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목차
I. 서론 23
1. 개요 24
1.1. 기획 추진배경 및 필요성 24
1.2. 기획 목표 및 내용 27
2. 연구방법 및 수행체계 28
2.1. 기획 방법 28
2.2. 기획 수행체계 29
II. 동향 분석 32
1. 정책 동향 34
1.1. 국외 정책 34
1.2. 국내 정책 42
2. 기술·연구 동향 50
2.1. 국내외 인공위성 개발 및 활용 현황 50
2.2. 국내외 인공위성영상 활용 현황 57
2.3. 연구개발(국내 R&D) 관련 사업 추진 현황 64
3. 시장 및 산업 동향 67
3.1. 국내외 시장 규모 67
3.2. 글로벌 위성산업 시장 동향 73
4. 시사점 76
4.1. 정책 동향 76
4.2. 기술 및 연구 동향 79
4.3. 시장 및 산업 동향 81
III. 기술역량 및 수요자 니즈 84
1. 기술역량 분석 86
1.1. 정량적 기술수준 및 역량 86
1.2. 정성적 기술수준 및 역량 90
2. 수요자 니즈 92
IV. 사업 추진 방향 94
1. 핵심이슈 96
1.1. 해양관측위성 천리안 2B호 발사·운영 96
1.2. 초기 인공위성영성 기반강화 시급 96
2. 종합 환경 분석 98
2.1. 대내외 역량분석(SWOT) 98
2.2. 추진전략 방향 99
3. 비전 및 목표 100
4. 사업구성(안) 및 로드맵 101
V. 기술개발 추진계획 104
1. [전략 1] AI기반 인공위성영상 품질 고도화 106
2. [전략 2] AI기반 주요 해양현상 탐색 및 예측 정확도 향상 139
3. [전략 3] AI기반 해양현상 공간 주제도 생산 및 서비스 활성화 지원 171
VI. 사업추진전략 198
1. 성과지표 및 평가방안 200
2. 사업추진체계 201
3. 예산확보방안 202
VII. 사업 타당성 분석 204
1. 정책적 타당성 206
2. 기술적 타당성 209
3. 경제적 타당성 210
VIII. 기대효과 228
1. 기대효과 230
판권기 231
[표 I-1] 천리안 정지궤도위성 해양탑재체 비교 27
[표 I-2] 기획연구 주요 내용 및 세부추진방법 28
[표 I-3] 산·학·연 전문가 자문위원회 명단 30
[표 II-1] 주요국가의 우주개발 동향 35
[표 II-2] 국가별 우주개발 투자 영역 현황 36
[표 II-3] 유럽의 코페르니쿠스 프로젝트 주요 분야 39
[표 II-4] 제4차 과학기술기본계획 4대 추진전략 및 19개 중점과제 43
[표 II-5] 제1차 해양수산과학기술 육성 기본계획 4대 전략 및 8개 추진과제 44
[표 II-6] 제3차 우주개발 진흥 기본계획 6대 추진전략 및 16개 중점과제 47
[표 II-7] 제2차 위성정보 활용 종합계획 4대 추진전략 및 12개 중점과제 48
[표 II-8] 국가해양위성센터 운영 기본계획 4대 추진전략 및 12개 중점과제 49
[표 II-9] 해색 위성 센서 시스템 및 기본 제원 51
[표 II-10] 내륙 및 연안 수질 관련 위성 및 센서 시스템 제원 52
[표 II-11] 국내 운영 중인 위성 현황 54
[표 II-12] 최근 5년간 위성관련 예산 투자 현황 64
[표 II-13] 분야별 투자현황 64
[표 II-14] 부처별 투자현황 65
[표 II-15] 부처별/분야별 투자현황 65
[표 II-16] 2019년 부처별 투자계획 총괄 66
[표 II-17] 위성서비스 시장규모 변화 추이 69
[표 II-18] 국가별 지구관측위성 발사 전망 70
[표 II-19] 우주산업 연도별 수출입 현황 73
[표 II-20] Old Space와 New Space 비교 74
[표 II-21] 국가별 소형위성 개발 현황 81
[표 III-1] 분야별 우주기술 기술수준 86
[표 III-2] 분야별 우주기술 기술격차 87
[표 III-3] 분야별 우주기술 연구단계별 역량 87
[표 III-4] 분야별 우주기술 연구개발 활동경향 87
[표 III-5] 국가별 위성센터 운영 현황 90
[표 IV-1] 인공위성 수신영상 처리단계 97
[표 V-1] 조기 누락자료 재생산관련 연차별 추진 목표 및 주요 내용 113
[표 V-2] 국내외 운영 위성 공간해상도 및 관측주기 비교 115
[표 V-3] 초해상도화 기술개발 연차별 추진 목표 및 주요 내용 122
[표 V-4] 대용량 위성정보 자료동화 기술개발 연차별 추진 목표 및 주요 내용 131
[표 V-5] 위성영상 불연속면 제거기술 개발 연차별 추진 목표 및 주요 내용 138
[표 V-6] 현장관측 공백해역 자료생성기술 연차별 추진 목표 및 주요 내용 144
[표 V-7] 단기변화 예측 및 정확도 검증기술 개발 연차별 추진 목표 및 주요 내용 154
[표 V-8] 주요 해양오염원 감시 및 이동예측기술 개발 연차별 추진 목표 및 주요 내용 162
[표 V-9] 주요 해양보호생물 및 유해생물 광역감시기술 개발 연차별 추진 목표 및 주요 내용 170
[표 V-10] AI기반 다양한 거리측정 기법 성능 비교 172
[표 V-11] 기초해양환경정보 생산기술 개발 연차별 추진 목표 및 주요 내용 176
[표 V-12] 글로벌 미래핵심 기술 전망 179
[표 V-13] 주요 해양이슈 주제도 생성기술 개발 연차별 추진 목표 및 주요 내용 184
[표 V-14] 해양수산 분야 정책지원기술 개발 연차별 추진 목표 및 주요 내용 191
[표 V-15] 해양위성영상 활용 활성화 지원을 위한 연차별 추진 목표 및 주요 내용 196
[표 VI-1] 사업 추진전략에 따른 세부 성과지표, 목표 및 평가(안) 200
[표 VII-1] 인공지능(AI)기반 위성영상 활용도 향상 기술개발 관련 상위 계획 208
[표 VII-2] 연구개발 활동 파급 분류와 예비타당성조사 반영 여부 214
[표 VII-3] 연구개발 편익 추정의 장애요소 215
[표 VII-4] 연구개발부문 예비타당성조사의 편익 반영/미반영 구분 216
[표 VII-5] 편익이전 기법을 활용한 편익원단위 220
[표 VII-6] 경제성 분석 기법의 비교 223
[표 VII-7] 경제성 분석 결과 요약 224
[표 VII-8] 재분류된 34부분 산업연관표 227
[그림 I-1] 전 세계 위성운영 현황 24
[그림 I-2] 국가 과학기술 중 공공·우주분야 중장기계획 종합체계도 25
[그림 I-3] 글로벌 데이터의 연간규모 추이 26
[그림 I-4] 기획연구 수행체계 및 수행 업무 29
[그림 II-1] 전지구관측통합시스템(GEOSS) 개념도 34
[그림 II-2] 전 세계 우주개발국 분포현황 37
[그림 II-3] 미국의 IOOS의 구성 현황 38
[그림 II-4] 일본 우주정책 기본계획의 '17년 시행계획 중 해양영역 41
[그림 II-5] 국가 중·장기 우주개발 로드맵 46
[그림 II-6] 해색센서 탑재 인공위성 발사 및 계획 현황 53
[그림 II-7] 나노위성(우상), 고고도 플랫폼(HAP, 우하)의 활동 고도(좌) 및 아키텍처 이미지 56
[그림 II-8] VIIRS 위성정보와 근거리 원격감지자료를 융합한 산림지역의 계절별 변화 파악 58
[그림 II-9] 시간에 따른 도시 확장 분석 사례(Bangalore city) 59
[그림 II-10] 현장에서 작물의 범위를 추출하는 것이 특징 추출의 예. 반사율의 변화를 고려하여 작물 범위와 작물 유형을 파악 60
[그림 II-11] 위성영상에서 AI를 이용한 홍수 피해 평가 61
[그림 II-12] 위성영상에서 AI를 이용한 도로 추출 사례 62
[그림 II-13] 위성에서 파악되는 선박이동 62
[그림 II-14] AI를 이용한 해양의 이화학적 특성 63
[그림 II-15] 세계 우주산업 시장규모 67
[그림 II-16] 세계 위성산업 시장규모 변화 추이 68
[그림 II-17] 지구관측 프로그램 예산 현황 71
[그림 II-18] 2012~2016년 국내 우주산업 매출액 72
[그림 II-19] 뉴스페이스와 올드 스페이스 사업영역 비교 75
[그림 II-20] 국내 운영 중인 정지궤도위성 비교 77
[그림 II-21] 전 세계 나노(1~10kg) 위성발사 현황 80
[그림 III-1] 인공위성분야 연구 동향 88
[그림 III-2] 인공지능 기술 범주 및 동향 89
[그림 III-3] 인공지능분야 연구 동향 89
[그림 III-4] 미국(좌)과 일본(우)의 위성활용 관련 관계도 91
[그림 IV-1] 천리안 위성의 초기 수신위성정보의 누락 96
[그림 IV-2] SWOT 분석에 따른 전략추진 방향 99
[그림 V-1] 천리안 위성의 초기 수신위성영상의 누락정보(백색부분) 발생사례 106
[그림 V-2] GAN 기법 모식도와 이를 적용한 누락위성정보 재생산기술 적용 예시 108
[그림 V-3] 누락위성정보 재생산에 적용가능 한 AI기법 모식도 109
[그림 V-4] 여러 초해상도 기법을 활용한 결과 비교 116
[그림 V-5] 쿼드트리 처리방식 117
[그림 V-6] SRCNN과 SRGAN 기법을 활용한 초해상도 기법 적용 사례 118
[그림 V-7] 기술발전에 따른 차세대 기술전망 124
[그림 V-8] 앙상블 칼만 필터를 이용한 자료동화 프로세스 모식도 125
[그림 V-9] AI기반 해양위성정보 처리 프로세스 모식도 130
[그림 V-10] 한반도 주변해역 분할 위성영상 사례 132
[그림 V-11] 딥러닝 기법을 활용한 이미지 변화 적용 사례 133
[그림 V-12] CycleGAN 기법을 활용한 영상처리 모식도 135
[그림 V-13] CycleGAN 기법을 활용한 분할영상 합성 적용사례 137
[그림 V-14] 2018년 전 세계 해양관측 데이터베이스 적용사례 140
[그림 V-15] IBM의 인공지능 날씨예즉 시스템(딥썬더) 예측사례 148
[그림 V-16] 인공지능 기술의 발전과정 및 미래전망 149
[그림 V-17] 딥러닝기반 시계열 공간예측정보 생산 흐름도 예시 151
[그림 V-18] RNN/LSTM 프로세스 흐름도 예시 152
[그림 V-19] 위성정보를 활용한 딥러닝 기반 파고 예측기법 개발 추진계획(안) 154
[그림 V-20] 인공지능관련 파생기술 모식도 156
[그림 V-21] 국가별 인공지능 전략 수립 현황 157
[그림 V-22] 다종위성정보 연계인프라 구성(안) 159
[그림 V-23] 인공위성기반 플라스틱 잔해물 감지실험 160
[그림 V-24] NOAA의 해수면 감시 시뮬레이터(OSCURS)의 부유쓰레기 이동경로 예측 사례 161
[그림 V-25] 국내 고래류 혼획 사례 163
[그림 V-26] CNN기반 고래 행동 또는 자세에 대한 적용 사례 167
[그림 V-27] 딥러닝(CNN) 기반 고래류 분류기술 적용사례 168
[그림 V-28] 팽생이 모자반의 발생 및 이동경로 추적 사례 169
[그림 V-29] 빅데이터 분석시스템(TuPiX)를 활용한 한반도 연안 유해적조 발생예보 적용사례 169
[그림 V-30] GeoNet기반 이미지 거리산출 처리프로세스 모식도 172
[그림 V-31] RRNet 거리측정기법을 활용한 적용사례 173
[그림 V-32] 딥러닝 기반 객체 거리이동특성을 활용 분석사례 175
[그림 V-33] AI기반 해양위성정보 활용 해양현상 주제도 생성기술 연구사례 178
[그림 V-34] 인공지능 기술의 성장 179
[그림 V-35] PSPNet기술을 활용한 에디(Eddy) 산출 프로세스 체계도 181
[그림 V-36] 인공지능 기술을 활용한 에디 탐색 및 추출 활용사례 182
[그림 V-37] 인공지능 기술을 활용한 용승해역 탐색 및 추출 활용사례 183
[그림 V-38] 전선해역 산출 프로세스 체계도 183
[그림 V-39] 인공지능 기술을 활용한 용승해역 탐색 및 추출 활용사례 184
[그림 V-40] 지구온난화에 따른 식물플랑크톤 생체량 변동 연구사례 186
[그림 V-41] GFW의 실시간 어로현황 추적사례 187
[그림 V-42] 어장환경 통합 모니터링 운영체계 189
[그림 V-43] 국내외 어장환경 평가기술 개발 사례 189
[그림 V-44] 한국해양과학기술원(KIOST) 빅데이터 분석 플랫폼(KIBIG) 구성도 192
[그림 V-45] 국내 빅데이터 플랫폼 및 센터 개념도 193
[그림 V-46] AIHub에서 인공지능 활용을 위한 학습용 데이터셋 구축사례 195
[그림 VI-1] 해양위성정보 운영·관리 및 활용 조직 체계(안) 201
[그림 VII-1] 연구개발사업의 경제성 분석 프로세스 217
[그림 VII-2] 산업연관분석 결과 227