농작물 생육부터 산불 피해까지…우주에서 한반도 살핀다

국토위성 1·2호 함께 띄워 재촬영 2일 이내…농림위성 120㎞ 광역 관측
농작물·산림 관리 본격화…산불 진화보다 피해·복원 분석에 활용

올해 발사된 국토위성 2호와 농림위성이 궤도에서 정상적으로 영상을 확보하며 본격적인 활용을 위한 준비에 들어갔다. 국토위성은 지상의 차량 종류까지 구분할 수 있는 고해상도 영상을, 농림위성은 사흘이면 한반도 대부분을 촬영할 수 있는 광역 영상을 각각 확보했다.

우주항공청과 국토교통부, 농촌진흥청, 산림청은 1일 기자설명회를 열고 차세대중형위성 2호(국토위성 2호)와 4호(농림위성)의 초기운영 성과를 공개했다.

차세대중형위성 4호(농림위성)가 지난 8월6일 촬영한 경남 밀양 산불 피해지역. 일반 RGB 영상(왼쪽)과 근적외선을 활용한 NIR-Red-Green 영상(오른쪽)을 비교하면 산불로 식생이 변화한 지역을 보다 뚜렷하게 확인할 수 있다. 노란색 선은 산불 피해 경계. 공간해상도는 5m다. 국립산림과학원 제공

지난 5월 3일 발사된 국토위성 2호는 흑백 0.5m, 컬러 2m급 해상도로 지상을 관측한다. 지상에 주차된 차량의 종류를 구분할 수 있는 수준이다. 초기운영 과정에서 독도와 서울종합운동장, 미국 나이아가라 폭포, 베트남 하노이 스타레이크시티 등을 촬영해 관측 성능을 확인했다.

2021년 발사된 국토위성 1호와 2호를 함께 운용하면 동일 지역을 다시 촬영하는 데 걸리는 시간을 기존 한 기 운용 때의 절반 수준인 2일 이내로 줄일 수 있다. 두 위성이 서로 다른 각도에서 같은 지역을 촬영하는 '스테레오 촬영'을 통해 3차원 공간정보도 만들 수 있다.

양효진 국토지리정보원 국토위성센터 시설연구관은 "국토위성 1·2호를 동시에 운영하면 동일 지점의 재촬영 기간이 절반으로 줄어 약 2일 이내에 다시 촬영할 수 있다"며 "입체 위성영상을 확보해 지상의 3차원 공간정보도 구축할 수 있다"고 설명했다.

국토위성 1호 영상은 지금까지 약 160만장이 무료로 내려받기 됐다. 국토위성센터는 위성영상의 위치 오차를 보정해 지상 위치와 1m 이내 정확도를 갖도록 가공하고, 토지이용·건물·도로 등의 정보와 시계열 변화탐지 정보 등도 제공하고 있다.

농림위성, 3일이면 한반도 관측…장마철엔 한계

지난 7월 7일 발사된 농림위성은 정밀도보다 넓은 지역을 자주 관측하는 데 초점을 맞췄다. 해상도는 5m지만 한 번에 폭 120㎞를 촬영한다. 한반도 상공을 세 차례 지나면 약 95%를 관측할 수 있으며 연간 100회 이상 전국 촬영이 가능하다.

홍석영 농촌진흥청 농업위성센터장이 1일 차세대중형위성 4호(농림위성)를 활용한 농경지·농작물 관측 및 분석 방안을 설명하고 있다. 우주청 제공

다만 '3일 주기'가 곧 3일마다 활용 가능한 영상을 얻는다는 의미는 아니다. 광학위성 특성상 구름이 끼면 지상을 제대로 관측하기 어렵기 때문이다.

홍석영 농진청 농업위성센터장은 "실제로 얼마나 유효한 영상을 얻을지는 정상운영 이후 확인해야 한다"면서 "한 달에 세 번 정도 활용 가능한 영상을 확보하는 것을 목표로 하고 있지만 7~8월 장마철에는 한 번이라도 확보하면 감사할 정도일 수 있다"고 말했다.

농진청은 농림위성 영상으로 주요 작물의 재배·수확면적과 생육상태 등을 분석할 계획이다. 위성영상과 기상·현장정보, 인공지능(AI)을 결합해 2030년까지 농경지 변화와 작물별 재배면적, 생육, 농업재해 등 51종의 농업정보를 단계적으로 생산한다. 내년 정상운영에 들어가면 위성영상과 식생지수 등 기본 산출물부터 공개할 예정이다.

농림위성 영상은 촬영 후 보정과 분석을 거쳐 하루 이내 사용자에게 제공하는 체계를 구축하고 있다. 구름 때문에 하루 단위 영상 활용이 어려운 경우 여러 시점의 영상을 합성해 구름의 영향을 줄이는 방식도 활용한다.

산림 분야에서는 산불과 산사태, 산림 병해충 피해 등을 넓은 지역에서 파악하는 데 활용한다. 초기운영 기간에는 지난 2월 발생한 경남 함양·밀양 산불 피해지역을 촬영해 피해 경계와 식생 회복 상태 등을 분석했다.

다만 농림위성이 산불을 실시간으로 찾아내거나 진화에 직접 활용되는 것은 아니다. 산불 발생 시점에 따라 영상 확보와 분석까지 오전 발생의 경우 약 9시간, 오후 발생의 경우 다음 날 촬영해야 해 최대 25시간가량 걸릴 수 있다.

박찬열 국립산림과학원 국가산림위성정보활용센터장이 1일 차세대중형위성 4호(농림위성)를 활용한 산불 피해 분석 등 산림 분야 활용 방안을 설명하고 있다. 우주청 제공

박찬열 국립산림과학원 국가산림위성정보활용센터장은 "산불을 빨리 찾아 진화하는 데 사용하는 위성은 아니다"며 "산불 피해지역의 경계를 그리고 피해 강도를 구분해 복원 계획을 세우거나 이후 산림이 얼마나 회복되는지를 모니터링하는 데 활용성이 있다"고 설명했다.

두 위성은 현재 궤도상 시스템 시험을 마치고 영상 검·보정 작업을 진행하고 있다. 올해 말까지 초기운영과 검·보정을 마친 뒤 국가위성운영센터로 이관돼 내년부터 본격적인 임무에 들어간다.

위성 개발을 맡은 한국항공우주산업(KAI)은 차세대중형위성 사업을 통해 민간 주도의 위성 체계종합 역량도 확보했다고 강조했다. 위성 본체 부품의 국산화율은 75% 이상, 탑재체는 90% 이상이며 KAI는 약 1000억원을 자체 투자해 설계부터 제작·조립·시험까지 한곳에서 수행할 수 있는 우주센터도 구축했다.

장종진 KAI 위성개발실장은 "정부출연연구소 중심에서 산업체가 우주산업을 이끌어갈 수 있는 전환의 토대가 마련됐다"며 "기술이전을 통해 독자적인 위성 개발 역량을 확보했고 여러 임무의 탑재체를 수용할 수 있는 표준 플랫폼도 확보했다"고 말했다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr