• [꿈/이야기] ‘위성사진’의 비밀, 아하! 이제 알겠네

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  • 글쓴이 : 경향신문 자료제공(www.khan.co.kr)
  • 07.03.30 09:04:28
  • 조회: 395
아리랑 2호가 찍은 백두산 천지, 미국의 첩보위성이 촬영한 북한 핵실험 추정 위치, 하늘에서 바라본 남아프리카 케이프타운 항만 등 우리는 늘 언론을 통해 인공위성 사진을 접한다. 미국의 상업위성들은 아예 위성 사진을 인터넷에 공개하고 있어 누구나 원하는 지역의 위성 사진을 볼 수 있고 필요할 경우 직접 구매도 할 수 있다.
그런데 이들 사진은 위성이 하늘에서 촬영한 것을 그대로 인화한 것일까? 그렇지 않다. 위성이 촬영한 사진에서 건물의 위치를 이동시키기도 하고 일부러 색깔을 입히기도 한다. 위성이 찍은 영상 데이터가 실제 영상과 다를 수 있기 때문이다. 위성에서 받은 영상 데이터를 얼마나 잘 보정하느냐가 바로 위성영상 처리 기술이다.
◇위성사진 찍는 과정은=아리랑 2호와 같은 인공위성들은 위성에 실린 카메라를 통해 지표면을 촬영한다. 인공위성이 촬영한 영상들은 디지털 정보(부호화)로 바뀌어 지상으로 송신된다. 위성 수신국에서는 이 부호를 받아 소프트웨어를 통해 다시 영상으로 만들게 된다. 비싼 장비와 첨단 프로그램이 소요되지만 근본적인 원리는 디지털 카메라와 같다. 실제 영상을 그대로 저장하는 것이 아니라 디지털 부호로 만든 후 다시 영상으로 되살리는 것이다.
인공위성은 우리가 눈앞의 사물을 찍는 카메라와 달리 600㎞가 넘는 높은 하늘에서 촬영하기 때문에 오차가 생길 수 있다. 위성의 카메라가 지표와 90도 각도로 바로 위에서 영상을 찍는 것이 좋지만 일반적으로 위성 영상은 대상물의 바로 머리 위에서 찍는 경우가 드물다. 많은 경우 카메라의 위치를 약간 틀어서 비스듬한 사선으로 찍게 된다. 이 경우 위성이 찍은 영상에서는 자동차, 빌딩 등이 원래 위치보다 약간 비껴있어 이를 보정해주어야 한다.
위치 오차를 수정해주는 것이 가장 중요한 과정이다. 특정 지점의 측량 결과, 수치지도, 다른 위성영상이나 항공사진 등과 비교하여 위치 오차를 처리한다.
◇모자이크 처리하기=위성 사진으로 한반도 전체를 촬영한 사진을 봤을 것이다. 이 사진 또한 위성이 찍은 그대로가 아니라 수많은 보정을 거친 영상이다. 위성은 지구의 남극에서 적도, 북극으로 이동하며 사진을 찍는다. 이때 위성의 카메라가 찍을 수 있는 폭은 11~15㎞에 불과하다. 한반도 전체의 폭이 400㎞ 정도이므로 위성 카메라가 찍은 영상을 20~30개 모아야 전체 지도를 만들 수 있다.
이처럼 여러 개의 위성영상 조각들을 접합시키는 것을 ‘모자이크’라고 한다. 인접한 영상 간의 지형 지물이 자연스럽게 보이도록 영상에 경도, 위도 등을 부여해 위치 정확도를 향상시킨다. 그러므로 위성이 찍은 한반도 사진은 똑같은 시점에서 동시에 찍은 것이 아니라 위성이 지나간 시간에 따라 찍은 시점이 달라진다. 심한 경우에는 몇개월 전에 찍은 태백산 영상 조각과 1주일 전에 찍은 서울 영상 조각을 짜깁기할 수도 있다.
위성 사진의 색상도 수신된 그대로가 아니다. 위성 사진은 데이터 정보를 다시 영상 정보로 되살리는 것이므로 자연색 그대로 나오지 않는다. 자연색으로 만들기 위해 색상 정보를 바꾸기도 하고 사용 목적에 따라 특정 부위가 잘 보이도록 일부러 색상 처리를 하는 경우도 있다.
◇3차원 영상, 내비게이터 영상도 가능=위성 사진 중 몇몇은 3차원으로 만들어진다. 한국항공연구원이 공개한 백두산 천지, 대전 지역 사진은 3차원으로 만들어졌다. 이는 위성이 찍은 사진에다 높낮이 좌표를 입력해 3차원 입체 영상으로 표현한 것이다. 3차원으로 만들면 산의 높이나 지표가 움푹 들어간 정도 등을 마치 실제 현장에서 보는 것처럼 느낄 수 있다.
미국의 상업위성들은 위성영상을 이용한 지도와 내비게이션을 개발, 실생활에 직접 사용하고 있다. 구글어스(earth.google.com)를 이용하면 퀵버드 위성이 찍은 사진을 인터넷을 통해 구매할 수 있다. 또 위아 주식회사는 아이코너스 위성을 직접 관제하여 촬영한 한반도 지도 위성 사진을 콩나물닷컴(congnamul.com)을 통해 서비스하고 있다.
위아 위성사업부 이정규 과장은 “위성으로 촬영한 위성영상 지도를 화면에 배경으로 보여주고 위치를 알려주는 블루버드(차량 내비게이션 위성영상지도)를 개발, 시판 중”이라며 “위성 내비게이션을 이용하면 실제 장소와 똑같은 모습을 보면서 운전할 수 있어 길 찾기가 편리하다”고 설명했다.
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