AI 기반 위성영상 활용 동향
Trends of AI-based satellite information utilization
by Jihyun, Heo, trimaran, 2024.06.17
운용 위성 증가에 따른 누적 위성영상의 처리 및 분석, 위성영상 기반의 다양한 서비스와 솔루션을 제공하는데 AI 등 첨단기술이 활용되고 있다.
국내 위성은 저궤도·정지궤도 관측 위성과 항법 및 통신위성을 운영·개발 중에 있으며, 다양한 활용 목적에 기반한 공공위성은 2030년까지 130기를 개발할 예정이다(제4차 우주개발진흥기본계획). 새로운 위성의 확보와 다양한 센서로 인해 지구관측 위성영상 규모는 증가하고 품질은 개선되고 있으며, 누적된 위성영상을 처리하고 분석하는데 AI가 활용되고 있다.
AI는 컴퓨터의 성능 등 기술 발전, 오픈소스와 데이터 규모 증가 등으로 다양한 패턴을 식별하고 예측하는 데 활용되고 있으며, 위성영상 분석 분야도 혁신적인 AI 기술을 도입함으로 다양한 서비스 및 솔루션을 제공하고 있다. 예를 들어, AI를 활용하여 위성영상 처리 자동화, 객체 인식, 공간해상도 업스케일링(초해상화), 위성영상 기반 솔루션 등을 제공하고 있다.
by Jihyun Heo, trimaran, 2024.01.29
위성정보는 인공위성에서 획득한 영상, 음성, 음향, 데이터 또는 이들의 조합으로 처리된 정보를 의미한다. (우주개발진흥법) 이러한 정보는 지도제작, 환경, 농업, 기상 등의 다양한 분야에서 활용된다.
위성은 활용 목적에 따라 지구관측위성, 통신
위성, 항법위성, 기상위성, 군사위성, 과학위성 등으로 구분할 수 있다. 우리나라는 정부 주도의 위성개발을 통해 자체적으로 구축한 위성을 운영하고 있으며, 2030년까지 총 130기의 위성을 발사할 예정이다. 이러한 위성의 증가로 획득할 수 있는 위성정보의 양 또한 증가하고 있는데,
국내 다목적실용위성의 영상 획득량은 누적 기준, 2013년 243만장에서, 2017년 443만장, 2022년 773만장으로 크게 증가하였다(위성정보활용종합계획 시행계획)
위성에서 획득한 데이터는 가치사슬(Value chain)의 여러 단계를 거쳐 사용자가 활용할 수 있는 특정 정보·제품이 된다. 예를 들어, 원격탐사위성은 위성의 운영, 위성영상의 수신 및 처리의 운영 단계, 위성정보의 저장과 배포의 공급 단계, 공급된 위성영상 기반의 1차 서비스를 제공하는 사용 단계, 위성영상 기반 부가가치서비스를 제공하는 활용단계로 구분된다.
위성의 특성에 따라 환경, 에너지, 식량안보, 재난대응, 해양,임업, 농업, 기상 및 기후 변화 등 다양한 사회문제 분야 해결을 위한 서비스에 활용되고 있다.
해외 주요국에서는 AI의 중요성을 인식하고, 기관의 임무 역량 제고를 위해 AI를 활용하고 있다.
해외 주요국은 AI를 적극적으로 활용하여 기관의 미션을 지원하고, 기관 차원의 AI를 기반으로 한 다양한 프로그램을 추진하고 있다. 예를 들어, 미국 해양대기청(NOAA)은 AI를 위성영상 분석과 기후 예측 모델 향상에 적용하고 있으며, NOAA의 임무 지원 역량을 확대하기 위해 자체 AI 센터인 NCAI(NOAA Center for Artificial Intelligence)를 설립하였다.
최근 (초)소형 군집위성 (Constellation)의
등장, 위성정보와 AI, 빅데이터 등의 첨단기술 융합을 통한 새로운 서비스가 등장하고 있다.
위성정보는 전지구를 대상으로 장기간에 걸친 시공간 및 물리적 특성에 대한 자료를 주기적으로 수집하는 특성이 있다. 지구 표면, 기상 및 기후, 기타 이벤트에 대한 정보의 획득 측면에서 위성 정보는 주요한 가치를 가지고 있으며, 특히 군집위성은 특정 지역의 준실시간 정보 획득이 가능한 장점을 보유하고 있다.
고해상도 위성개발은 육안으로도 대상을 식별가능한 수준에 와있으며, 첨단기술과의 융합으로 위성정보 기반의 새로운 서비스의 개발이 활발히 이루어지고 있다. 해외는 이미 AI 및 빅데이터 등의 첨단기술을 활용하여 수요자 맞춤형의 정보를 생산하고 있으며, 국내는 첨단기술 기반 위성영상 분석기술 개발을 위한 위성영상 AI 학습데이터를 구축하고 있다.
우리나라는 다중위성 시대를 맞이하여 위성활용의 범위 확대 및 관련 기술이 활발히 개발될 전망이다.
지난 2023년 5월, 실위성 8기가 실린 한국형 발사체 ‘누리호’의 발사 성공은 국내 우주산업이 본격적인 우주개발 시대를 맞이했음을 의미한다. 해외에서는 위성을 보유하고 있지 않으나, 위성영상을 전문적으로 분석하여 솔루션을 제공하는 기업이 등장하여 서비스 중이다.
국내 또한 운용 위성이 증가될 예정으로, 향후 위성정보를 활용한 분석서비스 전문 기업이 등장할 것으로 보인다.
NCAI는 AI를 활용하여 NOAA의 프로젝트를 지원하고, 이 밖에도 관련 정보 공유, 교육, AI 워크숍 등의 분야 업무를 수행하고 있다. 이외에도 미국 국가지리정보국(NGA)은 혁신 허브인 Moonshot Labs를 설립, AI를 활용하여 NGA의 미션을 지원하며, 기술교육, 현지 스타트업과의
협력 등의 역할을 수행하고 있다.
국내 또한 위성활용 환경의 국내외 변화에 대응하고, AI 기반 위성영상 분석 등 관련 기술경쟁력 확보가
필요할 것으로 보인다.
