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기술동향
고해상도 위성원격탐사 자료의 활용 동향
글 / 이 광 재 [email protected], 김 용 승 김 윤 수 , 한국항공우주연구원 위성운영센터 위성정보처리그룹
서론 1.
지상의 물체를 관측하고 판독하기 위한 고해상도 위성원격탐사 기술은 과거 냉전시대 구소련과 미국이 군사적인 목적으로 활용하면서부터 급속히 발전하게 되었다 우주개발 초기 이들 국가는 각국의 체제 우월 . 성을 과시하기 위해 이와 같은 기술을 서로 경쟁하며 발전시켜 왔고 이와 동시에 국가의 기술과 자원을 총 , 체적으로 집결하여 첨단 기술을 주도하는 국가 핵심 산업으로 점차 발전시켜 왔다 이러한 인공위성을 이 . 용한 원격탐사 자료가 민간에서 활용되기 시작한 것 은 1972 년 월 7 23 일 미국 ERTS(Earth Resources
위성이 로켓에
Technology Satellites) Thor-Delta
의해 발사되면서부터 이다 최초의 지구자원탐사위성 . 이었던 ERTS-1 은 1978 년 월 일까지 주어진 임무 1 6 를 성공적으로 수행하였으며 이 시스템에 대한 실험 , 결과는 전 세계적으로 큰 호평을 받았다 이에 따라 . 에 대한 약 여 개의 독자적인 실험이 미 ERTS-1 300
국을 비롯한 전 세계에서 수행되었다.
이와 같이 선진외국의 경우 위성개발 뿐만 아니 라 원격탐사 활용 기술 또한 일찍부터 연구 개발시 , 켜 왔으며 특히 , 90 년도 후반부터는 미국을 비롯하 여 기존 기술 선진국들이 군사 및 안보 목적으로 분 류하였던 고해상도 위성을 상용으로 개발하기 시작 하면서 위성을 이용한 원격탐사 활용 연구는 더욱 가속화되기 시작하였다.
우리나라도 1999 년 12 월 21 일 다목적실용위성 호를 성공적으로 발사함으로써 지구관측위성 보 1
유국에 합류하게 되었다 다목적실용위성 . 1 호는
년 월 설계수명 년을 지나 년 월 현 2002 12 3 2004 6 재까지 정상적인 상태로 운영 중에 있으며 이를 통 , 해 획득된 영상자료는 국토 모니터링 및 해양관측 등 다양한 분야에 활용되고 있다 또한 국가우주개 . 발중장기 계획에 의거하여 2005 년 다목적실용위 성 호를 발사하기 위한 연구 개발을 수행하고 있 2 , 는 등 우주기술 세계 10 위권 진입을 위한 관련기술 개발을 국가차원에서 지속적으로 추진하고 있다.
그림 1. 위성원격탐사 자료의 활용
위성원격탐사와 같은 우주활용 기술은 21 세기 정보화 시대를 맞아 국가 안보 및 고부가 정보 산업 분야로의 파급효과가 크고 첨단 기술을 주도한다는 측면에서 매우 중요하다고 할 수 있다 따라서 이 . 분야에 대한 기술 동향 파악을 통하여 향후 다목적 실용위성 영상 자료의 효율적인 활용을 위한 기반 구축 및 활용기술 개발에 이용하고자 한다.
고해상도 지구관측 위성의 현황 2.
고해상도 위성의 활용현황을 소개하기에 앞서
우선 지금까지 가장 많이 활용되고 있는 대표적인
지구관측위성에 관해 간략하게 알아본 다음 고해 , 상도 위성의 현황 및 향후 발사될 고해상도 위성에 관해 살펴보고자 한다.
시리즈 1.1 Landsat & SPOT
오늘날 비록 Landsat 위성이 고해상도 위성의 범주에 속하지는 않지만 고해상도 위성이 개발되기 전까지 전 세계적으로 가장 많이 활용되어 왔던 원 격탐사 위성이었으며 오늘날 고해상도 다중분광 , 위성의 모태라고 할 수 있다.
는 년부터 미국 국무성의 지원에 따 NASA 1967
라 지구자원탐사위성 프로그램을 시작하였다 초기 . 라고 명명된 이 프로그램은 년 월
ERTS 1975 1 22
일 ERTS-B 가 발사하기 직전에 Landsat 으로 개명 되었다 가장 최근에 발사된 . Landsat 위성은 호로 7
년 월 일 발사에 성공하였다
1999 4 15 . Landsat 7 호는 기존의 Landsat 5 TM(Thematic Mapper) 센서에 공간해상도 15m 의 전정색 밴드를 추가시 킴과 동시에 열적외 밴드의 공간해상도를 120m 에 서 60m 로 향상 시킨 ETM+(Enhanced Thermal 를 탑재함으로써 보다 정밀한 지구관 Mapper Plus)
측 영상 자료를 제공할 수 있게 되었다 하지만 호 . 7 의 경우 2003 년 월 5 31 일 발생한 SLC(Scan Line 문제로 인하여 현재 모드 상 Corrector) SLC-off
태로 촬영하고 있으며 이로 인하여 그림 와 같이 , 2 영상품질이 저하되는 문제가 발생하게 되었다.
그림 2. Landsat 7 ETM+ SLC 상태에 따른 영상품질
그림 에서 제일 윗부분은 2 Landsat 7 ETM+ 에 의 해 정상적으로 촬영된 경우의 영상을 나타내며 가운 , 데 영상은 SLC-off 모드로 촬영되었을 경우를 보여주 고 있다 이와 같이 . SLC-off 모드에서 촬영된 영상의 문제점을 수정 보완하기 위하여 차 가공처리를 한 결 / 2
과가 마지막 영상이나 여전히 영상의 좌우외곽 부분에 현상이 존재함을 알 수 있다 현재 data missing . U.S.
Geological Survey (USGS)를 비롯하여 관련 기관에 서는 이러한 영상자료의 품질을 향상시키기 위한 연구 를 지속적으로 수행하고 있으며 일부 문제를 해결하 , 기 위한 알고리즘 및 프로그램 등을 개발하여 배포 중 에 있다 그러나 이러한 문제는 탑재체의 기계적 결함 . 으로 발생된 문제이기 때문에 근본적인 해결책을 제시 하기에는 한계가 있는 것으로 파악된다.
한편 , Landsat 1 (ERTS) 호 가 발사된 1972 년이 위 성원격탐사의 장을 연 한해라면 , 1986 년은 최초의 민간 상용위성이 발사된 해로 기록되고 있다 프랑스 . 는 푸쉬브룸 (Pushbroom) 스캐닝 기술과 선형배열 시스템 (Linear array system) 을 최초로 장착한 지 구관측위성 SPOT (Systeme Pour d'Observation
호를 년 월 일 로
de la Terre)-1 1986 2 21 Ariane 켓에 실어 발사하였다 . SPOT 위성 개발을 주도한 프 랑스 CNES(Centre National d'Etudes Spatiales) 는
년 시리즈를 계획하면서
1978 SPOT 새로운 원격탐
사 시장을 창출할 계획으로 SPOT 을 정부개발 주도 의 상업용 시스템으로 확정하였다 따라서 과학적 용 . 도보다는 상업적으로 시스템이 설계되었으며 그 결 , 과 호가 발사될 당시로서는 최고의 성능인 해상도 1
급 관측카메라가 탑재되었다
10m .
표 1. SPOT 위성의 주요 특성
SPOT1, 2, 3 SPOT4 SPOT5 발사일 1986, 1990,
1993 March 1998 May 2002
설계수명 3 년 5 년 5 년
고도 822 km 822 km 822 km
궤도 태양동기 태양동기 태양동기
궤도경사 98.7° 98.7° 98.7°
궤도주기 101 분 101 분 101 분 카메라 2 HRV 2 HRVIR 2 HRG
파장 대역 ( ) ㎛
Pan:
0.50-0.73 MS:
0.50-0.89
Pan:
0.61-0.68 MS:
0.50-0.89 SWIR:
1.58-1.75
Pan:
0.48-0.71 MS:
0.50-0.89 SWIR:
1.58-1.75 해상도
Pan:10 m MS :20 m
Pan:10 m MS :20 m SWIR:20 m
Pan:5or2.5 m
MS :10 m
SWIR:20 m
촬영폭 60km×60km 60km×60km 60km×60km
방문주기 1-4 일 1-4 일 1-4 일
표 1 에서와 같이 단계적인 기술개발을 통하여 총 기의 5 SPOT 위성이 발사되었다 . SPOT 1, 2, 3 호는 동일한 카메라를 장착하였으며 4, 5 호는 보다 성능이 향상된 카메라가 탑재되었다 특히 . , 2002 년 월 일 발사된 의 경우 서로 엇갈린 개
5 4 SPOT 5 2
의 Detector 를 이용해 개의 2 5m 해상도를 가진 영 상을 획득한 후 이를 지상에서 처리함으로써 최종 적으로 2.5m 해상도의 영상을 생성할 수 있다 현 . 재 SPOT4, 5 가 정상 운영 중에 있다 .
이와 같은 Landsat 과 SPOT 위성은 뒤이어 소 개될 1m 급의 고해상도 위성에 비해 비록 해상도 는 떨어지나 상대적으로 저렴한 영상 가격 및 넓 , 은 지상관측 폭과 다양한 분광정보 등을 바탕으로 대단위 지역에 대한 토지피복 판독 및 고도정보 획득 등에 지금까지 가장 많이 활용되고 있는 위 성들이다.
현존하는 고해상도 위성 1.2
년 미국정부는 고해상도 원격탐사 자료의 1994
상업적 판매를 허가 하였으며 그 결과 수많은 상업 , 용 고해상도 위성들이 출현함으로써 본격적인 고해 상도 위성시대를 맞이하게 되었다.
특히 미국 , Space Imaging 사는 "image" 라는 뜻 의 그리스어 (icon) 로부터 유래된 세계 최초의 상업 용 1m 급 고해상도 위성인 IKONOS-1 을 1999 년 월 일 발사하였으나 궤도 진입에 실패하여 곧
4 27 ,
바로 IKONOS-2 를 같은 해 월 9 24 일 발사하여 궤 도 진입에 성공함으로써 기존 중 저해상도 시대를 , 탈피한 고해상도 위성시대로의 새로운 장을 열 었다.
에 탑재된 디지털카메라는 흑백 IKONOS Kodak
및 칼라영상을 위해서 각각 13,500 개와 3,375 개의 선형 CCD array 로 구성되어 있으며 자료 획득을 , 용이하게 하고 빠른 재촬영이 가능한 cross-track 과 along-track 관측 장비를 모두 탑재하고 있다 . 기본적으로 IKONOS 는 연직 (Nadir) 방향으로 흑백 칼라 의 해상도를 제공하지만 경사 0.82m, 2.28m
방향에서는 1m 와 4m 의 공간해상도를 가진다 표 ( 2 참조 ). 그림 은 3 IKONOS 의 스테레오 영상 수집 모 드를 나타내고 있다.
그림 3. IKONOS 영상 수집 모드
그림 3 에서 보듯이 IKONOS 위성은 다양한 촬 영모드를 가지고 있으며 특히 동일궤도 , (In-track) 에서 스테레오 촬영을 지원하는데 이 경우 촬영영 , 상은 100% overlap 이 되는 높은 품질의 영상을 제 공한다 이와 같은 . IKONOS 의 등장으로 인하여 그 동안 항공측량에만 의존했던 정밀 지도제작 분야에 있어 고해상도 위성자료의 활용 가능성을 제시함과 동시에 관련 분야의 연구가 본격적으로 수행될 수 있는 계기를 마련하게 되었다.
한편 현존하는 상업용 위성 중에서 최고의 해상 , 도를 자랑하는 QuickBird 위성은 1 호를 2000 년 월 일에 발사하였으나 궤도 진입에 실패한 후 11 20
다음해인 10 월 18 일 호를 보잉사의 2 Delta 로켓에 실어 성공적으로 발사하였다 현재 정상운영 중에 . 있는 2 호는 당초 600 ㎞ 고도에서 해상도 1m 급의 영상을 제공할 목적으로 설계된 시스템을 사용자의 요구에 따라 고도 450 ㎞ , 해상도 약 0.6m 급으로 설계를 수정하였다 . QuickBird 위성에 장착된 Ball 은 궤도 고도 High Resolution Camera(BHRC) 60 (
에 따라 전정색 파장대역에서
400-900 ㎞ ) 0.5-
정도의 공간해상도를 지원하도록 설계되어 1.5m
있으며 전형적인 푸쉬브룸 스캔 방식을 사용하고 있다 또한 . IKONOS 위성과 동일한 스테레오 촬영 방식을 가지고 있다.
최근 발사된 고해상도 위성으로는 Orbview-3 이 있다 . 처음에는 SeaStar 라는 해색탐사위성으로
년 월 미국 와 사에
1997 9 NASA Orbital Science 의해 발사되었다가 향후 몇 번에 걸친 발사연기 와 중에 Orbview 로 개명되었다 . 2003 년 6 월 26 일
로켓에 의해 발사된 은
Pegasus-XL Orbview-3
고도 470 ㎞ 로 태양동기궤도를 가지며 1m 의 전정 색 영상과 4m 의 칼라영상을 제공하고 있다 또한 . 3 일 이내 재촬영이 가능하며 양방향으로 , 45 도 회전 할 수 있게 설계되어 있다 그러나 지금까지 상업용 . 고해상도 위성 중에서는 가장 좁은 촬영 폭 (8 ㎞ ) 을 가지고 있다.
향후 발사될 고해상도 위성 1.3
현재 개발 중에 있는 주요 고해상도 위성으로는 우선 앞서 언급한 Orbview 시리즈 중 호가 있다 4 . 호의 뒤늦은 발사로 인하여 호의 정확한 발사일
3 4
이 공개되어 있지 않지만 호의 경우 호와 마찬가 4 3 지로 촬영면적 8 ㎞ 에 대하여 각각 1m 와 4m 의 흑 백 및 칼라영상을 제공함과 동시에 촬영면적 5㎞ 에 대한 공간해상도 8m 인 200 개의 채널 (0.45-2.5 의 하이퍼분광 영상을 지원할 계획에 있다 만약
) .
㎛
가 성공적으로 발사되어 운영된다면 고 Orbview-4
해상도 하이퍼분광 영상을 제공하는 최초의 위성으 로 기록될 것이다 현재 . Orbimage 사를 비롯하여 관련기관에서는 8×8m 하이퍼분광 자료를 일반인 들에게 제공할 것인가에 대한 많은 논쟁이 있는 것 으로 알려져 있다.
또한 , QuickBird 를 운영 중에 있는 DigitalGlobe 사는 늦어도 2006 년 전에 WorldView-1 을 발사할 계획으로 현재 이를 위한 개발을 수행하고 있다.
은 정밀변화탐지와 고정밀 지도제작 WorldView-1
을 목적으로 50 ㎝ 의 흑백영상과 2m 의 칼라영상을 제공함과 동시에 추가적으로 4 개 밴드 (coastal, 를 장착할 yellow, red edge, and near-infrared 2)
것으로 알려져 있다 . DigitalGlobe 사는 이 새로운 위성시스템이 기존의 QuickBird 시스템과 통합된 다면 타 위성시스템보다 약 4.5 배 정도 많은 영 상을 촬영 및 제공할 수 있을 것으로 발표하고 있다.
시리즈를 성공적으로 발사 운영하고 있는
SPOT /
프랑스는 현재 CNES 를 통하여 Pleiades HR(High 시리즈를 계획 중에 있다 이 위성 Resolution)1, 2 .
시리즈는 기존의 중대형 위성을 대신한 저궤도 소 형위성으로써 제작비용이 상대적으로 저렴하고 위 성운영이 민첩한 것이 장점으로 알려져 있다.
은 기본적으로 해상도 의 전정색 Pleiades HR 0.7m
영상과 2.8m 의 4 개 밴드 칼라영상을 제공할 예정 이며 촬영 폭 , (Swath) 은 직하 (Nadir) 방향에서 최 대 20 ㎞ 이다 또한 서브 미터의 해상도를 지원하 . 기 위하여 pair-satellites 를 운영할 것으로 알려져 있다 . Pleiades HR 시리즈는 2008 년 중순부터 순 차적으로 발사될 예정이다.
EROS(Earth Remote Observation System) A 를 통해 공간해상도 1.8m 의 흑백영상을 제공하고 있는 이스라엘은 이보다 향상된 해상도 0.82m 의 시리즈를 년 발사 예정에 있다 시
EROS B 2004 . B
리즈는 호부터 호까지 총 기로 구성되어 있다 1 4 4 . 일본은 지도제작 및 재해 모니터링 등의 목적으 로 ALOS(Advanced Land Observing Satellite) 위성을 2004 년에 발사할 계획에 있다 . ALOS 는 총 개의 탑재체로 구성되어 있는데 최대 해상도
3 ,
촬영 폭 의 전정색 영상을 제공하는 2.5m, 35㎞
을 모델로 개 밴드를 PRISM, ADEOS AVNIR-1 4
가지는 해상도 10m 의 칼라영상 관측 폭 ( :70 ㎞ ) 을 제공하는 AVNIR-2, L 밴드 (1270MHz) 를 장착하 여 4 개의 polarization mode (HH, VV, HV, VH) 를 지원하는 PALSAR 등이 그것이다 .
한편 대표적인 고해상도 레이더 위성으로는 캐 , 나다의 Radarsat-2 와 독일의 TerraSAR-X 가 있 다 . Radarsat-2 는 C-band 를 장착하고 있으며 최 , 대 공간해상도는 2m 에서 100m 까지 조절 가능하 다 또한 촬영 폭 역시 관측 모드에 따라서 최소 .
에 서 까 지 다 양 하 다
20 ㎞ 500 ㎞ . Left-right 를 포함하여 모든 를 지 looking mode beam mode 원하는 이 위성은 현재 2004 년 8 월 Delta 로켓에 의해 발사될 예정이다 한편 독일 . TerraSAR-X 는 최대해상도 1m 을 목표로 하여 EADS Astrium
사와 가
GmbH German Aerospace Centre(DLR) 공동으로 개발하는 독일 최초의 공공 민간 위성으 / 로써 2006 년 발사될 예정이다 . 또한 독일은 시리즈를 개발하고 있는데 개의
RapidEye 1-5 2
카메라를 장착할 예정으로 있으며 총 , 6 개의 다중
분광 밴드를 가진다 관측 폭은 약 . 150 ㎞ 로 6.5m
의 해상도를 가지며 이들 위성의 설계수명은 7 년
으로 계획되어 있다 이밖에 고해상도 레이더 위 .
성으로는 이탈리아의 COSMO-SkyMed 시리즈가
있다 총 . 4 기의 위성으로 이루어진 이 시리즈는
표 2. IKONOS, QuickBird 및 Orbview 위성의 주요 특성
IKONOS-2 QuickBird-2 Orbview-3
발사일 September 24, 1999 October 18, 2001 Jun 26, 2003
고도 681 ㎞ 450 ㎞ 470 ㎞
궤도 태양동기 태양동기 태양동기
궤도경사 98.1° 98°
궤도주기 98 분 93.4 분
파장대역 ( ) ㎛
Pan: 0.45-0.90 MS1: 0.45-0.52 MS2: 0.52-0.60 MS3: 0.63-0.69 MS4: 0.76-0.90
Pan: 0.45-0.90 MS1: 0.45-0.52 MS2: 0.52-0.60 MS3: 0.63-0.69 MS4: 0.76-0.90
Pan: 0.45-0.90 MS1: 0.45-0.52 MS2: 0.52-0.60 MS3: 0.625-0.695 MS4: 0.76-0.90 해상도 Pan: 1 m, MS: 4 m Pan: 61 ㎝ , MS: 2.4 m Pan: 1 m, MS: 4 m
촬영폭 11 ㎞ ×11 ㎞ 16.5 ㎞ ×16.5 ㎞ 8 ㎞ ×8 ㎞
촬영방식/
센서
선형 Pushbroom/ CCD
변환가능 (Along/Across Track )
선형 Pushbroom/ CCD
변환가능 (Along/Across Track )
선형 Pushbroom/ CCD
변환가능 (Along/Across Track )
가변지향각 ±45° ±30° ±45°
방문주기 1-3 일 1-4 일 1-3 일
수명 7 년 이상 7 년 이상 5 년 이상
촬영
Stereo 동일궤도 (In-track) 에서 스테레오 촬영 지원(100% overlap)
동일궤도 (In-track) 에서 스테레오 촬영 지원(90% overlap)
그림 4. 고해상도 광학 레이더 위성 개발 및 발사 계획 /
의 를 장착할 예정에 있다 최초의 9.6GHz X-band .
위성은 2005 년 6 월 발사될 예정이며 최종적으로 늦어도 2007 년까지 모든 위성을 발사함으로써 홍 수 산사태 등과 같은 자연재해를 대비한 종합적 , 인 위성시스템을 구축할 계획에 있다.
이밖에 군사 첩보위성에 관해 살펴보면 / , 독일의 시리즈는 최대 이상의 고해상도 영 SAR-Lupe 1-5 1m
상을 제공할 목적으로 OHB-System GmbH 에 의해 개 발되고 있는 독일 최초의 레이더 군사위성으로 2005 년 부터 2007 년까지 러시아 Kosmos -3M 로켓에 의해 순 차적으로 발사될 예정이다 영국의 경우 국립우주센터 . 와 국방부의 지원 하에 (British National Space Centre)
이 을 개발
SSTL TopSat (Tacticl Optical Satellite)-1 중에 있다 . Micro-satellite 인 TopSat-1 은 2.5m 의 해 상도를 가지며 2004 년 하반기에 발사될 예정이다 한편 . , 일본은 군사위성으로 IGS(Intelligence Gathering
와 가
Satellite)-Optical(1m) 1, 2 IGS-Radar(3m) 1, 2 있다 이들은 각각 . 2003 년 월 3 28 일과 11 월 29 일에 발 사되었는데 호의 경우 궤도진입에 실패하였다 이외에 2 . 도 미국 및 소련 등의 수많은 군사위성들이 존재하고 있 으나 자세히 내용은 알려져 있지 않다.
고해상도 원격탐사 자료의 활용 3.
분야 및 활용사례
지금까지 서술한바와 같이 전 세계적으로 고해 상도 위성은 급속히 증가하고 있으며 이러한 위 , 성개발은 결국 수요에 의해 결정되어 진다 따라 . 서 고해상도 위성영상 활용 현황을 파악하기에 앞 서 국내외 전체 위성영상 시장현황을 기초로 고해 상도 시장의 현황을 분석하고 이를 바탕으로 고해 상도 위성영상의 활용 분야 및 각 분야별 실제 활 용 사례를 설명하고자 한다.
국외 위성영상 시장 현황 1.1
외국의 위성영상 시장 분석 자료는 주로 민간 컨설팅 회사를 중심으로 발표되고 있는데 미국의 정 , 보통신 컨설팅 회사인 Frost & Sullivan 사는 전 세
계 위성영상 시장 규모를 2000 년 기준으로 27 억불 에서 2005 년도에는 약 51 억불까지 성장할 것으로 예측한바 있는데 이는 정부투자를 제외한 순수 민간 부분만을 고려한 수치이다 국토연구원 ( , 2001). 이러 한 시장의 급속한 성장은 이 시기부터 출현한 고해상 도 위성영상과 연계해서 해석되어 질 수 있다.
453 511 575 659
744 837
969
0 200 400 600 800 1000 1200
1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 (단위 : 백만달러)
그림 5. 고해상도 위성영상 시장 전망 (Frost&Sullivan)
그림 5 는 Frost & Sullivan 사에서 예측한 향후 고해상도 위성영상 시장 전망으로써 2005 년 전체 영상시장 규모를 약 51 억불로 예측할시 이에 대한 고해상도 시장이 약 20% 정도 차지할 것으로 분석 하고 있다 한편 미국의 . , Merrill Lynch 사는 북미지 역의 2001 년 고해상도 위성영상 시장규모가 5-10 억불이고 이는 매년 약 , 3 억불 정도 성장할 것으로 예측한바 있다 또한 그림 . , 6 에서와 같이 ARDAK 사가 개별 위성영상이 시장에서 차지 Corporation
하는 비율을 추산한 결과 , 5-10m 급 해상도의 위성 영상 활용도는 줄어드는 반면 고해상도 위성영상의 활용은 지속적으로 늘어날 것으로 예상하고 있다.
그림 6. 위성영상 종류별 시장 점유율 (ARDAK)
국내 위성영상 시장 현황 1.2
과거 상업적인 시장이 거의 형성되지 않았던 우 리나라 원격탐사 분야는 1990 년대 들어오면서 위 성영상 공급에서부터 처리 가공 및 부가가치 생산 ․ 에 이르는 다양한 회사들이 생겨나 시장을 형성하 게 되었다 그러나 국내의 위성영상 시장은 다양한 . 분야에 영상자료를 활용하고 있는 외국에 비해 전 반적으로 그 규모가 작은 것은 사실이다 국토연구 . 원에서 2001 년 국내 위성영상 판매 회사 및 대리 점들을 상대로 조사한 결과 2000 년 국내 위성영상 시장이 약 42 억원에 달하는 것으로 나타났다 이 . 는 1999 년 국내 시장규모가 약 10 억원 대였다는 점을 감안하면 상당한 성장이라고 볼 수 있다.
표 3. 국내 RS, GIS, IT 시장비교 ( 단위 원 : )
연도 위성영상
시장 대비 (GIS )
GIS 시장 대비
(IT ) IT
1999 10 (0.4%) 억 2,500 (0.2%) 억 110 조 2000 42 (1.2%) 억 3,500 (0.3%) 억 124 조 2003 350 억 (3.5%) 1 (0.4%) 조 226 조 2005 820 억 (5.3%) 1.5 (0.4%) 조 335 조 2006 1,200 억 (6.0%) 2 (0.5%) 조 410 조
표 3 은 한국전자통신연구원 (ETRI) 이 2001 년 국내 위성영상 , GIS 및 IT 시장 규모를 상호 비교 한 결과이다 이 결과에 따르면 . 2006 년 국내 전체 위성영상 시장 규모를 약 1,200 억원 정도로 추산 하고 있는데 이는 같은 기간의 전체 GIS 시장대비 약 6% 에 해당하는 수치이다 또한 일부에서는 국 . 내 위성영상 보안규제 완화와 같은 법제도적인 측 면과 공공분야 영상자료 활성화를 위한 정부의 지 원책 등이 추가적으로 따른다면 그 이상의 시장도 형성될 수 있을 것으로 예측하고 있다.
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
1995 1996 1997 1998 1999 2000
고해상(5m미만) 중해상(20m~5m) 저해상(20m이상) 레이다(SAR)
그림 7. 위성영상 종류별 판매 비율 국토연구원 ( , 2001)
한편 이와 같은 전체 위성영상 시장의 성장은 , 민간 및 정부차원의 저변확대 즉 수요의 확대와 , 더불어 고해상도 위성영상 시장의 급성장과도 함 께 연계되어 해석되어져야 된다 그림 . 7 에서 보듯 이 국토연구원에서 2001 년 조사한 위성영상 종 류별 판매실적을 보면 , 1999 년까지는 SPOT, IRS 및 Landsat 등과 같은 중 저해상도의 영상이 압도 ․ 적으로 높은 비율을 차지하고 있다가 IKONOS 와 같은 고해상도 위성영상 자료가 본격적으로 보급 되기 시작한 2000 년도에 들어 고해상도 위성영 상이 전체 위성영상 시장의 약 70% 이상을 차지 하는 것으로 나타났다 이러한 현상은 실제 우리 . 나라를 비롯하여 외국의 위성개발 계획을 통해서 도 쉽게 예측 가능한 부분이다.
고해상도 원격탐사 자료의 활용분야 1.3
일반적으로 원격탐사 자료는 공간 분광 및 주 , 기해상도 등에 따라 그 특성이 각기 다르기 때문 에 활용하는 분야도 서로 다르다 예를 들어 지도 . 를 제작하는 경우 주로 공간해상도가 높은 전정 색 영상자료를 선호하는 반면 토지피복분류나 , 식생분류에는 다중분광영상이 많이 활용된다.
또한 연구 대상지역에 따라서도 사용될 위성영 상의 종류가 달라질 수 있는데 만약 전 세계 식 , 생도 또는 토지피복도 등을 작성할 목적이라면 나 등을 이용하는 것이 적합할 MODIS Landsat
것이나 국부지역에 대한 연구라면 보다 자세한 분류 및 분석을 위해 IKONOS, QuickBird 등과 같은 고해상도 영상자료를 사용할 수밖에 없을 것이다.
이와 같은 원격탐사 자료의 다양한 활용 형태 중에서 본 기술동향 연구에서는 고해상도 원격탐 사 자료에 국한해서 설명하고자 하며 이를 위하 , 여 과학기술부가 주관하고 있는 원격탐사기술개 발사업의 주요 연구 성과 중에서 일부 관련 자료 를 인용하고자 한다.
년도 원격탐사기술개발사업에서는 고해 2003
상도 위성영상 활용현황을 조사하기 위해 1996
년부터 2002 년까지의 해당분야의 국내 석 박사 ․
학위논문 대한원격탐사학회 등 국내 전문학술지 ,
및 국외 원격탐사 전문학술지 등으로부터 총 72 편에 달하는 자료를 수집하여 활용하였으며 조사 , 내용을 분석하기 위하여 활용분야를 지도제작 환 , 경 해양 지질자원 임업 수자원 농업 기상 기 , , , , , , ․ 후 기타 등으로 구분하였다 여기서 기타분야는 , . 영상자료의 전처리기법과 알고리즘개발 정확도 , 평가 등 위성영상을 활용하는데 필요한 기반 기술 연구로 구분되어졌다.
국내외의 활용분야를 각각의 주제별로 분류하여 분석한 결과 국외의 경우 그림 , 8 에서 나타나듯이 지도 제작이 22% 로 가장 높은 비중을 차지하였으 며 다음으로 지질자원과 임업분야에 고해상도 위 , 성영상이 많이 활용되어진 것으로 나타났다 한편 . , 해양과 환경은 전체의 10% 이하로 나타났다 .
환경 해양 8%
8%
기타 37%
임업 12%
지도제작 22%
지질자원 13%
농업 0%
수자원 0% 기상기후
0%
그림 8. 국외의 고해상도 위성영상 활용 현황
분야별로는 기타 분야가 가장 높은데 이는 , 5m 미만의 고해상도 위성영상의 역사가 불가 5 년 미 만임을 감안하면 고해상도 영상자료의 처리 및 가공하는 기술이 기존 중 저해상도의 처리 기술력 ․ 보다 낮아서 이에 대한 연구가 많았기 때문이다.
지도제작 분야는 위성영상을 이용한 DEM 과 정 사영상 제작 그리고 토지이용도 토지피복도 등 , , 과 같은 주제도 제작에 주로 활용되었다 또한 지 . 질자원 분야는 토양의 분포와 화산 모니터링과 같은 연구에 활용되었으며 임업분야에서는 산림 , 생태분류 산림피복분류 식생분포 등에 활용되 , , 었다.
한편 국내의 경우 역시 그림 , 9 에서와 같이 기 타분야가 가장 높은 44% 를 차지하였으며 그 뒤 , 를 이어 지도제작 임업 해양 지질자원 수자원 , , , , 등의 순으로 많이 활용된 것으로 나타났다.
기상기 후 0%
해양 6%
지질자 원 3%
지도제작 25%
임 업 19%
수 자원 3%
농업 0% 환경
0%
기타 44%
그림 9. 국내의 고해상도 위성영상 활용 현황
기타분야에서는 국외와 같이 고해상도 영상자 료를 활용하기 위한 다양한 자료 전처리와 알고리 즘 정확도 등의 연구가 주로 이루어졌다 지도제 , , 작에 있어서는 건물 및 도로망 추출 연구가 가장 많았으며 주제도 제작 수치지도 갱신 등의 연구 , , 도 수행되어진 것으로 나타났다 또한 임업분야 . , 에서는 임상의 분류 및 병충해 추출 등의 연구가 주로 수행된 것으로 확인되었다 이러한 연구들은 . 대부분 고해상도 위성영상 중에서 가장 먼저 보급 된 IKONOS 자료를 활용하여 이루어졌으나 , 와 같은 단일 고해상도 영상만을 활용하 IKONOS
여 연구를 수행하기 보다는 SPOT, IRS, Landsat 등과 같은 기존의 중 저해상도 자료와 병행하여 ․ 사용된 경우가 많았던 것으로 나타났다.
기타 1%
정보통신/생활GIS 19%
지도제작분야 36%
국토 및 도시계획분야 22%
수자원분야 3%
환경분야 13%
지질분야 3%
농업분야 2%
대기분야 0%
해양분야 0%
임업분야 1%