레이더 위성영상을 활용한 침수피해 지역 파악 및 완화방안 연구

이명진 ( Moung Jin Lee ),명수정 ( Soo Jeong Myeong ),전성우 ( Seong Woo Jeon ),원중선 ( Joong Sun Won ) 한국환경정책평가연구원 2009 환경정책연구 Vol.8 No.2

본 연구는 레이더 위성영상을 활용한 침수피해 지역 파악 및 그 완화방안의 도출을 위해 실제 침수지역을 대상으로 레이더 위성 영상의 침수피해에의 활용가능성을 살펴보았다. 이를 위하여 시계열 레이더 위성영상 자료를 활용하여 홍수에 취약한 침수 지역을 추출하고, 동일지역의 토지이용도에 대한 GIS 중첩분석을 통하여 토지이용 현황별 침수피해를 분석하였다. 사례 분석지역의 경우 침수피해가 심한 토지이용 형태는 농경지와 숲으로 나타났다. 본 연구는 레이더 위성영상을 활용하여 구축 가능한 침수피해 지도를 바탕으로 침수피해 완화를 위한 대응정책도 함께 논의하였다. 침수가 발생할 경우 긴급복구와 같은 위기대응적 접근도 중요하지만 무엇보다도 침수피해 지도와 같은 자료를 기반으로 위험한 지역에 건물의 입지를 제한하는 등 상습 침수피해 지역이 개발되지 않도록 예방적 차원에서의 토지이용적 접근을 하여야 할 것이다. 본 연구에서 제안한 방안은 레이더 위성 영상의 환경 분야 활용과 침수피해를 최소화하는 방안의 일부이며, 레이더 위성영상은 대규모 홍수와 같은 재해문제 이외에도 다양한 환경 분야에 있어 활용잠재력이 높으므로 향후 다양한 지역을 대상으로 레이더 위성영상을 여러 환경문제에 적용하는 연구가 계속되어야할 것이다. This study applied satellite radar imagery to identify flooded areas and examined post-flooding conditions using time-series satellite radar imagery for the development of flood damage mitigation strategies. Using time-series satellite radar images, this study constructed a map delineating areas vulnerable to frequent flood damage. The extracted flooded areas were combined with reference land use maps to examine flood damage by land use type. Major landuse types with severe flood damage were agricultural and forested areas. The analysis of the damage conditions, in terms of land use, served as the basis for developing flood damage mitigation policies, in conjunction with land use planning. The policies for flood damage mitigation can be summarized as land use regulations, land use planning, and flood damage mapping. A preventive measure to minimize flood damage of properties, which regulates developing areas with high flooding potential, is highly recommended. Although this study suggested a number of policies for flood damage mitigation, they represent only a small number of possible policies useful for mitigating flood damage and other environmental problems. Based upon the results of this study, it may be concluded that satellite radar imagery has great potential in providing basic data for large-scale environmental problems such as flooding and oil spills. Nevertheless, further examinations should be conducted and the application of satellite radar imagery should be used to examine other environmental problems.

다목적실용위성5호 개발 현황

이상률,김진희,윤재철 한국항공우주학회 2012 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2012 No.11

다목적실용위성 5 호는 저궤도에서 운용되는 한국최초의 전천후 관측을 위한 영상레이더 인공위성이다. 위성은 러시아 드네프르 발사체에 의해 발사되며, 궤도안착과 궤도상 초기시험을 완료한 이후 5 년동안 영상레이더를 이용하여 육지 및 해양 관측을 수행할 것이다. 다목적실용위성 5 호는 45 도 입사각기준으로 1m 해상도의 고해상모드, 3m 해상도의 표준해상모드, 20m 해상도의 광역관측모드 영상들을 획득/제공하여, GOLDEN 임무목적을 만족시킬 것이다. 본 논문에서는 다목적실용위성 5 호의 임무 및 시스템 특징들을 기술할 것이며, 시스템의 개발 현황을 소개할 것이다. The KOMPSAT-5 satellite will be delivered to low Earth orbit for all-weather day-night monitoring of Korean peninsula. The satellite will be launched by Dnepr launch vehicle. After achieving mission orbit and implementing In-Orbit Test (IOT), repetitive Synthetic Aperture Radar (SAR) observations for Earth’s land and ocean will be conducted for 5 years. The primary mission of KOMPSAT-5 system is to provide High Resolution mode SAR image of 1 m resolution, Standard mode SAR image of 3 m resolution, and Wide Swath mode SAR image of 20 m resolution with viewing condition of the incidence angle of 45 degrees, using SAR payload, for meeting GOLDEN mission objectives. In this paper, the mission and system characteristics of the KOMPSAT-5 will be described and also the development status of the system will be introduced.

초소형 SAR 위성을 활용한 수체면적 추출: 대청댐 유역 대상

박종수 ( Jongsoo Park ),강기묵 ( Ki-mook Kang ),황의호 ( Eui-ho Hwang ) 한국지리정보학회 2021 한국지리정보학회지 Vol.24 No.4

수자원 관리와 수재해 피해 분석 및 예측 등을 위해 원격탐사를 활용한 수체면적을 추정하는 것은 매우 필수적이다. 위성을 활용한 수체탐지는 주로 광학 및 영상레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR) 센서를 탑재한 대형(무게 1,000kg 이상) 위성을 중심으로 수행되어왔다. 그러나 긴 재방문주기(repeat cycle)로 인해 재난/재해 시 적시 활용이 불가능한 한계가 존재한다. 최근 초소형위성(무게 100kg 미만) 개발이 활발히 이루어짐에 따라 기존 대형위성 중심의 시간해상도 한계를 극복할 수 있는 계기가 되었다. 현재 활발히 운용중인 초소형 SAR 위성은 핀란드의 ICEYE와 미국의 Capella 위성으로, 지구관측을 목적으로 군집(constellation) 형태로 운용되고 있다. 군집화 운용으로 인해 짧은 재방문주기(현재 0.8회/1일) 및 고해상도(Spot(0.5m))를 가지며, SAR 센서 탑재로 기상 및 주야 무관하게 관측이 가능한 장점이 있다. 본 연구에서는 초소형위성의 운영 현황 및 특징에 대해서 기술하였으며, 초소형 SAR 위성 영상에 최적화된 수체면적 추정기술을 한반도 대청댐 유역에 적용해 보았다. 또한 광학 위성인 Sentinel-2 위성으로부터 생성된 수체를 참조값(reference)으로 하여 초소형위성 2기와 대형위성인 Sentinel-1위성과의 면적, 상관성 분석을 수행하였다. Capella 위성의 경우 가장 적은 면적의 차를 보였으며, 세 영상 모두 높은 상관관계를 나타냄을 확인하였다. 본 연구의 결과를 통해 초소형 SAR 위성의 낮은 NESZ(Noise Equivalent Sigma Zero)에도 불구하고 수체면적 추정이 가능함을 확인하였으며, 기존 대형 SAR 위성을 활용한 수자원/수재해 감시 활용의 한계를 극복할 수 있을 것으로 사료된다. It is very essential to estimate the water body area using remote exploration for water resource management, analysis and prediction of water disaster damage. Hydrophysical detection using satellites has been mainly performed on large satellites equipped with optical and SAR sensors. However, due to the long repeat cycle, there is a limitation that timely utilization is impossible in the event of a disaster/disaster. With the recent active development of Micro satellites, it has served as an opportunity to overcome the limitations of time resolution centered on existing large satellites. The Micro satellites currently in active operation are ICEYE in Finland and Capella satellites in the United States, and are operated in the form of clusters for earth observation purposes. Due to clustering operation, it has a short revisit cycle and high resolution and has the advantage of being able to observe regardless of weather or day and night with the SAR sensor mounted. In this study, the operation status and characteristics of micro satellites were described, and the water area estimation technology optimized for micro SAR satellite images was applied to the Daecheong Dam basin on the Korean Peninsula. In addition, accuracy verification was performed based on the reference value of the water generated from the optical satellite Sentinel-2 satellite as a reference. In the case of the Capella satellite, the smallest difference in area was shown, and it was confirmed that all three images showed high correlation. Through the results of this study, it was confirmed that despite the low NESZ of Micro satellites, it is possible to estimate the water area, and it is believed that the limitations of water resource/water disaster monitoring using existing large SAR satellites can be overcome.

군 정찰위성 구축방안에 관한 연구

전현석 ( Hyeonseock Jeon ) 공군사관학교 2016 空士論文集 Vol.67 No.1

본 연구에서는 북한의 탄도미사일 및 북핵 위협에 대비하여 발사징후를 조기에 탐지하고, 한반도주변 긴급위협에 대한 저궤도 위성정찰을 위해 위성의 신속 운용능력을 확보하기 위한 연구를 수행하였다. 본 연구를 통해 효율적 군 위성정찰체계의 운용개념을 제시하고 공군 차원에서 위성정찰 정보를 직수신하기 위한 위성영상수신체계 구축에 관한 타당성을 제시함으로써 우주전력체계 구축 및 운용개념을 발전시키고자 하였다. 본 연구는 3가지 주요부분으로 구분되어져 있다. 첫 번째는 한반도 위협에 대비한 레이더 위성편대군 확보방안을 제시하고, 두 번째는 최적의 위성편대군 운용개념 및 확보 방안을 정립하며, 마지막으로 항공작전 지원을 위한 위성영상수신체계 확보를 통한 정찰능력 향상방안을 제시하였다. This research is on early detecting the launching symptom of NK ballistic missile and nuclear threat, and acquisition strategy of rapid responsive LEO satellite reconnaissance capability to urgent threat in Korean peninsula. This research will provide the concept of operations for effective military satellite reconnaissance system and adequate logic for acquisition of Air Force mobile ground station to receive satellite imagery information, and therefore develop space forces and concept of operations. This research is composed of three parts. Firstly, this research provides acquisition strategy of radar satellite formation against threat in Korean peninsula, secondly establish the optimal concept of operation for satellite formation, and finally provide strategy to improve satellite reconnaissance with mobile ground station.

위성영상을 활용한 해양오염 예방 및 방제에 관한 고찰

최현규,고성덕,최성락 한국해양경찰학회 2013 한국해양경찰학회보 Vol.3 No.2

국내 경기발전에 따라 석유 수요는 매년 10~20% 증가하고 있다. 석유수요 증가 로 해양오염에 대한 우려가 높아지는 가운데 2007년 12월 7일 태안 만리포 북서쪽 10km 해상에서 발생된 허베이스피리트호 유류오염사고는 서해안 일대에 많은 피해 를 가져왔다. 해양오염사고는 신속한 현장 상황파악이 가장 중요한 일이나, 당시 높은 파도와 강한 바람으로 경비함정이 사고 현장까지 이동하데 많은 시간이 소요되었다. 최근 SAR 영상레이더가 탑재된 아리랑5호가 발사에 성공함으로서, 해양오염 예방 및 방 제에 인공위성을 활용할 수 있는 범위가 확대 되었다. 현재 아리랑 5호는 매일 2회 우리나라 상공을 통과하고 있어, 현장상황을 신속하 게 대응하기에는 다소 어려움이 있다. 이에 해양경찰 경비함정과 항공기에 장착된 레이더를 적극적으로 활용하는 방안을 제시하였다. 또한, 악천후에서도 현장에 신속 하게 대응할 수 있는 스마트 무인기의 도입이 필요하며, 2019년 이후 해양환경 복합 위성이 개발되어 정지궤도에 발사되면 국내 전 지역에 대해 실시간 촬영이 가능하게 되어 해양오염 예방 및 방제 업무에 효과적으로 대응할 수 있을 것으로 전망된다. 이를 위해 해양경찰청은 위성영상협의체에 가입하여 영상정보를 확보할 수 있는 기 반을 사전에 갖추어야 할 것이다.

인공위성 탑재체 기술 현황 및 전망

용상순,유상범,이상규 한국항공우주학회 2015 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2015 No.11

인공위성 탑재체는 요구되는 임무 목적에 따라 전자광학탑재체, 영상레이더, 마이크로파 라디오미터, 통신탑재체, 항법탑재체 및 다양한 우주과학탑재체 등으로 분류된다. 우리나라의 경우 아리랑위성, 천리안위성, 과학위성 등의 개발을 통해 각종 탑재체 개발을 위한 기술들을 확보하려고 노력하였다. 여기서는 탑재체 개발에 필요한 기술들은 확인하고, 1994년 아리랑위성 1호의 개발로부터 본격적으로 시작된 우리나라의 탑재체 개발기술의 현황과 앞으로의 전망에 대해 정리하고자 하였다. Satellite payload can be classified as electro-optical payload, SAR, microwave radiometer, communication payload, navigation payload and so on in accordance with the mission objective. The technology of satellite payload was tried to be obtained through development of KOMPSAT series, COMS and STSAT. In this paper, the required technology for the development of satellite payload was studied. Since KOMPSAT program has been started in 1994, technology status and future outlook of satellite payload in Korea are studied and described.

인공위성 탑재체 기술 현황 및 전망

용상순(Sang-Soon Yong),강금실(Gm-Sil Kang),허행팔(Haeng-Pal Heo) 한국항공우주학회 2016 韓國航空宇宙學會誌 Vol.44 No.8

인공위성 탑재체는 요구되는 임무 목적에 따라 전자광학탑재체, 영상레이더, 마이크로파 라디오미터, 통신탑재체, 항법탑재체 및 다양한 우주과학탑재체 등으로 분류된다. 우리나라의 경우 아리랑위성, 천리안위성, 과학위성 등의 개발을 통해 각종 탑재체 개발을 위한 기술들을 확보하려고 노력하였다. 본 논문에서는 탑재체 개발에 필요한 기술들과 세계동향을 확인하고, 1994년 아리랑위성 1호의 개발로부터 본격적으로 시작된 우리나라의 탑재체 개발기술의 현황과 앞으로의 전망에 대해 정리하고자 하였다. Satellite payload can be classified as electro-optical payload, SAR, microwave radiometer, communication payload, navigation payload and so on in accordance with the mission objective. The technology of satellite payload was tried to be obtained through development of KOMPSAT series, COMS and STSAT in Korea. In this paper, the required technology for the development and world market trend of satellite payload were studied and described. Since KOMPSAT program has been started in 1994, technology status and future prospects of satellite payload in Korea are studied and analyzed.

시계열 위성레이더 영상을 이용한 침수지 조사

이규성,김양수,이선일 한국수자원학회 2000 한국수자원학회논문집 Vol.33 No.4

침수지에 대한 신속하고 정확한 지도의 제작은 홍수재해 복구와 관리 및 예방을 위한 중요한 자료로 사용된다. 타 위성영상에 비하여 기상조건에 관계없이 영상자료의 획득이 용이한 레이더 영상을 이용하여 침수지 조사와 홍수후의 농경지 복구 상태를 파악하고자 하였다. 1999년 여름 경기도 북부 지역에 발생한 홍수 사상을 사례지로 하여 C-band RADARSAT 위성영상을 이용하였고, 침수 시점인 8월 4일 영상과 그 전후 영상을 포함하여 세 시기의 영상을 이 It is often crucial to obtain a map of flood inundated area with more accurate and rapid manner. This study attempts to evaluate the potential of satellite synthetic aperture radar (SAR) data for mapping of flood inundated area in Imjin river basin. Multi

C-밴드 영상레이다 탑재체 기술 개발 현황

이상규(Sang Gyu Lee),유상범(Sang Burm Ryu),이현철(Hyeon Cheol Lee),서석배(Seok Bae Seo),백명진(Myung Jin Baek) 한국항공우주연구원 2021 항공우주산업기술동향 Vol.19 No.2

2022년 초 본격적인 위성 개발 착수에 앞서, 한국항공우주연구원은 차세대중형위성 5호(수자원위성) 위성 시스템 및 수자원 관측 임무 요구를 분석하고, 수자원 관측을 위한 C-밴드 영상레이다 탑재체 기본설계(안)를 도출하는 것을 목적으로 하는 선행연구를 수행 중이다. 차세대중형 위성 개발 사업은 500kg급 전자광학 위성용으로 개발한 ‘표준 본체’의 활용성을 제고하고 민간의 역할 확대를 도모하는 정부위성 개발 사업으로, 본 고는 2025년 발사를 목표로 하고 있는 수자원위성 C-밴드 영상레이다 탑재체 개발 사업에 대한 관심을 독려하기 위한 것으로, 탑재체 기술 개발의 배경, 기반 기술현황 등을 소개하고 바람직한 개발 방안을 예시한다. Before starting the project in early 2022, the Korea Aerospace Research Institute analyzed the mission of the Korean Compact Advanced Satellite No. 5 (CAS500-5, Water Resource Satellite) system and derived a basic design of C-band SAR payload required for water resource monitoring, through a prior research on the C-band SAR payload technologies. The CAS500-5 development project is a government satellite project that increases the utilization of the standard bus technologies developed for 500kg-class electro-optical applications and expands the role of the private sector in the government satellite project. In order to induce the private sector"s interest in CAS500-5 project, this article suggests an appropriate development plan with introduction to the background of the C-band SAR payload project and the status of development of related technologies.

고해상도 지구관측위성 본체 형상설계 동향

임재혁(Jae Hyuk Lim),김경원(Kyung-Won Kim),김선원(Sun-Won Kim),김진희(Jin-Hee Kim),황도순(Do-Soon Hwang) 한국항공우주연구원 2010 항공우주산업기술동향 Vol.8 No.1

본 논문에서는 최근에 개발된 고해상도 지구관측위성의 본체 형상설계 동향에 대해 기술하고자 한다. 인공위성의 본체는 임무, 탑재체, 발사환경, 임무특성, 자세제어 및 추진시스템에 따라 다양한 형상을 갖는다. 또한 2000년대 들어서 시작된 위성영상의 상업화에 따른 영상수요의 증가는 고해상도 영상을 신속히 많이 획득할 수 있는 위성시스템을 요구하고 있다. 이러한 요구에 맞춰 위성의 본체는 가벼우면서도 안정적으로 탑재체를 지지할 수 있도록 설계되고 있으며, 이 중에 형상설계 변화를 본 논문에서 집중적으로 살펴본다. The goal of the paper is to discuss the recent trend of the configuration of high resolution LEO(Low Earth Orbit) EO(Earth Observation) satellites. The satellite configuration is decided by considering several factors such as mission, payloads, launch vehicle, propulsion and attitude control module. The advent of commercial companies selling satellite's images in 2000's requires additional changes of the satellite system to be capable of obtaining many high resolution images quickly. In order to meet customer's needs, the overall configuration of satellites is designed to be compact and stable without the loss of structural integrity and reliability. Among design changes, the configuration change of satellites is treated intensively in the paper.