최근 영상레이더(SAR) 활용 및 기술 동향

양도철(Yang, Dochul) 한국항공우주연구원 2018 항공우주산업기술동향 Vol.16 No.1

주야 및 기상상태에 관계없이 고행상도의 영상자료를 제공할 수 있는 영상레이더(SAR) 기술은 지난 40년 동안 원격탐사 분야에서 폭넓게 활용되어 왔다. 최근 들어 세계 각국은 앞 다투어 SAR를 탑재한 인공위성을 발사하고 있으며 현재 운용되고 있는 SAR 인공위성은 15기 이상에 이르고 있고 그 활용범위와 기술도 다양하고 고도화 되고 있다. 본 논문에서는 영상레이더의 최근 활용 및 기술의 동향을 살펴보고 국내 인공위성 SAR 개발방향을 제시하였다. 활용분야로는 다이내믹한 지구 물리적인 특성의 정밀예측이 가능한 시계열 분석방법과 3-D mapping 기법을 서술하였고 SAR 기술로는 디지털 빔포밍 및 다중 빔 다중 채널 기술을 이용한 다양한 광역지역 고해상도 SAR 관측기술에 대하여 정리하였다. Synthetic Aperture Radar(SAR) is a microwave system that can provide high resolution images day-and-night and in all-weather condition. It has been extensively used in remote sensing for almost last 40 years. In recent years, countries around the world have been competing to develop satellite SAR sensors and there are more than 15 spaceborne SAR sensors in operation at present. In this paper, recent trends in SAR applications and technology are reviewed, and directions for the future development of domestic satellite SAR system are suggested. In terms of application, the interferometric SAR(InSAR) time series analysis for the accurate estimation of dynamic geophysical properties and 3-D mapping techniques are presented. For the aspects of SAR technology, various high resolution wide swath SAR observation methods based on the digital beam forming and multibeam/channel technologies are described.

SAR 검보정 Site 구축을 위한 후방 산란 특성 분석

이태승 ( Taeseung Lee ),양도철 ( Dochul Yang ) 대한원격탐사학회 2021 大韓遠隔探査學會誌 Vol.37 No.2

다목적실용위성 5호의 검보정 목적으로 사용되는 몽골과 같은 해외 검보정 사이트는 유지 및 보수를 위한 비용이 많이 들고 예상치 못한 문제가 발생할 경우 즉각적인 대응이 어렵다는 단점이 있다. 이에 따라서 국내 SAR 영상 검보정 사이트 구축 필요성이 제기되었지만 관련 연구 진행은 미미한 상황이다. 본 논문에서는 SAR 검보정 사이트 구축을 위해서 후방 산란 특성 측면에서 어떤 조건들이 있는지 알아보고, 실제 운영중인 다목적실용위성 5호를 통해서 고해상도, 표준, 광역 관측과 같이 다양한 모드로 촬영한 국내 후보 지역들에 대해서 검보정 사이트로써 적합한지를 판단하였다. 먼저 국내에서 위성 영상 검보정 후보 사이트로 추천되는 장소 중에서 접근성, 가용성 등 일반적인 지표 만족여부를 적용하여 일차적으로 선별하였다. 그 다음에 비교적 넓고 AT나 CR을 설치하기 용이한 장소로써 site A (전라남도 고흥군), site B (전라북도 전주시), site C (대전광역시 대덕연구단지) 세 군데를 최종 후보 지역으로 선정하였다. 후보 지역들에 대해서 경사도 측정, 방사 정밀도의 평가 지표 중 하나인 ISLR을 구하기 위한 사이트의 최소 면적, SAR 영상에서의 DN 값 및 후방 산란 계수의 균일성, 사이트 내 인공 구조물, 건물 및 바위 등과 같은 strong reflector에 의한 간섭 여부, 설정 영역에 대한 후방 클러터 레벨 분석 등을 통해서 전라남도 고흥군에 위치한 site A 지역이 검보정 사이트로써 가장 적합하다고 판단 내릴 수 있었다. The overseas calibration sites such as Mongolia used for Korea Multi-purpose Satellite (KOMPSAT-5 or K5), have a disadvantage in that maintenance and repair costs are high and immediate response is difficult when an unexpected problem occurs. Accordingly, the necessity of establishing a domestic SAR calibration site was suggested, but the progress of related research is insignificant. In this paper, we investigated what conditions should be satisfied in terms of backscattering characteristics to construct a site for SAR satellite image quality evaluation and calibration. First of all, it was selected first by applying general indicators such as accessibility and availability among places recommended as satellite image calibration candidate sites in Korea. Next, three places, site A (Goheung-gun, Jeollanamdo), site B (Jeonju-si, Jeollabuk-do), and site C (Daedeok Research Complex, Daejeon), were selected as the final candidates because they are relatively wide and easy to install AT or CR. Site A, located in Goheung-gun, Jeollanam-do, was best considered in terms of slope measurements, minimum site area to obtain ISLR, uniformity of DN values and backscatter coefficients, interference by strong reflectors, and backscatter clutter level.

레이저레이더 기반 건널목 지장물검지장치의 현장적용성 연구

김건엽(Gonyop Kim),백종현(Jonghyen Baek),양도철(Dochul Yang),이재호(Jaeho Lee) 한국철도학회 2015 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2015 No.5

딥러닝 기반 SAR 영상 변화 탐지 기술 동향

한상혁(Han, Sanghyuck),최연주(Choi, Yeonju),김용우(Kim, Yongwoo),양도철(Yang, Dochul),최준민(Choi, Joon-Min) 한국항공우주연구원 2019 항공우주산업기술동향 Vol.17 No.1

SAR 영상의 해상도가 광학 영상만큼 높아짐에 따라, 기상 상황이나 밤낮에 관계없이 해당 지역의 영상 획득이 가능한 SAR 영상 기반 변화 탐지 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 전통적인 방식으로는 ACD(Amplitude Change Detection) 기반 변화 탐지 기법과 CCD(Coherence Change Detection) 기반 변화 탐지 기법이 주류를 이루었다. 그러나 기존 기법이 노이즈 제거, 변화 이미지를 생성하는 과정에서 데이터를 가공함으로써 원본 데이터의 손실을 가져오고, 이로 인해 변화 탐지 성능을 저하시키는 요인이 있었다. 최근에, 변화 탐지의 성능을 올리고 자동화가 가능한 딥러닝 기반 SAR 영상의 변화 탐지 연구가 시도되고 있다. 본 논문에서는 전통적인 SAR 영상 변화 탐지 기법과 딥러닝 기반 SAR 영상 변화 탐지 기법들에 대해 살펴 본다. As the resolution of SAR images becomes as good as that of optical images, there is a growing interest in SAR image-based change detection techniques that can acquire images of the region regardless of weather conditions or day and night. Conventionally, change detection based on ACD (Amplitude Change Detection) and change detection based on CCD (Coherence Change Detection) have established the mainstream. However, the existing methods have the disadvantage that the original data is distorted by processing the data in the process of noise removal and change image generation so that the desired performance can not be shown. Recently, many efforts have been made to apply deep learning to SAR image change detection. This paper reviews the characteristics of SAR images and existing detection methods, and discuss recent SAR image detection methods based on deep learning.

아리랑 위성 5호 SAR 스테레오 위성영상을 이용한 DEM 제작과 보정

이효성(Lee, Hyoseong),정재성(Jung, Jaesung),한동엽(Han, Dongyeob),양도철(Yang, Dochul) 한국측량학회 2023 한국측량학회지 Vol.41 No.6

본 연구는 아리랑 5호 SAR 스테레오 영상의 타이포인트로 제공 RPC를 상대표정한 후 DEM을 제작하고, 제작된 DEM의 위치오차 보정을 위해 기준자료의 지상좌표만을 이용한 3D 매칭 방법을 제안하였다. 3D 매칭은 대상지역 내 지상기준점을 활용한 포인트-DEM 매칭, 1:5,000 수치지도로 제작한 DEM을 활용한 DEM-DEM 매칭 두 방법으로 수행되었다. 또한 지상기준점의 영상좌표와 지상좌표로 RPC를 절대표정한 후 DEM을 제작하였으며, 이를 두 3D 매칭으로 보정한 DEM과 비교하였다. 그 결과 DEM의 오차는 절대표정 RPC에 의한 오차가 가장 적었으나 전반적인 오차의 크기는 15m 내외로서 두 3D 매칭에 의한 DEM과 거의 비슷하였으며, 3D 매칭방법 중에서 포인트-DEM 매칭이 처리비용과 처리속도면에서 가장 효과적인 DEM 보정방법으로 간주되었다. In this study, we suggested a 3-D matching method employing only the ground coordinates of the reference data to correct the location error of the DEM (Digital Elevation Model) which was produced through the relative orientation of the provided RPC (Rational Polynomial Coefficient) using the tie-points extracted from the KOMPSAT-5 SAR (Synthetic Aperture Radar) stereo image. The 3-D matching was conducted in two ways: points-DEM matching, which utilized ground control points within the test area, and DEM-DEM matching, employing a DEM sourced from a 1:5,000 digital map. Additionally, a DEM was generated through the absolute orientation of the RPC, utilizing GCPs (Ground Control Points) that included both image coordinates and ground coordinates. This DEM was then compared with the DEM corrected through two 3-D matching processes. As a result, the error of the DEM was the smallest through the absolute-orientation RPC, but the overall error was still approximately 15m, which was almost similar to that of the DEM using the two 3-D matching methods. Among 3-D matching methods, points-DEM matching was considered the most effective for correcting the DEM method in terms of processing cost and speed.

위성 영상제품의 상호운용성

이동한(Lee, DongHan),최석원(Choi, Seok-Weon),유대훈(Yoo, Daehoon),진경욱(Jin, Kyoung-Wook),양도철(Yang, Dochul) 한국항공우주연구원 2021 항공우주산업기술동향 Vol.19 No.2

아리랑위성 시리즈를 포함하여 전 세계적으로 지구관측위성의 증가에 따라 위성 영상자료가 지속적으로 증가하고 있다. 이에 위성 영상자료 사용자 편의를 위해, 현재 위성 영상자료의 상호 운용화 작업이 CEOS를 중심으로 진행되고 있다. CEOS는 자체 LSI-VC를 조직하고 CEOS의 CARD4L를 정의하여 모든 위성 영상자료의 ARD 규격화 작업을 진행하고 있다. 항우연도 2019년부터 CEOS LSI-VC에 참가하여 아리랑위성 영상자료의 ARD 작업을 진행하고 있다. 여기서 위성 영상자료의 상호운용성과 ARD 및 항우연의 ARD 작업 내용을 소개한다. Satellite imaging data continues to increase as the number of Earth"s observation satellites increases worldwide, including KOMPSAT series. Therefore, for the convenience of users of satellite image data, interoperability of satellite image data is currently being carried out mainly by the CEOS. CEOS organizes its own LSI-VC and defines CARD4L of CEOS, and is working on ARD specification of all satellite image data. KARI has also joined in CEOS LSI-VC since 2019 and has been working on ARD of KOMPSAT image data. In this report, it introduced the interoperability of satellite image data, and ARD work of KARI