처음 읽는 인공위성 원격탐사 이야기 (경기 예측에서 기후변화 대응까지, 뉴 스페이스 시대의 인공위성 활용법)

처음 읽는 인공위성 원격탐사 이야기 (경기 예측에서 기후변화 대응까지, 뉴 스페이스 시대의 인공위성 활용법)

$17.00
Description
경기 예측에서 기후변화 대응까지, 뉴 스페이스 시대의 인공위성 활용법

지구를 도는 인공위성들, 무엇을 하러 올라갔을까
우리나라 바다에서 불법 조업을 하는 중국 어선들은 오래전부터 국내외 안팎으로 큰 문제였다. 우리나라 해양경찰이 드넓은 바다를 구석구석 다니며 일일이 단속하기도 힘든데, 현장에서 이들을 적발해도 도주해버리면 확실한 증거를 확보하기 어렵다. 더욱이 단속 과정에서 몸싸움이 일어나면 더 큰 문제로 번질 수도 있다. 실제로 중국 어선을 단속하던 해양경찰이 이들에게 살해되는 사건도 있었다. 이런 문제를 해결할 좋은 방법은 없을까? 바로 인공위성으로 원격탐사를 하는 것이다. 원격탐사를 하면 한밤중에도 넓은 바다를 한눈에 확인할 수 있어 불법 조업과 불법 양식 등을 감시할 수 있다.

뿐만 아니라 해수의 온도나 조류의 변화 등 어업 활동에 꼭 필요한 정보를 제공해준다. 실제로 우리나라의 다목적실용위성(일명 아리랑 위성)은 지금 이 순간에도 한반도와 인근 지역을 샅샅이 촬영해 많은 정보를 보내오고 있다. 이것은 인공위성의 수많은 활용 사례 중 하나일 뿐이다. 가끔씩 뉴스에는 우주선이 인공위성을 싣고 발사되는 모습이 등장한다. 지금도 우리 머리 위 우주에는 세계 여러 나라가 발사한 인공위성들이 궤도를 돌고 있다. 2020년 7월 기준으로 지구궤도를 돌고 있는 인공위성은 2,787대나 된다. 그중 통신위성을 제외하면 지구관측 인공위성이 가장 많다. 그런데 우리는 이들이 무슨 일을 하는지 잘 모른다. 이 위성들은 무엇을 하러 우주로 올라갔을까?

인공위성은 우주에서 지구를 내려다보는 눈이다. 지구 상공 수백 킬로미터 높은 곳에 있는 인공위성은 총알보다 20배나 빠른 초속 7.8킬로미터의 속도로 지구 둘레를 돌며 지구 사진을 찍어 전송한다. 워낙 넓은 지역을 고해상도로 촬영하다보니 영상 하나에 포함된 정보가 엄청나다. 이렇게 인공위성이 보낸 사진들을 분석해서 정보를 얻어내는 과정이 바로 원격탐사다. 《처음 읽는 인공위성 원격탐사 이야기》는 인공위성이 찍은 위성영상들을 다채롭게 보여주면서 이 사진에 무엇이 담겨 있는지, 무엇을 꺼내볼 수 있는지, 어떻게 꺼내볼 수 있는지에 관해, 다시 말해 ‘인공위성 원격탐사’의 기본 원리와 쓰임새에 관해 세계의 사회, 농업, 산업, 기후변화 등을 예로 들어 친절하게 설명한다.
저자

김현옥

어린시절부터여행을동경했고,세계여행이꿈이었다.세상은넓고가보고싶은곳은많은데돈과시간이따라주지않는다는게항상문제였다.그러다인공위성을이용하면직접가지않고도둘러볼수있다는사실에고무되어원격탐사를전공하기로했다.오래보아야예쁘고자세히보아야사랑스럽다는나태주시인의말처럼지구도자꾸들여다보니더관심이가고알고싶은것이많아졌다.원격탐사분야에오랜전통을가지고있으며도시를사람과다양한동식물이서로영향을주고받으며살아가는생명공동체로바라보는독일의도시생태학에끌려유학을떠났고,도시생태학의메카라는베를린에서10년을살았다.
10년이면강산도변한다고그사이에우리나라는해상도가무척높은지구관측위성과기상위성을가진세계에서몇안되는나라가운데하나가되었다.하지만성공적인위성개발이라는성과에비해그활용가치는잘알려지지않은것같다.그래서기회가될때마다학생들에게지구관측인공위성원격탐사를소개하는과학강연과진로멘토링에참여하고있다.
서울시립대학교조경학과를졸업하고독일베를린공대에서박사학위를받았으며,현재한국항공우주연구원국가위성정보활용지원센터에서선임연구원으로일하고있다.글로벌지구관측그룹GEO의프로그램이사회이사를역임했고,전세계재난재해지원을위한국제협력사업인인터내셔널차터InternationalCharterSpaceandMajorDisasters의한국측실무간사로활동하고있다.베를린공대박사과정중베를린주州정부에서여성과학자양성을위해마련한장학금을받은일을계기로여성과젠더이슈에도관심을갖게되었다.현재대한여성과학기술인회KWSE의총무이사를맡고있다.

목차

들어가며

1장원격탐사,우주에서날아온사진
지구를바라보는눈
우주에서지구사진을찍는이유
사진의시작은태양복사에너지
인공위성영상은일반사진과어떻게다를까
네가지해상도
위성영상데이터는어떻게정보가되는가

2장위성영상에인공지능을더하면
주차장에서돈이보인다
부풀려진환상이낳은유령도시
경제의흐름을읽는다
석유는정말줄었을까
뉴페이스가이끄는뉴스페이스
새로운지능이온다
공간정보의진화
3장포스트코로나19시대의지구관측
멈춰선세상
우주에서대기오염을감시한다고?
정지궤도와태양동기궤도
인공위성이바꾸는세상

4장바다위의감시카메라
우주에서포착한범죄현장
야간불법조업도감시하는인공위성
수산물양식장도지킨다
우리바다를지키는천리안

5장사막위의둥근반점
화석수로농사를짓는다
아라비아사막의인공경작지
식물의변화를탐지하는인공위성
최첨단과학,스마트팜
6장화성을닮은지구,아타카마
이보다더화려할순없다
광물자원을탐사하는인공위성
칠레사막에서만나는달과무지개

7장자연이그린그림
레나델타에쌓인시간의흔적
해수면의변화를기억하는삼각주
툰드라에도봄은오고꽃은핀다
영구동토에생겨나는다각구조
같은장소다른정보,레이더센서

8장인공위성으로지키는아마존
인공위성으로산불을감시한다
디저트와고기반찬에밀려나는아마존우림
함께지켜요,글로벌포레스트워치

9장그많던빙하는어디로갔을까
설곳없는북극곰
사라지는황제펭귄
얼어붙은과거에서온바이러스

10장우리지금안전한가요
지구가화났다
전세계우주기관들이뭉친이유
천국에서지옥으로
재난이지나간자리

나가며

출판사 서평

지구궤도를돌고있는수많은인공위성은무슨일을할까?
우리나라와세계각국의인공위성들이촬영한아찔하게아름답고생생한지구!
민간인공위성원격탐사기업들이열어가는‘뉴스페이스’의현장을탐색한다
우리나라에도성능이탁월한인공위성들이있다고?
미래를꿈꾸는한국인을위한‘인공위성원격탐사’안내서!

인공위성원격탐사란무엇인가?-위성영상으로보는지구삶의현장
인공위성원격탐사는태양복사에너지가지표에닿아투과되거나흡수된후반사되어다시우주로되돌아가인공위성에탑재된카메라센서에닿을때기록된값을다룬다.인간의눈은적색,녹색,청색을기본으로하는가시광선파장의빛만인식할수있지만인공위성카메라에는가시광선은물론인간이볼수없는적외선같은파장대를감지하는센서도다양하게달려있어인간의눈과는다른것을볼수있다.
인공위성사진은일반카메라와는다르게촬영된다.일반카메라는셔터를누르면한장의컬러사진으로완성되지만,인공위성카메라는적외선,가시광선,자외선같은전자기스펙트럼을구분하고각파장대의빛에반응한센서가지구표면의반사특성을따로따로기록한다.그리고각센서로부터얻은영상들을필요에따라다양하게합성하여정보를얻는다.이처럼인공위성원격탐사는사람의눈으로는구분할수없는전자기파장대의반사특성을활용하므로지표의상태나변화를더상세하게파악할수있다.
지구관측인공위성이궤도를돌며촬영한데이터를통해우리는땅에심은작물이잘자라고있는지,바다에이상이생겨양식장이피해를입지는않는지,중국어선들이밤에불법으로조업하지는않는지를알수있다.또시야를세계로넓히면세계경기의흐름이어떻게변하는지,대기환경이어떻게변화하는지,주목하는지역에광물이얼마나묻혀있는지,남극의빙하가얼마나녹아없어졌는지,아마존의열대림은얼마나파괴되었는지,재난재해가어떤피해를입혔는지,범죄집단이어떤범죄를저지르는지,미개발되었던어느지역이특히성장하고있는지,코로나19가각국에얼마나많은영향을미쳤는지등을그곳에가지않고도파악할수있다.
그리고이자료를바탕으로필요한조치도취할수있다.즉,작물에이상이생기면적절히대응하고,바다에녹조가생겨양식장이피해를입으면그규모를정확히파악하여합리적으로보험금을지급하고,전세계석유저장고의원유저장량이변화하는추세를파악하여유가가변동하는조짐을예측할수도있다.또한전세계의주요물류창고에차량이오고가는현황과패턴을분석해서해당기업의재무상태를추측하고,새로이조성된도시의교통흐름이나사람들의이동패턴을파악하여마케팅에활용할수도있다.
특히,갈수록불확실성이높아지는기후변화와재난재해에대응하기위해서도실시간지구관측과공간정보가매우중요하다.예컨대지구대기는계속순환하므로변화나오염을정확하게파악하려면실시간으로관측할필요가있다.유럽은정지궤도위성들을동원한실시간대기질감시체계를구상하고있다.우리나라에서는천리안2B호가아시아지역의대기질상태를상시관측하고있다.천리안2B호는아시아어느지역에서미세먼지가생성되고발달하며,어떤경로로이동하여우리나라에영향을미치는지,또국내어느지역에서고농도미세먼지가발생하는지등의상세한대기정보를제공할수있다.이밖에도세계여러나라는인터내셔널차터라는국제협력프로그램을운영함으로써,어느나라에서든대형재난이발생하면인공위성으로피해지역을신속하게촬영하여긴급상황에대처할수있도록돕고있다.
이처럼알든모르든우리는이미인공위성으로얻은빅데이터를첨단과학기술과결합하여경제의흐름을분석하고육상과해양,대기환경을모니터링하고재난재해에대비하는시대를살고있다.《처음읽는인공위성원격탐사이야기》는수많은인공위성이보낸영상자료들과함께이러한주요사례들을소개하고있다.

뉴스페이스시대를열어가는민간기업들의활약상-무료영상의힘!
‘우주개발’하면흔히우주선발사,화상탐사등을떠올리겠지만,사실인공위성영상에서정보를캐고,참신하고다양한방법으로그정보를활용하는원격탐사도우주개발의한분야다.민간기업이우주개발에진출하는‘뉴스페이스’시대인지금,세계각국에서는인공위성원격탐사를뉴스페이스의핵심분야로여기며,연구와활용,비즈니스모델개발에국가와민간기업이적극나서고있다.좁은의미로는지도에서부터넓게는육상,해양,대기를포괄하는전지구적지리정보인공간정보를얻을수있기때문인데,인공위성사진은산,호수,강,집,도로와같은지형,지물의형태와함께그위치를기록한디지털형식의데이터이므로곧바로정보화하여사용할수있다는장점이있다.
1990년대까지만해도인공위성의수가적어서원하는지역의사진을얻기힘들었고해상도도낮은데다가가격도비쌌다.그러나2000년대들어성능좋은인공위성들이등장하면서고해상도의위성영상이쏟아지고있다.더불어지금은뉴스페이스의흐름속에서여러기업이저렴한비용으로고성능소형위성을개발해발사하고있다.이렇게우주로날아간인공위성수십,수백여대가군집을이루어지구궤도를돌면서같은지역을거의매일촬영하며엄청난양의데이터를전송하고있고,이빅데이터를다방면으로활용하려는시장이형성되고연구개발이활발하다.
더욱이빅데이터,인공지능,사물인터넷등의기술이발달하고이기술과위성영상이결합하면서활용영역도빠르게늘어나고있다.위성사진에클라우드컴퓨팅기술을융합하여새로운개념의공간정보서비스를하거나,위성영상에인공지능기술을적용해서고객이필요로하는맞춤형정보를제공하는회사들이높은수익을얻고있으며,심지어일반사용자가직접위성영상제공시스템에접속하여필요한정보를찾아쓰는사용자기반의플랫폼서비스까지등장하고있다.
이렇듯다양한인공위성데이터의활용뒤에는우주선진국들의데이터무료공개원칙이있다.미국의경우랜샛위성이촬영한영상을2008년부터무상으로배포하고있기때문에누구든다운로드하여사용할수있다.유럽은2014년코페르니쿠스라는전지구관측프로그램을시작하고,모든센티넬위성시리즈의데이터를무상으로공개한다.언뜻비싼비용을들여개발하고발사한인공위성이보내온위성영상을제한없이무료로제공하면큰손해가아닐까생각할수도있겠지만,이러한데이터공개정책을통해산업화의기반을마련함으로써디지털경제로전환하는쪽의이익이훨씬크다고한다.위성영상에서얻은정보가국제관계나정치적이슈,기업의마케팅전략등다른배경지식이나정보와결합되면사회ㆍ경제지표로서부가가치가높은고급정보가되기때문이다.
《처음읽는인공위성원격탐사이야기》는이처럼위성영상빅데이터를가공하여고객에게제공하고이윤을창출하는서비스,위성영상분석에첨단기술을접목하여비즈니스에활용하는기업들의최신활동을소개한다.

원격탐사전문가가저술한본격입문서
-인터넷검색과포토샵처럼활용하는위성영상의시대가눈앞에!
우리나라에도해상도가무척높은지구관측위성과기상위성이있다.우리나라는1992년과학실험목적의우리별1호가발사에성공한이래꾸준하게우주개발을추진해왔다.미국이나유럽보다는늦게시작했지만지금까지다섯대의아리랑위성과세대의천리안위성을성공적으로발사했고,독자적인인공위성과발사체개발기술을보유함으로써세계에서열손가락안에꼽히는우주강국으로발돋움했다.그런데위성개발은성공적으로해내고있음에도어떻게활용하고있는지,잘활용하고있는지에대해서는잘알려지지않고있다.이안타까움이저자로하여금이책을쓰도록했다.
우리나라의인공위성원격탐사전문가인한국항공우주연구원김현옥박사는《처음읽는인공위성원격탐사이야기》에서인공위성원격탐사의원리와다양한활용분야,흥미로운전망에관해이야기한다.또우리가쉽게갈수없는곳들을들여다보고,그공간에얽힌이야기들도들려준다.마치내방에앉아세계여행을한것처럼말이다.
《처음읽는인공위성원격탐사이야기》는뉴스페이스시대를살아가는독자들이지구관측인공위성과원격탐사를이해하는첫걸음이되어줄것이다.왜우리가인공위성과원격탐사를알아야하냐고?그리멀지않은미래에는지금누구나구글에서정보를검색하고한글프로그램이나포토샵프로그램을쓰듯인공위성영상에서필요한정보를찾아내고가공해서나만의가치있는정보를만들줄아는세상이올것이기때문이다.
이제부터인공위성원격탐사와위성영상이이끄는지구여행으로독자여러분을초대한다.