In addition, it analyzed the characteristics of satellite images in Korea and overseas, and examined the cases in which they were used in the field of environment. Furthermore, an applicable technology roadmap was drawn up to apply the case in which satellite images and ICT are integrated ― detecting drought by analyzing the variation of soil moisture ― to Korea, and a pilot study was conducted on the basis of the roadmap in Jeonbuk. There is more and more use of satellite images as an actual tool to resolve various environmental issues as shown in the previous year’s research findings. Thus, to cope with environmental problems through precise earth observation, South Korea will manage at least 8 satellites by 2020. Considering the technical characteristics of the research topic which is integration and use of environmental spatial information of satellite images and ICT, this study comparatively analyzed satellite images classified into earth observation satellites, meteorological/ocean/environmental satellites, and geostationary environmental satellites. In addition, it studied cases in which multi-sensor satellite images are used, especially verifiable projects from overseas about integration and use of satellite images and ICT. Moreover, multifaceted analysis was attempted to empirically review measures against environmental issues through integration and use of environmental spatial information of multi-sensor satellite images and ICT by conducting a detailed analysis by period and field in order to determine which satellite images in particular are mainly used in Korea, using text mining among big data analysis. Based on this analysis, a technology roadmap was drawn up, which is the technical system of integration and use of satellite images and ICT in the actual case of soil moisture. A pilot study was conducted to select the study area for actual implementation of the technology roadmap. Then a method was implemented to analyze and use the data required for observation and verification using satellite images based on ICT. In addition, an application plan was presented based on restructuring of integration and use of ICT and satellite images developed later. The characteristics of local and global satellite images were analyzed and summarized, which can be utilized in the current and future environment field. Data of local and global satellites were also investigated and summarized by classifying them into earth observation satellites (Arirang series, Landsat series), meteorological/ocean/environmental satellites (Chollian series, etc.), and geostationary environmental satellites (TEMPO, Chollian-2B GEMS, etc.). In the case study of using multi-sensor satellite images, total 55 literatures were examined, which used domestic earth observation satellites (Arirang series), meteorological/ ocean/ environmental satellites (Chollian series), and environmental thematic maps. Total 15 cases including hydrologic disasters were examined in the case of using domestic earth observation satellites, total 18 cases including studies on soil moisture were examined in the case of using domestic meteorological/ocean/environmental satellites, and total 22 cases including selection of soil erosion factor were used in the case of using environmental thematic maps. These 55 cases were analyzed in 6 fields: disaster, agriculture, forest, ocean, water quality and climate. As a result of analyzing cases of Korea’s leading satellites Arirang and Chollian as well as environmental thematic maps, about 50% of 55 cases were directly or indirectly related to soil moisture. More specifically, direct or indirect correlation with soil moisture was found in 9 out of 14 cases in the disaster category, 7 out of 7 cases in the agriculture category, 3 out of 8 in the forest category, 1 out of 3 in the ocean category, 5 out of 17 in the water quality category, and 1 out of 6 in the climate category. This showed that research on soil moisture is adequate for research on integration and use of domestic satellites and thematic maps in the field of environment. Based on the above, a case study was conducted on the integration and use of soil moisture-related satellite images and ICT. The advanced cases about integration and use of satellite images and ICT included ‘AfSIS project’, ‘WEAM4i project’, and ‘ERMES project’. This study examined and summarized which technical role is performed by satellite images and ICT in the environmental issues of soil moisture for each case. In analyzing the integration and use of multi-sensor satellite images using big data, the text mining method was used, which is a method of analyzing unstructured data and natural language among various methods of big data analysis. This was conducted in a network analysis through the self-developed text mining program based on the R program developed in the previous year. A detailed analysis was conducted for each time and field regarding which satellite images are mainly used in Korea. In addition, the theoretical background of the integration and use of multi-sensor satellite images was analyzed. This was categorized into spatial resolution, spectral resolution and temporal resolution to present integration method. Based on the above, central spectral wavelength range, and spatial resolution were elicited, which form the basis of integration and use of multi-sensor satellite images in the field of environment. It is necessary to integrate and use the earth observation satellites with good spatial resolution and meteorological/ocean/environmental satellites with good temporal resolution as a integration and utilization of multi-sensor satellite images. In particular, it is necessary to use earth observation satellites that can be ingegrated in 300-500 nm wavelength band provided by Chollian 2B. In restructuring the use of environmental spatial information focusing on satellite images that applied ICT, a measure to resolve actual environmental issues of soil moisture was presented based on the aforementioned plan of integration and use. To this end, a technology roadmap was drawn up to establish the application and utilization scheme of satellite images on soil moisture and ICT, which is intended to apply global advanced projects related to soil moisture (integration of satellite images and ICT) in Korea. More specifically, a technological system is established and presented to apply the integration and use of soil moisture-related satellite images and ICT from overseas verifiable projects in Korea through the following steps: 1) acquiring soil moisture data using satellite images, 2) linking external data by establishing the ICT platform, and 3) providing analysis and utilization services. A pilot study was conducted by selecting an actual study area for demonstration in order to implement the method to analyze and use the data by linking ICT-based external data and observing local soil moisture among the content of technology roadmap. Finally, this study restructured the plan to integrate environmental spatial information focused on satellite images with ICT to resolve environmental issues of soil moisture into a soil moisture time-space monitoring system. The system to apply to environmental issues using soil moisture satellite images and ICT need soil moisture data and climate/air observation data derived from multi-sensor satellite images of earth and environmental observation satellites, as well as in-situ data on soil moisture and related thematic maps. The available environmental spatial information are produced and managed by Korea Aerospace Research Institute, National Environmental Satellite Center, Korea Meteorological Administration, Rural Development Administration, and KEI. Based on this data, ICT such as ‘big data platform,’ ‘artificial intelligence cognitive computing,’ ‘cloud computing,’ ‘IoT (Internet of Things),’ and ‘5G wired and wireless network’ can be used to predict agricultural production, forecast drought damages, provide customized services for consumers such as farming data, and support policy decision making. Review of policy suggestions was carried out in four views. The first is the need to renew and upgrade the environmental thematic maps (content and cycle). The most fundamental element of the environmental thematic map is land cover map, which is made based on satellite images and aerial photographs. In other words, to renew and upgrade the land cover maps as well as environmental thematic maps, it is necessary to integrate basic data focusing on satellite images and latest ICT in the right place. This can be actively used as the basic data to create new industrial values for the general public based on quaternary industries. Thus, it is necessary to actively invest in technological development and conduct research to renew land cover maps and related environmental thematic maps. The second is the need to reestablish the systematic status of satellite images. In the current legal-systematic regulations related to satellite images in Korea, satellite images are a type of satellite information (including communications, sound and voice), without providing their purpose of creating information and distinguishing or defining satellite information according to their use. Information from satellite images in the form of remote sensing can be used as spatial information in various issues of national life, such as environment, climate, land management, transportation, disaster and climate change. integration of data among multi-sensor remote sensing satellites and integration among different fields can be relatively easy, and demands for this is expected to grow in the future. In other words, there is a need for a new system regarding management and use of remote sensing satellite information. The third is the need to expand accessibility to satellite image data. To actualize the potential for policy application with the use of satellite images as well as integration with other fields like ICT, it is necessary to gradually ease the current access control of satellite information. Provisions about information security in laws and systems related to satellite image data must be amended. In addition, security regulations related to satellite images managed by government departments and affiliated agencies related to information security and military security must also be improved immediately, with focus on alleviating access to information. The fourth is the need to increase participation of private enterprises supporting the implementation of the new government policies. The major strategy in the 100 major government projects by the new government is creating jobs, and development of processing software, which is the essence of remote sensing satellite information service, can be acknowledged as the key technology of new future growth engine. Furthermore, not large companies but small and medium-sized enterprises (SMEs) or startups can focus on this business in terms of market size. Therefore, it is important to nurture service startups or specialized SMEs in the fields of remote sensing, ICT and integration and use of these fields as a major part of governance in the new government. It is also necessary to politically encourage the participation of private enterprises instead of having the government or a national institution lead the entire project from data processing and distribution after producing raw satellite images.

북한 역사유적 연구방법으로서 위성영상 분석 시론 ― 구글어스와 아리랑 위성영상의 비교를 중심으로

김현우 ( Kim Hyunwoo ),이선복 ( Yi Seonbok ) 서울대학교 인문학연구원 2021 人文論叢 Vol.78 No.2

북한지역 문화유산은 한반도의 역사와 문화를 연구하는 데 있어 학술적 가치가 높지만 실견이 불가능하고, 수집 가능한 정보도 제한 적인데다 그 정보의 신뢰도마저 낮다고 평가받는다. 뿐만 아니라 북한 문화유산의 현황과 관리에 대한 정황도 불명확하기 때문에 남한에서 북한의 문화유산을 본격적으로 활용하고 연구하기는 상당히 어려운 상황이라고 하겠다. 이러한 상황에서 본 연구는 북한지역 문화유산 연구의 대안 자료로서 위성영상에 주목하고 그 활용 가능성을 검토하고자 하였다. 위성영상은 남한에서 수집이 용이한 자료임과 동시에 북한의 시각을 거치지 않은 1차 자료라는 점에서 기존 북한자료의 한계를 보완할 수 있는 활용 가치가 높은 자료라고 여겨진다. 그러나 문화유산 분야에서 위성영상이 어떤 자료를 대상으로 어느 정도 수준에서 분석을 진행해야 할지에 대한 사전 지식과 경험이 부족한 편이기 때문에 분석을 시도하기가 쉽지 않다. 따라서 본 연구는 북한 문화유산 중, 위성영상으로 검토가 가능하면서도 유의미한 정보를 얻을 수 있을 것으로 예상되는 북한의 역사유적을 선별하고, 이를 국내의 대표적인 위성영상인 아리랑위성과 무료이면서 온라인으로 쉽게 접근이 가능한 구글어스를 통해 비교 검토를 시도하였다. 본 연구는 북한소재 조선왕릉, 낙랑토성과 주변 고분 등에 대한 위성영상 검토를 통해 북한에서 생산된 문헌자료에서는 미처 확인할 수 없었던 유적의 현황과 관리 상황을 파악할 수 있었다는 점에서 위성영상 분석의 유용함을 확인하였다. 그리고 평양 및 개성지역의 대표적인 유적들에 대한 구글어스와 아리랑 위성영상의 비교를 통해 무료 서비스인 구글어스를 통해 0.5 m급의 고해상도 위성영상을 관찰할 수 있다는 점도 파악할 수 있었다. 이를 통해서는 대략 너비 10 m 이상의 구조물 또는 범위를 가진 유적의 형태와 현황을 파악할 수 있을 것으로 판단된다. 한편 아리랑 위성영상의 경우, 구글어스에 비해 선명한 영상을 제공한다고 보기는 어려웠다. 이는 구글어스와 아리랑 위성영상의 해상도가 비슷한 데다, 보정여부의 차이에서 기인하였을 것으로 보이며, 따라서 상용 위성영상은 정밀 분석이 필요한 경우에 영상에 대한 보정과 함께 전문 분석도구를 통해 분석을 시도해야 할 것으로 판단된다. Despite the importance of North Korea’s cultural resources in researching the history and culture of the Korean peninsula, direct observation of North Korea’s cultural resources is impossible and the information that can be gathered is limited and often times unreliable. In addition, because so little is known about how cultural resources are managed in North Korea, conducting research on North Korea’s cultural resources from South Korea is extremely difficult. This research aims to both highlight and evaluate the potential of using satellite imagery as an avenue for researching North Korean cultural resources. As well as being easily acquired in South Korea, satellite imagery is a primary source of information unadulterated by North Korean perspectives, and therefore, may provide a highly valuable tool. However, in the area of cultural resources research, there is a lack of experience and knowledge regarding which satellite imagery should be used and what levels of analysis are possible. In this study, we select historical sites that are both observable through satellite imagery and most likely to provide meaningful information in order to attempt a comparison between Arirang satellites, South Korea’s well-known domestic satellite imagery provider, and Google Earth, which is both free to use and easily accessed online. Through observations of Joseon Dynasty royal tombs and Lelang Fortress and surrounding tombs, we found that the satellite imagery was useful in observing the condition and management of sites that are not found in historical sources produced in North Korea. Through a comparison of Google Earth and Arirang satellite images of major sites located in the Pyeongyang and Gaeseong areas, we found that even using Google Earth’s free services, we were able to obtain high-resolution satellite images at the 0.5 m level. In the case of Arirang satellite, it was hard to say that it provided clearer images than Google Earth. This result may be due to similar resolution of Google Earth and Arirang satellite images, and the difference in whether or not calibrated. Therefore, it is believed that commercial satellite imagery should be analyzed through professional analysis tools with calibration.

다목적실용위성 5호 영상 데이터 제공 및 품질관리

양도철,정호령,서두천 (사)지오에이아이데이터학회 2022 GEO DATA Vol.4 No.4

한국항공우주연구원에서는 사용자에게 신뢰성 있는 다목적실용위성 5호(KOMPSAT-5, K5) SAR 영상제품을 제공하기 위해 지속적인 품질관리를 수행하고 있다. 본 논문에서는 다목적실용위성 5호 위성 및 운영, 자료 처리, 품질관리, 데이터 제공에 대하여 기술하였다. 다목적실용위성 5호 위성의 영상관점에서의 운영 및 영상모드 특성에 대해서 기술하였고 사용자에게 제공하는 영상제품의 분류 및 제품의 특성에 대해서 설명하였다. 또한 SAR 영상의 품질관리를 위해 영상 데이터 획득, 품질인자 측정 및 결과에 대해서 기술하였다. 끝으로 지속적인 품질관리를 통하여 품질이 확인된 영상제품을 사용자에게 신속하게 제공하기 위해 아리랑 시스템을 통한 다목적실용위성 검색 및 주문 방법에 대해서도 설명하고 있다. 다목적실용위성 영상제품은 아리랑 위성 검색 및 주문 시스템(https://ksatdb.kari.re.kr/arirang/)에서 검색 및 주문 가능하다.

다목적실용위성 광학 영상 데이터 제공 및 품질관리

박대순,서두천,김희섭 (사)지오에이아이데이터학회 2022 GEO DATA Vol.4 No.4

한국항공우주연구원에서는 신뢰성 있는 광학 위성 영상 제품을 사용자에게 제공하기 위해 광학 위성 영상에 대한 품질관리를 수행하고 있다. 본 논문은 광학 위성 영상 제품 활용을 증진하기 위하여 다목적실용위성 3호와 다목적실용위성 3A호의 특징, 운영, 촬영 모드를 설명하였으며, 사용자에게 제공되는 위성 영상 제품에 대한 설명과 위성 영상 제품 품질 관리를 기술하였다. 2012년에 발사된 다목적실용위성 3호와 2015년에 발사된 다목적실용위성 3A호는 전세계 다양한 지역 영상을 촬영하고, 이를 웹을 통해 사용자에게 제공하고 있다. 사용자는 카탈로그 검색을 통해 촬영된 영상을 검색할 수 있으며, 신규 촬영 주문을 할 수 있다. 한국항공우주연구원이 품질 관리하여 제공하는 다목적실용위성 광학 영상은 지구 관측 및 위성 영상 활용 증진에 도움이 될 것으로 예상된다

위성/드론영상 기반 농업가뭄관리를 위한 모니터링 및 자료체계 정립

남원호 ( Won-ho Nam ),윤동현 ( Dong-hyun Yoon ),장민원 ( Min-won Jang ),김원균 ( Won-kyun Kim ),김희문 ( Hi-mun Kim ),김대의 ( Dae-eui Kim ) 한국농공학회 2018 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2018 No.-

가뭄은 다른 재난에 비해 영향면적이 넓고 장기간에 걸쳐 느린 속도로 진행되므로 광역에 걸쳐 전반적인 정보를 획득 할 수 있는 위성영상 모니터링 기술 개발이 필요하다. 신속한 농업재해 대응 의사결정지원을 위한 농업가뭄 모니터링 및 예측 기술이 필요하며, 농업가뭄에 대한 과학적, 체계적, 종합적, 장기적 대응체계 기반 구축을 위해 전국적으로 분포한 농업 분야의 특성상 위성영상 기반의 원격탐사기술의 도입이 대두되고 있다. 원격탐사기술의 발전에 따라 인공 위성과 드론을 위한 실시간 모니터링 기술이 실용화되고 있고, 향후 취득 가능한 위성영상의 해상도는 더욱 높아질 것을 고려하면 위성영상 기반 농업가뭄 모니터링 기술 확보가 요구되며, 국내의 농업·농촌용수 및 농업재해 관리에 있어서 위성영상을 활용한 농업가뭄 판단에 앞서 농업분야에 활용 가능한 위성영상 자료 수집, 분류, 체계화 및 표준화 연구 기반 정립이 필요하다. 본 연구에서는 농업가뭄 모니터링을 위한 위성영상 기반의 농업가뭄자료 분류 및 체계화 정립, 위성영상기반 농업가뭄 모니터링 모델 개발, 드론영상 및 위성영상 연계를 통한 농업가뭄 모니터링 방안 등의 세부 연구내용으로 위성영상과 드론의 통합적인 가뭄 모니터링과 예경보 시스템을 구축하여, 농업재해의 신속한 피해 현황을 파악하여 선제적 대응이 가능하도록 맞춤지능형 의사결정의 지원 및 정보를 제공하고자 한다.

고해상도 위성영상을 이용한 토지피복도 제작기법 연구

구자용 국토지리학회 2007 국토지리학회지 Vol.41 No.1

Since the high resolution satellite image represents detailed features of earth surfaces, we can extract concrete geographic information from it. In this study the process to extract the land cover map from high resolution satellite images is developed. We process the high resolution image using texture analysis and compose the objects. Then these objects are classified in the land cover map by object-oriented classification. The texture analysis identifying spatial features is an effective technique to process the high resolution satellite image. Also, the object-oriented classification is useful for dealing with the objects aggregated by pixels. Test data from the study area is applied to generate the land cover map using texture analysis and object-oriented classification. This test reveals that the result of the processing method developed in this study is superior than that of previous pixel-based classification. 고해상도의 위성영상은 지표면의 다양한 모습들을 상세히 표현하고 있기 때문에 지표면의 구체적인 정보를 취득할 수 있다. 본 연구에서는 고해상도 위성영상으로부터 지리정보를 효율적으로 추출하여 토지피복도를 작성하는 기법을 개발하였다. 고해상도 위성영상을 처리하기 위하여 베리오그램을 이용한 텍스쳐 분석을 실시하고 이를 이용하여 영상자료를 객체로 구성한 후 객체지향적 분류기법을 적용하여 토지피복 분류도를 제작하였다. 고해상도 위성영상은 공간차원으로 영상의 특성을 파악하는 텍스쳐 분석을 이용하는 것이 적절하다. 또한 영상에서 표현되는 화소들을 하나의 객체로 묶어서 처리하는 객체지향적 분류기법을 적용하는 것이 효과적이다. 사례지역의 고해상도 위성영상 자료를 이용하여 본 연구에서 개발한 위성영상 처리과정을 적용하여 토지피복 분류도를 작성한 결과, 기존의 화소기반 분광특성을 이용한 결과에 비하여 분류 정확도와 영상의 활용도 측면에서 우수한 것으로 나타났다.

융합평가 지수에 따른 고해상도 위성영상 기반 변화탐지 정확도의 비교평가

Wang Biao,최석근(Choi, Seok Geun),최재완(Choi, Jae Wan),양성철(Yang, Sung Chul),변영기(Byun, Young Gi),박경식(Park, Kyeong Sik) 대한공간정보학회 2013 대한공간정보학회지 Vol.21 No.2

변화탐지 기법은 위성영상의 활용 및 국토 모니터링에 있어서 필수적인 알고리즘이다. 그러나, 변화탐지 기법을 고해상도 위성영상에 적용할 경우, 다시기 영상 간의 기하학적 차이 등에 의하여 변화탐지 정확도가 저하될 수 있다. 본 연구에서는 효과적인 위성영상의 변화탐지를 위하여 기존의 융합 영상 평가지수를 활용하고자 한다. 또한, 기존의 다시기 위성영상을 활용한 일반적인 변화탐지 기법과 교차융합영상을 이용한 변화탐지 결과를 비교하여, 다시기 고해상도 위성영상에 적합한 변화탐지 기법을 제안하고자 한다. 이를 위해, 융합영상 평가 지수인 ERGAS, UIQI, SAM를 무감독 변화탐지 기법에 적용하고 기존의 CVA를 이용한 변화탐지 기법의 결과와 비교하였다. 또한, 영상융합 기법에 따른 고해상도 위성영상 변화탐지 정확도를 평가하여 고해상도 위성영상의 무감독 변화탐지에서 발생할 수 있는 기하학적 오차를 최소화할 수 있는 방법을 분석하였다. 실험결과, 교차융합영상과 ERGAS 지수를 활용한 변화탐지 기법이 기존 기법과 비교하여 상대적으로 높은 변화지역 탐지 가능성을 가지는 것을 확인할 수 있었다. Change detection technique is essential to various applications of Very High-Resolution(VHR) satellite imagery and land monitoring. However, change detection accuracy of VHR satellite imagery can be decreased due to various geometrical dissimilarity. In this paper, the existing fusion evaluation indexes were revised and applied to improve VHR imagery based change detection accuracy between multi-temporal images. In addition, appropriate change detection methodology of VHR images are proposed through comparison of general change detection algorithm with cross-sharpened image based change detection algorithm. For these purpose, ERGAS, UIQI and SAM, which were representative fusion evaluation index, were applied to unsupervised change detection, and then, these were compared with CVA based change detection result. Methodologies for minimizing the geometrical error of change detection algorithm are analyzed through evaluation of change detection accuracy corresponding to image fusion method, also. The experimental results are shown that change detection accuracy based on ERGAS index by using cross-sharpened images is higher than these based on other estimation index by using general fused image.

고해상도 위성 영상자료 표준화 동향

이동한(Lee Dong-Han),서두천(Seo Doo-Chun),임효숙(Lim Hyo-Suk) 한국항공우주연구원 2008 항공우주산업기술동향 Vol.6 No.2

본 논문에서는, 위성 영상자료 표준화에 대한 정의 및 표준화에 따른 일반 사용자들의 요구사항들을 설명한다. 위성을 개발하고 운영하더라도 일반 사용자가 사용하지 않는다면 그 위성은 무용지물일 수밖에 없다. 일반 사용자가 위성 영상자료를 원활하게 사용하기 위해서는 위성 영상자료에 대한 표준화가 이루어져야하고 한국항공우주연구원은 아리랑 위성의 개발 기관으로서 위성 영상자료의 표준화를 완수해야한다. 위성 영상자료의 표준화를 위해서는 위성 개발 요구사항, 국제 영상자료 표준화, 일반 사용자 요구사항들을 반영해야 하고, 일반 사용자들에게 제공되는 영상자료도 표준 형식을 수용해야한다. 또한 위성 영상자료 품질을 확보하기 위한 검보정 작업이 필수적으로 수행되어야 한다. 한국항공우주연구원은 이미 운영 중인 아리랑 위성 2호를 포함하여 다목적실용위성 5호와 3호의 표준화를 위한 작업을 단계별로 수행 중이다. In this paper, the definition and the requirement from Users of standardization of high resolution satellite image data will be presented. If Users do not use the satellite image data, the satellite will be useless thing though it has been developed and operated now. The standardization of the satellite image data will make Users use the image data with no problem, so KARI has to do the standardization of it as a space agency that has developed and operated the satellite. For the standardization of it, the technical requirement to develop the satellite, the international standardization for the satellite image data and the requirement from Users will be reflected into the satellite development, and then the format and content of the satellite image data to Users have to be accommodated with the standard format of it. In addition to it, the calibration and validation just make sure of the quality of the satellite image data. For this, KARI has just been doing the standardization of KOMPSAT series in stages.