위성 자료 검, 보정을 위한 In-situ 자료 수집 사이트의 전국 구축 전략

이철호*, 서민지, 진청길, 임중빈

(국립산림과학원 국가산림위성정보활용센터)

National Strategy for Establishing In-situ Data Collection Sites for Calibration and Validation of Satellite Data

Cheolho Lee*, Minji Seo, Cheonggil Jin, Joongbin Lim

(National Forest Satellite Information & Technology Center, National Institute of Forest Science)

요약: 본 연구는 위성 데이터의 검·보정 사이트의 대표성을 평가하고, 새로운 검·보정 사이트를 설정하기 위한 프레임워크를 개발하는 것을 목표로 한다. 프레임워크는 1) 기존 사이트의 대표성을 평가하고, 2) 새로운 사이트의 위치와 수를 최적화하며, 3) 기존 지상 관측 네트워크를 검·보정 사이트로 활용할 수 있는지 평가하는 방법을 제공한다. 이를 위해 기존 사이트와 비-검·보정 사이트의 기후, 식생, 스펙트럼적 특성 차이를 종합적으로 평가할 수 있는 이질성 지수를 도출하였으며, 높은 이질성 지수를 나타내는 곳은 이들 요인이 기존 검·보정 사이트와 차이가 크다는 것을 의미한다. 이같은 이질성 지수를 프레임워크에 적용하여 새로운 검·보정 사이트의 최적 위치와 수를 결정하고, 기존 지상 관측 네트워크의 활용 효과를 평가하였다. 이 프레임워크를 한국에 적용한 결과, 기존 8개소의 대표성이 부족하고, 최적의 검·보정 사이트 수는 33개소로 도출되었으며, 동해, 남해안과 인근 도서 지역이 우선 설치 지역으로 선정되었다. 또한, 국립산림과학원 산악기상관측망 23개소를 활용한 결과, 최적화된 33개소에 근접하는 성과를 보였다. 이 연구는 한국의 원격 탐사 데이터 정확도 향상과 환경 모니터링에 기여할 것으로 예상된다.

Abstract: This study aims to evaluate the representativeness of calibration/validation (Cal/Val) sites for satellite data and to develop a framework for establishing new Cal/Val sites. The framework includes: 1) an evaluation of the representativeness of existing sites, 2) a methodology for optimizing the locations and numbers of new sites, and 3) an assessment of the suitability of utilizing existing ground observation networks as Cal/Val sites. To achieve this, a heterogeneity index was developed to assess the differences in climate, vegetation, and spectral characteristics between existing and non-Cal/Val sites. A high heterogeneity index indicates significant divergence in these factors from the existing Cal/Val sites. This heterogeneity index was applied to the framework to determine the optimal locations and numbers of new Cal/Val sites and to evaluate the effectiveness of utilizing existing ground observation networks. When applied to South Korea, the framework revealed that the representativeness of the existing eight sites was insufficient, and the optimal number of Cal/Val sites was determined to be 33. Priority site locations were identified along the East Sea, the southern coastline, and nearby islands. Additionally, the utilization of 23 Automatic Mountain Meteorology Observation System (AMOS) sites yielded results comparable to the level of the optimized 33 sites. This study is expected to contribute to improving the accuracy of remote sensing data and environmental monitoring in South Korea.

사사: 본 연구는 국립산림과학원의 농림위성정보 수신·처리·ARD 표준화 및 지능형 산림정보 플랫폼 개발 연구 (FM0103-2021-01-2025)의 지원에 의해 이루어진 것임.