| 초록 |
본 연구는 다양한 환경공간정보 중 위성영상을 중심으로 최근 주요 이슈가 되는 ICT(Information and Communication Technology) 기술 융합을 통하여 해외 선진사례와 국내 주요 환경 이슈에 대응하는 시범연구를 수행하는 것을 목적으로 한다. 전년도 연구 성과를 통하여 위성영상이 환경공간정보 전체에서 가장 많이 활용되는 것을 분석하였다. 또한 국내외 위성영상의 특징을 분석하고, 환경 분야에서 활용되는 사례를 고찰하였다. 더불어 해외 선진 사례 중 실제 위성영상과 ICT 기술을 융합한 사례(토양수분 변화 분석을 통한 가뭄 감지)를 국내에 적용하기 위하여 적용할 수 있는 기술지도를 작성하고, 이를 바탕으로 시범연구(전북지역)를 수행하였다. 전년도 연구 결과를 통하여 피력한 바와 같이 최근 다양한 환경이슈의 해결을 위하여 실질적인 도구로서 위성영상의 활용이 두드러지고 있으며, 이에 정밀 지구관측을 통한 환경문제 대응을 위하여 우리나라는 2020년까지 총 8대 이상의 위성을 운용할 예정이다. 이러한 기조에서 위성영상의 환경공간정보와 ICT 기술의 융합·활용이라는 연구주제의 기술적 특성을 고려하여, 지구관측 위성, 기상·해양·환경 위성, 정지궤도 환경위성으로 분류되는 위성영상 비교 분석 및 이기종 위성영상의 활용 사례 특히, 위성영상과 ICT 기술의 융합 활용의 해외실증 프로젝트 사례를 조사하였다. 더불어 빅데이터(Big Data) 분석 중 텍스트마이닝(Text Mining)을 활용하여 기존의 국내 위성영상의 활용 현황에서 보다 구체적으로 어떠한 위성영상이 주류로 활용되고 있는지, 시기별·분야별로 정밀 분석을 수행하여 이기종의 위성영상의 환경공간정보와 ICT 기술의 융합 활용을 통한 환경이슈 대응 방안을 실증적으로 검토하는 다면적인 분석을 시도하였다. 이를 기반으로 토양수분의 실질적 사례에 대한 위성영상과 ICT 기술 융합 활용의 기술적 체계인 기술지도를 작성하였으며, 기술지도 내용을 실질적으로 구현하기 위하여 연구지역을 선정하여 시범연구를 진행하였다. 위성영상을 활용한 관측 및 검증에 필요한 정보를 ICT 기반으로 연계하여 분석·활용하는 방안을 구현하였다. 추가적으로 향후 발전된 ICT 기술과 위성영상의 융합 활용에 대하여 재구성을 통한 활용 방안을 제시하였다. 현재 및 향후 환경 분야에 활용할 수 있는 국내외 위성영상의 특징을 분석하여 정리하였다. 지구관측 위성(아리랑 시리즈, Landsat 시리즈) 및 기상·해양·환경 위성(천리안 시리즈 등), 정지궤도 환경위성(TEMPO, 천리안-2B GEMS 등)으로 대분류하여 국내외 위성의 제원을 조사·정리하였다. 이기종 위성영상의 활용 사례 조사에서는 국내 지구관측(아리랑 시리즈) 위성, 기상·해양·환경(천리안 시리즈) 위성, 환경 주제도를 활용한 55건의 문헌을 대상으로 하였다. 국내 지구관측 위성의 활용 사례는 수문학적 재난 등 총 15건, 국내 기상·해양·환경 위성의 활용사례는 토양수분 증발량에 관한 연구를 포함하여 총 18건, 환경 주제도의 활용 사례는 토양 침식계수 선정 등 총 22건이 조사되었다. 이와 같이 조사된 총 55건의 융합 활용 사례는 재난재해, 농업, 산림, 해양, 수질, 및 기후의 6개 분야로 구분되어 분석되었다. 국내의 대표적인 아리랑과 천리안 위성 사례 및 환경주제도 사례를 분석한 결과, 55건의 사례 중 약 50%의 연구가 토양수분과 직·간접적인 연관이 있는 것으로 분석되었다. 구체적으로 재난재해분야에서 14건 중 9건, 농업분야에서 7건 중 7건, 산림분야에서 8건 중 3건, 해양분야에서 3건 중 1건, 수질분야에서 17건 중 5건, 기후분야에서 6건 중 1건에서 토양수분과의 직·간접적인 연관성을 나타냈다. 이를 통해 국내 위성과 환경분야 주제도 중심의 융합 연구로서 토양수분에 대한 연구가 적합하다는 것을 제시하였다. 이를 기반으로 토양수분 관련 위성영상과 ICT 융합 활용 실증 사례를 조사하였다. 분석된 위성영상 및 ICT 융합 활용해외 선진 사례는 'Afsis 프로젝트', 'WEAM4i 프로젝트', 및 'ERMES 프로젝트' 등이 해당된다. 각각의 사례에 대하여 위성영상과 ICT 기술이 토양수분의 환경이슈 부문에서 어떠한 기술적 역할을 담당하며 활용되는지 조사·정리하였다. 빅데이터를 활용한 이기종 위성영상 융합 활용 분석에서는 빅데이터 분석방법 중 비정형 데이터 및 자연어 분석방법인 텍스트마이닝 방법을 활용하였다. 이는 전년도에 개발한 R프로그램 기반의 텍스트마이닝 프로그램의 자체 개선을 통한 네트워크 분석으로 수행되었다. 기존의 국내 위성영상의 활용 현황에서 좀 더 구체적으로 어떠한 위성영상이 주류로 활용되고 있는지, 시기별·분야별로 정밀 분석을 수행하였다. 또한 이기종 위성영상 융합의 이론적 배경을 분석하였다. 이는 위성영상의 공간해상도, 분광해상도 및 시간해상도로 구분하여 융합 방안을 제시하였다. 이를 통하여 향후 이기종의 위성영상의 환경분야 융합 활용에서 기반이 되는 중심 분광 파장대역, 공간 해상도 등을 도출하였다. 이기종 위성영상의 융합 활용방안으로서 공간해상도가 좋은 지구관측 위성과 시간해상도가 좋은 기상·해양·환경 위성을 융합하여 보완 활용이 필요하며, 특히 향후 천리안 2B호에서 제공하는 300~500 nm 파장대역에서 융합 활용할 수 있는 지구관측 위성의 활용이 필요하다. ICT 기술을 반영한 위성영상 중심의 환경공간정보 활용 재구성에서는 전술된 융합 활용방안을 토대로 토양수분의 실질적 환경이슈를 해결하는 방안을 제시하였다. 이를 위하여 우선적으로 토양수분에 대한 위성영상 및 ICT 기술의 적용 및 활용 체계 구축을 기술지도 작성을 통하여 제시했으며, 이는 토양수분 관련 해외 실증 프로젝트(위성영상과 ICT 융합)의 국내 적용을 목적으로 한다. 구체적으로 해외 실증 프로젝트의 1) 위성영상 이용 토양수분 정보 획득, 2) ICT 플랫폼 구축을 통한 외부데이터 연계, 3) 분석·활용 서비스 제공의 세 단계의 구성을 통한 토양수분 관련 위성영상 및 ICT 기술의 융합 활용을 국내에 적용하기 위한 기술체계를 구축하여 제시하였다. 기술지도 내용 중 국지적 토양수분 관측 및 ICT 기반 외부데이터 연계를 통한 분석·활용하는 방안을 구현하기 위하여 실제 시범 연구지역을 선정하여 시범연구를 수행하였다. 최종적으로 위성영상 중심의 환경공간정보 및 ICT 기술을 융합하여 토양수분의 환경이슈를 해결하는 활용 방안을 토양수분 시공간 모니터링 시스템으로 재구성하여 제시하였다. 토양수분에 위성영상 및 ICT를 활용한 환경이슈 적용 체계는 우선적으로 지구관측 위성 및 환경관측 위성의 이기종 위성영상을 중심으로 기후·대기 관측정보, 토양수분 관련 실측자료 및 관련 주제도가 필요하다. 각각의 활용 가능한 환경공간정보는 한국항공우주연구원, 국가기상위성센터, 국가환경위성센터, 기상청, 농촌진흥청 및 KEI 등에서 생산 및 관리하고 있다. 이들 정보를 바탕으로 ICT 기술 중 '빅데이터 플랫폼', '인공지능인지컴퓨팅', '클라우드컴퓨팅', 'IoT(Internet of Things)', '5G 유·무선 네트워크'의 기술을 활용하여 농업생산량 예측, 가뭄피해 예측, 농사정보 등 수요자 맞춤형 서비스 및 정책적 의사결정을 지원할 수 있을 것이다. 정책제언에 대한 검토는 네 가지 관점에서 이루어졌다. 첫째, 환경주제도 갱신(내용 및 주기) 고도화의 필요성이다. 현재 환경주제도의 가장 기본이 되는 것은 토지피복지도이고, 토지피복지도는 위성영상 및 항공사진을 기초로 제작된다. 즉, 향후 토지피복지도 갱신, 더 나아가 환경주제도 갱신 및 고도화를 위해서는 위성영상 중심의 기본 자료 및 최신 ICT기술이 적재적소에 융합되어야 한다. 이는 4차 산업혁명 기반 일반 국민 대상의 신산업가치 창출을 위한 기초자료로 적극 활용할 수 있으므로 토지피복지도 및 관련 환경주제도의 갱신을 위한 적극적 기술 개발 투자 및 연구가 필요하다. 둘째, 위성영상의 제도적 위상 재정립의 필요성이다. 현재 위성영상과 관련한 국내 법·제도적 규정에서는 위성영상은 위성정보(통신, 음향 및 음성 등을 포함)의 일종이며 위성의 정보 생산 목적 및 활용에 따른 위성정보의 구분 및 정의는 명시하지 않고 있다. 원격탐사 방식의 위성영상 정보는 환경뿐만 아니라 기상, 국토 관리, 교통, 재난재해, 기후변화 등 다양한 국민생활 이슈에 공간정보 형태로 활용이 가능하고, |
