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아리랑위성 3A호의 스테레오 데이터를 활용하여 DSM(디지털 표면 모델)을 생성하는 방법을 소개합니다. 

이 연구는 미국 유타주에 위치한 빙햄 캐년 광산(Bingham Canyon Mine)이 연구 대상입니다. 

이 구리 광산은 세계에서 가장 큰 인공 굴착지로 알려져 있죠. 또한, 역사상 가장 많은 구리를 생산한 광산으로도 유명하답니다. 

❓DSM을 생성하는데 있어 왜 빙햄 광산을 고르게 되었을까요? 

DSM은 건물이나 나무들의 높이까지 모두 포함한 데이터를 말하는데요. 

빙햄광산 같이 아주 큰 광산은 인공적인 굴착과 자연적인 지형이 혼합되어 있어서 급격한 경사와 뚜렷한 높낮이가 한눈에 보이기 때문에 연구에 적합합니다. 

특히 빙햄광산의 채굴방식은 지표면에서부터 계단식으로 채굴 해 들어가는 오픈 피트(open-pit) 방식이라 대규모 채굴이 가능하고, 이 방식은 광산의 깊이와 크기를 지속적으로 확장할 수 있는 구조랍니다. 

현재는 이 광산의 깊이가 약 1,800m, 길이는 5km에 너비는 약 4km 정도 된다고 알려지는데요. 주립 역사 랜드마크로 지정될 만큼 거대한 규모를 자랑하네요.

사진출처: © inscc.utah.edu / Sebastian Hoch photo

이 연구는 PCI Geomatics의 수석 과학자 필립 청 박사(Dr. Philip Cheng)에 의해 수행되었고, 아리랑위성 3A호의 위성영상 데이터를 활용하여 연구하고 저희 SIIS에 제공했답니다. 

저희는 아리랑위성 3A호로 2019년 9월 25일에 획득된 촬영 각 +/- 24도인 레벨 1O 단일 패스 스테레오 영상을 제공했는데요. 

레벨 1O는 오쏘 레디(Ortho ready)라 불리는 처리 수준으로, 지오메트릭 왜곡이 보정되고 UTM(Universal Transverse Mercator) 좌표계로 투영된 제품이죠.

2019년에 획득한 아리랑위성 3A호 스테레오 영상

이 연구에서 모든 데이터 처리는 PCI OrthoEngine 소프트웨어를 사용해서 수행되었는데요. 이 소프트웨어는 유리 다항식 계수(RPC, Rational Polynomial Coefficients) 기하학적 모델 옵션을 활용하여 처리되었습니다. 

연구를 진행하는 데 있어 지상기준점(GCPs, Ground Control Points)이 확보되지 않았기 때문에, OrthoEngine의 자동화된 절차를 통해 타이 포인트(TPs, Tie Points)만 수집하였습니다. 

이러한 방법을 통해 데이터의 정확성을 높이고, 보다 정밀한 DSM을 생성할 수 있었습니다.

아리랑위성 3A호 Pan-Sharpened 정사보정영상

아리랑위성 3A호 영상을 사용하여 추출한 DSM

연구 결과 아리랑위성 3A호 스테레오 영상이 DSM 추출에 적합하다는 결과가 도출되었는데요. 

1m 해상도로 추출된 빙햄 광산의 DSM은 자연 지형의 높은 산맥 부분부터 광산 중심의 아주 깊은 지점까지 깊이와 높이를 다양한 색상으로 잘 표현하네요. 

특히 레벨 1O 데이터를 사용할 때 RPC 방법을 통해 DSM을 추출하는 데 더 좋은 결과를 보였습니다.

아리랑위성 3A호 스테레오 영상은 단순히 DSM 생성에 그치지 않고, 매핑, 재난재해, 도시 모니터링 등 다양한 분야에서도 유용하게 활용할 수 있답니다. 

이러한 데이터는 지리정보 시스템(GIS)과 결합하여 더욱 풍부한 정보를 제공할 수 있으며, 다양한 산업 분야에서 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.

이처럼 아리랑위성 영상은 현대 지리정보 기술 발전에 기여하고 있으며, 앞으로도 많은 연구와 응용이 이루어질 것으로 보입니다. 

여러분도 이 흥미로운 주제에 대해 더 알아보시길 바랍니다!

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출처: ©PCI Geomatics / ©KARI / ©SIIS​