인공위성의 사진을 보다보면 어느 특정부위만 있는 사진, 가늘고 길게 찍어서 넓은 부분을 볼수있는 사진, 그리고 3D후보정을 통한 입체적인 모습까지 굉장히 많은 종류의 사진이있는대 이 모든것은 각기 다른방식으로 촬영이 됩니다.

인공위성의 촬영방식

가늘고 길게 꽤 넓은 지역을 촬영한 사진이 있습니다. 촬영의 폭은 대략 12km정도이며 길이가 무려 최소 80km정도로 긴 영역을 화면에 담아냅니다. 이러한 방식은 스트립 이미징이라고 하며 좁고 긴곳을 촬영하는 방식입니다. 띠처럼 길게 찍는 사진으로 위성이 촬영하고자 하는 목표지점을 지나가는 동안 여러각도에서 촬영하고 이것을 이어 붙여서 만들어내는 사진입니다.

가끔은 약간 사선에서도 찍는사진도 있고 바로 위에서 찍은 사진도 있습니다. 이러한 방식은 다중점 이미징이라고 합니다.

인공위성이 지면을 따라 지나가면서 특정부분을 여러각도에서 촬영을 하는 것입니다. 그렇다면 이 두가지 방식을 붙일수도 있지않을까해서 찾아봤습니다. 바로 광역추적촬영입니다. 이 방식은 한 번 인공위성이 목표지점을 지나가는 동안 앞서 설명드린 스트립이미징과 다중점이미징을 조합하여 굉장히 넓은 영역을 한번에 촬영가능합니다. 인공위성의 카메라 각도를 계속해서 조절하면서 찍기때문에 가능한 방식입니다. 같은 방식이지만 비행경로가 맞지않더라도 특정부분을 촬영하고 싶다면 광역임의촬영 기법을 사용하여 촬영을 할 수있습니다.

인공위성의 활용

이렇게 촬영한 여러 방식의 사진들을 100% 혹은 그 이상 활용하기 위하여 많은 연구와 실험이 계속되고있습니다. 일단 가장 우선적으로 사용되는 곳은 지도를 제작하는 지리정보시스템입니다. 농업분야에 적용을 한다면 위성정보를 이용하여 경작지별 농작물 수확량 혹은 특정 농작물의 경작넓이 등을 파악가능하고 홍수, 가뭄 등의 자연재해가 발생하였을때 피해량은 어느정도인지 위험예상 구역은 어느 곳인지를 정확하게 파악 할 수 있습니다. 또한 해외 각국에서는 인공위성을 통해 국내의 농작물 생산량을 미리 예측하여 수출입을 할 때 자료로 사용하기도하는대 실제 우리나라에서도 2010년과 2012년까지는 쌀 수확량을 측정하기도 했습니다. 이러한 방식으로 사람이나가서 일일이 조사하는 수고로움과 비용적 측면도 줄였습니다. 그리고 임야영역에서는 토양, 지질, 경사도를 파악하여 포도를 농작하고 어느 지역이 재배에 용이한지도 파악하는 등 여러 방면에서 사용되며, 미국에선 랜드샛 7호가 2000년~2012년까지 65만장의 사진을 합성하여 숲 사진만 추린결과 새로운 숲과 사라진 숲 등 여러 자료를 수집 하기도 했습니다.

가장 중요시 확인하는 부분은 적조 및 산사태, 전염병, 지진, 해일 같은 재해 재난감시에 유용하게 사용됩니다. 적조의 발생시기를 파악하여 사전에 대처를 한다든지 아니면 산사태가 일어나기 쉬운 지역을 찾아내 보수를 하는 등 여러 활동을 하고있습니다. 그리고 아리랑 5호의 SAR레이더를 이용하여 태안반도에 기름이 유출된 범위와 흐름을 실시간으로 추적하여 더 멀리 번지는 것을 방지하였습니다. 90년대에 들어와서는 도시 열섬현상 즉 열이 도시의 이산화탄소층에 갇혀있는 현상을 파악하여 대처가 가능했고 초음파를 이용하여 남극 얼음 밑 숨겨진 지형을 파악하고 지구온난화 관련 정보도 얻기도 했습니다. 미국의 나사는 위성만으로 지진을 예측하는 기술을 개발하여 지진에 대비하는 예방책을 만들었고 이는 적외선카메라를 이용하여 예측한다고 발표했습니다.

마지막으론 고대유적등을 파악하는대 사용됩니다. 열추적을 통하여 온도차이가 나타나는 곳을 채굴, 조사하여 땅속에 있는 고대도시를 찾아낸 경우도 있습니다. 또 금속에 잘 반사되는 성질을 활용하여 금광이나 자원이 묻힌 곳을 파악하기도 했습니다.

위성영상의 활용방법

저번의 포스팅에 위성영상에 관해 언급을 하였습니다. 위성은 쏘아올려 우리의 과학력을 과시하는 것 뿐만아니라 더 나아가서는 군사적 정보를 얻을수도있고 완전히 다른 방향으로는 국토나 재난,재해 예측, 해양수산업에 활용, 기상관측나 환경의 변화, 농업과 임업등 무궁무진한 방향으로 활용이 가능합니다. 위성시장의 규모는 나날이 커져가고있으며 현재는 20억 달러 정도의 규모를 구축하고있는 것으로 보이고 2025년에는 30억달러 규모를 돌파할 것으로보입니다. 이처럼 엄청나게 활용하는 방안이 많아지고 위성의 중요성이 높아지자 세계 각 나라에서는 앞다투어 위성연구에 온힘을 다하여 투자를 하고 있습니다. 우리나라도 아리랑시리즈의 위성들과 천리안등 관측위성들이 있습니다. 이 위성들이 매년 보내오는 위성영상은 10만장에 달한다고합니다. 이를 바탕으로 16년 정부부처와 그 산하기관에 5900장의 영상을 위성정보 활요협의체라는 것을 통하여 보급하고 함께 성장해 나가고있습니다.

아리랑2호가 촬영한 영상들의 가치를 환산하여보니 2006년부터 2015년 임무종료까지 대략 5,580억원의 경제적 가치를 일으켰습니다. 이것은 아리랑2호의 총 개발비용의 2배에 달하는 금액으로 우리나라가 적극적으로 위성사업에 뛰어드는 계기가 됩니다. 그리고 요즘 개발되고있는 아리랑3호, 3a, 5호 등은 고해상 위성영상과 적외선레이더를 통하여 최고의 품질의 영상확보를 위해 최선을 다하여 개발하였으며 이를 토대로 천문학적 금액의 경제적 효과가 생길 것으로 기대하고있습니다. 가장 기대되는 부분은 재난재해, 기상관측분야입니다. 현재 분석기술의 발달 덕분에 3일이상 걸리던 예측모니터링이 이제는 15분정도로 엄청난 시간을 단축하는 등 발전해오고있습니다. 폭설로 인한 재난 등에 가장 효과적으로 대응 할 수 있을 것으로 예상되며 그에따라 많은 피해를 줄일 수 있을 것같습니다. 이것은 미국의 나사에서 사용하는 MODIS라는 영상을 기반으로 분석을합니다. 이 덕분에 우리나라를 한번에 모니터링이 가능하여 어느 지역에 눈구름이나 기상의 변화를 한눈에 파악하고 그 주변지역에 경보를 내릴 수 있어 더 효율적인 시스템이 될 것같습니다. 그리고 눈을 감지하는 밴드센서가 탑재되어있어 눈이 많이 내리는 강원도권이나 산간지역에서는 적절하게 사용 할 수 있을 것 같습니다. 그리고 제주도의 서귀포시에서는 감귤재배의 통계화를 좀 더 정확하고 상세하게 파악하기 위하여 위성영상퐐연 판독자료를 사용한다고합니다. 이를 토대로 과원현황, 시설, 고품질 재배지, 농가주 현황들을 실시간으로 수집하여 감귤재배에 나서는 등 임야 및 재배 산업에도 적절하게 사용이 되고있는 것이 위성영상입니다. 

요즘에는 티비뉴스나 구글어스 등의 어플로 지구의 모습을 실시간으로 일반인들도 볼수있습니다. 그리고 시뮬레이션 훈련등에도 사용이 됩니다. 특히 전투기 조종사들은 실전에 나서기전에 훈련을 진행하게 되는대 이때 증강현실과 위성영상을 토대로한 지형지물셋팅을하여 실제 전투기를 타지 않아도 진짜 전투기를 조종하듯이 연습하고 경험하여 실전에나서게 됩니다. 이 덕분에 경제적으로 비용도 절약하고 사고에 대한 위험도 많이 낮출수 있어 적극 활용하는 분야입니다. 그리고 토목, 건축등 도시계획에도 많이 사용이 되고있습니다. 건축물이 어느 부분에 들어서면 좋을지를 2D와 3D를 통하여 경관을 분석하는 것에 위성영상이 아주 적절하게 사용이 되고있습니다. 또한 같은 맥락으로 토지현황의 감지를 지자체에서 직접할 수 있어 시간과 비용을 모두 절약해주고있습니다. 

이처럼 위성영상은 우리의 삶에 아주 깊숙히 관여하고있습니다. 당장 여러분들이 운전하는 자동차 네비게이션만 해도 요즘에는 위성영상을 활용하여 3D모델링까지해서 건물을 알려주는 기술까지 개발되어 우리의 삶은 좀 더 윤택하게 해주고있습니다.