알려줘시즈

안녕하세요. 세상을 보는 우주아이입니다.

지난 포스팅에서 언급했듯이,

지구관측 인공위성이 촬영한 영상은 광학영상과 SAR 영상으로 나뉩니다.

 

 

우리 아리랑위성이 제공하는 광학영상은 멀티스펙트럴 영상으로, R, G, B, NIR(Near Infrared), 그리고 PAN(Panchromatic) 5가지 밴드로 이루어져 있고요.

아리랑위성은 광학영상 외에, SAR 영상도 제공하는데요. 아리랑위성 5호가 바로 SAR 위성이랍니다. 그럼, SAR 영상이 무엇인지 함께 알아볼까요?

 

▶ SAR 

SAR는 Synthetic Aperture Radar(합성개구레이더)의 약자입니다.

기존의 레이더를 변형하여 영상을 취득할 수 있도록 만든 레이더 기술이지요.

SAR의 가장 큰 특징은, 광학센서와 달리 지구상의 날씨나 구름의 영향을 받지 않고 ‘전천후 지구관측’이 가능하다는 것입니다.

아리랑위성 3호나 3A호에 쓰이는 광학센서는 우리가 일반적으로 접하는 카메라로 생각하면 쉬워요.

 

 

카메라로 사진을 찍을 때, 렌즈 앞에 장애물이 있거나 연기가 자욱하다면 우리가 원하는 피사체가 가려져서 촬영할 수 없게 되죠?

광학센서도 마찬가지입니다.

광학위성이 지구 위 어느 지점을 촬영했는데, 하필 구름이 많거나 비가 오거나, 혹은 안개가 끼었다면 해당 지점의 영상을 제대로 확보할 수가 없는 것이죠.

 

 

이럴 때, SAR 위성이 장점을 발휘한답니다.

구름에 특정 지점이 가려져 있어도, 빛이 과도하거나 빛이 없어도, 혹은 악천후일 때에도 문제 없이 원하는 지역의 영상을 확보할 수 있지요.



어떻게 가능하냐고요?

레이더의 기본적인 원리부터 접근하면 다음과 같습니다.

 

 레이더란?

 관찰하고자 하는 대상물에 전파를 쏘고 반사되어 돌아오는 전파를 확인하여, 대상물이 있는지 확인하고 대상물의 속도 등의 정보를 확인하는 장치

여기서 알 수 있듯이, SAR는 지구를 관측할 때 카메라를 사용하는 것이 아니라 레이더를 사용합니다.

레이더는 기본적으로 구름, 비, 눈, 빛을 투과할 수 있지요. 그래서 광학센서와 달리 구름이나 날씨의 영향을 받지 않게 되는 것입니다.

 

Radar(Continuous Wave)의 원리 

 

더불어 SAR의 핵심은 기존 레이더 대비 매우 높은 수준의 해상도이기 때문에, SAR 신호를 처리해서 사진과 같이 구현할 수 있습니다. SAR 영상은 바로, 지구에 방사한 레이더 신호가 지표면에 반사되어 돌아온 신호를 이미지화 한 것이지요.

또 SAR의 경우 사용하는 전파의 주파수에 따라 대역이 나뉘는데요.

 

SAR 대역 

 

주파수가 낮을수록 투과가 잘되어 관찰 대상의 여러 특성을 확인할 수 있으나 해상도가 떨어지고, 주파수가 높을수록 높은 해상도의 영상을 얻을 수 있지만 전파 손실이 쉽게 발생한다고 해요.

저주파수 대역인 L, C 대역(Band)은 일정 수준 해양 내부까지 투과할 수 있어서 해양 관측에 유리하고, 고주파수 대역인 X~Ka 대역(Band)은 높은 공간 해상도를 갖게 됩니다.

 

대역 별 SAR 파장의 레이더 산란 차이 

 

그렇다면 우리 아리랑위성 5호는 어느 대역을 사용할까요?

바로, X대역(X-band) SAR입니다.

이쯤에서 우리 아리랑위성 5호가 촬영한 고해상도 SAR 영상을 잠시 감상해볼까요?

 



반사되어온 레이더 신호를 영상화 한 것이기 때문에 한 눈에 보기에도 광학영상과는 큰 차이가 있죠?

우리 아리랑위성 5호와 같은 고해상도 SAR영상은 지구 표면의 세부 사항을 정밀하게 관측할 수 있어서 지형의 변화나 건물 및 구조물의 검출, 해상 안전 및 관측 분야에 유용합니다.

특히, 위치추적장치를 비활성화한 불법조업 선박을 탐지하거나 기름 유출 사고 및 선박 충돌 사고 등을 관찰하는데 유리하지요.

한편, 해수의 온도변화나 적조확산 등의 환경변화를 관찰할 때도 사용되고 있답니다.

 

오늘은 SAR 영상에 대해 함께 알아보았습니다.

막연히 어렵게만 생각한 SAR에 대한 궁금증이 조금이라도 풀렸으면 좋겠네요 😊

지금까지 

지구를 향하는 기술 SIIS의,

세상을 보는 우주아이 였습니다!

 

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