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KR102446218B1 - Device for receiving and processing various types of satellite information on disaster safety - Google Patents

Device for receiving and processing various types of satellite information on disaster safety Download PDF

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Publication number
KR102446218B1
KR102446218B1 KR1020220083736A KR20220083736A KR102446218B1 KR 102446218 B1 KR102446218 B1 KR 102446218B1 KR 1020220083736 A KR1020220083736 A KR 1020220083736A KR 20220083736 A KR20220083736 A KR 20220083736A KR 102446218 B1 KR102446218 B1 KR 102446218B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
image
satellite
receiving
sentinel
server
Prior art date
Application number
KR1020220083736A
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Korean (ko)
Inventor
이동만
김진영
이준우
이달근
박진이
욱 정
욱 정
정하규
박종수
Original Assignee
대한민국
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Publication date
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Abstract

The present invention relates to a device for receiving and processing various types of satellite information on disaster safety. According to the present invention, a device for receiving and processing various types of satellite information on disaster safety includes: satellite receiving antennas; receiving servers; image processing servers; and a satellite image storage and management server. It is possible to selectively receive and collect various types of satellite information related to disaster safety provided by various satellites, and predict disasters.

Description

재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치 {Device for receiving and processing various types of satellite information on disaster safety}Device for receiving and processing various types of satellite information on disaster safety}

본 발명은 다목적 실용위성, 정지궤도 위성, 차세대 중형위성, 차세대 소형위성 등 여러 인공위성에서 제공하는 재난안전 관련된 다종의 위성정보들을 선별적 수신하고, 전처리 후 취합함으로써 재난안전의 분석 목적으로 활용하기 위한 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치에 관한 것이다.The present invention selectively receives various types of satellite information related to disaster safety provided by various artificial satellites such as multi-purpose practical satellites, geostationary satellites, next-generation medium-sized satellites, and next-generation small satellites, and collects them after pre-processing to be utilized for the purpose of analysis of disaster safety. It relates to a disaster safety multi-satellite information receiving and processing device.

지구 관측 위성 자료는 재난 대응, 환경 및 해양 감시, 식량 안보 등 다양한 공공 목적으로 활용되거나 사회적 문제 해결에 기여하고 있다. 이에 따라 과학기술정보통신부 및 관계부처는 2018년 '제3차 우주개발진흥 기본계획'을 수립하여 우주 개발 6대 중점전략(우주발사체 기술자립, 인공위성 활용 서비스 및 개발 고도화, 우주탐사 시작, 한국형 위성항법 시스템 구축, 우주 혁신 생태계 조성, 우주산업 육성과 우주일자리 창출)을 추진하고 있다.Earth observation satellite data are being used for various public purposes, such as disaster response, environmental and marine surveillance, and food security, or contributing to solving social problems. Accordingly, the Ministry of Science and ICT and related ministries established the '3rd Basic Plan for Space Development Promotion' in 2018 and established six key strategies for space development (space launch vehicle technical independence, satellite utilization service and development advancement, space exploration start, Korean satellite) It is promoting the establishment of a navigation system, creation of a space innovation ecosystem, nurturing of the space industry and creation of space jobs).

'제3차 우주개발진흥 기본계획' 및 '우주개발 중장기 계획' 상 독자적 개발 대상이 되는 지구 관측 위성은 지구 초정밀관측을 목표로 하는 다목적 실용위성, 한반도 기상, 환경, 해양 상시 모니터링을 목표로 하는 정지궤도 위성, 국토, 산림, 농업 및 수자원 관측을 목표로 하는 차세대 중형위성, 과학임무 목적의 소형위성으로 구분된다. 다목적 실용위성 및 정지궤도 위성 개발 시에는 위성 개발 사업이 위성 탑재체 및 국내 기상 감시 체계 개발에 초점을 맞추었다면, 이후 중형위성, 소형위성 개발에서는 본격적으로 국내 지표면 변화 탐지 및 감시를 목적으로 위성 자료의 활용에 초점을 맞추었다. 중형위성의 경우에는 500kg 내외의 표준 발사체 확보를 통해 활용성 높은 탑재체를 장착할 수 있어, 지표면에서 일어나는 재난 분석에 용이하며, 소형 위성의 경우 군집 시스템 활용을 통해 재난 감시에 유리하기 때문에 재난 안전 분야에서 활용하기 용이한 것으로 알려져 있다.Earth observation satellites, subject to independent development under the '3rd Basic Plan for Space Development Promotion' and 'Medium and Long-Term Space Development Plan', are multi-purpose practical satellites that aim for ultra-precise observation of the Earth, It is divided into geostationary orbit satellites, next-generation medium-sized satellites aimed at observing land, forests, agriculture and water resources, and small satellites for scientific missions. When developing multi-purpose satellites and geostationary orbit satellites, the satellite development project focused on the development of satellite payloads and domestic weather monitoring systems. Then, in the development of medium and small satellites, the development of satellite data for the purpose of detecting and monitoring changes in the domestic surface of the earth began in earnest. focused on utilization. In the case of medium-sized satellites, it is possible to mount a highly usable payload by securing a standard projectile of about 500 kg, which makes it easy to analyze disasters occurring on the ground. It is known to be easy to use in

2021년도 현재- 위성영상 직수신은 Landsat 8 영상, Terra 위성 MODIS 영상, Aqua 위성 MODIS 영상, Suomi NPP 위성 VIIRS 영상에 대해 이루어지고 있다.As of 2021 - Direct satellite image reception is being performed for Landsat 8 image, Terra satellite MODIS image, Aqua satellite MODIS image, and Suomi NPP satellite VIIRS image.

Figure 112022070941043-pat00001
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Landsat 8 위성은 지구관측 위성으로 OLI(Operational Land Imager)와 TIRS(Thermal Infrared Sensor)의 두 개 센서가 탑재되어있으며, 공간해상도는 15, 30, 100m로 구성된 VNIR(Visible and Near-InfraRed), SWIR(ShortWave InfraRed), TIR(Thermal InfraRed) 파장대의 11개 밴드 자료를 제공한다.The Landsat 8 satellite is an earth observation satellite, equipped with two sensors, OLI (Operational Land Imager) and TIRS (Thermal Infrared Sensor). 11 bands of (ShortWave InfraRed) and TIR (Thermal InfraRed) wavelengths are provided.

Terra 및 Aqua 위성에 탑재된 MODIS는 해양, 육지, 대기 관측에 사용되는 다목적 센서로서, 가시광선부터 열적외선까지 36개의 채널로 구성되고, 250 m(bands 1-2), 500 m(bands 3-7), 1000 m(bands 8-36)의 공간해상도를 가지고 있다. 각 채널들을 통해 획득하는 자료를 분석 및 조합하여 해양, 대기, 에어로졸, 지표 상태 및 온도 등의 자료를 생산한다.MODIS, mounted on the Terra and Aqua satellites, is a multi-purpose sensor used for ocean, land, and atmospheric observation. 7), it has a spatial resolution of 1000 m (bands 8-36). Data obtained through each channel are analyzed and combined to produce data such as ocean, atmosphere, aerosol, surface condition and temperature.

Suomi NPP(National Polar-orbiting Partnership) 위성에 탑재된 VIIRS(Visible Infrared Imaging Radiometer Suite) 센서는 MODIS의 후속임무를 수행하며, 가시광선 및 적외선 파장대의 22개 채널을 가진다. 공간해상도 750 m인 Moderate 밴드 16개, 공간해상도 375 m인 Imagery 밴드 5개 및 공간해상도 750 m의 Day/Night Band(DNB)로 구성되어 있다. VIIRS는 MODIS와 구성이 거의 비슷하나 더 좋은 공간해상도 및 시간해상도를 가지며, Day/Night Band가 있어 야간의 이미지 제공 또한 가능하다.The Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) sensor mounted on the Suomi NPP (National Polar-orbiting Partnership) satellite carries out the subsequent mission of MODIS and has 22 channels in the visible and infrared wavelength bands. It consists of 16 Moderate bands with spatial resolution of 750 m, 5 Imagery bands with spatial resolution of 375 m, and Day/Night Band (DNB) with spatial resolution of 750 m. VIIRS has almost the same composition as MODIS, but has better spatial and temporal resolution, and has a Day/Night Band to provide nighttime images.

그외에도 국내에서 운영중이거나 장래 운영 예정인 인공위성들에서도 여러 종류의 위성정보를 수신할 수 있을 것인데,In addition, it will be able to receive various types of satellite information from satellites operating in Korea or scheduled to operate in the future.

종래기술에서는 인공위성의 수신 정보들이 주로 방송, 통신의 용도, 기상 예측의 용도, 또는 지형 관측의 용도로 사용될 뿐, 열 분포도 작성, 지반 변위 측정, 저수지 수표면적 산출과 같이 재난안전을 대비하기 위한 용도로는 활용되지 못하고 있는 실정이다.In the prior art, satellite reception information is mainly used for broadcasting, communication, weather prediction, or topography observation, and is used for preparing for disaster safety, such as creating a heat distribution map, measuring ground displacement, and calculating the water surface area of a reservoir It is currently not being used.

따라서, 열 분포도 작성, 지반 변위 측정, 저수지 수표면적 산출 등이 모두 수작업에 의존하다보니 작업인원 및 작업시간이 많이 필요하고 비용이 많이 들뿐만 아니라, 정확한 예측이 불가하므로 재난분석 및 대비가 제대로 이루어지지못하는 문제점이 있었다.Therefore, since the creation of a heat distribution map, measurement of ground displacement, and calculation of the surface area of a reservoir all depend on manual labor, a large number of workers and work time are required, the cost is high, and accurate prediction is impossible, so disaster analysis and preparation are done properly There was an unsustainable problem.

특허문헌 1: 대한민국 특허공개공보 제 2000-0038273호Patent Document 1: Korean Patent Publication No. 2000-0038273 특허문헌 2: 대한민국 특허공개공보 제 2013-0007220호Patent Document 2: Korean Patent Publication No. 2013-0007220

본 발명은 다목적 실용위성, 정지궤도 위성, 차세대 중형위성, 차세대 소형위성 등 여러 인공위성에서 제공하는 재난안전 관련된 다종의 위성정보들을 선별적 수신하고, 전처리 후 취합함으로써 재난안전의 분석 목적으로 활용할 수 있도록 함에 목적이 있는 것이다.The present invention selectively receives various types of satellite information related to disaster safety provided by various artificial satellites such as multi-purpose practical satellites, geostationary satellites, next-generation medium-sized satellites, and next-generation small satellites, and collects them after pre-processing so that they can be utilized for the purpose of analysis of disaster safety. there is a purpose to

즉, 다종의 위성정보들에 의해 열 분포도 작성, 지반 변위 측정, 저수지 수표면적 산출 등의 재난안전 대비의 용도로 활용이 가능케됨으로써,In other words, it can be used for disaster safety preparations such as creating a heat distribution map, measuring ground displacement, and calculating the water surface area of a reservoir by using various types of satellite information.

작업인원 및 작업시간이 대폭 경감되어지고 비용이 적게 들며 정확한 예측이 가능케될 것이므로, 재난분석 및 대비를 강화하는데 또 다른 목적이 있는 것이다.Another purpose is to strengthen disaster analysis and preparedness, as the number of workers and working time will be greatly reduced, cost will be low, and accurate prediction will be possible.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치에서는;In an apparatus for receiving and processing disaster safety multi-species satellite information of the present invention for achieving the above object;

위성수신 안테나들과; 상기 안테나들로부터 각각 수신된 위성정보들을 데이터인터페이스와 위성모뎀을 거쳐 수신하기 위한 수신서버들과; 상기 수신서버들에 각각 연결된 영상처리 서버들과; 상기 영상처리 서버들로 부터 전송된 위성정보들을 취합하여 관리자와 사용자에게 제공하기 위한 위성영상 저장 및 관리서버로 구성되는데,satellite receiving antennas; receiving servers for receiving satellite information respectively received from the antennas through a data interface and a satellite modem; image processing servers respectively connected to the receiving servers; It consists of a satellite image storage and management server for collecting satellite information transmitted from the image processing servers and providing it to administrators and users,

상기 위성수신 안테나는 미국 USGS의 Landsat 8 영상 및 Landsat 9 영상을 수신하기 위한 안테나와, 미국 NASA의 MODIS 영상 및 VIIRS 영상을 수신하기 위한 안테나로 구성되며,The satellite receiving antenna is composed of an antenna for receiving the Landsat 8 image and the Landsat 9 image of the US USGS, and an antenna for receiving the MODIS image and the VIIRS image of the US NASA,

Landsat 8,9에서 수신된 영상은 광케이블을 통해 데이터 인터페이스 장비로 연결되고, RF 케이블을 통해 위성 모뎀으로 연결되어 LAN을 통해 Landsat 8,9 수신 서버로 전송되고, Landsat 8,9 수신 서버에서 영상처리 서버로는 LAN을 통해 데이터가 전송되며,The image received from Landsat 8,9 is connected to the data interface device through an optical cable, connected to a satellite modem through an RF cable, and transmitted to the Landsat 8,9 receiving server through LAN, and image processing in the Landsat 8,9 receiving server Data is sent over LAN to the server,

MODIS 와 VIIRS 에서 수신된 영상은 광케이블을 통해 데이터 인터페이스 장비로 연결되고, 다시 위성 모뎀을 거쳐 USB를 통해 MODIS/VIIRS 수신 서버로 전송되고, MODIS/VIIRS 수신 서버에서 영상처리 서버로는 LAN을 통해 데이터가 전송되며,The image received from MODIS and VIIRS is connected to the data interface device through an optical cable, and is again transmitted to the MODIS/VIIRS receiving server through USB through the satellite modem, and from the MODIS/VIIRS receiving server to the image processing server through LAN data is sent,

MODIS/VIIRS 영상처리 서버와 Landsat 8,9 영상처리 서버의 데이터는 위성영상 저장 및 관리 서버로 전송되며, Data from MODIS/VIIRS image processing server and Landsat 8,9 image processing server are transmitted to satellite image storage and management server,

Landsat 8,9 데이터는 X밴드 통신으로 위성으로부터 직접 다운링크되고, 상기 영상 처리 서버에서 L0R(Level 0 Reformatted), L1GT(Level 1 Systematic Terrain Corrected), L1TP(Level 1 Precision Terrain Corrected) 등의 처리를 거쳐 상기 위성영상 저장 및 관리 서버로 전송되며,Landsat 8,9 data is directly downlinked from the satellite through X-band communication, and L0R (Level 0 Reformatted), L1GT (Level 1 Systematic Terrain Corrected), L1TP (Level 1 Precision Terrain Corrected) processing is performed in the image processing server. is transmitted to the satellite image storage and management server through

MODIS 데이터는 DBS(Direct Broadcast System)의 X밴드 통신으로 직수신되며, Level 0 (Raw Instrument Packets), Level 1A (Scans of raw radiances in counts), Level 1B (Calibrated Radiances) 등의 처리를 거쳐 상기 위성영상 저장 및 관리 서버로 전송되어진다.MODIS data is directly received through X-band communication of DBS (Direct Broadcast System), and after processing Level 0 (Raw Instrument Packets), Level 1A (Scans of raw radiances in counts), Level 1B (Calibrated Radiances), etc., the satellite The image is stored and transmitted to the management server.

상기 위성영상 저장 및 관리 서버로는 상기 Landsat 8,9와, 상기 MODIS 및 VIIRS 에서 직수신된 영상 외에도, 인터넷을 통해 Sentinel-1,2에서 수신된 영상이 함께 제공될 수 있다.As the satellite image storage and management server, in addition to images directly received from Landsat 8 and 9, and MODIS and VIIRS, images received from Sentinel-1,2 through the Internet may be provided together.

서버 내 구비된 프로그램에 의해 위성정보의 수신 및 처리가 이뤄지며, 수신 서버 확인은 상기 프로그램의 Acquisition과 Director 모듈이 담당하는데,The satellite information is received and processed by the program provided in the server, and the reception server is checked by the Acquisition and Director modules of the program.

상기 Acquisition 모듈은 Landsat 8, MODIS, VIIRS의 수신상태를 확인하고, Director 모듈은 로그를 분석하여 재수신 등의 조치를 취하는 역할을 담당하며,The Acquisition module checks the reception status of Landsat 8, MODIS, and VIIRS, and the Director module is responsible for taking actions such as re-reception by analyzing the log,

영상처리 서버 확인도 상기 Director 모듈을 통해 수행하고, 위성영상 저장 및 관리 서버의 확인은 상기 Director 모듈과 NAS Manager 모듈을 통해 이루어지며, 상기 Director 모듈은 Landsat 8, Aqua MODIS, Terra MODIS, VIIRS의 저장 상태를 확인하고, NAS Manager 모듈은 스토리지 사용정보를 관리하도록 구성될 수 있다.Image processing server verification is also performed through the Director module, and satellite image storage and management server verification is performed through the Director module and NAS Manager module, and the Director module stores Landsat 8, Aqua MODIS, Terra MODIS, and VIIRS Checking the status, the NAS Manager module may be configured to manage storage usage information.

상기 Sentinel-1,2의 영상은 서버 내 구비된 프로그램에 의해 수집 및 전처리가 이뤄지는데, Sentinel-1 영상은 다운로드, 방사보정, 지형보정, RGB 영상 생성, KML 생성이 일괄처리되도록 구성될 수 있다.The images of Sentinel-1,2 are collected and pre-processed by a program provided in the server, and the images of Sentinel-1 can be configured such that download, radiation correction, terrain correction, RGB image generation, and KML generation are batch-processed. .

상기 Sentinel-1,2의 영상은 서버 내 구비된 프로그램에 의해 수집 및 전처리가 이뤄지는데, Sentinel 2 영상은 다운로드, 대기보정, RGB 영상 생성, KML 생성 등이 일괄처리되도록 구성될 수 있다.The images of Sentinel-1,2 are collected and pre-processed by a program provided in the server, and the images of Sentinel 2 may be configured such that download, atmospheric correction, RGB image generation, KML generation, and the like are batch-processed.

상기 서버 내 데몬 프로그램 (S1_ver02_demon.py)이 실행되면 사용자에 의해 설정된 시간 간격에 따라 반복적으로 서브프로그램(S1_ver02_sub.py)이 실행되며, 상기 서브프로그램은 SNAP과 연동되어 영상의 방사보정 및 지형보정을 차례로 적용하고, 이후 R과 연동되어 RGB 영상 및 KML 파일을 생성한다.When the daemon program (S1_ver02_demon.py) in the server is executed, the sub program (S1_ver02_sub.py) is repeatedly executed according to the time interval set by the user. It is applied sequentially, and then it is linked with R to generate RGB images and KML files.

상기 Sentinel-1,2 영상은 Python의 Sentinel API 라이브러리를 이용하여 사용자가 설정한 영상 검색 옵션에 따라 다운로드를 진행하며, 파라미터 파일로부터 API 쿼리를 던지는데 필요한 옵션을 저장하여 영상을 일괄 다운로드한다.The Sentinel-1,2 images are downloaded according to the image search option set by the user using the Sentinel API library of Python, and the options necessary for throwing the API query from the parameter file are stored to download the images in bulk.

상기 Sentinel-1 영상의 전처리 작업은, 서버 내 구비된 SAR 영상처리 프로그램인 SNAP을 연동하여 구현하는데, SNAP의 방사보정 기능(Calibration) 및 지형 보정 기능(Ellipsoid-Correction-RD)을 XML 파일로 구성하고, SNAP의 Graphic Processing Tool(GPT)을 이용하여 해당 기능을 호출함으로써 전처리가 적용된 Sentinel-1 위성영상(VV, VH)을 획득한다.The preprocessing of the Sentinel-1 image is implemented by linking SNAP, a SAR image processing program provided in the server, and the SNAP's radial correction function (Calibration) and topography correction function (Ellipsoid-Correction-RD) are configured in XML files. and acquires Sentinel-1 satellite images (VV, VH) to which preprocessing is applied by calling the corresponding function using SNAP's Graphic Processing Tool (GPT).

방사보정 및 지형보정이 완료된 Sentinel-1 위성영상은 VV, VH 편파로 구성 되는데 이들의 밴드조합을 이용하여 RGB 합성영상을 생성하고, 히스토그램 스트레칭 기법을 적용하여 상기 RGB 합성영상을 보다 선명하게 표현하며, 히스토그램 스트레칭 기법 적용이 완료된 Sentine-1의 RGB 합성영상은 Sentinel-1 영상을 구글 어스에서 활용할 수 있도록 KML 포맷으로 생성한다.The Sentinel-1 satellite image with radiation and topography correction completed is composed of VV and VH polarization. Using these band combinations, an RGB composite image is generated, and the histogram stretching technique is applied to express the RGB composite image more clearly. , The RGB composite image of Sentinel-1, whose histogram stretching technique has been applied, is created in KML format so that the Sentinel-1 image can be used in Google Earth.

상기 서버 내 데몬 프로그램(S2_ver02_demon.py)이 실행되면 사용자에 의해 설정된 간격에 따라 반복적으로 서브프로그램(S2_ver02_sub .py)이 실행되며, 상기 서브프로그램은 ACOLITE와 연동되어 영상의 대기보정을 적용하고, 이후 R과 연동되어 최종 산출물인 RGB 영상 및 KML 포맷을 생성한다.When the daemon program (S2_ver02_demon.py) in the server is executed, the sub program (S2_ver02_sub .py) is repeatedly executed according to the interval set by the user, and the sub program is interlocked with ACOLITE to apply atmospheric correction of the image, and then It works with R to create the final output RGB image and KML format.

상기 Sentinel-2 영상의 전처리 작업은, 서버 내 구비된 대기보정 프로그램인 ACOLITE를 연동하여 구현하는데, ACOLITE는 단파적외(SWIR) 영역 파장대를 이용하여 대기 보정이 가능한 Dark Spectrum Fitting(DSF) 알고리즘을 기반으로 한 대기보정을 적용하며, Sentinel-2 Level-1C(L1C) 영상은 대기보정 처리 전 단계인 Top Of Atmosphere(TOA)의 반사율을 제공하므로, ACOLITE로 TOA에 대한 대기보정 처리를 거치면 지표면 반사율에 해당하는 Bottom Of Atmosphere(BOA) 영상을 산출하며, 이에 따라 대기의 산란, 흡수로 감쇄된 복사에너지를 보정하여 지표면 반사도를 산출한 Sentinel-2 영상을 생성한다.The pre-processing of the Sentinel-2 image is implemented in conjunction with ACOLITE, an atmospheric correction program provided in the server. ACOLITE is based on a Dark Spectrum Fitting (DSF) algorithm capable of atmospheric correction using a short-wave infrared (SWIR) wavelength band. Atmospheric correction is applied to Sentinel-2 Level-1C (L1C) image, which provides the reflectance of Top Of Atmosphere (TOA), which is the stage before atmospheric correction processing. A corresponding Bottom Of Atmosphere (BOA) image is calculated, and a Sentinel-2 image obtained by calculating the surface reflectivity is generated by correcting the radiant energy attenuated by scattering and absorption of the atmosphere.

대기보정이 완료된 Sentinel-2 위성영상은 VV, VH 편파로 구성 되는데 이들의 밴드조합을 이용하여 RGB 합성영상을 생성하고, 히스토그램 스트레칭 기법을 적용하여 상기 RGB 합성영상을 보다 선명하게 표현하며, 히스토그램 스트레칭 기법 적용이 완료된 Sentine-2의 RGB 합성영상은 Sentinel-2 영상을 구글 어스에서 활용할 수 있도록 KML 포맷으로 생성한다.Sentinel-2 satellite image with atmospheric correction completed is composed of VV and VH polarization. Using these band combinations, an RGB composite image is generated, and the histogram stretching technique is applied to express the RGB composite image more clearly, and histogram stretching. The RGB composite image of Sentinel-2 after the technique has been applied is created in KML format so that the Sentinel-2 image can be used in Google Earth.

본 발명에 따른 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치에서는, In the disaster safety multi-type satellite information receiving and processing device according to the present invention,

다목적 실용위성, 정지궤도 위성, 차세대 중형위성, 차세대 소형위성 등 여러 인공위성에서 제공하는 재난안전 관련된 다종의 위성정보들을 선별적 수신하고, 전처리 후 취합함으로써 재난안전의 분석 목적으로 활용할 수 있는 효과가 있다.There is an effect that can be used for disaster safety analysis purposes by selectively receiving and pre-processing various types of satellite information related to disaster safety provided by various artificial satellites such as multi-purpose practical satellites, geostationary satellites, next-generation medium-sized satellites, and next-generation small satellites. .

즉, 다종의 위성정보들에 의해 열 분포도 작성, 지반 변위 측정, 저수지 수표면적 산출 등의 재난안전 대비의 용도로 활용 가능케됨으로써,In other words, it can be used for disaster safety preparations such as creating a heat distribution map, measuring ground displacement, and calculating the water surface area of a reservoir by using various types of satellite information.

작업인원 및 작업시간이 대폭 경감되어지고 비용이 적게 들며 정확한 예측이 가능케될 것이므로, 재난분석 및 대비를 강화하는 효과도 있는 것이다.Since the number of workers and working time will be greatly reduced, the cost will be low, and accurate prediction will be possible, so it has the effect of strengthening disaster analysis and preparedness.

또한, 본 발명에 따른 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치에서는, 미국 USGS의 Landsat 8,9 위성영상과, 미국 NASA의 MODIS 영상 및 VIIRS영상을 직접 수신하여 재난안전 분석용도로 처리 및 저장되는 한편,In addition, in the disaster safety multi-type satellite information receiving and processing apparatus according to the present invention, the USGS Landsat 8,9 satellite image and the US NASA MODIS image and VIIRS image are directly received, processed and stored for disaster safety analysis. Meanwhile,

인터넷에서 수신되는 Sentinel-1/2 영상까지도, 영상처리 서버 내 구비된 프로그램에 의해 방사보정, 지형보정, 대기보정, RGB 영상 생성, KML 생성이 일괄처리되어 재난안전 분석용도로 함께 사용할 수 있게됨으로써, 보다 광범위한 재난에 대하여 정확한 분석이 가능케되는 효과도 있다.Even the Sentinel-1/2 image received from the Internet can be used for disaster safety analysis because radiation correction, terrain correction, atmospheric correction, RGB image generation, and KML generation are batch-processed by the program provided in the image processing server. However, it also has the effect of enabling accurate analysis of a wider range of disasters.

도 1은 본 발명에 따른 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치가 외부 기기와 연결된 상태를 나타낸 블럭도이고,
도 2는 본 발명에 따른 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치의 개략적인 구성도이고,
도 3은 본 발명에 따른 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치에서 서버 내 처리과정을 나타낸 블럭도이고,
도 4는 본 발명에 따른 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치에서 Sentinel-1 수집 및 전처리(방사/지형보정) 자동화 절차를 나타낸 흐름도이고,
도 5는 본 발명에 따른 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치에서 Sentinel-2 수집 및 전처리(대기보정) 자동화 절차를 나타낸 흐름도이고,
도 6은 본 발명에 따른 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치에서 방사보정 및 지형보정 적용이 완료된 Sentinel-1 위성영상의 GIS 표출 예시도이고,
도 7은 본 발명에 따른 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치에서 RADARSAT-2 및 Sentinel-1의 RGB 합성영상 생성과정의 예시도이고,
도 8은 본 발명에 따른 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치에서 Sentinel-1의 최종 RGB 합성영상 및 KML 포맷 표출 예시도이고,
도 9는 본 발명에 따른 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치에서 Sentinel-2 영상의 대기보정 적용과정의 예시도이고.
도 10은 본 발명에 따른 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치에서 Sentinel-2의 최종 RGB 합성영상 및 KML 포맷 표출 예시도이다.
1 is a block diagram showing a state in which an apparatus for receiving and processing disaster safety multi-type satellite information according to the present invention is connected to an external device;
2 is a schematic configuration diagram of an apparatus for receiving and processing disaster safety multi-type satellite information according to the present invention;
3 is a block diagram illustrating a process within a server in the device for receiving and processing disaster safety multi-species satellite information according to the present invention;
4 is a flowchart showing the Sentinel-1 collection and pre-processing (radiation/topography correction) automation procedure in the device for receiving and processing disaster safety multi-type satellite information according to the present invention;
5 is a flowchart showing the Sentinel-2 collection and pre-processing (atmospheric correction) automation procedure in the device for receiving and processing disaster safety multi-species satellite information according to the present invention;
6 is an exemplary diagram of GIS display of the Sentinel-1 satellite image in which radiation correction and topography correction have been applied in the device for receiving and processing disaster safety multi-type satellite information according to the present invention;
7 is an exemplary diagram of the RGB composite image generation process of RADARSAT-2 and Sentinel-1 in the disaster safety multi-type satellite information receiving and processing device according to the present invention;
8 is a diagram illustrating the final RGB composite image and KML format expression of Sentinel-1 in the disaster safety multi-type satellite information receiving and processing apparatus according to the present invention;
9 is an exemplary diagram of a process of applying atmospheric correction of a Sentinel-2 image in an apparatus for receiving and processing disaster safety multi-satellite information according to the present invention.
10 is an exemplary diagram showing the final RGB composite image and KML format of Sentinel-2 in the disaster safety multi-type satellite information receiving and processing apparatus according to the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부된 도면들을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 하지만, 본 발명의 범주가 여기에 한정되는 것이 아님은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, it goes without saying that the scope of the present invention is not limited thereto.

본 명세서에서, 본 실시형태는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로서, 본 발명의 범주는 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시형태들에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.In the present specification, the present embodiment is provided so that the disclosure of the present invention is complete, and is provided to completely inform those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, the scope of the invention, the scope of the present invention is only It is only defined by the claims. Thus, in some embodiments, well-known components, well-known operations, and well-known techniques have not been specifically described in order to avoid obscuring the present invention.

본 명세서에서 사용된 용어들은 실시형태를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 결코 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않은 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terms used herein are for the purpose of describing the embodiments and are in no way intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. In addition, elements and operations referred to as 'include (or include)' do not exclude the presence or addition of one or more other elements and operations.

본 발명은 다목적 실용위성, 정지궤도 위성, 차세대 중형위성, 차세대 소형위성 등 여러 인공위성에서 제공하는 재난안전 관련된 다종의 위성정보들을 선별적 수신하고, 전처리 후 취합함으로써 재난안전의 분석 목적으로 활용하기 위한 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치에 관한 것으로,The present invention selectively receives various types of satellite information related to disaster safety provided by various artificial satellites such as multi-purpose practical satellites, geostationary satellites, next-generation medium-sized satellites, and next-generation small satellites, and collects them after pre-processing to be utilized for the purpose of analysis of disaster safety. It relates to a device for receiving and processing disaster safety multi-satellite information,

Landsat 8,9 위성, Terra 및 Aqua 위성, Suomi NPP(National Polar-orbiting Partnership) 위성, Sentinel 위성으로 부터 수신된 위성정보들을 선별적 수신하고 전처리 후 취합함으로써, 열 분포도 작성, 지반 변위 측정, 저수지수 표면적 산출 등의 재난안전 분석 및 대비를 위한 자료를 제공할 수 있게된다.By selectively receiving satellite information received from Landsat 8,9 satellites, Terra and Aqua satellites, Suomi NPP (National Polar-orbiting Partnership) satellites, and Sentinel satellites, pre-processing and aggregating them, heat distribution map creation, ground displacement measurement, reservoir index It will be possible to provide data for disaster safety analysis and preparation, such as surface area calculation.

먼저 본 발명에서 이용하는 인공위성의 제원 및 특성에 대해 살펴보자면,First, looking at the specifications and characteristics of the artificial satellite used in the present invention,

Landsat 8 위성은 지구관측 위성으로 2013년 2월 11일에 발사되어 고도 705 km에서 매일 740장의 위성영상을 촬영하고 있으며, 동일한 지역에 대해서는 16일 주기로 재방문한다. Landsat 8 위성에는 OLI(Operational Land Imager)와 TIRS(Thermal Infrared Sensor)의 두 개 센서가 탑재되어있다. 공간해상도는 15, 30, 100m로 구성된 VNIR(Visible and Near-InfraRed), SWIR(ShortWave InfraRed), TIR(Thermal InfraRed) 파장대의 11개 밴드 자료를 제공한다.The Landsat 8 satellite was launched on February 11, 2013 as an earth observation satellite, and it is taking 740 satellite images every day at an altitude of 705 km, and revisiting the same area every 16 days. The Landsat 8 satellite is equipped with two sensors: the Operational Land Imager (OLI) and the Thermal Infrared Sensor (TIRS). Spatial resolution provides 11 bands of Visible and Near-InfraRed (VNIR), ShortWave InfraRed (SWIR), and Thermal InfraRed (TIR) wavelengths composed of 15, 30, and 100m.

Terra 및 Aqua 위성은 미국 항공우주국(NASA)을 중심으로 운영되는 지구관측 시스템(Earth Observing System, EOS)에 의해 발사된 위성으로, 705 km의 고도에서 태양동기궤도로 지구전표면을 관측하며, 매일 1-2회(Terra: 오전·오후 10시 30분경, Aqua: 오전·오후 1시 30분경) 한반도 주변 상공을 통과한다. MODIS는 Terra, Aqua 위성에 탑재되어 해양, 육지, 대기 관측에 사용되는 다목적 센서로, 가시광선부터 열적외선까지 36개의 채널로 구성되고, 250 m(bands 1-2), 500 m(bands 3-7), 1000 m(bands 8-36)의 공간해상도를 가지고 있다. 각 채널들을 통해 획득하는 자료를 분석 및 조합하여 해양, 대기, 에어로졸, 지표 상태 및 온도 등의 자료를 생산한다.The Terra and Aqua satellites are satellites launched by the Earth Observing System (EOS) operated mainly by the National Aeronautics and Space Administration (NASA). -2 times (Terra: around 10:30 a.m., Aqua: around 1:30 a.m.) Pass through the air around the Korean Peninsula. MODIS is a multi-purpose sensor that is mounted on Terra and Aqua satellites and used for ocean, land, and atmospheric observation. 7), it has a spatial resolution of 1000 m (bands 8-36). Data obtained through each channel are analyzed and combined to produce data such as ocean, atmosphere, aerosol, surface condition and temperature.

Suomi NPP(National Polar-orbiting Partnership) 위성은 NOAA와 NASA에 의해 2011년 10월에 발사되어 현재 운용되고 있으며, 지구 상공 824 km에서 극 궤도 주기로 하루 두 번의 재방문 주기를 가지고 주야간 지구 표면을 관측한다. Suomi NPP 위성에 탑재된 VIIRS(Visible Infrared Imaging Radiometer Suite) 센서는 MODIS의 후속임무를 수행하며, 가시광선 및 적외선 파장대의 22개 채널을 가진다. 공간해상도 750 m인 Moderate 밴드 16개, 공간해상도 375 m인 Imagery 밴드 5개 및 공간해상도 750 m의 Day/Night Band(DNB)로 구성되어 있다. VIIRS는 MODIS와 구성이 거의 비슷하나 더 좋은 공간해상도 및 시간해상도를 가지며, Day/Night Band가 있어 야간의 이미지 제공 또한 가능하다.The Suomi NPP (National Polar-orbiting Partnership) satellite was launched in October 2011 by NOAA and NASA and is currently in operation. . The Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) sensor mounted on the Suomi NPP satellite performs the subsequent mission of MODIS and has 22 channels in the visible and infrared wavelength bands. It consists of 16 Moderate bands with spatial resolution of 750 m, 5 Imagery bands with spatial resolution of 375 m, and Day/Night Band (DNB) with spatial resolution of 750 m. VIIRS has almost the same composition as MODIS, but has better spatial and temporal resolution, and has a Day/Night Band to provide nighttime images.

Sentinel-1은 유럽 우주국(European Space Agency, ESA)이 수행한 코페르니쿠스 프로그램 위성단의 첫번째 위성이다. Sentinel-1 위성단은 동일한 궤도면을 공유하는 Sentinel-1A (2014년 4월 발사)와 Sentinel-1B(2016년 4월 발사) 두 개의 위성으로 구성된다. Sentinel-1 A/B 위성은 극궤도를 운행하며 12일 재방문 주기를 가지며, 주기당 175개의 궤도를 완료한다. Sentinel-1 위성의 탑재체는 C-band 합성개구레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR) 장비로서, 전천후, 주야간 데이터 수집이 가능하다. 이 장비는 5m 이하의 공간해상도와 최대 400km의 관측폭을 가지고 있으며, 5,405 GHz에서 중심 주파수로 1dB 방사 측정 정확도를 제공한다.Sentinel-1 is the first satellite of the Copernicus program satellite group conducted by the European Space Agency (ESA). The Sentinel-1 constellation consists of two satellites, Sentinel-1A (launched April 2014) and Sentinel-1B (launched April 2016), sharing the same orbital plane. Sentinel-1 A/B satellites operate in polar orbits, have a 12-day revisit cycle, and complete 175 orbits per cycle. The payload of the Sentinel-1 satellite is a C-band Synthetic Aperture Radar (SAR) device, capable of collecting data in all weather conditions, day and night. This equipment has a spatial resolution of less than 5 m and an observation width of up to 400 km, and provides 1 dB radiometric accuracy with a center frequency at 5,405 GHz.

Sentinel-2 위성 역시 유럽 우주국(ESA)이 수행한 코페르니쿠스 프로그램으로 개발되어 지구 표면 모니터링을 수행하며, 고해상도 광학 이미지를 제공하는 두 개의 극궤도 위성(A, B)으로 구성된다. 지표면 변화 모니터링에 있어 넓은 폭(290 km)과 짧은 재방문 주기(적도에서 1개의 위성으로 10일, 구름이 없는 조건에서 2개의 위성으로 5일)를 가진다. Sentinel-2 위성에는 다중분광장비(Multi-Spectral Instrument, MSI)가 탑재되어 있으며, 지표면 변화 탐지, 지구물리 변수 산출을 위한 관측을 수행하며, 기후변화, 지표 모니터링, 재해 감시 등에 활용 가능하다. 육지와 연안 지역의 평균 관측시간은 약 17분, 최대 관측시간은 32분이다.The Sentinel-2 satellite was also developed as a Copernicus program conducted by the European Space Agency (ESA), performs earth surface monitoring, and consists of two polar orbiting satellites (A and B) that provide high-resolution optical images. It has a wide breadth (290 km) and a short revisit cycle (10 days with one satellite at the equator, 5 days with two satellites under cloudless conditions) for monitoring surface changes. The Sentinel-2 satellite is equipped with a multi-spectral instrument (MSI) and performs observations to detect changes in the surface of the earth and calculate geophysical variables, and can be used for climate change, surface monitoring, and disaster monitoring. The average observation time for land and coastal areas is about 17 minutes, and the maximum observation time is 32 minutes.

Landsat 9 위성은 Landsat 시리즈의 최신 위성으로, 2021년 9월 27일에 발사되어 현재는 점검 운영 중에 있으며, 2022년 1월 초에 정상 운영을 시작할 예정이다. 이 위성은 극지방에 가까운 궤도를 운행하며 동일한 지역에 16일마다 방문하여, 전지 구 산림 및 도시 변화, 수자원 정보, 산호초 황폐화, 빙하와 빙붕 후퇴, 자연재해, 기후변화 분야에 필요한 위성 관측 데이터를 제공할 예정이다. Landsat 9 위성은 OLI-2(Operational Land Imager 2)와 TIRS-2(Thermal Infrared Sensor 2) 두 개의 탑재체를 가지는데, OLI-2는 가시광선, 근적외선 및 단파장 적외선으로 지구를 관측하며, 관측폭은 185km이다. TIRS-2는 2밴드 열화상 센서로 지표면의 열적외선 복사를 측정한다. 두 기기 모두 스펙트럼 대역에 따라 15, 30, 100m 해상도의 자료를 제공한다.The Landsat 9 satellite is the latest satellite in the Landsat series, launched on September 27, 2021, is currently under maintenance, and is expected to begin normal operation in early January 2022. The satellite operates in a near-polar orbit and visits the same area every 16 days, providing satellite observation data necessary for global forest and urban change, water resource information, coral reef degradation, glacier and ice shelf retreat, natural disasters, and climate change. will do The Landsat 9 satellite has two payloads: OLI-2 (Operational Land Imager 2) and TIRS-2 (Thermal Infrared Sensor 2). It is 185 km. The TIRS-2 is a two-band thermal imaging sensor that measures the thermal infrared radiation of the earth's surface. Both instruments provide data in 15, 30, or 100 m resolution, depending on the spectral band.

도 1은 본 발명에 따른 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치가 외부 기기와 연결된 상태를 나타낸 블럭도로서,1 is a block diagram showing a state in which an apparatus for receiving and processing disaster safety multi-type satellite information according to the present invention is connected to an external device;

인공위성들로부터 정보를 수신하기 위한 안테나와; 상기 안테나를 통해 수신된 다종 위성정보들을 선별적 수신하고 전처리 후 취합하고, 상기 취합되어진 위성정보들을 관리자와 사용자에게 각각 제공하기 위한 서버로 구성된다.an antenna for receiving information from satellites; It is composed of a server for selectively receiving various kinds of satellite information received through the antenna, pre-processing and collecting the information, and providing the collected satellite information to an administrator and a user, respectively.

도 2는 본 발명에 따른 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치의 개략적인 구성도로서, 본 발명에 따른 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치는, 위성수신 안테나들과; 상기 안테나들로부터 각각 수신된 위성정보들을 데이터인터페이스와 위성모뎀을 거쳐 수신하기 위한 수신서버들과; 상기 수신서버들에 각각 연결된 영상처리 서버들과; 상기 영상처리 서버들과 연결된 위성영상 저장 및 관리서버로 구성된다.2 is a schematic configuration diagram of an apparatus for receiving and processing disaster safety multi-type satellite information according to the present invention. The disaster-safe multi-type satellite information reception and processing apparatus according to the present invention includes: satellite receiving antennas; receiving servers for receiving satellite information respectively received from the antennas through a data interface and a satellite modem; image processing servers respectively connected to the receiving servers; It consists of a satellite image storage and management server connected to the image processing servers.

상기 위성수신 안테나는 미국 USGS의 Landsat 8 영상 및 Landsat 9 영상을 수신하기 위한 안테나와, 미국 NASA의 MODIS 영상 및 VIIRS 영상을 수신하기 위한 안테나로 구성될 수 있는데,The satellite reception antenna may be composed of an antenna for receiving the Landsat 8 image and the Landsat 9 image of the US USGS, and an antenna for receiving the MODIS image and the VIIRS image of the US NASA,

Landsat 8,9에서 수신된 영상은 광케이블을 통해 데이터 인터페이스 장비로 연결되고, RF 케이블을 통해 위성 모뎀으로 연결되어 LAN을 통해 Landsat 8,9 수신 서버로 전송되며, Landsat 8,9 수신 서버에서 영상처리 서버로는 LAN을 통해 데이터가 전송된다. The image received from Landsat 8,9 is connected to the data interface device through an optical cable, connected to the satellite modem through an RF cable, and transmitted to the Landsat 8,9 receiving server through LAN, and the image is processed by the Landsat 8,9 receiving server Data is transmitted over the LAN to the server.

한편, MODIS 와 VIIRS 에서 수신된 영상은 광케이블을 통해 데이터 인터페이스 장비로 연결되고, 다시 위성 모뎀을 거쳐 USB를 통해 MODIS/VIIRS 수신 서버로 전송되며, MODIS/VIIRS 수신 서버에서 영상처리 서버로는 LAN을 통해 데이터가 전송된다. On the other hand, the images received from MODIS and VIIRS are connected to the data interface equipment through an optical cable, and are again transmitted to the MODIS/VIIRS receiving server through USB through the satellite modem. data is transmitted through

MODIS/VIIRS 영상처리 서버와 Landsat 8/9 영상처리 서버의 데이터는 위성영상 저장 및 관리 서버로 전송되며, 또한 Sentinel-1,2 영상은 인터넷을 통해 수신되어 역시 위성영상 저장 및 관리 서버로 전송된다.The MODIS/VIIRS image processing server and Landsat 8/9 image processing server data are transmitted to the satellite image storage and management server, and the Sentinel-1,2 image is also received through the Internet and transmitted to the satellite image storage and management server. .

Landsat 8 데이터는 X밴드 통신으로 위성으로부터 직접 다운링크되고, 상기 영상 처리 서버에서 L0R(Level 0 Reformatted), L1GT(Level 1 Systematic Terrain Corrected), L1TP(Level 1 Precision Terrain Corrected) 등의 처리를 거쳐 상기 위성영상 저장 및 관리 서버로 전송된다. Landsat 8 data is downlinked directly from the satellite through X-band communication, and is processed by L0R (Level 0 Reformatted), L1GT (Level 1 Systematic Terrain Corrected), L1TP (Level 1 Precision Terrain Corrected), etc. in the image processing server. It is transmitted to the satellite image storage and management server.

MODIS 데이터는 DBS(Direct Broadcast System)의 X밴드 통신으로 직수신되며, Level 0 (Raw Instrument Packets), Level 1A (Scans of raw radiances in counts), Level 1B (Calibrated Radiances) 등의 처리를 거쳐 상기 위성영상 저장 및 관리 서버로 전송된다.MODIS data is directly received through X-band communication of DBS (Direct Broadcast System), and after processing Level 0 (Raw Instrument Packets), Level 1A (Scans of raw radiances in counts), Level 1B (Calibrated Radiances), etc., the satellite The image is stored and transmitted to the management server.

도 3은 본 발명에 따른 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치에서 서버 내 처리과정을 나타낸 블럭도로서, 본 발명에 따른 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치는 FarEarth 프로그램을 중심으로 운영된다.3 is a block diagram showing the processing process within the server in the disaster safety multi-type satellite information receiving and processing apparatus according to the present invention. .

수신 서버 확인은 FarEarth Acquisition과 FarEarth Director 모듈이 담당하는데, FarEarth Acquisition은 Landsat 8, MODIS, VIIRS의 수신상태를 확인하고, FarEarth Director는 로그를 분석하여 재수신 등의 조치를 취하는 역할을 담당한다. The receiving server is checked by the FarEarth Acquisition and FarEarth Director modules. FarEarth Acquisition checks the reception status of Landsat 8, MODIS, and VIIRS, and the FarEarth Director is responsible for taking actions such as re-receiving by analyzing the log.

상기 영상처리 서버 확인도 FarEarth Director 모듈을 통해 수행한다. The image processing server verification is also performed through the FarEarth Director module.

상기 위성영상 저장 및 관리 서버의 확인은 FarEarth Director 모듈과 NAS Manager 모듈을 통해 이루어지며, FarEarth Director가 Landsat 8, Aqua MODIS, Terra MODIS, VIIRS의 저장 상태를 확인하고, NAS Manager가 스토리지 사용정보를 관리한다. The verification of the satellite image storage and management server is made through the FarEarth Director module and the NAS Manager module, the FarEarth Director checks the storage status of Landsat 8, Aqua MODIS, Terra MODIS, and VIIRS, and the NAS Manager manages the storage usage information do.

현재 Sentinel-1/2 영상은 인터넷을 통해 수집하고 있으나, 수집 및 전처리를 보다 효과적으로 수행할 필요가 있으며, 이에 수집 및 전처리 자동화 모듈의 프로토타입을 개발하였는데, 프로그램은 Python과 R로 작성되었고, 리눅스 crontab에 등록하여 사용 가능하다. Currently, Sentinel-1/2 images are being collected through the Internet, but it is necessary to perform collection and pre-processing more effectively. Accordingly, a prototype of the collection and pre-processing automation module was developed. The program was written in Python and R, and Linux It can be used by registering it in crontab.

Sentinel-1은 다운로드, 방사보정, 지형보정, RGB 영상 생성, KML 생성 등이 일괄처리되고, Sentinel-2는 다운로드, 대기보정, RGB 영상 생성, KML 생성 등이 일괄처리 가능하다. (도 4, 5 참조) In Sentinel-1, download, radiation correction, terrain correction, RGB image generation, and KML generation are batch-processed, and Sentinel-2 is capable of batch processing such as download, atmospheric correction, RGB image generation, and KML generation. (See Figs. 4 and 5)

Sentinel-1 수집 및 전처리 자동화 모듈은 영상 다운로드, SNAP을 연동한 방사 보정 및 지형보정, RGB 영상 및 KML 포맷 생성 절차가 일괄처리된다. In the Sentinel-1 collection and preprocessing automation module, image download, radiation correction and topography correction linked with SNAP, and RGB image and KML format generation procedures are batch-processed.

영상처리 서버 내 데몬 프로그램 (S1_ver02_demon.py)이 실행되면 사용자에 의해 설정된 시간 간격에 따라 반복적으로 서브프로그램(S1_ver02_sub.py)이 실행되는 구조이다. 서브프로그램은 SNAP과 연동되어 영상의 방사보정 및 지형보정을 차례로 적용하고, 이후 R과 연동되어 RGB 영상 및 KML 파일을 생성한다When the daemon program (S1_ver02_demon.py) in the image processing server is executed, the sub program (S1_ver02_sub.py) is repeatedly executed according to the time interval set by the user. The sub-program works with SNAP to apply radial and topographical corrections on the image in turn, and then works with R to create RGB images and KML files.

Figure 112022070941043-pat00002
Figure 112022070941043-pat00002

상기 영상 다운로드 과정에 대해 상세히 설명드리자면,To explain the video download process in detail,

Sentinel-1/2 영상은 Python의 Sentinel API 라이브러리를 이용하여 사용자가 설정한 영상 검색 옵션에 따라 다운로드를 진행한다. 본 모듈에서는 별도로 생성한 파라미터 파일로부터 API 쿼리를 던지는데 필요한 옵션을 저장하여 아래와 같이 영상 일괄 다운로드를 진행한다.Sentinel-1/2 video is downloaded according to the video search option set by the user using the Sentinel API library of Python. In this module, the options required to issue an API query are saved from a separately created parameter file, and the video batch download proceeds as follows.

Figure 112022070941043-pat00003
Figure 112022070941043-pat00003

방사보정 및 지형보정에 대해 상세히 설명드리자면,Let me explain in detail about radiation correction and topography correction,

Sentinel-1 위성영상의 전처리 작업은, 영상서버 내 구비된 SAR 영상처리 프로그램인 SNAP을 연동하여 구현한다. SNAP의 방사보정 기능(Calibration) 및 지형보정 기능(Ellipsoid-Correction-RD)을 XML 파일로 구성하고, SNAP의 Graphic Processing Tool(GPT)을 이용하여 해당 기능을 호출함으로써 전처리가 적용된 Sentinel-1 위성영상(VV, VH)을 획득한다. Sentinel-1 satellite image pre-processing is implemented by linking SNAP, a SAR image processing program provided in the image server. Sentinel-1 satellite image with preprocessing applied by composing SNAP's radiation correction function (Calibration) and topography correction function (Ellipsoid-Correction-RD) in XML file and calling the function using SNAP's Graphic Processing Tool (GPT) (VV, VH) is obtained.

RGB 영상 및 KML 포맷 생성에 대해 상세히 설명드리자면,To explain in detail the generation of RGB image and KML format,

방사보정 및 지형보정이 완료된 Sentinel-1 위성영상은 VV, VH 편파로 구성되는데, RADARSAT-2 및 Sentinel-1 영상의 VV, VH 편파를 이용하여 다음과 같이 RGB 합성영상을 생성하게된다. (도 7 참조)Sentinel-1 satellite image after radiation correction and topography correction is composed of VV and VH polarization. Using the VV and VH polarization of RADARSAT-2 and Sentinel-1 images, RGB composite image is generated as follows. (See Fig. 7)

Figure 112022070941043-pat00004
Figure 112022070941043-pat00004

Sentinel-1 VV, VH 편파의 밴드조합을 이용하여 생성한 RGB 합성 영상을 보다 선명하게 표현하기 위해서는 히스토그램 스트레칭 기법을 적용할 수 있다.The histogram stretching technique can be applied to more clearly express the RGB composite image generated using the band combination of Sentinel-1 VV and VH polarization.

히스토그램 스트레칭은 원영상의 히스토그램에서 명암도 간격을 균등하게 재분배하여 영상의 동적 범위를 넓혀주는 방법이다. 입력 영상의 명암도 Xk에 히스토그램 스트레칭을 적용한 결과 영상의 명암도 f(Xk)는 다음 식과 같다.Histogram stretching is a method of extending the dynamic range of an image by redistributing the intensity intervals evenly in the histogram of the original image. As a result of applying histogram stretching to the intensity X k of the input image, the intensity f(Xk) of the image is as follows.

Figure 112022070941043-pat00005
Figure 112022070941043-pat00005

여기서 (L-1)은 출력 영상의 최대 명암도이고, Xk는 명암도 k의 입력 영상이며, Xmax 와 Xmin 은 입력 영상의 최대 명암도와 최소 명암도이다.where (L-1) is the maximum intensity of the output image, X k is the input image of intensity k, and Xmax and Xmin are the maximum intensity and minimum intensity of the input image.

히스토그램 스트레칭 기법 적용이 완료된 Sentine-1의 RGB 합성영상은 Sentinel-1 영상을 구글 어스 등에서 활용할 수 있도록 KML 포맷으로 생성될 수 있으며, 구글 어스를 이용하여 중첩한 예시도는 도 8과 같다The RGB composite image of Sentinel-1, whose histogram stretching technique has been applied, can be generated in KML format so that the Sentinel-1 image can be used in Google Earth, etc.

한편, Sentinel-2 수집 및 전처리 자동화 모듈은 영상 다운로드, ACOLITE를 연동한 대기보정, RGB 영상 및 KML 포맷 생성 등이 일괄처리된다. Meanwhile, the Sentinel-2 collection and pre-processing automation module performs batch processing of image download, atmospheric correction in conjunction with ACOLITE, and generation of RGB image and KML format.

영상처리 서버 내 데몬 프로그램(S2_ver02_demon.py)이 실행되면 사용자에 의해 설정된 간격에 따라 반복적으로 서브프로그램(S2_ver02_sub.py)이 실행된다. 서브프로그램은 아래와 같이 ACOLITE와 연동되어 영상의 대기보정을 적용하고, 이후 R과 연동되어 최종 산출물인 RGB 영상 및 KML 포맷을 생성한다.When the daemon program (S2_ver02_demon.py) in the image processing server is executed, the sub program (S2_ver02_sub.py) is repeatedly executed according to the interval set by the user. The sub-program works with ACOLITE to apply atmospheric correction as shown below, and then works with R to generate the final output RGB image and KML format.

Figure 112022070941043-pat00006
Figure 112022070941043-pat00006

Sentinel-2 영상 다운로드 과정은 상기 Sentinel-1 에서의 과정과 동일하다.The Sentinel-2 video download process is the same as the process in Sentinel-1.

한편, Sentinel-2 대기보정과정에 대해 상세히 설명드리자면,On the other hand, let me explain in detail the Sentinel-2 atmospheric calibration process,

Sentinel-2 위성영상의 전처리는 영상처리 서버 내 구비되어진 대기보정 프로그램인 ACOLITE를 연동하여 구현한다. ACOLITE는 단파적외(SWIR) 영역 파장대를 이용하여 대기보정이 가능한 Dark Spectrum Fitting(DSF) 알고리즘을 기반으로 한 대기보정을 적용한다. The pre-processing of Sentinel-2 satellite image is implemented in conjunction with ACOLITE, an atmospheric correction program provided in the image processing server. ACOLITE applies atmospheric correction based on the Dark Spectrum Fitting (DSF) algorithm, which can compensate the atmosphere using the short-wave infrared (SWIR) wavelength band.

Sentinel-2 Level-1C(L1C) 영상은 대기보정 처리 전 단계인 Top Of Atmosphere(TOA)의 반사율을 제공하므로, ACOLITE로 TOA에 대한 대기보정 처리를 거치면 지표면 반사율에 해당하는 Bottom Of Atmosphere(BOA) 영상을 산출할 수 있다. 따라서 이러한 과정을 통해 대기의 산란, 흡수 등으로 감쇄된 복사에너지를 보정하여 지표면 반사도를 산출한 Sentinel-2 영상을 생성할 수 있다. (도 9 참조)The Sentinel-2 Level-1C (L1C) image provides the reflectance of the Top Of Atmosphere (TOA), which is the stage before atmospheric correction processing. Therefore, when the atmospheric correction process for TOA is performed with ACOLITE, the Bottom Of Atmosphere (BOA) corresponding to the surface reflectance image can be generated. Therefore, through this process, it is possible to generate a Sentinel-2 image in which the surface reflectivity is calculated by correcting the radiant energy attenuated by scattering and absorption of the atmosphere. (See Fig. 9)

대기보정이 적용된 Sentinel-2 위성영상은 Sentinel-1 에서와 같이 RGB 영상이 형성되고, 히스토그램 스트레칭 기법을 적용하여 KML 포맷이 생성된다. (도 10 참조)For Sentinel-2 satellite image to which atmospheric correction is applied, RGB image is formed as in Sentinel-1, and KML format is created by applying histogram stretching technique. (See Fig. 10)

본 발명에 따른 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치에서는, 미국 USGS의 Landsat 8,9 위성영상과, 미국 NASA의 MODIS 영상 및 VIIRS영상을 직접 수신하여 재난안전 분석용도로 처리 및 저장되는 한편,In the disaster safety multi-type satellite information receiving and processing device according to the present invention, the USGS Landsat 8,9 satellite image and the US NASA MODIS image and VIIRS image are directly received, processed and stored for disaster safety analysis,

인터넷에서 수신되는 Sentinel-1/2 영상까지도, 영상처리 서버 내 구비된 프로그램에 의해 방사보정, 지형보정, 대기보정, RGB 영상 생성, KML 생성이 일괄처리되어 재난안전 분석용도로 함께 사용할 수 있게됨으로써, 보다 광범위한 재난에 대하여 정확한 분석이 가능하게된다.Even the Sentinel-1/2 image received from the Internet can be used for disaster safety analysis because radiation correction, terrain correction, atmospheric correction, RGB image generation, and KML generation are batch-processed by the program provided in the image processing server. , accurate analysis of a wider range of disasters becomes possible.

즉, 다목적 실용위성, 정지궤도 위성, 차세대 중형위성, 차세대 소형위성 등 여러 인공위성에서 제공하는 재난안전 관련된 다종의 위성정보들을 선별적 수신하고, 전처리 후 취합해줌으로써 재난안전의 분석 목적으로 활용하기에 매우 효과적이며, 다종의 위성정보들에 의해 열 분포도 작성, 지반 변위 측정, 저수지 수표면적 산출 등의 재난안전 대비의 용도로 활용이 가능케됨으로써, 작업인원 및 작업시간이 대폭 경감되어지고 비용이 적게 들며 정확한 예측이 가능케될 것이므로, 재난분석 및 대비를 강화하는 효과도 있는 것이다.In other words, it is very suitable for disaster safety analysis purposes by selectively receiving and pre-processing various types of satellite information related to disaster safety provided by various artificial satellites such as multi-purpose practical satellites, geostationary satellites, next-generation medium-sized satellites, and next-generation small satellites. It is effective and can be used for disaster safety preparations such as creating a heat distribution map, measuring ground displacement, and calculating the surface area of a reservoir by using various types of satellite information. Since it will be possible to predict, it also has the effect of strengthening disaster analysis and preparedness.

본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시형태에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시형태는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the technical idea of the present invention has been specifically described in the preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the description and not the limitation. It is obvious to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the scope of the technical spirit of the present invention, and therefore, it is natural that such variations and modifications belong to the appended claims.

Claims (12)

위성수신 안테나들과; 상기 안테나들로부터 각각 수신된 위성정보들을 데이터인터페이스와 위성모뎀을 거쳐 수신하기 위한 수신서버들과; 상기 수신서버들에 각각 연결된 영상처리 서버들과; 상기 영상처리 서버들로 부터 전송된 위성정보들을 취합하여 관리자와 사용자에게 제공하기 위한 위성영상 저장 및 관리서버로 구성되는데,
상기 위성수신 안테나는 미국 USGS의 Landsat 8 영상 및 Landsat 9 영상을 수신하기 위한 안테나와, 미국 NASA의 MODIS 영상 및 VIIRS 영상을 수신하기 위한 안테나로 구성되며,
Landsat 8,9에서 수신된 영상은 광케이블을 통해 데이터 인터페이스 장비로 연결되고, RF 케이블을 통해 위성 모뎀으로 연결되어 LAN을 통해 Landsat 8,9 수신 서버로 전송되고, Landsat 8,9 수신 서버에서 영상처리 서버로는 LAN을 통해 데이터가 전송되며,
MODIS 와 VIIRS 에서 수신된 영상은 광케이블을 통해 데이터 인터페이스 장비로 연결되고, 다시 위성 모뎀을 거쳐 USB를 통해 MODIS/VIIRS 수신 서버로 전송되고, MODIS/VIIRS 수신 서버에서 영상처리 서버로는 LAN을 통해 데이터가 전송되며,
MODIS/VIIRS 영상처리 서버와 Landsat 8,9 영상처리 서버의 데이터는 위성영상 저장 및 관리 서버로 전송되며,
Landsat 8,9 데이터는 X밴드 통신으로 위성으로부터 직접 다운링크되고, 상기 영상 처리 서버에서 L0R(Level 0 Reformatted), L1GT(Level 1 Systematic Terrain Corrected), L1TP(Level 1 Precision Terrain Corrected) 등의 처리를 거쳐 상기 위성영상 저장 및 관리 서버로 전송되며,
MODIS 데이터는 DBS(Direct Broadcast System)의 X밴드 통신으로 직수신되며, Level 0 (Raw Instrument Packets), Level 1A (Scans of raw radiances in counts), Level 1B (Calibrated Radiances) 등의 처리를 거쳐 상기 위성영상 저장 및 관리 서버로 전송되는 것을 특징으로 하는 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치.
satellite receiving antennas; receiving servers for receiving satellite information respectively received from the antennas through a data interface and a satellite modem; image processing servers respectively connected to the receiving servers; It consists of a satellite image storage and management server for collecting satellite information transmitted from the image processing servers and providing it to administrators and users,
The satellite receiving antenna is composed of an antenna for receiving the Landsat 8 image and the Landsat 9 image of the US USGS, and an antenna for receiving the MODIS image and the VIIRS image of the US NASA,
The image received from Landsat 8,9 is connected to the data interface device through an optical cable, connected to a satellite modem through an RF cable, and transmitted to the Landsat 8,9 receiving server through LAN, and image processing in the Landsat 8,9 receiving server Data is sent over LAN to the server,
The image received from MODIS and VIIRS is connected to the data interface device through an optical cable, and is again transmitted to the MODIS/VIIRS receiving server through USB through the satellite modem, and from the MODIS/VIIRS receiving server to the image processing server through LAN data is sent,
Data from MODIS/VIIRS image processing server and Landsat 8,9 image processing server are transmitted to satellite image storage and management server,
Landsat 8,9 data is directly downlinked from the satellite through X-band communication, and L0R (Level 0 Reformatted), L1GT (Level 1 Systematic Terrain Corrected), L1TP (Level 1 Precision Terrain Corrected) processing is performed in the image processing server. is transmitted to the satellite image storage and management server through
MODIS data is directly received through X-band communication of DBS (Direct Broadcast System), and after processing Level 0 (Raw Instrument Packets), Level 1A (Scans of raw radiances in counts), Level 1B (Calibrated Radiances), etc., the satellite Disaster safety multi-variety satellite information receiving and processing device, characterized in that it is transmitted to the image storage and management server.
제 1항에 있어서,
상기 위성영상 저장 및 관리 서버로는 상기 Landsat 8,9와, 상기 MODIS 및 VIIRS 에서 직수신된 영상 외에도, 인터넷을 통해 Sentinel-1,2에서 수신된 영상이 함께 제공되는 것을 특징으로 하는 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치.
The method of claim 1,
As the satellite image storage and management server, in addition to the images directly received from the Landsat 8 and 9 and the MODIS and VIIRS, images received from Sentinel-1,2 through the Internet are provided together. Satellite information receiving and processing device.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
서버 내 구비된 프로그램에 의해 위성정보의 수신 및 처리가 이뤄지며, 수신 서버 확인은 상기 프로그램의 Acquisition과 Director 모듈이 담당하는데,
상기 Acquisition 모듈은 Landsat 8, MODIS, VIIRS의 수신상태를 확인하고, Director 모듈은 로그를 분석하여 재수신 등의 조치를 취하는 역할을 담당하며,
영상처리 서버 확인도 상기 Director 모듈을 통해 수행하고, 위성영상 저장 및 관리 서버의 확인은 상기 Director 모듈과 NAS Manager 모듈을 통해 이루어지며, 상기 Director 모듈은 Landsat 8, Aqua MODIS, Terra MODIS, VIIRS의 저장 상태를 확인하고, NAS Manager 모듈은 스토리지 사용정보를 관리하도록 구성된 것을 특징으로 하는 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치.
3. The method of claim 1 or 2,
The satellite information is received and processed by the program provided in the server, and the reception server is checked by the Acquisition and Director modules of the program.
The Acquisition module checks the reception status of Landsat 8, MODIS, and VIIRS, and the Director module is responsible for taking actions such as re-reception by analyzing the log,
Image processing server verification is also performed through the Director module, and satellite image storage and management server verification is performed through the Director module and NAS Manager module, and the Director module stores Landsat 8, Aqua MODIS, Terra MODIS, and VIIRS Disaster safety multi-type satellite information receiving and processing device, characterized in that it checks the status, and the NAS Manager module is configured to manage storage usage information.
제 2항에 있어서,
상기 Sentinel-1,2의 영상은 서버 내 구비된 프로그램에 의해 수집 및 전처리가 이뤄지는데, Sentinel-1 영상은 다운로드, 방사보정, 지형보정, RGB 영상 생성, KML 생성이 일괄처리되도록 구성된 것을 특징으로 하는 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치.
3. The method of claim 2,
The images of Sentinel-1,2 are collected and pre-processed by a program provided in the server, and the images of Sentinel-1 are configured such that download, radiation correction, terrain correction, RGB image generation, and KML generation are batch-processed. Disaster and safety multi-satellite receiving and processing device.
제 2항에 있어서,
상기 Sentinel-1,2의 영상은 서버 내 구비된 프로그램에 의해 수집 및 전처리가 이뤄지는데, Sentinel 2 영상은 다운로드, 대기보정, RGB 영상 생성, KML 생성 등이 일괄처리되도록 구성된 것을 특징으로 하는 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치.
3. The method of claim 2,
Disaster safety, characterized in that the images of Sentinel-1,2 are collected and pre-processed by a program provided in the server. A device for receiving and processing various types of satellite information.
제 4항에 있어서,
상기 서버 내 데몬 프로그램 (S1_ver02_demon.py)이 실행되면 사용자에 의해 설정된 시간 간격에 따라 반복적으로 서브프로그램(S1_ver02_sub.py)이 실행되며, 상기 서브프로그램은 SNAP과 연동되어 영상의 방사보정 및 지형보정을 차례로 적용하고, 이후 R과 연동되어 RGB 영상 및 KML 파일을 생성하는 것을 특징으로 하는 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치.
5. The method of claim 4,
When the daemon program (S1_ver02_demon.py) in the server is executed, the sub program (S1_ver02_sub.py) is repeatedly executed according to the time interval set by the user. Disaster safety multi-species satellite information receiving and processing device, characterized in that it is sequentially applied, and then interlocked with R to generate RGB images and KML files.
제 4항 또는 제 5항에 있어서,
상기 Sentinel-1,2 영상은 Python의 Sentinel API 라이브러리를 이용하여 사용자가 설정한 영상 검색 옵션에 따라 다운로드를 진행하며, 파라미터 파일로부터 API 쿼리를 던지는데 필요한 옵션을 저장하여 영상을 일괄 다운로드함을 특징으로 하는 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치.
6. The method of claim 4 or 5,
The Sentinel-1,2 video is downloaded according to the video search option set by the user using the Sentinel API library of Python, and the video is downloaded in bulk by storing the options required to throw the API query from the parameter file. Disaster safety multi-satellite information receiving and processing device.
제 4항에 있어서,
상기 Sentinel-1 영상의 전처리 작업은, 서버 내 구비된 SAR 영상처리 프로그램인 SNAP을 연동하여 구현하는데, SNAP의 방사보정 기능(Calibration) 및 지형 보정 기능(Ellipsoid-Correction-RD)을 XML 파일로 구성하고, SNAP의 Graphic Processing Tool(GPT)을 이용하여 해당 기능을 호출함으로써 전처리가 적용된 Sentinel-1 위성영상(VV, VH)을 획득하는 것을 특징으로 하는 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치.
5. The method of claim 4,
The preprocessing of the Sentinel-1 image is implemented by linking SNAP, a SAR image processing program provided in the server, and the SNAP's radial correction function (Calibration) and topography correction function (Ellipsoid-Correction-RD) are configured in XML files. and, by calling the corresponding function using SNAP's Graphic Processing Tool (GPT), the pre-processed Sentinel-1 satellite image (VV, VH) is obtained.
제 4항에 있어서,
방사보정 및 지형보정이 완료된 Sentinel-1 위성영상은 VV, VH 편파로 구성 되는데 이들의 밴드조합을 이용하여 RGB 합성영상을 생성하고, 히스토그램 스트레칭 기법을 적용하여 상기 RGB 합성영상을 보다 선명하게 표현하며, 히스토그램 스트레칭 기법 적용이 완료된 Sentine-1의 RGB 합성영상은 Sentinel-1 영상을 구글 어스에서 활용할 수 있도록 KML 포맷으로 생성하는 것을 특징으로 하는 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치.
5. The method of claim 4,
The Sentinel-1 satellite image with radiation and topography correction completed is composed of VV and VH polarization. Using these band combinations, an RGB composite image is generated, and the histogram stretching technique is applied to express the RGB composite image more clearly. , A device for receiving and processing various types of disaster and safety satellite information, characterized in that the RGB composite image of Sentinel-1, whose histogram stretching technique has been applied, is generated in KML format so that the Sentinel-1 image can be used in Google Earth.
제 5항에 있어서,
상기 서버 내 데몬 프로그램(S2_ver02_demon.py)이 실행되면 사용자에 의해 설정된 간격에 따라 반복적으로 서브프로그램(S2_ver02_sub .py)이 실행되며, 상기 서브프로그램은 ACOLITE와 연동되어 영상의 대기보정을 적용하고, 이후 R과 연동되어 최종 산출물인 RGB 영상 및 KML 포맷을 생성하는 것을 특징으로 하는 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치.
6. The method of claim 5,
When the daemon program (S2_ver02_demon.py) in the server is executed, the sub program (S2_ver02_sub .py) is repeatedly executed according to the interval set by the user, and the sub program is interlocked with ACOLITE to apply atmospheric correction of the image, and then Disaster safety multi-satellite information receiving and processing device, characterized in that it is linked with R to generate the final output, RGB image and KML format.
제 5항에 있어서,
상기 Sentinel-2 영상의 전처리 작업은, 서버 내 구비된 대기보정 프로그램인 ACOLITE를 연동하여 구현하는데, ACOLITE는 단파적외(SWIR) 영역 파장대를 이용하여 대기 보정이 가능한 Dark Spectrum Fitting(DSF) 알고리즘을 기반으로 한 대기보정을 적용하며, Sentinel-2 Level-1C(L1C) 영상은 대기보정 처리 전 단계인 Top Of Atmosphere(TOA)의 반사율을 제공하므로, ACOLITE로 TOA에 대한 대기보정 처리를 거치면 지표면 반사율에 해당하는 Bottom Of Atmosphere(BOA) 영상을 산출하며, 이에 따라 대기의 산란, 흡수로 감쇄된 복사에너지를 보정하여 지표면 반사도를 산출한 Sentinel-2 영상을 생성함을 특징으로 하는 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치.
6. The method of claim 5,
The pre-processing of the Sentinel-2 image is implemented in conjunction with ACOLITE, an atmospheric correction program provided in the server. ACOLITE is based on a Dark Spectrum Fitting (DSF) algorithm capable of atmospheric correction using a short-wave infrared (SWIR) wavelength band. Atmospheric correction is applied to Sentinel-2 Level-1C (L1C) image, which provides the reflectance of Top Of Atmosphere (TOA), which is the stage before atmospheric correction processing. The corresponding Bottom Of Atmosphere (BOA) image is calculated, and according to this, a Sentinel-2 image is generated from which the surface reflectivity is calculated by correcting the radiant energy attenuated by scattering and absorption of the atmosphere. Receiving and processing units.
제 5항에 있어서,
대기보정이 완료된 Sentinel-2 위성영상은 VV, VH 편파로 구성 되는데 이들의 밴드조합을 이용하여 RGB 합성영상을 생성하고, 히스토그램 스트레칭 기법을 적용하여 상기 RGB 합성영상을 보다 선명하게 표현하며, 히스토그램 스트레칭 기법 적용이 완료된 Sentine-2의 RGB 합성영상은 Sentinel-2 영상을 구글 어스에서 활용할 수 있도록 KML 포맷으로 생성하는 것을 특징으로 하는 재난안전 다종 위성정보의 수신 및 처리장치.
6. The method of claim 5,
Sentinel-2 satellite image with atmospheric correction completed is composed of VV and VH polarization. Using these band combinations, an RGB composite image is generated, and the histogram stretching technique is applied to express the RGB composite image more clearly, and histogram stretching. Disaster safety multi-satellite information receiving and processing device, characterized in that the RGB composite image of Sentinel-2, whose technique has been applied, is generated in KML format so that the Sentinel-2 image can be used in Google Earth.
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