미국의 지구관측위성 자료센터 운영 현황

임효숙(Lim, Hyo-Suk),이동한(Lee, Dong-Han) 한국항공우주연구원 2016 항공우주산업기술동향 Vol.14 No.2

미국에서는 NASA, NOAA, USGS 각 기관별로 운영하는 지구관측위성 자료센터가 있는데, NASA는 지구관측위성 프로그램의 핵심인 EOS 시리즈 중심으로 NASA 개발, 운영 위성자료를 미국 전역에 있는 DAACs를 통해서 서비스를 하고 있다. NOAA는 NESDIS 산하에 NCEI 라는 지구관측위성 자료센터를 두고 있는데, 저궤도 및 정지궤도 기상위성자료 및 부가생성물을 서비스하고 있다. USGS EROS 센터에서는 세계에서 가장 오래된 지구관측위성 시리즈인 Landsat 자료, 냉전시대 정찰위성인 Corona 위성자료, 각종 항공사진, 지도제작에 필요한 자료, 지형도도 서비스하고 있다. 미국의 주요 지구관측위성 자료센터들이 당면한 문제는 기하급수적으로 증가하는 자료량에 대비하여 서비스시스템을 혁신적으로 개량해 나아가는 것이다. In the United States, there are NASA(National Aeronautics and Space Administration), NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration), USGS(United States Geological Survey) Earth observation satellite data center run by each institution. NASA has DAACs(Distributed Active Archive Centers) for distribution of EOS(Earth Observing System) satellite data. NOAA has NCEI(National Centers for Environmental Information) Earth observation satellite data center under the NESDIS(Nationalmental Satellite Data and Information Services), and distributes low earth orbit and geostationary orbit meteorological satellite data, and value-added products. USGS EROS(Earth Resources Observation and Science) center distributes the oldest Earth observation satellite in the world, Landsat series, Corona satellite data, aerial photography, cartography, and topography data. The main challenge of data centers in the United States is preparation for innovative improvements of data service system due to the amount of data increases exponentially.

대양에서의 OSMI 모의 복사량 산출

임효숙 ( Hyo Suk Lim ),김용승 ( Yon Seung Kim ),이동한 ( Dong Han Lee ) 大韓遠隔探査學會 1999 大韓遠隔探査學會誌 Vol.15 No.3

발사 이전에 OSMI 모의 복사량을 산출함은 실제로 관측할 자료를 추정하고, 자료처리를 위한 준비에 매우 유용하다. 1999년 발사예정인 다목적 실용위성의 탑재체 중의 하나인 OSMI 자료처리 시스템은 SeaWiFS 자료처리 시스템을 OSMI에 맞추어 재개발된 것이다. 모의 복사량 계산은 OSMI 센서의 파장대역 및 스캔방식, 다목적 실용위성의 궤도에 관한 정보가 고려되어야 한다. 본 연구에서는 대양에서의 OSMI 모의 복사량을 산출하기 위해 CZCS에서 관측한 엽록소를 다목적 실용위성이 관측한다는 가정을 하게 되었다. 궤도 예측에는 수정된 Brouwer-Lyddne 모델이, water-leaving 복사량을 산출하기 위해 CZCS 엽록소 농도가, OSMI가 관측할 대기에 의한 복사량 계산에는 여러 가지의 복사모델이 이용되었다. OSMI의 412, 443, 490, 555, 765, 865nm 6가시광선 파장대역에서 모의 복사량을 산출하였다. 예상대로, 총 복사량 중 water-leaving 복사량은 아주 작으며(10% 미만), 태양해면반사에 의한 영향은 태양 적위 근처에서 관측된다. 그러므로 대기보정은 총 복사량으로부터 엽록소 농도를 계산하는데 매우 중요하다. 태양해면반사에 의해 영향을 받는 자료는 사용할 수 없으므로 OSMI 임무 기간 내에 지속적인 전구 해양관측을 위해서는 체계적인 자료수집 계획이 요구된다. In advance of launch, simulated radiances of the Ocean Scanning Multispectral Imager (OSMI) will be very useful to guess the real imagery of OSMI and to prepare for data processing of OSMI. The data processing system for OSMI which is one of sensors aboard Korea Multi-Purpose Satellite (KOMPSAT) scheduled for launch in 1999 is developed based on the SeaWiFS Data Analysis System (SeaDAS). Simulation of radiances requires information on the spectral band, orbital and scanning characteristics of the OSMI and KOMPSAT spacecraft. This paper also describes a method to create simulated radiances of the OSMI over the oceans. Our method for constructing a simulated OSMI imagery is to propagate a KOMPSAT orbit over a field of Coastal Zone Color Scanner (CZCS) pigment concentrations and to use the values and atmospheric components for calculation of total radiances. A modified Brouwer-Lyddane model with drag was used for the realistic orbit prediction, the CZCS pigment concentrations were used to compute water-leaving radiances, and a variety of radiative transfer models were used to calculate atmospheric contributions to total radiances detected by OSMI. Imagery of the simulated OSMI radiances for 412, 443, 490, 555, 765, 865nm was obtained. As expected, water-leaving radiances were only a small fraction (below 10%) of total radiances and sun glint contaminations were observed near the solar declination. Therefore, atmospheric correction is critical in the calculation of pigment concentration from total radiances. Because the imagery near the sun`s glitter pattern is virtually useless and must be discarded, more advanced data collection planning will be required to succeed in the mission of OSMI which is consistent monitoring of global oceans during three year mission lifetime.

공공원격탐사센터 홈페이지 구축 및 운용

임효숙(Hyo-Suk Lim),김용승(Yongseung Kim),김윤수(Yoonsoo Kim),김인수(Insoo Kim),서두천(Doochunn Seo),이광재(Kwangjae Lee),이선구(Seongu Lee) 대한공간정보학회 2003 한국지형공간정보학회 학술대회 Vol.2003 No.4

베트남의 우주개발 동향

임효숙(Lim, Hyo-Suk) 한국항공우주연구원 2015 항공우주산업기술동향 Vol.13 No.2

베트남은 동남아 국가 중 태국, 싱가포르, 인도네시아, 말레이시아 등과 더불어 우주개발 및 활용에 지대한 관심을 가지고 있는 나라인데, 남북으로 길게 뻗은 해안선을 가지고 있다. 이와 같은 지리적 배경으로 인해 국가차원의 우주개발 및 활용의 필요성을 인지한 베트남은 2006년에 향후 2020년까지의 우주개발 및 활용 전략을 세우게 된다. 베트남은 프랑스와 일본의 전격적인 지원을 받아서 지구관측위성 개발을 시작하게 되었다. 2020년에 베트남 자국위성은 4기(광학 2기, SAR 2기)가 될 예정인데, 위성자료는 베트남 내 농업, 산림, 연안, 기후변화로 인한 연안지역 침식 및 지반침하, 도시개발 등을 위해서 중요한 정보로 활용되고 있다. Vietnam, with a long coastline stretches from north to south, has a strong interest in space development and utilization as well as Thailand, Singapore, Indonesia, Malaysia of Southeast Asia, Due to this geographical background, Vietnam aware of the need for national space development and utilization and set a strategy to future space development and utilization to 2020 in 2006. In Owing to strong support of France and Japan, Vietnam can start the development of Earth observation satellite. Vietnam will operate 4 satellites(2 Optical, 2 SAR) until 2020 and the data is very important for agriculture, forestry, coastal erosion and subsidence due to climate change, and urban development.

외국 SAR 위성의 기술개발 동향

정호령(Jeong Ho-Ryung),임효숙(Lim Hyo-Suk) 한국항공우주연구원 2009 항공우주산업기술동향 Vol.7 No.2

본 논문에서는 외국의 유명 논문 및 학회에서 발표된 최신 합성개구레이더(SAR) 기술개발 동향을 조사 및 정리하였다. SAR의 목적은 Real Aperture Antenna(RAR) 단점을 보완하기 위해서이며, 1950년대 처음으로 소개되었다. 이로부터 많은 연구자들 및 기술자들로부터 다양한 신 SAR 운용개념 및 기법들이 제안되었고 실제 구현화 하는데 성공하였다. 최근의 학회에서 소개된 미래지향 SAR 시스템 관련 개념들이 소개 및 정리되어 있다. In this paper, the technical trends of the synthetic aperture radar (SAR) were studied by investigating the journals and conference associated with the advanced technology of SAR. SAR has been first demonstrated in 1950. The main objective of SAR development is to overcome the limitations of real aperture radars. From 1950, many new concepts and technologies for SAR system is suggested and realized by many international researchers and engineers. New concepts for future SAR systems represented in the recent conference have been rearranged and analyzed.

KOMPSAT-1 EOC Pass 영상의 기하정확도 분석에 관한 연구

서두천 ( Doo Chun Seo ),임효숙 ( Hyo Suk Lim ) 大韓遠隔探査學會 2003 大韓遠隔探査學會誌 Vol.19 No.6

본 연구에서는 KOMPSAT-1 위성에서 취득한 EOC Pass 영상과 scene 영상의 기하정확도를 평가함으로써, 비접근지역에 대한 3차원 지형정보 추출 방안에 대하여 연구하였다. 이를 위하여 다음과 같은 4가지 실험을 수행하여 KOMPSAT-1 EOC 위성데이터의 정확도를 평가하였다. 1) KOMPSAT-1 전처리 시스템으로 처리된 Level 1R의 ancillary 데이터와 영상좌표를 이용한 지상좌표 계산 2) 보조자료를 이용하여 계산된 두 영상의 지상좌표를 공간교차이론으로 지상 3차원좌표 계산 3) 입체 Pass 영상의 일부분(KOMPSAT-1 EOC, 1 scene size)에서 획득된 GCP(Ground Control Point)을 이용하여 Bundle adjustment을 수행하고, 그 결과 계산된 외부표정요소로 지상좌표의 계산 4) 3)에서 계산된 외부표정요소를 이용하여 전체 Pass 영상에 적용하여 정확도를 평가하였다. This study investigated the method for obtaining 3-dimensional terrain information on inaccessable areas by evaluating geometric accuracy of the EOC pass image and scene image acquired from the KOMPSAT-1 satellite. For this purpose, the following four experiments were conducted to evaluate the accuracy of the KOMPSAT-1 EOC satellite data. 1) Calculation of ground coordinates by using ancillary data and image coordinates on Level 1R that were processed by the pre-processing system of KOMPSAT-1. 2) Calculation of 3-dimensional ground coordinates from the ground coordinates of stereo images calculated by using ancillary data, based on space intersections. 3) Execution of bundle adjustment by using GCP (Ground Control Point) extracted in a part of the stereo pass image (KOMPSAT-1 EOC, 1 scene size); and then, evaluation of the ground coordinates from the calculated exterior orientation. 4) Evaluation of accuracy by applying the exterior orientation calculated from 3) To the whole pass image.

KOMPSAT-2 검보정을 위한 MSC Pan에 대한 NUC 적용과 결과 분석

송정헌(Jeong-Heon Song),서두천(Du-Cheon Seo),이동한(Dong-Han Lee),임효숙(Hyo-Suk Lim) 한국항공우주연구원 2007 항공우주기술 Vol.6 No.1

복사 보정에 해당하는 NUC(Non-Uniformity Correction)은 MSC 각각의 픽셀들이 가지는 상이한 특성을 균일한 이미지를 얻기 위해 수행하는 작업이다. KOMPSAT-2의 MSC는 각 CCD pixel 별, 각 band 별 특성, 감도 및 시간에 따른 변화, CCD Geometry 등에 의해 왜곡 현상이 일어나게 된다. 검보정 과정에서는 위성 발사 전에 실험실에서의 충분한 실험과 Calibration 작업을 통해 얻어진 값들을 사용하여 Image Restoration, 상대 복사 보정, 절대 복사 보정 등의 작업들을 거쳐서 왜곡 현상을 보정하게 된다. 본 논문에서는 KOMPSAT-2의 NUC(HF NUC & LF NUC) 알고리즘을 이용하여 Panchromatic 밴드의 raw image의 NUC 보정작업 과정과 그 결과에 대해서 소개하고자 한다. In the NUC of KOMPSAT-2, The NUC table for each pixel are divided as HF NUC (high frequency NUC) and LF NUC (low frequency NUC) to apply to few restricted facts in the operating system of KOMPSAT-2. This work presents the algorithm and process of NUC table generation and shows the imagery to compare with and without calibration.

아리랑 1호 EOC 위성영상자료의 엄밀기하보정을 통한 농경지 홍수 피해면적 추출

서두천(Seo Doo Chun),전정남(Jun Jung Nam),임효숙(Lim Hyo Suk) 대한토목학회 2004 대한토목학회 학술대회 Vol.2004 No.10

KOMPSAT-2 검보정을 위한 Edge Method를 이용한 MTF 측정

송정헌(Jeong-Heon Song),이동한(Dong-Han Lee),임효숙(Hyo-Suk Lim) 한국항공우주연구원 2006 항공우주기술 Vol.5 No.1

MTF(Modulation Transfer Function)은 영상 시스템의 기능 및 공간 해상력(spatial quality)을 측정하는 기준으로 사용되는 파라미터이다. 본 연구에서는 향후 발사 예정인 다목적위성 2호의 공간 해상도와 동일한 1m급 고해상도 위성 영상의 MTF를 측정하였다. 위성에 탑재된 경우에 적용할 수 있는 방법은 매우 제한적일 수밖에 없다. 따라서 위성 센서의 MTF를 측정하는 데에는 일반적으로 Edge Method, Pulse Method, Point Method 등이 있다. 본 연구에서 사용된 Edge Method는 인접한 밝은 면과 어두운 면 사이의 Edge를 이용하는 것으로 가장 간편한 방법으로 알려져 있다. The Modulation Transfer Function (MTF) is commonly used to characterize the spatial quality of imaging systems. This work is the attempt to measure the MTF at Nyquist frequency for KOMPSAT-2 simulated image what has 1 m spatial resolution using the edge function. A type of edge consists of two adjacent uniform bright and dark sides commonly used to test the performance of an optical system in edge function. The results from this work demonstrate the potential applicability of this method to estimate the response characteristics for KOMPSAT-2 that is scheduledto be launched.

색소농도, 운량 및 태양반사의 전구분포, OSMI 자료수집계획에 대한 응용

김용승 ( Yong Seung Kim ),강치호 ( Chi Ho Kang ),임효숙 ( Hyo Suk Lim ) 大韓遠隔探査學會 1998 大韓遠隔探査學會誌 Vol.14 No.3

해색관측센서 (OSMI)의 월별 자료수집계획을 수립하기 위해 색소농도, 운량 및 태양반사의 세가지 영향요소에 대한 전구분포가 검토되었다. 위성의 임무 제한조건 (예, 임무주기)을 제외한 이들 세 요소들은 OSMI 자료수집에 매우 중요한 것으로 간주된다. Nimbus-7 CZCS 월평균 자료 및 ISCCP 월평균 자료가 색소농도 및 운량 분포 분석에 각각 사용되었다. 그리고 태양반사의 월별 모사분포는 OSMI 궤도예측 및 대기 상층부 태양반사 레이디언스 계산을 수행함으로 얻어졌다. 주어진 경위도 10˚격자에 대한 상기 각 요소의 월별 통계자료 (월평균 혹은 표준편차)를 이용해 월별 우선순위도를 생성시켰다. 이어서 세 요소의 중복효과를 보기위해 각 달의 세 요소에 대한 우선순위도를 중첩 시켰다. 초기결과는 하반구의 대부분이 구름과 태양반사의 계절변화로 인해 우선순위가 낮은 지역으로 분류됨을 보였다. 서로 다른 분류세트에 대한 민감도 시험을 하여 구름과 태양반사의 계절변화가 강건함을 보였다. To establish a monthly data collection planning for the Ocean Scanning Multispectral Imager (OSMI), we have examined the global patterns of three impacting factors: pigment concentration, cloud cover, and sun glint. Other than satellite mission constraints (e.g., duty cycle), these three factors are considered critical for the OSMI data collection. The Nimbus-7 Coastal Zone Color Scanner (CZCS) monthly mean products and the International Satellite Cloud Climatology Project (ISCCP) monthly mean products (C2) were used for the analysis of pigment concentration and cloud cover distributions, respectively. And the monthly-simulated patterns of sun glint were produced by performing the OSMI orbit prediction and the calculation of sun glint radiances at the top-of-atmosphere (TOA). Using monthly statistics (mean and/or standard deviation) of each factor in the above for a given 10˚latitude by 10˚ longitude grid, we generated the priority map for each month. The priority maps of three factors for each month were subsequently superimposed to visualize the impact of three factors in all. The initial results illustrated that a large part of oceans in the summer hemisphere was classified into the low priority regions because of seasonal changes of clouds and sun illumination. Sensitivity tests for different sets of classifications were performed and demonstrated the seasonal effects of clouds and sun glint to be robust.