원격탐사의 정의

원격탐사 정의 및 과정 

1980년대 초반 국내에 소개된 원격탐사는 현재 여러 기의 지구관측위성을 운영할 만큼 보편화된 기술이 되었으며, 지역적 규모의 국토관리부부터 동아시아 환경모니터링에 이르기까지 폭넓게 활용하고 있다. 

본 장에서는 원격탐사의 정의 및 기능을 알아보고, 원격탐사의 개발역사를 살펴보고자 한다. 더 나아가 원격탐사의 전반적인 과정과 원격탐사시스템을 구분하고 기준을 다루고자 한다. 원격탐사 정의 및 기능 현재까지도 한국에 원격탐사가 친숙한 용어는 아니지만, 점점 이해의 폭이 넓어지고 있다. 원격탐사 어원의 유래와 정의를 기능적인 측면에서 살펴보고자 한다. 원격탐사 정의 'Remote sensing'은 1960년대 초반 미국에서 처음 사용된 용어다. 1960년대는 미국과 소련이 경쟁적으로 우주 기술을 개발하는 시점으로 초기 위성부터 카메라를 탑재하여 지구관측을 시작했다. 인공위성을 이용한 지구 영상 촬영은 기존의 항공사진 카메라와 구별되는 특징을 가지고 있으며, 영상의 처리 및 판독 과정에도 차이가 있기 때문에 새로운 용어가 필요했다. 인공위성에서 촬영한 영상은 주로 가시광선을 이용하는 항공사진과 달리 가시광선과 적외선 또는 마이크로파 등 다양한 전자기파를 이용했으며, 영상센서 또한 항공사진 카메라와 구별되는 특성을 가지고 있었다. 따라서 기존의 항공사진 측량보다 훨씬 포괄적인 의미인 remote sensing이란 용어를 사용하기 시작했다. 특히 1972년에 발사된 최초의 민간 지구관측위성인 Landsat-1호에서 촬영된 다중분광영상의 처리와 활용에 관한 연구가 활발히 진행되면서 remote sensing이란 용어의 사용이 점차 확산하였다.

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한국에서는 1980년대 초반 관련 연구소 및 국가기관의 실무자들끼리 연구회를 조직하여 활동하면서, remote sensing을 원격탐사로 번역하여 사용하기 시작했지만, 일반인들에게 널리 보급된 용어는 아니었다. 물론 지금도 remote sensing을 원격탐사가 아닌 다른 용어(원격탐측, 원격감지 등)로 사용하는 사례가 있다. 1984년 대한원격탐사학회의 설립과 함께 원격탐사란 용어가 자리를 잡았고, 이후 40여 년 가까이 사용하고 있다. 동일한 한자 문화권이지만 중국과 일본에서는 우리와 다른 용어를 사용하는데, 중국과 일본에서는 우리와 다른 용어를 사용하는데, 중국에서는 remote sensing을 직역하여 오감이란 용어를 사용하며, 일본에서는 영어 발음 그대로 표기하여 리모트센싱을 사용한다. 원격탐사는 사전적인 정의부터 구체적 기술 영역을 포함한 세부적인 정의까지 매우 다양하게 정의된다. 가장 일반적인 정의는 미국 사진측량 원격탐사학회에서 다음과 같이 공시하고 있다. 이를 간단히 축약하면 원격탐사는 지표물에 관한 정보를 물리적 접촉 없이 획득하는 과학과 기술로 표현되는데, 이와 유사한 정의는 여러 곳에서 찾아볼 수 있다. 원격탐사에 관한 기본적인 정의를 보다 확장하여, 원격탐사의 대상과 과정을 명확하게 정의하는 사례로 있다. 특히 릴리 샌드(2015)는 세계적으로 널리 사용하는 원격탐사 교과서에서 다음과 같이 원격탐사를 정의하고 있다. 관심의 대상이 되는 물체, 지역 또는 현상에 물리적으로 접촉하지 않는 측정기기를 통하여 얻은 자료를 분석하여 그 관심 대상에 관련된 정보를 얻는 과학과 기술이다. 원격탐사의 일반적인 정의를 종합하면 특정 지형지물, 지역 또는 지표 현상에 대하여 직접적인 접촉 없이 여러 종류의 센서를 이용하여 자료를 획득하여, 사물, 지역 또는 지표 현상과 관련된 정보를 추출하는 과학 또는 기술이라고 할 수 있다. 그러나 이러한 학문적 정의만으로 원격탐사의 정확한 의미를 전달하는 데 한계가 있다. 원격탐사의 의미를 보다 명확하게 전달하기 위해서는 원격탐사자료의 형태와 센서를 탑재하는 수단을 명시하여 설명할 수 있다. 즉 원격탐사는 지상, 항공기, 인공위성 등에 탑재되는 카메라, 전자광학센서, 영상레이더 등의 센서를 이용하여 원격탐사자료를 획득하고, 이러한 자료를 분석하여 정보를 획득하는 일련의 과정을 포함하는 기술 또는 학문이라 할 수 있다. 원격탐사에 포함되는 기술의 범위는 항공사진, 인공 위성영상, 해저 음파 영상, 지하 탐사자료 등을 모두 포함하는 포괄적 개념과 광학센서 및 마이크로센서로 획득되는 항공영상과 위성영상을 주 대상으로 하는 좁은 의미의 개념이 있을 수 있다. 최근에는 remote sensing의 용어를 확장하여 원격측정이란 새로운 용어를 사용하기도 한다. 이 용어는 2000년대에 등장한 초분광 원격탐사에서 비롯된 용어다. 초분광영상에서는 모든 화소에 해당하는 지표물의 완전한 분광 반사 자료를 얻을 수 있는데, 이는 그동안 지상에서 분광계 측정을 통해서만 얻을 수 있는 정보다. 원격측정 자료라는 새로운 용어가 등장한 배경은, 현재 원격탐사 기술이 과거 실험실이나 현장에서 직접 측정을 통하여 얻을 수 있었던 정량적인 정보를 얻는 단계에 접근하고 있다는 의미다. 원격탐사에서는 추구하는 정보의 성격이 점차 정략적으로 바뀌는 추세를 감안한다면, 원격측정이란 용어의 등장도 자연스러운 현상이다. 원격탐사는 원격에서 목표물의 정보를 획득하는 기술로 정의되지만, 목표물과 센서와의 거리를 구분하는 기준은 뚜렷하지 않다. 실제 지구 원격탐사에서 가장 기본적인 대상물인 식물, 물, 토양 등 주요 지표물의 분광반사율 특성은 분광계를 이용하여 현장이나 실험실에서 측정한다. 현장이나 실험실에서 분광반사율을 측정하면, 무접촉이라는 원격탐사 정의에 위배되는 모순이 생길 수 있다. 원격의 의미를 너무 엄격하게 해석할 필요는 없지만, 일반적으로 센서와 목표물 간의 거리에 따라 원격탐사시스템을 구분하는 경우도 있다. 원격탐사 시스템은 센서와 지표물과의 거리에 따라 위성, 항공, 지상의 세 가지로 나눌 수 있다. 위성 원격탐사는 현재 보편적인 원격탐사 분야로 인공위성에서 전 지구를 주기적으로 촬영하고 있으며, 한 번에 촬영되는 면적도 최소 수십 킬로미터에서 수천 킬로미터 폭에 이르기까지 광범위한 지역을 비롯하여 많은 나라에서 자국의 원격탐사 위성을 보유하고 있다. 더 나아가 여러 민간기업에서 상업 목적의 위성영상을 공급하고 있다. 항공 원격탐사는 인공위성이 개발되기 전까지 가장 대표적인 정보 획득 수단이었고, 지금도 항공사진 측량과 판독을 위한 중요 수단으로 사용한다.