원격탐사 과정

원격탐사는 원격에서 자료를 획득하고 이 자료를 처리 분석하여 필요한 정보를 추출하고 이용하는 일련의 과정으로 이루어진다. 원격탐사 과정은 지구 표면의 특정 물체 또는 현상으로부터 반사 또는 방사되는 전자기에너지를 센서로 감지하여 원격탐사자료를 얻는 자료 획득 단계와 이를 처리 분석하여 목표물에 관한 정보를 추출하는 자료 분석 단계로 구분할 수 있다. 원격탐사 과정을 가장 쉽게 설명할 수 있는 예로서 인간이 사물을 보고 인식하는 과정을 들 수 있다. 물체에서 반사된 빛을 동공 뒤의 시각세포에서 감시하여 영상신호를 생성한 후 이를 뇌로 전달되면 뇌에서는 영상에 나타난 물체의 명암, 색깔, 질감, 크기 등을 고려하여 그 물체의 종류와 특성을 파악하는 일련의 과정이 원격탐사와 동일하다. 원격탐사의 전반적인 과정을 보여주고 있는데 자료획득과 자료 분석 단계를 거처 최종 사용자에게 필요한 정보를 제공하는 정보 이용 단계까지 포함한다.

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자료획득

원격탐사의 자료획득은 지구 표면에서 반사 또는 방출되는 전자기에너지를 센서에서 감지한 원격탐사자료로 기록하는 과정이다. 원격탐사자료 획득 과정은 에너지의 전달경로를 따라 에너지원, 대기, 지표물, 센서의 네 가지 요소로 구성되어 있다. 먼저 지구 표면의 정보를 센서까지 전달하는 에너지가 필요한데, 원격탐사는 대부분 전자기에너지를 사용한다. 물론 초음파, 중력, 지진파 등을 이용하여 수중 및 지하 정보를 획득하는 특수한 형태의 원격탐사가 있으나 일반적인 원격탐사에서는 대부분 태양에서 비롯된 전자기에너지를 사용한다. 센서 스스로 전자기에너지를 방출하여 영상자료를 획득하는 영상레이더도 있다. 레이더 원격탐사는 센서에서 마이크로파를 지표면으로 송신한 후, 지표면에서 반사되는 신호를 기록함으로써 자료를 얻는다. 해저지형도 제작 및 수중 탐사에서 에너지 전달경로는 물인데, 물은 전자기에너지를 대부분 흡수하므로 장거리 전달이 불가능하다. 따라서 수중 원격탐사는 물속에서 장거리 이동이 가능한 초음파에너지를 사용하기도 한다.

전자기에너지는 에너지원에서 지구 표면에서, 그리고 지구 표면에서 센서까지 전달경로를 갖는다. 대부분 원격탐사 시스템은 이와 같은 양방향의 전달경로를 갖지만, 열적외선 원격탐사는 지구 표면에서 스스로 방출하는 열적외선 에너지가 직접 센서로 전달되는 형태이므로 지구에서 센서까지 한쪽으로만 전달경로를 갖는다. 지구관측위성 및 항공기에서 얻어지는 자료는 전달경로가 대기층이므로 원격탐사자료에 기록된 신호는 대기를 통과하면서 대기 입자에 의한 영향을 받는다. 따라서 위성이나 항공기에 촬영한 원격탐사자료에서 정확한 지표면의 정보를 추출하기 위해서는 대기 영향을 보정해주는 처리가 필요한 경우가 많다. 지구 표면에 도달한 전자기 에너지는 지표면과 접촉과정에서 반사, 흡수, 투과되며 물체의 종류와 특성에 따라서 그 비율이 다르다. 대부분의 원격탐사자료는 지표면에서 반사되는 에너지를 감지하여 생성되는데, 반사되는 에너지는 물체의 종류와 상태에 따라서 다르며 또한 파장에 따라서 달라진다. 따라서 지구 표면을 구성하고 있는 물, 식물, 토양, 암석 등의 주요 지표물의 파장별 반사 특성을 이용하기 위하여 여러 파장 구간에 촬영한 다중분광영상을 주로 이용한다. 원격탐사자료 획득 과정의 마지막 요소는 지표물에서 반사 또는 방사된 전자기에너지를 감지하여 자료를 생성하는 센서다. 원격탐사 센서는 항공기 및 인공위성에 탑재되어 넓은 지역을 대상으로 영상자료를 얻지만, 지상에서 지표물의 정확한 반사 특성을 파악하기 위한 측정기기도 원격탐사 센서로 분류할 수 있다. 센서에 따라 얻어지는 원격탐사자료의 종류와 특성은 매우 다양하다. 각 센서에서 감지할 수 있는 빛의 파장영역, 촬영할 수 있는 면적, 영상의 해상도 등을 고려하여 사용 목적에 적합한 센서를 선정해야 한다.