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독일의 초분광 지구관측 센서
한국항공우주연구원
위성정보센터 위성활용실
김윤수 (책임연구원)
초분광(Hyperspectral)센서는 인접한 스펙트럼 범위를 100개 이상의 밴드로 나누어서
지표면의 매우 상세한 분광정보를 얻을 수 있는 센서이다. 최근 독일 우주청과 헌츠빌
소재의 미국 기업인 TBE(Teledyne Brown Engineering)는 2018년 8월 27일
ISS(International Space Station)외부에 장착된 초분광 지구관측 센서 DESIS(DLR
Earth Sensing Imaging Spectrometer)의 영상을 2018년 10월 독일 브레멘에서 개최된
IAC(International Astronautical Congress)에서 공개하였다. DESIS는 독일우주청의
광학센서시스템연구소(Institute of Optical Sensor System)가 개발한 센서로 어떠한
우주기반 초분광 지구관측 센서보다 우수한 성능을 지니고 있으며, ISS의 400km
궤도에서 235개의 채널을 통해 30m 지상해상도의 영상을 취득할 수 있는 현존하는
유일한 우주기반 고해상도 초분광 센서이다. 본격적인 DESIS의 운영까지는 아직 많은
단계를 거쳐야 하지만 독일 우주청의 과학자들은 Falkland 섬 주변 바다에서 클로로필
a 농도를 측정하고, 알라바마 테네시 강의 유기물을 분석하는 등 DESIS 영상을 분석
하여 지표면의 새로운 정보를 추출하는 많은 가능성을 보이고 있다. 초분광 센서는 호
수와 바다의 수질 측정에 이상적인 정보를 제공할 수 있으며, 그 밖에도 농업, 식생,
지질, 사막화 등 전반적인 환경 관련 변화 탐지에 매우 유용한 정보를 제공한다. 독일
우주청은 DESIS 자료의 연구 과학적 목적을 위해 활용하며, TBE는 상업적 목적으로
배포할 예정이다. 이와 더불어 독일 우주청은 지구 환경을 모니터링하고 분석하는 것을
목적으로 하는 초분광 위성 EnMAP(Environmental Mapping and Analysis Program)
을 개발하고 있다. EnMAP은 244개의 분광밴드로 공간해상도 30m의 영상을 획득할
수 있으며 전세계를 대상으로 다양한 육지 및 수생태계의 상태와 진화 등에 대한 지구
화학, 생화학, 물리적 변수들을 추출하여 지구 생태계의 역동적 과정을 측정하고 모델
링할 수 있는 지구과학 정보를 제공할 예정이다. 현재는 위성 발사 전 마지막 준비
단계인 Phase D로, 위성의 모든 구성품의 성능을 확인 및 인증하고 지상국도 완전한
준비 태세를 갖춘 단계로 당초 위성의 발사는 2018년을 목표로 하고 있었으나 발사
일정이 계속 미뤄지고 있다.
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[그림 1] DESIS 첫 영상
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[그림 2] DESIS 영상을 활용한 수질분석
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[그림 3] DESIS가 촬영한 두바이 영상
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<표 1> 1.1. EnMAP Hyperspectral Imager 제원
Spectral range
VNIR: 420 – 1,000 nm (up to 99 bands)
SWIR: 900 – 2,450 nm (up to 163 bands)
Spectral sampling distance
VNIR: 6.5 nm
SWIR: 10 nm
Spectral accuracy
VNIR: 0.5 nm
SWIR: 1.0 nm
SNR (Signal-to-Noise ratio)
VNIR: 500 (at 495 nm)
SWIR: 150 (at 2,200 nm)
Smile and keystone
0.2 pixel
Polarization sensitivity
5%
Radiometric resolution
14 bits
Radiometric accuracy
5%
Geometric resolution
30 X 30 m
Swath width
30 km
MTF (Modular Transfer Fuction)
> 0.25 @ 60m across track
> 0.16 @ 60m along track
> 0.64 @ 240m across track
> 0.62 @ 240m along track
Geometric co-registration
0.2 pixel
Pointing
Accuracy: 500 m
Knowledge: 100 m
Stability: 1.5 m in 4 ms
Agility: 30° in 5 min. with pointing stabilization
<ht p:/ www.enmap.org/sites/default/files/pdf/Table_EnMAP_Specs.pdf>
※ 이 글은 아래 링크의 기사를 참조하여 작성하였습니다.
https://www.dlr.de/dlr/en/desktopdefault.aspx/tabid-10261/371_read-30091//usetemplate-print/
https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/e/enmap