지구와시즈

이번 시간에는 아리랑위성 InSAR 데이터를 이용해 변화 탐지하는 방법에 대해 이야기합니다. 

이 연구는 2016년 8월 31일과 9월 28일에 촬영된 3m 해상도의 아리랑위성 5호 영상을 사용했어요. 연구 지역으로는 러시아의 이르쿠츠크를 선택했답니다.

이 지역은 매년 목재 수출이 대거 이루어져 그만큼 벌목으로 인한 훼손이 상당하다고 해요.

먼저, 두 영상을 겹쳐서 본 모습이 아래 그림이에요. 

노란 직사각형으로 표시된 부분이 우리가 집중적으로 분석한 지역이죠.

그림1. 러시아 이르쿠츠크

벌목 지역 탐지

이제 벌목 지역을 탐지해볼까요? 아래 그림에서 보듯이, Racurs라는 소프트웨어를 사용해 한 달 동안의 변화를 감지했어요.

두 장면을 비교해보니, 강 근처에서 벌목된 지역이 발견되었답니다. 

아래 그림3에서 그 모습을 확인할 수 있어요.

그림2. 2016년 8월 31일과 9월 28일에 촬영된 시험 지역  

그림3. 벌목 지역

변화된 지역 탐지와 위상 정합

다음으로는 'SAR 영상의 위상 정합'에 대해 이야기해볼게요. 

이 과정에서는 PHOTOMOD Radar 도구를 사용했어요. 이 도구의 주된 역할은 서로 잘 맞는 영상을 높은 정확도로 만들어주는 거예요.

어떻게 가능하냐고요? 

바로 픽셀의 위상 값 분석을 통해서 인데요, 이때 입력 이미지는 복합 형식이어야 하고 간섭 영상 조건에서 촬영이 되어야 해요. 

지구 표면에서의 레이더 신호는 표면의 기하학적 특성에 따라 달라지기 때문에, 다양한 규모에서 변화를 탐지할 수 있는 가능성이 생기는 거죠.

두 개의 간섭기법 SAR(InSAR) 영상을 함께 처리하면 일관성 영상을 만들 수 있어요. 

이 일관성 영상을 분석하면 후방 산란 신호의 강도와 위상에서 어떤 변화가 있었는지를 알 수 있답니다.

그림4. 차이 시각화

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그림5. 위색 차이 시각화

그림6. 벡터화

그림4의 영상을 보면 변화가 있는 부분이 강조되었어요. 변화가 있는 부분이 색상이나 밝기로 표시가 되니 짙은 부분이 변화가 있는 부분임을 알 수 있어요. 

그리고 그림5의 위색으로 표현된 영상을 보면 차이를 더 명확하게 볼 수 있는데요. 위색으로 보면 변화의 정도를 시각적으로 표현이 강조되어 변화의 패턴을 쉽게 인식할 수 있어요.

그림6은 그림4와 그림5의 변화된 부분을 벡터화한 모습입니다.

자, 이렇게 아리랑위성 5호 InSAR 영상을 활용해 변화를 탐지하는 과정을 살펴보았어요. PHOTOMOD 소프트웨어 덕분에 3m 해상도의 아리랑위성 5호 영상으로도 변화를 잘 감지해낼 수 있다는 사실을 알게 되었는데요!

대거 벌목으로 인한 부작용으로 숲 주변 강 수위가 높아지고, 인근 마을은 이전보다 잦은 홍수 피해를 겪게 될 수 있고, 산사태 가능성도 높아지죠.

벌채 과정에서 나무 몸통만 가져가고 가지는 남겨 놓는 까닭에 숲에 어지럽게 흩어진 마른 가지는 대규모 산불을 유발하기도 합니다.

위성영상을 활용하면 방대한 지역을 한눈에 관찰할 수 있기 때문에 숲 환경을 지키는데 유리하겠죠!

앞으로도 위성영상을 활용한 변화 탐지 기술로 어느 곳에서 어떻게 활용이 될지 기대가 됩니다!

💾 아이콘을 클릭하면 자료 다운로드 페이지로 이동됩니다. 

출처: © Racurs / © KARI / © SIIS