원격감시 시스템 개발 현황

1. 해양환경 모니터링 시스템 현황

1.4. 원격감시 시스템 개발 현황

□ 인공위성 원격탐사

○ 중·저해상도 위성자료를 이용하여 해표면의 적조, 녹조의 분포 및 이동 특성을 분석함. 그 예로 2008년 칭다오 연안 해역에서 대규모로 발생된 녹조패치에 대해 MODIS 와 SAR 위성자료를 이용하여 분석이 있음. 하 지만 대기조건에 영향을 받는 광학위성자료의 적조분석의 한계를 극복 하기 위하여 항공기에 탑재된 센서를 이용하여 연안의 적조를 자세히 분석하는 연구가 진행되고 있음

○ 쓰나미에 의한 피해면적 산출에 해색위성인 MODIS 및 중해상도 극궤 도 위성인 ASTER, SPOT이 사용됨. 또한 이들 위성을 사용하여 쓰나미 직후의 해양환경 분석이 이루어짐

○ 유럽은 유럽우주청(ESA)을 중심으로 해양감시체계 구축을 위해 광학 및

SAR위성영상을 이용한 실시간 선박탐지 시스템을 운용하고 있음. 특히,

Copernicus programme의 일환으로 radar, multi-spectral sensor, ocean colour sensor, altimeter 시리즈 위성을 순차적으로 운용하여 전지구적 인 촬영범위의 육상, 해양, 대기의 모니터링을 목적으로 함. Sentinel-1A

는 2014년 4월 3일에 발사되었고, 1B는 2016년에 발사예정이며 C-band SAR 센서를 이용해 육상, 해양, 해빙 등 다양한 환경들을 감시함.

Sentinel-2A는 2015년 6월 23일에 발사되었고, 1B는 2018년에 발사예정 임. Sentinel-2는 고해상도 다중센서로 13개의 밴드를 가지고 있어 대기 보정이 용이하여 해양환경변화에 유용함. Sentinel-3A는 2016년 2월 16 일에 발사되었고, 3B는 2017년에 발사예정임. Sentinel-3는 해양표면지 형, 육상과 해양의 온도, 해색자료 등을 제공하며 ERS, Envisat 등의 후 속으로 운용되고 있음

○ 유럽해상보안청(EMSA)은 해양 오염 지역이나 사고지역을 위성자료로 분석하는 CleanSeaNet 서비스를 회원국에게 실시하여 기름유출 감지 시 30분 이내에 EMSA와 해당국가의 해양부처에 통보함. 한국해양연구 원은 2007년 허베이스피리트호 유류유출를 ENVISAT과 Radarsat을 이 용하여 감지하고 유출유 거동예측모델로 유출유 확산분포를 예측함

□ 해색위성자료

○ 세계 최초로 정지궤도에서 해색을 관측할 수 있는 천리안 위성을 우리 나라에서 개발함으로써 한반도와 그 주변 해역을 저궤도 위성보다 더 잦은 주기(한 시간 간격)로 관측하는 것이 가능해짐

○ GOCI 해색위성 보유국으로서 우리나라 해역에 적용 가능한 클로로필, 부유물질, 용존유기물질 분석 알고리즘을 직접 개발하였으며, 해양환경 분석 기반 기술을 보유하고 있음

○ GOCI와 유사한 사양의 국외 해색위성들 (MODIS, VIIRS, CZI, COCTS 등)의 분석 기술 보유

○ 정지궤도 해양위성 활용연구사업과 해양위성센터 운영사업을 통해 천리 안 해양관측위성(GOCI: Geostationay Ocean Color Imager)의 안정적인 운용과 천리안 해양관측 위성자료의 신뢰도를 높이기 위한 검/보정을 수행함

기간 주요현안 (2013) 주요현안 (2014)

봄 (3월~5월)

• 황사 (기상청)

• 산불 (국립재난안전연구원)

• 해양환경: 엽록소분포 (기상청)

• 녹조 (KIOST, 국립수산과학원)

• 황사 (기상청)

• 해양환경: 엽록소분포 (기상청)

• 적조 (국립수산과학원)

•냉 수대 (국립수산과학원)

여름 (6월~8월)

• 적조 (국립수산과학원)

• 녹조 및 갈조 (KIOST, 국립수산과학원)

• 냉수대 (국립수산과학원)

• 해무 (기상청,공군)

• 저염수 (KIOST, 국립수산과학원)

• 녹조 (KIOST, 국립수산과학원 등)

• 냉수대 (국립수산과학원)

• 해무 (기상청,공군)

• 중국 스모그 (기상청, 국립환경과학원)

• 태풍 (기상청)

가을 (9월~11월)

• 태풍 (기상청)

• 저염수 (KIOST, 국립수산과학원)

• 해양환경: 엽록소분포 (기상청)

• 중국 스모그 (기상청)

• 적조(국립수산과학원)

• 태풍 (기상청)

• 중국 스모그 (국립환경과학원)

겨울 (12월~2월)

• 중국 스모그 (기상청)

• 해빙 (기상청, 해군)

• 폭설 (국립재난안전연구원)

• 중국 스모그 (기상청)

• 해빙 (기상청, 해군)

• 폭설 (국립재난안전연구원)

• 해무 (기상청,공군)

기타 • 화산폭발 (국립재난안전연구원)

• 투기해역감시

• 모래채취로 인한 혼탁해수

• 화산폭발 (국립재난안전연구원)

• 투기해역감시

• 모래채취로 인한 혼탁해수 [표 2-1] 천리안 해양관측위성의 계절별 주요현안

- 500m 공간해상도 1시간 간격으로 1일 8회 관측함

○ 해양관측위성 자료의 DB 구축 및 국토해양부, 기상청, 수산과학원, 국민 안전처, 해군 등에 대한 위성자료 제공 서비스

○ 활용분야

- 지구환경 기후변화에 대한 감시 및 해양환경 변화 관측함 - 연안 및 해양영토관리를 위한 장기 및 단기 해양환경 관측함

- 적조, 녹조, 유류유출, 해무, 태풍, 황사, 쓰나미 등과 다양한 해양환경변화에 대한 관측함

□ 고해상도 위성자료

○ 우리나라는 현재까지 우리별 1호 이후로 과학기술위성과 다목적실용위 성, 정지궤도위성 등을 포함하여 총 12기를 성공적으로 개발하였음

○ 다목적실용위성(KOMPSAT, 아리랑)과 천리안위성의 개발로 저궤도 및 정지궤도 지구관측 위성개발에 필요한 기반기술을 확보하였음

○ 0.7m급의 아리랑 3호 개발을 통해 선진국 수준의 서브미터급 광학영상 을 제공하는 위성기술을 확보하였음

○ 아리랑 5호의 성공적인 발사를 통해 전천후 해상 및 육상에 대한 관측이 자유로운 SAR영상을 생산하는 위성을 세계에서 5번째로 보유하게 됨

○ 2015년도에 3월에 55cm 급 해상도의 전자광학카메라와 적외선 센서를 탑재한 고성능/고해상도 영상을 제공하는 아리랑 3A호를 발사하여 안 정적으로 자료를 생산하고 있음

○ 향후 서브미터급의 SAR영상을 제공하게 될 아리랑 6호가 있음. 또한

500kg급의 차세대중형위성 표준 본체 개발을 추진하여 실용위성의 양산

체계를 구축하는 계획을 추진 중임

○ 위성영상 활용 현황

- 고해상도 위성영상 공급이 가능함에 따라 지리정보분야와 국토 및 자원관리 등에서 활용이 촉진되고 있음

- 천리안 위성의 운영을 통해 기상(매 8분) 및 해양관련 위성자료(매 1시간)의 활용이 가능해짐

○ 국내위성 활용의 제약점

- 국내위성의 1차적인 수요처가 민간분야가 아니기 때문에 필요한 시점에 필요 한 지역을 촬영해야 할 경우, 모든 수요처의 요청에 대응하는데 한계가 있음 - 위성영상에 대한 공공/민간의 수요에 비해 활용 가능한 국내 위성자원은 충

분하지 않음

- 민간분야의 다양한 요구에 대응하기 위한 충분한 위성을 확보가 필요한 시점임 - 해양에 대한 주기적인 감시를 위해서는 다수의 위성이 필요하며, 현재 국내

의 위성자원은 충분한 양의 해양감시 데이터를 생산하는데 한계가 있음

[그림 2-11] 우리나라의 위성개발 로드맵

□ 무인항공기 개발 및 동향

○ 무인항공기는 위성 또는 유인항공기 시스템과 비교하여 신속한 운용, 고해상도 데이터 취득을 위한 근접 정밀 감시, 실시간 분석을 통한 긴급 대응 체계 구축을 가능하게 하며, 선박에 의한 감시 시스템보다 저비용 으로 광역적인 감시를 수행할 수 있음. 무인항공기에 탑재하는 센서의 종류에 따라 다양한 원격탐사자료의 획득이 가능함

○ 선진국과 마찬가지로 국내의 무인항공기 개발 및 활용은 국방 분야에서 그 수요가 우선적으로 발생하고 발전되어 왔음. 현재, 인력에 의한 이동 이 가능한 소형의 시스템에서부터 24시간 고고도에서 체공이 가능한 시 스템까지 다양한 종류가 개발 및 운영되고 있음

○ 재난·재해, 환경감시, 공간정보획득 등 다양한 민간분야에서 무인항공기 활용에 대한 수요가 제기되고 있으며, 관련하여 국가적인 차원에서 무인

항공기 활용분야 기획 및 기반기술 개발 등의 연구 활동이 활발히 진행 되어 왔음

○ 주요한 연구개발 실적으로는 한국항공우주연구원의 스마트 무인항공기 개발, 지능형국토정보기술혁신사업의 실시간 공중자료 획득시스템 개 발, 산업통상자원부의 자율비행로봇 보급사업 등이 있으며, 대한항공을 비롯한 산업분야에서 민간활용이 가능한 제품을 시장에 출시하는 단계 에 있음

○ 군용 무인항공기의 경우, 군공역과 민간공역에 대한 접근과 이용에 있 어서 우선권이 있는 반면 민간 무인항공기의 경우, 유인 일반항공기와 상업용 항공기들과 함께 공역을 이용해야 하는 단점이 제약이 있음

○ 해양과학기술원 해양위성센터에서는 회전익무인기에 Cannon 6D와 다 중밴드센서인 RedEdge를 탑재하여 약 70회, 700분 이상의 비행을 통해 서해연안의 강화도, 가로림만, 황도, 곰소만 갯벌지역과 통영연안에서 원격탐사자료를 획득하여 갯벌의 지형고도, 퇴적상, 채널분포, 적조 특 성 분석 연구를 수행

○ 기존의 소형무인기 자율비행이 불가능하여 독자적인 운용이 어렵거나, 체공시간이 10분 내외, 탑재 중량이 1~2 kg 내외인 멀티콥터 형태의 기 체로써, 대기환경이 급격하게 변화하는 해양 환경에서 안정적이 운용이 어려움