[표지] 1
제출문 3
요약문 5
목차 13
제1장 필요성 및 기술의 정의 24
1. 연구개발 배경 24
(1) 관련법령 및 정부정책에 의한 연구개발 과제 지원 근거 24
(2) 해양위성정보 활용 주요 연구개발사업 추진 현황 24
2. 연구개발 필요성 25
3. 기술의 정의 28
제2장 국내외 동향 및 환경 분석 30
1. 국내외 정책 동향 30
(1) 국내 관련 정책 및 계획 30
(2) 국외 관련 정책 및 계획 38
2. 국내외 시장 현황 및 전망 45
(1) 국내 시장 현황 45
(2) 국외 시장 현황 54
3. 국내·외 기술 동향 분석 71
(1) 다종원격탐사자료 융합을 위한 표준화 기술 71
(2) 다종원격탐사자료(위성, 비행체, 드론 등) 융합 기술 74
(3) 데이터 큐브 형식의 다종원격탐사 융합자료 관리기술 77
(4) 부유성 해양오염원 체적 추정 기술 83
(5) 항행위험성 해상부유물 탐지기술 86
(6) 연안해역 해양부유물 이동예측·추적 기술 89
(7) 해수면 위상 변동에 의한 소규모 해양현상 산출기술 92
(8) 해수 광특성 기반 고정밀 탁도 추정기술 102
(9) 융합위성정보 기반 하천 방출량 추정 기술 109
4. 기술 수준분석 113
5. 유사과제 분석 118
(1) 유사과제 현황 118
(2) 기존 기술(연구)과의 차별성 121
6. 연구개발 인프라 분석 123
7. 종합분석 130
제3장 연구개발과제 구성 및 추진전략 134
1. 비전 및 목표 134
2. 핵심기술요소 선정 및 TRL 목표 135
(1) 핵심기술요소(CTE) 도출 135
(2) 기술성숙도(TRL) 단계별 목표 137
3. 연구개발과제 구성 140
(1) 과제 도출 프로세스 140
(2) 과제 구성 141
4. 세부과제 주요 내용 및 추진전략 163
(1) 다중해상도 다목적용 원격탐사자료 융합 표준화 기술 개발 163
(2) 융합자료 기반 해양현안대응 응용산출물 생산 기술 개발 165
5. 세부과제 간 연계관계 167
6. 과제별, 연차별 기술로드맵 및 성과로드맵 168
(1) 과제별 로드맵 168
7. 성과활용 방안 169
(1) 기술적 측면 169
(2) 사회·경제적 측면 170
(3) 정책결정 지원 측면 171
8. 연구수행체계 172
제4장 사전타당성 검토 174
1. 정책적 타당성 174
(1) 상위·유관 계획과의 부합성 및 추진 의지 174
(2) 정부지원의 필요성 및 시급성 179
(3) 유사 사례에 대한 국내외정부지원 사례 179
(4) 사업추진상의 위험요인과 대응방안 181
2. 과학기술적 타당성 181
(1) 기존 사업과의 중복성 및 차별성 181
(2) 기술개발 성공 가능성 183
(3) 기술개발의 파급효과 184
(4) 기술개발의 위험요인과 대응방안 185
3. 경제적 타당성 186
(1) 경제적 타당성 개요 186
(2) 편익/비용 비율 분석 187
(3) 순현재가치(NPV) 분석 193
(4) 내부수익율(IRR) 분석 194
(5) 사회·경제적 파급효과 195
제5장 개발 소요예산 및 인력 분석 198
1. 연차별 소요예산 분석 198
2. 연차별 소요인력 분석 199
3. 재원 반영 계획 201
제6장 연구개발과제 구성 및 추진전략 202
제7장 제언 206
1. 연구개발과제명 206
2. 연구개발사업 개요 206
3. 증액을 통한 추가 연구개발 필요성 206
4. 사업비전 및 최종목표 208
5. 연구개발 구성 및 추진전략 209
6. 세부과제 간 연계 관계 211
7. 과제별, 연차별 기술로드맵 및 성과로드맵 214
8. 연계된 통합 과제 제안요구서 215
참고자료 222
붙임자료 230
판권기 265
[뒷표지] 266
〈표 1-1〉 다종원격탐사자료 융합 및 응용기술의 정의 28
〈표 2-1〉 제2차 위성정보 활용 종합계획의 추진전략 및 추진과제 33
〈표 2-2〉 주요국의 저궤도 위성 관리 기관 39
〈표 2-3〉 위성개발 추친 로드맵 45
〈표 2-4〉 재해재난 관리를 위한 위성기반 서비스 현황 52
〈표 2-5〉 과거 운용되었던 전 세계 해색 센서 목록 58
〈표 2-6〉 현재 운용 중인 전 세계 해색 센서 목록 59
〈표 2-7〉 개발 예정인 전 세계 해색 센서 목록 60
〈표 2-8〉 현재 운용 중인 전 세계 표층수온 관측 센서 목록 61
〈표 2-9〉 과거 운용되었던 고도계(Altimetry) 센서 목록 62
〈표 2-10〉 현재 운용 중인 고도계(Altimetry) 센서 목록 62
〈표 2-11〉 현재 운용 중인 SAR 센서 목록 63
〈표 2-12〉 현재 운용 중인 고해상도 광학센서 목록 64
〈표 2-13〉 Water Quality Data Pathfinder 포털에서 제공하는 위성 자료 정보 65
〈표 2-14〉 국외 재해·재난 대응 위성정보 서비스 현황 70
〈표 2-15〉 ISO TC211 지리정보 워킹 그룹 71
〈표 2-16〉 SEDRIS의 기술요소 정의 73
〈표 2-17〉 다종원격탐사자료의 융합 시 고려해야 하는 항목 75
〈표 2-18〉 다종원격탐사자료의 융합 융합 기법 및 사례 76
〈표 2-19〉 재난 유형별 데이터 셋 구성(안) 82
〈표 2-20〉 데이터 카탈로그(안)난 유형별 데이터 셋 구성(안) 82
〈표 2-21〉 Coastal Altimetry Project에 참여하고 있는 각기 다른 3개의 산출 알고리즘 차이 93
〈표 2-22〉 염분산출 가능한 인공위성들과 인공지능을 이용하여 공간 해상도를 증가시킬 수 있는 위성들(Medina-Lopez and Urena-Fuentes, 2019) 98
〈표 2-23〉 동북아 해역 부유물 농도 분석 알고리즘 개발 목록 108
〈표 2-24〉 다종위성영상 기반 유량 추정 기술 110
〈표 2-25〉 Altimetry 영상 기반 유량 추정 기술 111
〈표 2-26〉 국내 실시간 수위 및 유량 현장 관측 자료 리스트 111
〈표 2-27〉 북한 전역 수자원 변화량에 따른 유출량 정보 112
〈표 2-28〉 접경지역 주요지점 수문정보 산출물 112
〈표 2-29〉 핵심 기술별 국내외 기술 수준 분석 및 목표 설정 113
〈표 2-30〉 위성영상 활용 수중시계 추정 기술력 국내외 비교 116
〈표 2-31〉 위성영상 활용 유량 추정 기술력 국내외 비교 116
〈표 2-32〉 해안선 추출 기술력 국내외 비교 117
〈표 2-33〉 다종원격탐사 융합 및 응용 관련 부처 유사과제 리스트 118
〈표 2-34〉 관련 부처 유사 과제와의 차별성 121
〈표 2-35〉 강점과 약점 130
〈표 2-36〉 기회 및 위험 요인 130
〈표 2-37〉 SWOT 분석 131
〈표 2-38〉 SWOT 분석을 통한 전략방향 도출 132
〈표 3-1〉 핵심기술요소 체크리스트 135
〈표 3-2〉 핵심기술요소 후보 및 선정 135
〈표 3-3〉 핵심기술요소 유형 및 최종 TRL 136
〈표 3-4〉 다중해상도 다목적용 원격탐사자료 융합 표준화 기술 개발 연도별 TRL 목표 137
〈표 3-5〉 융합자료 기반 해양현안대응 응용산출물 생산 기술 개발 연도별 TRL 목표 138
〈표 3-6〉 다종원격탐사자료 융합 표준화기술의 정성·정량적 성과지표 142
〈표 3-7〉 융합 표준화 관련 부처 유사 과제와의 차별성 142
〈표 3-8〉 다종원격탐사자료 융합 기술의 정성·정량적 성과지표 145
〈표 3-9〉 융합 기술 관련 부처 유사 과제와의 차별성 145
〈표 3-10〉 데이터 큐브 형식의 다종원격탐사 융합자료 관리기술의 정성·정량적 성과지표 148
〈표 3-11〉 데이터 큐브 형식의 다종원격탐사 융합자료 관리기술관련 부처 유사과제와의 차별성 149
〈표 3-12〉 해수 광특성 기반 고정밀 탁도 추정 기술의 정성·정량적 성과지표 151
〈표 3-13〉 부유성 해양오염원 체적 추정 관련 부처 유사 과제와의 차별성 152
〈표 3-14〉 항행위험성 해상부유물 탐지 기술의 정성·정량적 성과지표 154
〈표 3-15〉 해상부유물 탐지 관련 부처 유사 과제와의 차별성 155
〈표 3-16〉 연안해역 해양부유물 이동예측·추적 기술의 정성·정량적 성과지표 157
〈표 3-17〉 해양부유물 이동 예측·추적 기술 관련 부처 유사 과제와의 차별성 157
〈표 3-18〉 해수면 위상 변동에 의한 소규모 해양현상 산출 기술의 정성·정량적 성과지표 159
〈표 3-19〉 해수면 위성 변동에 의한 소규모 해양현상 산출 기술 관련 부처 유사 과제와의 차별성 159
〈표 3-20〉 해수 광특성 기반 고정밀 탁도 추정 기술의 정성·정량적 성과지표 161
〈표 3-21〉 해수 광특성 기반 고정밀 탁도 추정 관련 부처 유사 과제와의 차별성 162
〈표 3-22〉 다중해상도 다목적용 원격탐사자료 융합 표준화 기술 개발 주요 내용 163
〈표 3-23〉 융합자료 기반 해양현안대응 응용산출물 생산 기술 개발 주요 내용 165
〈표 4-1〉 상위계획과의 부합성 조사 결과 174
〈표 4-2〉 상위계획과의 부합성 평점 결과 174
〈표 4-3〉 유사 사업과의 차별성 182
〈표 4-4〉 동 연구개발사업 관련 분야 R&D 사업화 성공률 188
〈표 4-5〉 세부과제별 예산 189
〈표 4-6〉 해양관측 부가가치 창출 편익 산식 190
〈표 4-7〉 해양관측 국내 시장 규모 190
〈표 4-8〉 해양관측 국내 시장 규모 191
〈표 4-9〉 해양재난재해 피해비용 저감 편익 191
〈표 4-10〉 해양재난재해 연평균 피해액 예측 191
〈표 4-11〉 해양재난재해 피해비용 저감 편익 192
〈표 4-12〉 B/C 분석 결과 193
〈표 4-13〉 B/C 분석 결과(NPV) 194
〈표 4-14〉 내부수익율(IRR) 결과 195
〈표 4-15〉 고용 효과 196
〈표 5-1〉 연차별 소요예산 198
〈표 5-2〉 연차별 소요인력 200
〈표 5-3〉 연차별 추진 업무 200
〈표 5-4〉 재원 반영 계획 201
〈표 7-1〉 추가 연구개발 수행 시 성능별 비교표 207
[그림 1-1] 해양위성정보 융합 및 응용 기술개발 필요성 개념도 27
[그림 2-1] 우주개발 중장기계획 분야별 세부 목표 중 위성 관련 부분 31
[그림 2-2] 제3차 우주개발 진흥 기본계획 관련 위성 활용 모식도 32
[그림 2-3] 해양공간정보 통합이용 체계 모식도 35
[그림 2-4] 수자원위성 개발 및 운영 기본 계획 개념도 36
[그림 2-5] 연도별 국가공간정보사업 예산 규모 및 흐름 37
[그림 2-6] 2019년 8월~2020년 1월 동안 발생했던 지구 재해재난 발생도 및 예측 영향도 40
[그림 2-7] 국내 위성 개발 로드맵('20 ~ '22 우주개발계획) 45
[그림 2-8] 2019년 국내 우주 분야별 활용금액(2020년 우주산업실태조사) 47
[그림 2-9] 국립해양조사원 국가해양위성센터 해양위성정보 제공 사이트 50
[그림 2-10] 국립수산과학원 위성해양정보시스템 해구별 자료 서비스(좌) 및 해구 분포도(우) 51
[그림 2-11] 국립수산과학원 위성해양정보시스템 수온·위성영상 예보·속보 서비스 자료 - NOAA 위성 표층수온(좌) 및 천리안 위성 클로로필(우) 51
[그림 2-12] 분야별 위성정보 활용 서비스 사례 53
[그림 2-13] 재난·재해 유형에 따른 신규영상 수집방안 53
[그림 2-14] 2019년도 전 세계 우주 산업 분야별 규모 55
[그림 2-15] 전 세계 미션별 위성 운영 현황 연차 변화 55
[그림 2-16] 전 세계 소형위성 시장 변화("Prospects for the Small Satellite Market", 2020) 56
[그림 2-17] NASA에서 개발하고 지원하는 지구관측 위성 시스템 미션 현황 및 계획 57
[그림 2-18] ESA에서 운영하고 개발 중인 지구관측 위성 현황 57
[그림 2-19] 전 세계에서 대표적인 해색 위성 현황 58
[그림 2-20] Earthdata 자료 검색 예시(우리나라 주변 해역의 Ocean 관련 자료) 66
[그림 2-21] Worldview 자료 검색 예시(우리나라 주변 해역 Terra/MODIS Chlorophyll a 관측자료) 66
[그림 2-22] NOAA CoastWatch Data Portal 67
[그림 2-23] CCI-OC Data Portal 68
[그림 2-24] RESTEC 임무 관계도 69
[그림 2-25] SEDRIS의 지구환경 표현 범위 72
[그림 2-26] 수준별 영상 융합 과정 74
[그림 2-27] 화소 수준 융합 기법의 종류 75
[그림 2-28] GEP의 주문형 처리 서비스 및 정보 계층의 포트폴리오 78
[그림 2-29] USGS Earth Explorer(http://earthexplorer.usgs.gov/) 79
[그림 2-30] NOAA CLASS(https://www.avl.class.noaa.gov/saa/products/welcome) 79
[그림 2-31] 해수와 기름의 비율별(Oil to Water Ratio) 실내 측정 분광라이브러리 84
[그림 2-32] 해상유출유 두께별 HyMap 센서 밴드 시뮬레이션 결과를 이용한 가시광선 분광특성 84
[그림 2-33] 해상유출유 사고 지역의 AVIRIS 영상 및 기름 면적비율, 두께, 체적 추정 결과(2010. 05. 11) 85
[그림 2-34] SAR 인공위성 산란모델을 이용한 기름두께 추정 비교 결과 85
[그림 2-35] Landsat 광학 영상으로부터 탐지한 빙산(좌), ENVISAT ASAR 영상으로부터 탐지한 빙산(우) 87
[그림 2-36] Sentinel-1 SAR 영상을 이용한 A-68 이동 경로 추적 88
[그림 2-37] CNN 기반의 선박-빙산 분류 모델 88
[그림 2-38] 유출유 확산 예측 모델 초기 조건(사고지점, 오염범위)에 따른 예측 결과 비교 89
[그림 2-39] GOCI와 WRF 모델을 이용한 부유성 해조류 이동 특성 분석 89
[그림 2-40] GOCI-I과 Lagrangian particle tracking 모델을 이용한 황해의 부유성 녹조류 이동특성 분석 90
[그림 2-41] 3차원 순환모델을 이용한 부유성 갈조류 이동예측 결과. (A) 2017.05.07., (B) 2017.05.18., (C) 2017.05.28. 91
[그림 2-42] MERIS 위성영상을 이용한 Gulf 만의 모자반류 월별 분포 및 이동특성 분석 결과 91
[그림 2-43] Paolo Cipollini, Global Storm Surge Network Forum, Venice, 18-20 November 2013.(National Oceanography, UK) 92
[그림 2-44] HF radar(좌측)과 위성의 고도계(우측)영상 94
[그림 2-45] Helike을 이용한 장기 연속 영상 획득 사례(a, b), 드론 이용 해류 모니터링 사례(c) 95
[그림 2-46] 드론 관측 영상으로부터 해류장을 산출한 예(좌측). 새만금 신시갑문(우상단), 그리고 조사원의 해류장(우 하단) 95
[그림 2-47] Biscay 만에서 coastal altimetry and high-frequency(HF) radar를 융합한 해류장 96
[그림 2-48] SWOT integrated measurement approach(NASA, CNES) https://earth.esa.int/web/eoportal/satellite-missions/s/swot 97
[그림 2-49] RADARSAT-1 SAR 위성영상과 MM5 기상모델을 이용한 해수면 와류 발생 재현 결과 97
[그림 2-50] Guadalquivir 강 하구의 염분 예측값. 2016, 5월(상좌측), 8월(상 우측), 10월(하단 좌측) 그리고 12월(하단 우측) 99
[그림 2-51] 2020년 8월 19일 GOCI SSS영상 100
[그림 2-52] (a) 수문 개방 전 관측된 드론 이미지(A: 방조제 외부 B: 방조제 내부)(b) d 수문 개방 후... 101
[그림 2-53] 2003년 1월 수직적 수중시계 추정 결과 105
[그림 2-54] SERT model로 분석된 양쯔강 하구의 고농도에 대한 부유물 분석 영상 107
[그림 2-55] AMS 부유물 분석 알고리즘 개발 회귀 분석(좌) 및 GOCI AMS 분석 영상(우) 108
[그림 2-56] 광역해양정보 상황인식체계위성 기본설계안 125
[그림 2-57] 국토위성센터의 위성영상 수신, 처리, 활용 인프라 구성 126
[그림 2-58] 해양 지능정보화 지원 인프라 조성 예산 128
[그림 3-1] 연구 비전, 목표 및 추진전략 134
[그림 3-2] 연구개발과제 도출 프로세스 140
[그림 3-3] 다종원격탐사자료 융합 표준화 기술 개발의 로드맵 142
[그림 3-4] 다종원격탐사자료 융합 기술 개발의 로드맵 145
[그림 3-5] 데이터 큐브 형식의 다종원격탐사 융합자료 관리기술의 로드맵 148
[그림 3-6] 부유성 해양오염원 체적 추정 기술 개발의 로드맵 151
[그림 3-7] 항행위험성 해상부유물 탐지기술 개발의 로드맵 154
[그림 3-8] 연안해역 해양부유물 이동예측·추적 기술 개발 로드맵 157
[그림 3-9] 해수면 위상 변동에 의한 소규모 해양현상 산출 기술 개발의 로드맵 159
[그림 3-10] 해수 광특성 기반 고정밀 탁도 추정기술 개발의 로드맵 161
[그림 3-11] 세부과제 간 연계 관계도 168
[그림 3-12] 다종원격탐사자료 융합 표준화 기술 개발 로드맵 168
[그림 3-13] 융합자료 기반 해양현안대응 응용산출물 생산 기술 개발 로드맵 169
[그림 3-14] 연구 수행 체계 172
[그림 4-1] 「제4차 과학기술기본계획(2018 ~ 2022)」 175
[그림 4-2] 「제4차 과학기술기본계획(2018 ~ 2022)」 4대 전략별 중점 추진과제 176
[그림 7-1] 해양위성영상 분석 활용 기술 개발 과제의 비전 208
[그림 7-2] 연구 내용 체계 210
[그림 7-3] 세부과제 간 연계 관계도 212
[그림 7-4] 1-3세부 과제간 연계 관계 213
[그림 7-5] 연차별 로드맵 214