알려줘시즈

안녕하세요.

세상을 보는  우주아이입니다.

오늘은 다중분광영상(멀티스펙트럴 영상, Multispectral Imagery)과 초분광영상(하이퍼스펙트럴 영상, Hyperspectral Imagery)의 차이점이 무엇인지 알아보려고 해요. 

다중분광영상과 초분광영상, 모두 지구 표면을 촬영하는 이미지 데이터라는 공통점이 있지만 다른 방식과 용도로 쓰이고 있어요.

그럼, 이 둘의 차이점은 무엇일까요?

일반적인 다중분광 위성영상은 가시광선 또는 몇 개의 근적외선 및 적외선 밴드를 사용하여 촬영되는데요.

보통 몇 개의 넓은 스펙트럼 밴드를 사용하기 때문에 식생의 건강 상태나 물의 흐름, 대기현상 등을 관찰하는데 주로 쓰여요.

그에 비해 초분광영상은 수백 개의 좁은 스펙트럼 밴드를 촬영하여 매우 세밀한 스펙트럼 정보를 살펴볼 수 있어요. 이를 통해 특정 화학물질이나 미세한 차이를 보는 데 더 적합하지요.

즉, 수백 개의 좁은 파장대에서 초미세 정보를 포착하여 복잡한 물질 분석 및 감지를 가능하게 합니다. 이 방식은 복잡한 데이터 처리와 해석을 요구하고요.

PIXXEl이 설명하는 초분광(하이퍼스펙트럴) 이미지

가장 큰 차이점은 포착된 데이터 대역의 양, 대역의 좁은 정도(분광정도), 대역 내 포함된 전자기 복사 스펙트럼입니다.

이름에서 보이듯, 초분광영상은 다중분광영상보다 더 많은 대역 대를 포괄하는 것을 연상할 수 있는데요. 다중분광은 5~10개 대역의 제한된 부분에 걸쳐 데이터를 수집하고 있어요.

위에서 말했듯이 다중분광은 일반적으로 R, G, B(빨강/초록/파랑) 3개의 대역과 적외선 대역을 포함하고, 초분광영상은 수백 개의 개별 광스펙트럼 대역을 구분한다는 것이 가장 큰 차이점이죠.

초분광위성 및 다중분광위성 모두 주로 저궤도(LEO, Low Earth Orbit)에 놓입니다.

Landsat, Sentinel-2, 아리랑위성 그리고 내년 초 발사 예정인 SpaceEye-T가 대표적인 다중분광 저궤도 위성인데요. 이 데이터들은 토지 피복 특성과 패턴을 구별하는 필수적 정보를 볼 수 있어요. 초분광센서는 훨씬 더 많은 정보를 볼 수 있어서 세부 사항을 구별하기 쉽게 하지만 중복된 데이터를 제거해야 하는 등 분석이 더 복잡하고 비용도 더 높은 편이랍니다.

PIXXEL의 초분광영상 예시

이번엔 초분광데이터의 특징과 활용 분야를 살펴볼까요?

초분광 원격탐사로 생성된 세부 데이터로 인해 데이터 처리는 훨씬 복잡한 편이에요. 그렇기 때문에 전문 소프트웨어가 필요하고요.

초분광에 비해 다중분광 데이터는 스펙트럼의 대역이 적기 때문에 처리가 비교적 간단한 편이죠. 따라서 신속하고 실시간 분석이 중요한 상황에는 다중분광 데이터가 유리하겠죠?

많이들 위성영상의 가격도 궁금해하는데요. 위성영상의 가격은 센서의 복잡성과 데이터의 후속 처리, 데이터 획득의 신속성에 따라 가격이 정의된다고 볼 수 있어요. 

데이터를 촬영하는 환경 조건의 영향을 받기 때문에 초분광데이터의 경우 더욱 통제된 환경이나 특정 연구 분야에 사용되는 것이 추천되고 있죠.

PIXXEL이 설명하는 초분광영상의 활용 분야

다중분광과 초분광 데이터는 농업, 환경, 재난관리 등 다양한 분야에 사용될 수 있어요. 초분광 데이터는 예를 들어 광물탐사를 할 때 물질의 정보를 수집하는 데 더욱 효과적으로 사용될 수 있고, 다중분광 데이터는 변화 패턴을 분석하는데 더욱 용이한 차이점이 있지만요.

작물의 건강을 관찰하거나 해충 및 질병 식별, 작물 분석과 토지 구별에는 다중분광이 주로 사용되고 있어요. 이렇게 탐지의 목적에 따라 맞는 데이터를 찾아서 사용하는 것이 필요해 보이죠?

다중분광영상과 초분광영상을 선택할 때, 어떤 데이터를 분석할 것인지 먼저 선택한 후 고르는 게 중요해요. 쉽게 말해 표면 관찰로 충분하다면 다중분광을, 내부의 환경과 구성 물질을 더욱 자세히 관찰하고 싶다면 초분광을 선택하는 것 정도로 이해되셨길 바라요!

SIIS에서는 초분광영상을 더욱 자세히 소개하기 위해 초분광영상 전문 파트너사인 PIXXEL을 초청하여 워크숍을 열었어요. 

SIIS가 진행한 PIXXEL 기술 워크숍 2024 기념사진과 발표 현장  

 

PIXXEL에서는 Aakash와 Markus가 워크숍에 참여해 초분광기술에 관해 설명해 주셨고, 온라인 화상대화 플랫폼을 연결하여 Megan의 데모 발표도 들을 수 있는 시간을 가졌습니다. 이 워크숍으로 관련 기관과 기업에서 높은 관심을 받았죠. 

높은 관심에 힘입어 다음 기회가 주어진다면 또 한 번 여러분들을 초대해 함께 초분광에 대해 의견을 나누는 시간을 가져보려 합니다.

지금까지

지구를 향하는 기술 SIIS의,

세상을 보는  우주아이였습니다!