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아리랑위성 5호의 SAR 영상을 활용하여 도시 지역의 변화를 감지하는 방법에 대해 한국항공우주연구원 양도철 선임연구원이 진행한 연구를 소개합니다.

연구에서는 SNAP S1TBX(버전 7.0)라는 소프트웨어를 사용하여 변화 감지 분석을 수행했어요. 

SAR 변화 감지란, 같은 지역에서 서로 다른 시간에 촬영한 SAR 영상을 비교하여 변화를 관찰하고 감지하는 기술입니다. 

이 방법에는 두 가지 주요 유형이 있는데요. 바로 진폭 변화 감지(ACD)와 일관성 변화 감지(CCD)입니다.

먼저, ACD는 영상의 강도 정보를 비교하여 변화를 감지하는 가장 일반적인 방법이에요. 

이 방법은 큰 변화를 효율적으로 감지할 수 있어서, 건물이나 차량 같은 인공 구조물의 변화를 잘 찾아낼 수 있습니다. 

ACD의 전형적인 방법은 두 개의 영상을 비교하여 로그 비율을 계산하는 방식으로 진행되요.

반면에 CCD는 두 SAR 영상의 위상 일관성을 이용해 변화를 감지하는 방법이에요. 이 방법은 ACD로는 감지하기 어려운 아주 미세한 변화, 즉 mm~cm 수준의 변화를 찾아내는 데 주로 사용됩니다.

두 가지 사례를 준비했는데요. 첫 번째 사례는 미국 애리조나주 글렌데일, 두 번째 사례는 싱가포르의 주롱 항구입니다. 

이 두 지역에서 어떤 변화가 감지되었는지 함께 살펴볼까요?

Case 1. 

아리랑위성 5호로 탐지한 미국 애리조나주 글렌데일 주차장의 차량 위치 변화
 

글렌데일은 피닉스 다운타운에서 약 14km, 즉 9마일 정도 떨어진 곳에 위치해 있어요. 

이 지역에서는 유니버시티 오브 피닉스 스타디움과 글렌데일 스포츠 및 엔터테인먼트 근처의 대형 주차장에서 변화가 감지되었답니다.

한국항공우주연구원(KARI)은 아리랑위성 5호로 촬영한 두 2장의 영상을 분석했어요. 

이 영상은 각각 2019년 3월 31일과 4월 28일에 촬영된 것으로, 해상도는 2.5m, 폭은 30km에 달해요. 

두 개 영상의 진폭을 비교한 결과, 글렌데일 시내 중심부에서 자동차의 위치 변화가 발견되었어요. 

빨간색으로 표시된 지역은 새로 주차된 자동차들이 있는 곳이고, 초록색으로 표시된 지역은 사라진 자동차들이 있는 곳이에요. 

이처럼 위성영상을 통해 주차장의 변화를 쉽게 파악할 수 있다는 점이 정말 흥미롭죠!

Case 2. 

아리랑위성 5호로 탐지한 싱가포르 주롱 항구의 배와 컨테이너 위치 변화
 

두 번째 사례는 싱가포르의 주롱 항구입니다. 

주롱 항구는 국제적인 다목적 항구로, 건설, 조선, 해양 및 제조업과 같은 지역 및 국내 산업을 지원하고 있어요. 

이곳에서도 아리랑위성 5호 위성을 활용하여 변화 감지를 진행했답니다.

이번에는 표준 이미징 모드(ST)를 사용하여 3m 해상도의 영상을 분석했어요. 

이 영상에서는 녹색으로 표시된 부분이 떠있는 배와 컨테이너를 나타내고, 빨간색으로 표시된 부분은 새로 나타난 특징들을 보여줍니다. 

주롱 항구의 변화도 위성영상을 통해 명확하게 확인할 수 있었어요.

이 두 사례를 통해 아리랑위성 5호의 SAR 영상을 활용한 변화 감지가 성공적으로 이루어졌음을 알 수 있어요. 

특히, 더 작은 지역에서는 스포트라이트 이미징 모드(해상도 0.85m, 폭 5km)를 사용하면 더욱 선명하게 변화를 감지할 수 있다는 점이 흥미롭습니다.

위성영상을 통한 변화 감지 기술은 도시 개발, 환경 모니터링 등 다양한 분야에서 활용될 수 있어 앞으로의 발전이 기대됩니다.

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출처: ©KARI / ©SIIS