원격탐사와 위성영상의 이름

위성영상의 이름

현재 이용할 수 있는 위성영상의 종류가 매우 많고 따라서 위성영상의 명칭이 혼동되는 경우가 있다. 지구관측위성이 많지 않았던 초기에는 Landsat 또는 SPOT과 같이 위성의 이름만으로도 위성영상의 종류와 특성을 파악할 수 있었지만, 수백 기의 지구관측위성이 운영되는 지금은 위성영상을 정확하게 표기하는 것이 매우 중요하다.

위성영상은 센서의 명칭으로 불리는 게 일반적이다. 1970년대부터 현재까지 Landsat의 영상은 주로 TM 영상이라고 많이 불리는데, Thematic Mapper(TM)는 Landsat 4 및 5호 위성에 탑재한 센서다. MODIS, ASTER SeaWifs 등은 센서 이름으로 위성영상을 지칭하며, 센서를 탑재한 인공위성의 이름은 별도로 표기하지 않는 경우가 많다. 센서 이름으로만 위성영상을 지칭하는 경우는 하나의 인공위성에 여러 센서를 탑재했을 때 적용한다. 예를 들어 MODIS와 ASTER는 Terra 위성에 탑재한 센서이며, Terra 위성은 이들 센서 외에도 다른 영상 및 비 영상센서가 탑재되어 있으므로 위성의 이름만으로 위성영상의 종류를 밝히기 어렵다.

위성에 하나의 센서를 탑재했으면, 위성영상의 명칭을 인공위성의 이름으로 사용하기도 한다. 가령 1980년대에 발사한 초기 SPOT 위성은 HRV(High Resolution Visible)라는 광학 영상 센서의 이틈을 갖고 있지만, 센서 이름을 사용하지 않고 위성 이름을 이용하여 'SPOT 영상'으로 표기했다. 마찬가지로 대부분의 고해상도 상업위성(IKONOS, Quickbird 등)은 하나의 센서만 탑재했기 때문에 위성 이름으로 영상자료를 지칭한다.

지구관측위성의 숫자가 매년 증가하고 있고 Landsat 및 SPOT과 같은 초기의 지구관측위성은 지금까지 지속해서 후속 위성이 발사되었기 때문에 인공위성 또는 센서의 이름만으로 위성영상의 종류와 특징을 정확하게 표시하기 어렵다. 따라서 위성영상의 종류를 명확하게 밝히기 위해서는 인공위성과 센서의 이름을 모두 표기해야 하며, 동일한 인공위성이라도 발사 순서로 매겨진 위성의 번호를 함께 표시하는 게 좋다. TM 영상은 Landsat-4호 및 5호 위성에 모두 탑재되었으므로 Landsat-5호 TM 영상'과 같이 표시하는 게 정확한 자료의 종류와 특성을 표시하는 방법이다. 한국도 1999년부터 현재까지 다목적실용위성(KOMPSAT) 사업을 지속하고 있지만, 종종 위성 및 위성영상의 명칭이 불명확하거나 여러 이름을 사용하여 혼란을 야기하는 경우가 있다. 예를 들어 'KOMPSAT 영상 또는 '아리랑 위성영상'과 같은 모호한 표현보다는 'KOMPSAT-1호 EOC 영상 명확하게 표기해야 한다.

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지구관측위성의 현황

현재 우주공간에서 운영 중인 인공위성의 숫자는 정치적 그리고 기술적인 문제로 정확하게 파악하기 어렵다. 비영리 국제단체인 지구관측그룹(Group of Earth Observation, GEO)과 '관심 있는 과학자 조합(Union of Concerned Scientists, UCS)'에서 조사한 자료에 따르면, 2018년 1980기의 인공위성이 운영 중이며, 이 중 4기의 위성을 지구관측 또는 지구과학 위성으로 분류하고 있다. 세계 43개국에서 지구관측위성을 보유하고 있는데, 미국이 전체 위성의 50.2%를 보유하고 있으며, 중국이 17.8% 그리고 일본, 러시아 인도가 각각 5% 이상을 보유하고 있다. 유럽우주국(ESA)과 같이 국가가 아닌 여러 나라에서 공동으로 운영하는 인공위성도 있다. 한국도 1999년 다목적실용위성을 발사한 이후 여러 기의 지구관측위성을 운영하고 있다.

최근에 지구관측위성의 숫자는 빠르게 증가하고 있다. 2014년에 192기의 지구관측위성이 있었으나 불과 4년 만인 2018년에 684기로 급증한 이유는 초소형 지구관측위성이 민간업체들에 의하여 다량으로 발사되고 있기 때문이다. 미국의 위성영상업체인 Manet은 2013년 이후 약 300기의 초소형 위성을 발사했다. 이 업체는 초소형 위성에 간단한 광학카메라를 탑재하여 사용자들이 원하는 지역의 고해상도 영상을 수일 이내에 공급할 수 있도록 많은 위성을 운영하고 있다. 초소형 위성은 다른 중대형 위성보다 수명이 짧기 때문에 사용자가 원하는 시기의 영상을 촬영하기 위해서는 지속적으로 위성을 발사해야 한다.

인공위성은 제작. 탑재체 발사. 운영의 전 과정에서 크기가 중요한 변수이므로 가급적 크기와 중량을 최소화해야 한다. 인공위성의 중량에 따라서 초소형 위성, 마이크로위성, 소형 위성, 대형 위성으로 나눈다. 민간업체에 의하여 운영되는 초소형 위성이 가장 많은 부분을 차지하고 있지만, 이들 위성이 공급하는 영상은 가시광선 및 근적외선 영상이 대부분이다. 그러나 인공위성, 센서, 통신 기술 발달로 10kg 정도의 초소형 위성이라도 과거 대형 위성과 비슷한 영상을 촬영하고 공급하는 기능을 갖추고 있다. 1970년대 초기 발사한 Landsat의 무게는 953kg 위성의 높이와 지름이 각각 3m와 1.5m에 달하는 대형 위성이었지만, 현재는 초기 Landsat보다 나은 사양을 갖춘 영상을 100kg 이하의 소형위성에서도 촬영이 가능해졌다. 가령 Rapideye와 같은 소형 위성은 공간해상도가 5m인 다중분광영상을 공급하고 있다. 현재 각 나라별로 운영하는 공공 목적의 지구관측위성은 대부분 소형 또는 대형 위성이다. 이들 위성은 고품질의 영상을 촬영하기 위한 탑재체를 비롯하여 대용량 영상자료의 저장과 전송에 필요한 장비를 갖추고 있으므로 대부분 소형 이상으로 제작했다. 한국의 KOMPSAT 위성은 1000kg급이고 현재 추진 중인 차세대 중형 위성 사업의 표준 위성 중량이 500kg급인 점을 감안하면, 위성의 크기와 중량은 향후 지구관측위성에서 매우 중요한 요소라 할 수 있다.

지구관측위성은 기본적으로 지구 영상 촬영이 주된 기능이다. 기상위성을 포함하여 약 70% 위성이 지구 영상을 제공하고 전체 위성의 반이 광학 영상을 촬영하고 있다. 열적외선 및 초분광 영상을 촬영하는 위성은 각각 10기 이하에 불과하다. 또한 30%의 위성은 비록 지구관측위성으로 분류되었으나, 영상 촬영이 주된 기능이 아니고 지구과학과 관련된 비 영상센서를 탑재했거나, 정확한 센서의 사양을 밝히기 어려운 군사위성으로 추측된다.

현재 운영되는 지구관측위성은 600여 기 이상이지만, 모든 위성이 촬영한 영상자료를 제대로 공급하지 않고 있다. 현재 지구궤도에서 운영하는 원격탐사 위성의 숫자는 많지만, 세계적으로 널리 공급되는 위성영상의 종류는 한정되어 있다. 많은 지구관측위성 중에서 기본적인 품질을 유지하고 또한 안정적인 영상 공급체계를 갖춘 위성은 많지 않다. 많은 지구관측위성이 있지만, 사용자가 목적에 적합한 위성영상을 선정하고 이용하기 위해서는 각 위성에서 촬영한 영상자료에 대한 기본적인 사양을 이해해야 한다. 즉 위성영상의 공간해상도, 분광해상도 복사해상도 촬영 주기와 같은 기본적인 사양에 추가하여, 위성이 처음 발사한 시기 및 운영 기간 그리고 3차원 지형정보 획득을 위한 입체영상 촬영 가능 여부 등을 알아야 한다