서울대학교 원격탐사 위성영상 화면표출 프로젝트 (with SuperMap)

– 서울대학교 인공위성 지구 물리연구실 김덕진 교수님을 만나다

안녕하세요, 이번 ‘GIS 사람을 만나다’ 편에서는 서울대학교 지구 물리연구실 김덕진 교수님을 만나보게 되었습니다. 이번에 SPH는 서울대학교 인공위성 지구 물리연구실 박사님들과 SuperMap을 활용하여 원격탐사 영상 화면표출 SW 프로젝트를 하게 되었습니다. 이 프로젝트를 하게 된 배경을 잠깐 설명해 드리자면 원격탐사/SAR 영상 정보 활용 및 공유 체계 수립이 필요하였고 이러한 영상 정보들을 개별적 관리로 활용하기에 미흡한 점이 있어서 자료 활용 및 공유 체계 부분에서 개선이 필요하였다고 합니다. 또한 지구의 시스템과 환경에 대한 포괄적인 이해를 위해 다중 관측 및 다양한 분석이 필요하였고 원격탐사 영상 업로드 기능을 통한 자동화 체계를 마련하여 사용자 편의성을 강화하고 대용량 자료들에 대한 시각화 부분이 이 프로젝트의 주요 목표이기도 하였습니다. 이러한 프로젝트의 배경 설명을 짧게 마무리를 해보고 김덕진 박사님을 만난 인터뷰 이야기로 넘어가 보겠습니다. 🙂

김덕진 교수님의 연구실이 있는 서울대학교 지구환경과학부 복도

오랜만에 방문한 서울대학교는 여전히 광활하고 또 광활했습니다. 김덕진 교수님이 계시는 지구 환경과학부까지 저는 결국 길을 잃어서 택시를 타고 도착을 하였답니다. 교수님이 1층까지 내려오셔서 맞이해주셔서 감사했습니다. 아직 대학생들은 방학이라서 캠퍼스 안은 한산했어요.

*인터뷰는 코로나 19 방역에 준수하여 진행하였습니다. 

 

1) 안녕하세요, 김덕진 교수님에 대한 소개 부탁드립니다.

저는 서울대학교 지구 환경과학부의 인공위성 지구 물리 연구실에 있습니다. 우리 학부에서는 인공위성 활용 관련한 수업을 하고 있습니다. 우리 연구실의 대학원생들은 전 세계 인공위성 자료들을 이용해서 지구환경, 재난 모니터링을 하고 있습니다. 인공위성은 불규칙한 기후적 변화나 해양을 조사하는 전 지구 감시 시스템으로 사용되기도 합니다. 또한 지구 자연을 조사하는 데에도 큰 도움을 주고 있습니다. 최근에는 지구 온난화로 해수면이 계속 상승하면서 해수면 높이를 측정하는 역할도 인공위성이 하고 있답니다. 인공위성이 앞으로 더욱더 많아지니까 지구환경, 재해 발생 관련한 것들에 대해서 관측과 연구에 용이해지고 있습니다. 저는 인공위성을 활용하여 빠르게 알아서 조치를 취하는 정보, 긴급하게 대응을 해야 하는 재난 대응, 자연재해 정보 등에 대한 연구, 기술 개발을 하고 있습니다.

인공위성지구물리 연구실 입구에 보이는 보드

2) ‘원격탐사 영상 화면표출’ 관련해서 어떻게 이 프로젝트가 시작하게 되었나요?

대학원생들이 원격 탐사 자료를 가지고 연구를 하면 결과를 봐야 합니다. 원격탐사 자료는 인공위성 또는 비행기에서 찍은 영상을 뜻합니다. 연구 결과만 보아서는 매번 추가 설명이 필요하여 그 결과를 지구본 위에 올려서 다 같이 보며 검토할 수 있는 표출시스템이 있으면 좋겠다고 생각하였습니다. 그리고, 다중 관측 및 다양한 분석을 하나의 공간에서 하기 위하여 이 프로젝트를 시작하게 되었습니다. 원격탐사는 위성도 되고 항공에서 찍은 것도 됩니다. 지구본 위에서 올라가서 같이 보면서 표출시스템이 있으면 좋겠다고 생각하였습니다. 예를 들어 하나의 관측 영상이 있으면 이 영상이 어느 위치란 것이 바로바로 알게 되면 훨씬 더 좋습니다.

3) 이 프로젝트에 SuperMap을 GIS S/W로 선택하게 된 계기가 무엇인가요?

이 프로젝트에서 핵심은 위성 영상을 최대한 빠르게 화면에 표출하는 것에 대한 필요성이 있었습니다. 원격탐사 영상은 용량이 너무 커서 이것을 빨리 표출하는 방법이 무엇인지 조사를 하게 되었습니다. SPH에서 이런 일을 한다는 것을 인터넷으로 찾게 되어서 SuperMap이라는 GIS 소프트웨어도 같이 알게 되었습니다. 예를 들면 원격탐사 영상이 시스템에 로딩이 되어 나타나고 줌인 줌아웃으로 빠르게 전환되면서 표출이 되어야 하는 데 이러한 부분을 SuperMap 소프트웨어를 활용하여 잘 구현되게 되었습니다. 웹 기반으로 원격탐사/SAR 영상 등 각종 관측 대용량 자료 업로드, 다운로드 및 시각화 기능을 제공하는 Satellite Current View 시스템을 개발하는 것이 이 프로젝트의 주된 내용인데 SPH 솔루션 그룹과 SuperMap GIS 소프트웨어를 활용하여 잘 진행될 수 있었습니다. SPH 솔루션 그룹이 정말 고생 많이 하셨는데 감사의 인사를 드리고 싶습니다.

원격탐사 영상 화면표출 SW 화면 일부

 

4) SAR 영상 정보라는 것이 생소한데, 어떤 것을 말하는 것인가요?

우리 연구실은 인공위성 SAR 영상을 주로 연구합니다. Synthetic Aperture Radar(SAR)는 영상 레이더(구름을 투과하는 마이크로파를 이용하는 능동형 이미징 센서로서 날씨와 태양고도에 상관없이 지상의 영상을 얻을 수 있음)보다 고해상도의 영상을 얻을 수 있습니다. 탑재체의 움직임으로 얻어지는 안테나 위치의 연속적 변화를 이용합니다. 각 안테나의 위치에서 얻어진 자료들을 조합하여 공간 해상도가 안테나와 지상 간의 거리나 파장과 관계없이 고해상도를 얻을 수 있습니다. 쉽게 말씀드리자면 인공위성이 사진만 찍는 것이 아니라 전파를 쏘아서 전파 반사되는 거로 이미지를 만듭니다. 구름이나 기상 상황에서 영향을 받지 않고 밤이든 낮이든 항상 고해상도의 영상을 표출할 수 있는 것이 가장 큰 장점입니다. SAR 영상 정보로 육지, 바다 및 대기 등 지구의 전 부분에 매우 다양한 활용 분야가 있습니다.

 

5) 이 영상 화면 표출에는 어떠한 정보들이 담겨 있는가요?

여기에는 주요 원격탐사 영상 리소스 모니터링의 목적으로 원격탐사/SAR 영상 등 각종 관측 대용량 자료 업로드, 다운로드 및 시각화 기능을 포함하고 있습니다. 대용량 자료를 쉽게 확인하고 저장하고 꺼내 볼 수 있는 역할을 하고 있답니다. 실시간으로 SAR 영상을 받아서 업데이트됩니다. 또한, 이를 활용하여 인공지능 기술을 통한 분석을 진행할 수 있습니다. 예를 들어서 물만 찾아내라는 명령을 하면 물 있는 부분만 SAR 영상을 통해서 찾아낼 수 있습니다. 인공지능 기술을 SAR 영상에 접목시켜서 활용하는 구체적인 예시를 하나 드리자면, 바다에 기름이 유출된 부분만 찾아내고자 하는 분석을  여기는 물, 여기는 배, 기름 유출된 것을 색깔로 각각 다르게 표현할 수 있습니다. 또 다른 예시로는 작년 8월에 여름에 홍수가 발생하였습니다. 대기에는 구름이 계속 있었기에 이미지 관측으로는 바로 인지하지 못했을 텐데 낙동강 터진 상황에 대해서 인공위성을 통하여 바로 확인할 수 있었습니다. 이러한 긴급 사건에 대해서도 인공위성 영상 정보로 확인을 하여 볼 수 있습니다. 발생한 위치도 알 수 있고 어느 지역까지 펴졌는 지까지 알 수 있습니다. 지구 환경 변화 혹은 자연재해와 같은 것들은 상당히 넓은 지역에서 특정한 패턴이 없는 상태로 발생을 하곤 합니다. 이러한 지구 환경 변화 모니터링을 위해서는 다양한 종류의 위성 자료가 구축되어야 합니다. 이러한 다양한 종류의 위성 자료를 구축하는 데 있어서 이 원격탐사 영상 화면표출 시스템이 잘 활용되길 기대하고 있습니다.

원격탐사 영상 화면표출 SW 화면 일부

 

6) 앞으로의 계획이 어떻게 되나요?

전 세계적으로 위성이 많아지니까 그 많아지는 위성들을 지구 환경 모니터링, 재난 대응에 활용될 수 있도록. 필요한 기술들을 계속 연구하고 개발할 것입니다. 또한 새로운 위성에 관해서도 연구를 할 것입니다. 해상도가 지금보다 한 차례 더 좋아지면 사람도 인지할 수 있습니다. 주차가 몇 대가 되는지, 마트에 손님이 언제 제일 많이 오는지 등 을 물론 GPS 베이스로 추적할 수도 있지만, 인공위성으로 모니터링하면 더욱더 정확도를 높일 수 있습니다. 위성 영상에 인공지능 기술을 적용하면 수많은 위성 사진 분석을 자동화하고 수많은 데이터 속에서도 추세를 분석하기에 용이합니다. 위성영상 데이터를 AI 모델이 학습하도록 한 뒤에 새로운 위성 영상 데이터를 보여주고 차량, 선박, 항공기, 도로, 건물 과 같은 다양한 객체들을 얼마나 신속하고 정확하게 탐지할 수 있는지에 대한 연구를 계속해서 진행할 예정입니다.


바쁜 시간 와중에도 이렇게 소중한 시간을 내주셔서 인공위성에 대한 저의 너무 기초적인 질문들에도 불구하고 너무 상세하고 제가 이해하기 쉽게 답변해주신 김덕진 교수님께 다시 한번 감사의 인사를 드립니다.
SPH는 Maxar Technologies, Google Maps, SuperMap 등 다양한 케이스에 적용될 수 있는 다채로운 제품군을 보유하고 있으며 고객의 사례에 꼭 맞는 무료 세미나 및 개별 컨설팅을 제공하고 있습니다. 각 케이스에 맞춰 더욱 자세한 이야기를 나누고 싶으시다면 여기에서 문의 주시길 바라며, SPH에서 발행하는 GIS/로케이션 인텔리전스 관련 최신 소식을 받아보고 싶으신 분들은 페이스북 페이지 또는 뉴스레터를 구독해 주시길 바랍니다. 감사합니다.