농림위성영상 정밀센서모델링 효율성 재고를 위한 최적의 해상도 및 지상기준점 칩 개수 분석

최현경; 김태정

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자료유형: 학술저널

저자정보: 최현경 (인하대학교) 김태정 (인하대학교)

저널정보: 대한원격탐사학회 대한원격탐사학회지 대한원격탐사학회지 제38권 제6호

발행연도: 2022.12

수록면: 1,445 - 1,462 (18page)

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2025년도 발사예정인 농림위성은 광역농림상황관측용도로 개발된 5 m급 해상도를 갖는 중해상도 위성이다. 위성영상 활용을 위해서는 위성영상에 대한 정밀센서모델을 수립하여 정확한 기하정보를 수립하는 것이 중요하다. 선행 연구에서 지상기준점 칩과 위성영상을 정합하는 과정을 통해 자동으로 정밀센서모델을 수립할 수 있음을 보고하였다. 따라서 위성영상의 기하정확도를 향상시키기 위해서는 지상기준점 칩 정합 성능을 향상시켜야 한다. 이 논문은 중해상도 위성영상의 센서모델 정확도 향상을 위한 지상기준점 칩 정합 개선방안을 제안한다. 고해상도 지상기준점 칩을 중해상도 위성영상 정밀센서모델링을 위해 사용할 경우의 중요한기술요소는 상이한 공간해상도 처리방식과 최적 지상기준점 수량결정이다. 본 연구에서는 이러한 기술요소를해결하기 위해 중해상도 위성영상과 지상기준점 칩 정합 시, 위성영상 업샘플링(upsampling) 배율과 사용한 칩개수에 따른 칩 정합 성능을 비교 분석하였다. 실험에는 해상도가 5 m인 RapidEye 영상을 중해상도 위성영상으로 사용하였으며, 해상도가 0.25 m인 항공정사영상과 0.5 m인 위성정사영상을 지상기준점 칩으로 제작하여사용하였다. 정확도 분석은 수동으로 추출한 기준점을 사용하여 수행되었다. 실험결과, 업샘플링 배율 2 내지3에서 정확도가 크게 향상되었으며 지상기준점 수량은 대략 100개인 경우 정확도가 유지되었다. 이러한 결과로부터 중해상도 위성의 정밀센서모델 수립에 고해상도 지상기준점 칩 적용 가능성을 확인할 수 있었고, 기존보다 향상된 정확도의 정밀센서모델이 수립됨을 확인하였다. 본 연구결과가 향후 농림위성에 활용될 수 있을것으로 기대한다.

Compact Advanced Satellite 500-4 (CAS500-4), which is scheduled to be launched in 2025,is a mid-resolution satellite with a 5 m resolution developed for wide-area agriculture and forestobservation. To utilize satellite images, it is important to establish a precision sensor model and establishaccurate geometric information. Previous research reported that a precision sensor model could beautomatically established through the process of matching ground control point (GCP) chips and satelliteimages. Therefore, to improve the geometric accuracy of satellite images, it is necessary to improve theGCP chip matching performance. This paper proposes an improved GCP chip matching scheme forimproved precision sensor modeling of mid-resolution satellite images. When using high-resolution GCPchips for matching against mid-resolution satellite images, there are two major issues: handling theresolution difference between GCP chips and satellite images and finding the optimal quantity of GCPchips. To solve these issues, this study compared and analyzed chip matching performances accordingto various satellite image upsampling factors and various number of chips. RapidEye images with aresolution of 5m were used as mid-resolution satellite images. GCP chips were prepared from aerialorthographic images with a resolution of 0.25 m and satellite orthogonal images with a resolution of 0.5m. Accuracy analysis was performed using manually extracted reference points. Experiment results showthat upsampling factor of two and three significantly improved sensor model accuracy. They also showthat the accuracy was maintained with reduced number of GCP chips of around 100. The results of thestudy confirmed the possibility of applying high-resolution GCP chips for automated precision sensormodeling of mid-resolution satellite images with improved accuracy. It is expected that the results ofthis study can be used to establish a precise sensor model for CAS500-4.

#Mid-resolution Satellite #Sensor orientation #Geometric correction #GCP matching #CAS500-4 #RapidEye

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