한국수자원공사(K-water, 사장 윤석대)는 4월 29일 과학기술정보통신부 산하 정보통신기획평가원(IITP)과 ‘초소형 위성영상 기반 주요 지역 분석 및 실감화 지능 기술개발’ 국가 연구과제(R&D) 협약을 체결했다. 사업비는 36억 6천만 원으로 전액 국고를 투입하여 2024년 4월부터 2026년 12월까지 3년간 진행한다.
사업 주요 내용은 초소형위성 데이터를 활용한 ▲ 인공지능(AI)기반 영상레이더(SAR) 및 광학위성 데이터 초해상화 기술개발 ▲ 영상레이더 위성데이터 기반 광학위성 영상데이터 복원 기술개발 ▲ 영상레이더 및 광학위성 데이터 융합분석 기술개발 ▲ 위성활용 3D 지도 구축 기술개발 등이다.
영상레이더(SAR, Synthetic Aperture Radar)는 지표면에서 반사된 레이더파의 미세한 시간차를 처리하여 영상데이터를 획득하는 관측시스템이다. 태양광이 필요한 기존의 광학위성과 달리, 마이크로파를 사용하여 악천후 및 주야간 구분 없이 운용할 수 있어 해상도가 높고 구름이나 그림자 등으로 가려진 지역도 관측할 수 있다.
이번 사업을 통해 한국수자원공사는 AI기술 등을 적극 활용하여 저해상도 데이터를 더욱 선명한 고해상도의 데이터로 변환하는 초해상화 기술과 영상레이더의 데이터를 바탕으로 구름, 그림자 등으로 가려진 지역을 원래의 지표 형상으로 재생성하는 영상데이터 복원 기술개발에 나선다.
또한, 영상레이더 및 광학위성 데이터 융합분석 기술개발을 통해 호우피해 구역 및 중소규모 저수지 수위 등을 정밀하게 관측할 수 있으며, 관측된 결과물을 3차원 지도상에 표출하는 위성활용 3D 지도 구축 기술도 개발하여 위성데이터의 활용도와 가치를 한층 높일 계획이다.
이 같은 기술개발은 기존의 위성데이터는 물론, 향후 취득할 데이터의 품질을 높이고 위성 관측기술을 한층 정교화할 수 있다. 특히, 최근 이상기후의 영향으로 홍수와 가뭄 등 물 재해가 잦아지는 만큼 실시간에 가까운 정밀 관측을 통해 재해를 사전에 예방하고 다양한 물 환경 관측에도 활용할 예정이다.
한국수자원공사는 이번 사업으로 초소형 군집위성 기반 광역단위 수재해 위기대응 기술을 확보하고, 이른바 뉴스페이스 시대에 대응하여 민간 기업과 기술협력을 통해 국내 물분야 위성활용 시장을 활성화할 계획이다.
윤석대 한국수자원공사 사장은 “초소형위성을 활용한 초정밀 재해 감시 및 대응 기술 고도화는 기후위기 시대의 필수적인 대응 전략 중 하나가 될 것”이라며, “이번 사업을 통해 위성분야 초격차 기술을 확보하여 기후대응분야 글로벌 리딩 기관으로서 입지를 공고히 하겠다”라고 밝혔다.
붙임 1. 국가연구개발사업 개요
2. 초소형위성 개요
3. 초해상화/영상복원 기술 개요
4. 관련 사진 1매(별첨). 끝.
붙임 1 | | 국가연구개발사업 개요 |
위성분야 초격차 기술 개발 사업 개요 |
□ 발 주 처 : 과학기술정보통신부정보통신기획평가원(IITP)
□ 사 업 명 : 초소형 위성영상 기반 주요 지역 분석 및 실감화 지능 기술 개발
□ 사업기간 : ’24.04 ~ ’26.12(3년)
□ 소요예산 : 36.6억원
□ 사업목적 : 초소형 위성 다종 센서(SAR*, 광학영상 등) 데이터 융합 영상데이터 복원 및 초해상화, 3차원 실감화 기술 개발
* 영상레이더(SAR : Synthetic Aperture Radar)는 지표면에 대해 레이더파를 쏜 후 반사되어 돌아오는 미세한 시간차를 처리하여 지표를 관측하는 시스템
□ 주요 사업내용
◦ AI기반 SAR 및 광학 위성데이터 초해상화 기술 개발
◦ SAR 위성데이터 기반 광학위성영상 데이터 복원 기술 개발
◦ 이종 초소형 위성센서 시계열 데이터 퓨전 분석기술 개발
◦ 클라우드 컴퓨팅 기반 위성활용 3D 실감형 지도 구축 기술 개발
□ 사업 목표
붙임 2 | | 초소형위성 개요 |
□ 정의 : 질량이 100kg 이하인 큐브 형태의 위성, 표준화된 단위*로 표현
* 1U, 2U, 3U의 형태로 표현하며 1U는 10cm×10cm×10cm 크기
중량별 위성정의 | · 대 형 위 성 : 중량이 1,000 kg 이상인 위성 · 중 형 위 성 : 중량이 500 ∼ 1,000 kg 사이인 위성 · 소 형 위 성 : 중량이 100 ∼ 500 kg 사이인 위성 · 초소형위성 : 중량이 10 ∼ 100 kg 사이인 위성 |
□ 주요특징
◦ 서로 통신하며 협력하는 위성 군집 네트워크 형태로 운용
* 대형위성과 상호 보완 운영이 가능
◦ 군집감시 체계를 통해 특정 지점을 더욱 자주, 넓게 관측 가능
□ 국내 초소형위성 개발 현황
◦ 국가, 지자체, 학계, 민간산업체 등 다양한 분야에서 개발 진행
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[무게 및 크기에 따른 위성정의(좌), 군집위성체계 개념도(우)]
붙임 3 | | 초해상화/영상복원 기술 개요 |
☐ 초해상화
◦ 위성자료를 포함한 디지털 이미지나 비디오의 해상도를 향상시키는 기술
- (목적) 저해상도 원본데이터를 고해상도로 변환함으로서 더 선명하고 상세한 시각적 정보를 제공하는데 활용
- (방법) 인공지능과 머신러닝 알고리즘을 주로 활용하여, 기존의 이미지에서 더 많은 디테일을 추출하거나 재구성
[광학위성자료 초해상화 예시]
☐ 영상복원
◦ 광학적 결함 및 외부요인 등에 의해 왜곡되거나 손상된 이미지를 복구하는 기술
- (목적) 주로 구름, 그림자, 안개 등 자연현상이나 인공적인 장애물로 인해 훼손된 영상의 세부 정보를 명확하게 재현하는데 사용됨
- (방법) 인공지능 등을 활용하여 이미지에서 왜곡을 감지하고 보조자료 등을 이용하여 손실된 정보를 예측하고 추론하여 복원
[광학위성자료 복원 예시]
붙임 4 | | 관련 사진 |
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