• 우주기술과 응용
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• 제1권2호
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• pp.268-281
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• 2021

합성 개구 레이다(SAR, synthetic aperture radar)는 주야간 및 기상 조건에 구애받지 않고 원하는 지점을 관측할 수 있다는 장점으로 인해 최근 그 수요가 점점 늘어나고 있다. SAR 위성으로 관측한 원시 데이터는 위성궤도보정, 방사보정, multi-looking, geocoding과 같은 전처리 과정이 필요하며, 사용자의 목적에 따라 물체 탐지, 변화탐지, DEM(Digital Elevation Model) 등 영상 활용을 하기 위해서는 추가적인 처리 과정이 요구된다. 이러한 전처리와 연산과정은 매우 복잡하며 많은 시간과 컴퓨팅 자원을 필요로 한다. 주로 SAR 영상을 활용하는 기관에서는 영상을 편리하고 쉽게 처리하기 위해 각 기관의 활용 목적에 맞는 분석도구를 개발하여 사용 및 외부 수요자들에게 제공하고 있다. 본 논문에서는 국내외에서 이용하고 있는 대표적인 SAR 분석도구들의 기능 및 특성에 대해 소개하고자 한다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권6_3호
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• pp.1791-1799
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• 2023

한국항공우주연구원은 위성정보활용협의체 소속기관을 대상으로 아리랑위성 시리즈 영상자료 보급 및 활용지원을 담당하고 있다. 협의체 소속기관 사용자들은 대부분 광학 영상 중심으로 위성영상을 활용하고 있으며, 상대적으로 Synthetic Aperture Radar (SAR) 영상에 대한 활용 방안은 미흡한 실정이다. 본 논문에서는 SAR 영상자료 활용을 지원하기 위한 일환으로 향후 개발할 SAR 강도 기반 변화탐지 기술의 결정을 위해 현재까지 연구되어진 SAR 강도 기반 변화탐지 기술과 그 활용사례들을 조사했다. 조사 결과 많은 연구자로부터 강도 차분, 상관계수, 히스토그램(Histogram) 또는 편파 정보를 활용하여 변화 픽셀을 탐지하고 분석하기 위한 다양한 알고리즘들과 도시, 홍수, 산불, 식생과 같은 다양한 분야에서 변화탐지 알고리즘의 활용방안이 연구되었음을 확인할 수 있었다. 본 연구는 위성정보활용협의체에 활용할 SAR 변화탐지 기술 개발에 활용할 예정이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권6_4호
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• pp.1955-1969
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• 2022

KOMPSAT 시리즈 등 국가 위성정보를 활용하는 공공 및 민간의 사용자들은 대부분 광학 영상 중심으로 위성영상을 활용하고 있으며, 상대적으로 Synthetic Aperture Radar (SAR) 영상의 활용은 미흡한 실정이다. 현재 운영 중에 있는 KOMPSAT-5를 비롯하여 향후 KOMPSAT-6 및 초소형 SAR 위성체계 등이 발사 예정에 있기 때문에 다양한 분야에서 SAR 위성정보의 활용요구가 증대되고 있다. 이에 따라 SAR 위성정보 활용을 지원할 수 있는 SAR 활용 핵심 기술 보유가 필요한 시점이다. SAR 특성을 활용한 핵심 활용 기술로 변화탐지 기술이 있지만 현재까지도 SAR 영상을 활용하여 자동으로 변화를 탐지하고 사용자에게 알림하는 기술 개발은 요원한 상태이다. 본 연구는 독자적인 SAR 자동변화탐지알림 기술을 확보하고 우리나라 위성정보활용협의체와 같은 공공분야 기관의 실무자가 실무에 국내 SAR 위성정보를 활용하는 것을 촉진하기 위해 다중시기 KOMPSAT-5 SAR 위성영상의 자동변화탐지알림 기능 요소를 도출하고 프로토타입 프로그램을 개발하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권6_1호
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• pp.1401-1411
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• 2023

해양공간 이용 증가로 해양 공간을 활용하는 사람들간 갈등이 발생되며, 정부의 허가 및 규제로는 관리가 어려운 실정이다. 특히 양식장은 면허 제도로 운영되고 있는데, 지자체별로 관리하고 있어 정확한 실태 파악이 어렵다. 본 연구에서는 synthetic aperture radar (SAR) 영상을 이용하여 연안에 위치한 양식 어장을 모니터링하고 관리 방안에 대해 알아보고자 하였다. 연구에 활용된 자료는 Sentinel-1A 영상이며 시계열로 구성된 SAR 영상을 중첩하였다. 중첩 자료를 활용하면 양식 어장과 같은 작은 시설물에 대한 정보를 살리면서 노이즈만 제거할 수 있다. VH 편광 자료를 활용할 경우 연안에 위치한 양식 어장을 약 88%의 전체 정확도로 탐지할 수 있었다. 본 연구 결과를 활용한다면 계절별로 변하는 양식 품목에 맞춰 양식 어장을 모니터링 할 수 있을 뿐만 아니라 해양 공간 활용에 대한 관리 주기를 설정할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권6_3호
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• pp.1777-1788
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• 2022

저수지는 국내 영농환경에서 주요한 용수 공급처이며, 저수지의 저수량 파악은 농업용수의 활용 및 관리차원에서 중요하다. 위성영상을 활용한 원격탐사는 저수지와 같이 광역적으로 분포하는 객체에 대하여 정기적인 모니터링을 할 수 있는 효과적인 수단으로, 본 연구에서는 Sentinel-1 Synthetic Aperture Radar (SAR) 영상을 통해 영상분류 및 영상분할 알고리즘을 적용하여 국내 저수지 53개소의 수표면적 탐지를 수행하였다. 사용한 알고리즘은 Neural Network (NN), Support Vector Machine (SVM), Random Forest (RF), Otsu, Watershed (WS), Chan-Vese (CV)로 총 6가지이며, 드론으로 촬영한 실측 정사영상으로 수표면적 탐지 결과를 평가하였다. 각 알고리즘으로부터 산출된 수표면적과 실측 수표면적간의 상관성은 NN 0.9941, SVM 0.9942, RF 0.9940, Otsu 0.9922, WS 0.9709, CV 0.9736로 나타났으며, 저수지 유효저수량의 규모가 클수록 더 높은 선형 상관관계를 보였다. 혼동 행렬로부터 산출한 정확도, 정밀도, 재현율을 통해 알고리즘간 수표면적 탐지 정확도와 탐지 경향을 분석하였다. 정확도의 경우 각 10만 m³ 미만 저수지에서 WS가 0.8752, 10만~30만 m³에서 Otsu가 0.8845, 30만~50만 m³에서 RF가 0.9100, 50만 m³ 이상에서 Otsu와 CV가 0.9400으로 가장 높은 수치를 보였다. WS의 경우 수표면적을 미탐지하는 경향으로 인해 낮은 재현율을 보였고, NN, SVM, RF의 경우 과대 탐지로 인한 낮은 정밀도를 보였다. SAR 영상을 통한 수표면적 탐지 시 저수지 수표면의 수생식물 및 인공건축물이 미탐지를 발생시키는 오차 요소로 작용함을 분석결과 및 실측영상을 통해 확인하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권3호
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• pp.627-636
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• 2021

SAR위성영상을 활용한 선박탐지연구는 세계적으로 많은 연구가 이루어지고 있으나, 초소형 SAR위성을 활용한 연구는 아직 소수에 불과하다. 최근 ICEYE, Capella 위성을 필두로 초소형 SAR 위성들의 활용이 가능하며, 뉴 스페이스 시대의 흐름에 맞추어 국내외에서 초소형군집위성 개발이 활발히 진행되고 있다. 현재 대부분의 초소형 위성은 광학위성이나, 운용 및 개발 진행중인 SAR (핀란드 ICEYE: 18기(~2021), 미국 Capella: 36기(~2023), 국내 해양경찰 SAR: 32기(기획 연구) 등)의 운용계획에 선제적으로 대비하기 위하여 초소형 SAR 위성의 활용방안에 대한 구체적인 논의가 필요한 시점이다. 이에 본 논문에서는 현재 운용되고 있는 광학 및 SAR 초소형 군집 위성의 현황 및 특징을 기술하였으며, 이를 활용한 연구들에 대해 조사하였다. 또한, 대표적인 초소형 SAR 위성인 ICEYE와 Capella위성의 현황 및 특징을 기반으로 초소형 SAR 위성 자료가 선박탐지연구에서 유용하게 활용될 수 있는 방안에 대해 기술하였다. 그 결과, 초소형 SAR위성은 군집으로 운용되어 재방문주기가 짧으며 고해상도 영상의 신속한 제공이 가능하다는 장점이 있어, 시간 및 공간의 고해상도 영상 수집이 필수적인 광역 해상 선박 모니터링에 크게 기여할 것으로 판단하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권6_3호
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• pp.1923-1929
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• 2021

지구관측위성은 다양한 분야에서 활용되고 있으며 높은 활용성과 시장성으로 인해 많은 국가에서 개발 하고 있다. 우리나라는 국가 우주개발 계획에 따라 다양한 지구관측위성을 개발하고 있으며, 그 중에서 다목적 실용위성 시리즈는 가장 대표적인 저궤도 위성이다. 지금까지 총 5기의 다목적실용위성이 발사되어 국가 영상 수요를 충족하고 있으며, 국가기관을 비롯하여 다양한 분야에서 활용되고 있다. 본 특별호에서는 다목적실용 위성 시리즈의 다양한 영상자료를 이용한 자료처리, 분석 및 활용과 관련된 연구에 대해서 소개하고자 한다. 한편 후속 다목적실용위성 영상자료의 차질 없는 활용을 위해서는 고해상도 영상에 적합한 자료처리 및 활용 연구가 계속되어야 하며, 특별호를 통해서 관련 연구 내용이 지속적으로 공유될 수 있도록 할 예정이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권6_3호
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• pp.1311-1317
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• 2018

위성개발의 궁극적인 목적은 위성으로부터 획득되는 정보의 활용에 있다. 따라서 국가 차원의 위성개발 프로그램은 하드웨어 개발뿐만 아니라 정보 활용을 위한 인프라 구축 및 활용기술 개발도 포함하여야 한다. 지금까지 우리나라는 다양한 위성을 개발하여 기상 및 해양 감시를 비롯하여 각종 재해재난 등에 있어 매우 유용하게 활용해 왔다. 특히 다목적실용위성 영상은 높은 공간해상도를 바탕으로 농업, 산림분야를 비롯하여 해양 분야까지 폭 넓게 활용되어 왔으며, 최근에는 정밀 지도제작 및 변화탐지 등과 관련된 연구에 많이 이용되고 있다. 본 특별호는 최근 다목적실용위성 광학 및 레이더 영상을 활용하여 수행된 다양한 연구사례에 대해서 소개함과 동시에 관련 위성영상 활용기술을 공공부문으로 전파시키는데 목적이 있다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권6_3호
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• pp.1749-1760
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• 2022

현대 사회는 갈수록 대형화되는 자연재해와 잦은 재난사고에 의한 인적·사회적 피해가 해마다 증가하고 있다. 난접근 지역이거나 접근 불능의 위험한 재난 현장을 인공위성이나 드론, 조사로봇과 같은 첨단 조사장비를 활용하여 신속하게 접근하고 유의미한 재난 정보를 적시적으로 수집·분석함으로써, 사전 예방·대비 대책 마련뿐만 아니라 적절한 재난 현장 대응 및 중장기적 복구 계획 수립 등 재난관리 전주기에 걸쳐 국민의 재산과 생명을 지킬 수 있는 중차대한 역할을 수행할 수 있다. 본 특별호에서는 지구 원격 관측 수단인 인공위성 기술뿐만 아니라 근거리 재난현장 관측센서가 탑재된 이동형 조사차량, 드론, 조사로봇 등 다양한 조사 플랫폼을 활용한 연구원의 재난관리 현업화 기술을 소개하고 있다. 주요 연구 성과로 구글어스 엔진을 활용한 수재해 피해 탐지와 중·장기적 시계열 관측, Sentinel-1 Synthetic Aperture Radar (SAR) 영상과 인공지능을 활용한 저수지 수체 탐지, 산불 재난시 주민 이동 패턴 분석과 재난안전 연구 데이터의 효율적인 통합 관리와 활용방안 연구성과를 소개하였다. 아울러, 접근 불능의 위험한 재난현장 조사시 드론, 조사로봇을 활용한 재난원인 과학조사 연구성과를 기술하였다.