환경외교를환경외교를환경외교를환경외교를환경외교를환경외교를환경외교를환경외교를환경외교를환경외교를환경외교를환경외교를환경외교를환경외교를환경외교를환경외교를환경외교를환경외교를위한위한위한위한위한위한위한위한위한위한위한위한위한위한위한위한위한위한정지궤도정지궤도정지궤도정지궤도정지궤도정지궤도정지궤도정지궤도정지궤도정지궤도정지궤도정지궤도정지궤도정지궤도정지궤도정지궤도정지궤도정지궤도다중위성융합다중위성융합다중위성융합다중위성융합다중위성융합다중위성융합다중위성융합다중위성융합다중위성융합다중위성융합다중위성융합다중위성융합다중위성융합다중위성융합다중위성융합다중위성융합다중위성융합다중위성융합 환경외교를위한정지궤도다중위성융합대기질대기질대기질대기질대기질대기질대기질대기질대기질대기질대기질대기질대기질대기질대기질대기질대기질대기질 / 해양환경해양환경해양환경해양환경해양환경해양환경해양환경해양환경해양환경해양환경해양환경해양환경해양환경해양환경해양환경해양환경해양환경해양환경모니터링모니터링모니터링모니터링모니터링모니터링모니터링모니터링모니터링모니터링모니터링모니터링모니터링모니터링모니터링모니터링모니터링모니터링시스템시스템시스템시스템시스템시스템시스템시스템시스템시스템시스템시스템시스템시스템시스템시스템시스템시스템구축구축구축구축구축구축구축구축구축구축구축구축구축구축구축구축구축구축대기질 / 해양환경모니터링시스템구축 사전기획연구사전기획연구사전기획연구사전기획연구사전기획연구사전기획연구사전기획연구사전기획연구사전기획연구사전기획연구사전기획연구사전기획연구사전기획연구사전기획연구사전기획연구사전기획연구사전기획연구사전기획연구보고서보고서보고서보고서보고서보고서보고서보고서보고서보고서보고서보고서보고서보고서보고서보고서보고서보고서사전기획연구보고서
요약본 연구필요성 년에발사될예정인 위성의기상탑재체 년에 발사될예정인 위성의해양탑재체 와환경탑재체 는기상 해양 대기오염물질관측을위해설계되어 태양 지구복사의다른영역의채널을보유하고있음 가시 근적외채널 영역 가시 적외영역 동일정지궤도에다양한스펙을가진 개의지구관측센서가동시 에운용되는것은세계최초 세탑재체는관측포함영역 공간분해 능 관측가능시간과빈도 산출물특성이다르므로각탑재체의 장점을이용하여융합사용할경우기존산출물의정확도 해상도 등이개선될수있음 다부처사업을통해서 각탑재체중심의위 성활용사업을안정적으로지속하여 국가에기여할수있는각부 처의고유의업무를강화시킬필요가있음 기후변화 인간의활동을통해대기질 해양환경이변화하고있으 며 이상기후현상으로산불 홍수등재해로인한가능성이커지 고있음 현재와미래세대국민보건과삶의안정에크게영향을미칠수 있으며 세탑재체의장점을융합활용하여시너지효과를기대할 수있는뚜렷한 목적지향적인 위성융합활용사업 을추가할필요가있음 위성을이용한미세먼지모니터링과원인규명연구 해양 환경변화와원인규명연구 재해 산불 홍수등 모니터링 의분야 에서시너지효과가극대화될수있음
현재탑재체중심의위성활용과제와더불어목적지향적인위성활용사업을추가하여우리영토내대기질 해양환경정확하게진단 하며 국외 국내에서오는영향파악및자연적 인위적원인파악 연구를수행하여향후환경외교에대응할수있는과학적근거마련이필요 * 우리나라대기질은전세계 180개국중최하위권인 173위 (2016 환 경성과지수, EPI) 연구목표 자료의융합활용을통해 국민보건 생태계 기후변화와직결된해양 대기 환경융복합산출물을도출 자료의준실시간융합활용을통해 우리영토내대기질 해양환경변화 재해를입체적으로모니터링시스템을구축하며 대기질과해양환경의변화의원인을국내 국외로 구분하여규명하는과학적연구를수립 기대성과 국내정지궤도산출물의정확도와활용을극대화시킴 탑재체중심으로이용되는위성활용사업을보다안정적으로수행하여 위성과학기술의선진화 세탑재체의장점을아우르는대기 해양환경 재해모니터링을통해 국제협력을위한과학적증거를수립 국민보건향상에기여할 수있으며경제적효과있음 - 2 -
목차 ( 안 ) 제 장추진배경및현황분석 제 절추진배경및사업필요성 제 절현황분석 제 장다부처추진필요성 제 절부처별기존사업현황 제 절다부처추진타당성 제 장사업내용 제 절사업목표및내용 제 절세부사업내용 제 장사업추진전략 제 절사업추진체계및역할분담 제 절사업추진방안및기술획득전략 제 절성과활용및기대효과 - 3 -
그림목차 그림 대한민국이겪고있는대기 해양환경변화및과학적원인파악의필요성 그림 년봄강릉 삼척 상주산불 연합뉴스 그림 의관측영역 그림 천리안 를이용한국외발장거리이동대기오염물질감시 그림 현재운용중인해양위성 와대기화학모델링을이용한동중국지역의시공간연속적인 산출이가능 그림 위성 자료를동화한대기질예측성개선의예 그림 시공간연속적인해양환경 해색 해수면온도 모니터링시스템가능성 그림 세탑재체융합을통한산출물품질개선및융복합산출물도출 그림 우리영토대기질 해양환경수호를위한모니터링시스템 그림 사업추진체계 안 - 4 -
표목차 표 - 5 -
제 장추진배경및현황분석 제 절추진배경및사업필요성 추진배경 환경변화의영향력 대기와해양환경변화는현세대의국민보건과육지 해양생태계에직접적인영향을주며 그영향은미래 세대까지전파됨 그림 대한민국이겪고있는대기와해양환경변화및과학적원인 파악의필요성 년대한민국은미세먼지 황사등으로인한대기질저해문제와모자반 녹조 저염수이동과고수온등해양환경변화를겪고 있으나 그과학적원인을정확하게파악하지못하고있음 국경없이영향을줄수있는대기 해양환경변화의원인을국내혹은국외로구분하며 향후국내정책혹은국제협력을통해환경저해요인저감을위한구체적인조치를취할수있음 미래지속가능한활력사회를위해서장기간시공간연속적인정지궤도위성데이터베이스를이용한대기 해양환경변화를모니터링및원인분석연구가필요함 - 1 -
* 우리나라대기질은전세계 180 개국중최하위권인 173 위 (2016 환경성과지수, EPI) 최근이슈가되고있는주변국에의한우리나라대기 해양환경변 화가능성이있을때과학적근거를수립하는기반연구를튼튼히수행하여야 대기질과해양환경의수호를위한국내정책및환경외교를효과적으로수행할수있음 최근변화하는기후환경에따라일어나는빈번히일어날수있는 산불 가뭄 홍수등재해로부터국민의삶과재산을보전할필요 가있음 건조 강풍의대기상태가이상적으로지속되면서산불이발생시수일간진화가어려워산림손실및인명 재산피해가있음 우리영토환경수호를위한재해모니터링기술개발필요 [ 그림 1-2] NOAA 위성자료분석에의한한반도연근해표면수온분포도 : (a) 1993, (b) 2002-2 -
* 2017 년 5 월강릉, 삼척, 상주등에산불이진화가어려워약 143 hpa 의산림이손실됨 [ 그림 1-2] 2017 년봄건조하며강풍의대기상태로인해강릉, 삼척, 상주산불이크게번지고 우리영토내산림의손실과재산, 인명피해가있었음 ( 연합신문 ) 정지궤도위성 발사예정 년과 년에차세대 정지궤도위성 와 가각각발사될예정 는기상탑재체 에는해양탑재체 와환 경탑재체 가탑재되어 실시간우리나라 중국 일본등동아시아뿐아니라태평양 호주 적도지역가지포함하는 영역의해양 대기 환경관측을실시할예정 는주요목적인해양관측 대기미량기체 기 상관측 구름등 을위해센서가설계되어 태양 지구복사의다른영역의채널을보유하고있음 가시 근적외채널 영역 가시 적외영역 세위성은채널 관측포함영역과시간 공간분해능이다르므로각 위성의장점을이용하여융합사용할경우시공간대기 해양 환 경모니터링의장점이극대화가가능함 - 3 -
기개발된위성산출물의경우에도타위성자료를이용할때정확도가높아질수있음 각위성알고리즘에서표준상태나기후값으로로가정하고있는부분들중다른위성의준실시간관측시개선가능 중첩채널에서위성간상호검증을통해각위성의고유산출물의정확도향상가능 우리나라뿐아니라중국과동해를포함한집중적인대기질 해양환경 재해모니터링이가능 - 4 -
GK-2A GK-2B 탑재체 AMI GOCI-II GEMS 수명 10 년 채널수 16 13 1000 파장범위 0.4-13 μm 375-860nm 300-500 nm 시간해상도 10min (FD) 2 min (FLA) 1 h (LA) 1 day (FD) 1 h 공간해상도 2 km 250 m (LA) 7 x 8 km ( 서울 ) 관측가능시간 24h 주간주간 [ 표 1-1] 2018 년에발사될 GK-2A 에탑재될기상센서인 AMI, 2019 년에발사될 GK-2B 에탑 재될 GOCI-II 와 GEMS 의주요특성 [ 그림 1-3] GK-2A 위성 AMI 와 GK-2B 위성 GOCI-II, GEMS 의관측영역 ( 국가기상위성센터 제공 ) 정부정책방향 문재인정부국정과제 미세먼지걱정없는쾌적한대기환경 - 5 -
년봄노후화력발전소셧다운을실시하였으나 국외원인에 대한기여에대한불확실성이존재함 환경부 미세먼지관리특별대책 향후 년내에유 럽주요도시수준으로미세먼지개선을목표로함 본제안과제를통한장기간연속적인대기질모니터링자료구축및국내 국외요인을구분하여접근해야미세먼지저감이실질적으로가능할수있음 해양수산부 해양수산 중장기계획 한반도주변해양해양 이상현상에대한실시간예경보시스템구축 본제안과제를통해서해양환경저해요인 모자반 녹조 고수온등 등의실시간모니터링및원인파악연구를수행해야함 - 6 -
제 절현황분석 국내외기술연구개발동향 가 차세대 정지궤도위성활용연구개발동향 지난 년간정지궤도위성천리안위성을운영노하우축적 년 월통신센서 해양센서 기상센서 를탑재한우 리나라최초의정지궤도위성인천리안위성발사하였음 와 는정지궤도위성의장점을이용한연속적인지구관측 위성의역할을수행해왔음 국내에 년간의위성자료처리 활용노하우및인력및상호협력 을위한네트워크의기반이구축되었음 한국해양과학기술원 해양위성센터에서운용하는 는지속적 인해양환경관측을수행하며해양관련국가현업에기여할뿐아 니라 선진국을제친세계최초의정지궤도해색위성으로과학적 의미가큼 기상청 국가위성센터에서운용하고있는 는기상협업에활용되 어왔으며 세계에서 번째정지궤도기상센서를운용하면서기상 위성분야기술을선진국수준으로향상한점에서의의가큼 천리안위성의임무종료가다가오면서 차세대정지궤도위성인 와 위성이각각 년과 년에발사예정 현재 자료처리알고리즘및현업활용연구가진행중 기상청 년 위성에탑재될기상센서 활용연구는 국가기상위성센터의주도하에활발하게이뤄지고있음 해양수산부 년 위성에탑재될해양센서 활용 연구는한국해양과학기술원 해양위성센터의주도하에이뤄지고 - 7 -
있음 환경부 년 위성에탑재될환경센서 활용연구 는환경부환경과학원의주도하에이뤄지고있음 - 8 -
[ 표 1-2] GK-2A AMI 의주요산출물 (52 종 ) [ 표 1-3] GK-2B GOCI-II 의주요산출물 (26 종 ) - 9 -
제 장다부처추진필요성 제 절부처별기존사업현황 부처별기존사업현황 기존사업은탑재체별위성활용연구로탑재체발주부처의현 업과고유의업무에초점을맞춤경향이있어범부처적인최상의 시너지효과를위한 목적 현상 지향적인문제해결 접근이부족 하였음 두번째정지궤도위성인 활용사업에서는부처의 고유의업무에위한지속적이고안정적인국민의삶과관련된현 상에초점을두어목적지향적인활용연구가추가필요함 가 기존사업 천리안위성활용 기존사업은 년발사되어현재운용중인천 리안위성의해양탑재체와기상탑재체의활용연구를통해단일탑 재체의산출물알고리즘개발 산출물정확도개선 현업활용기술 개발에국한된것으로다중탑재체를이용한융합산출물생성및 목적 현상 지향적인문제해결 에대한접근은부족 천리안위성의지구관측탑재체는해양탑재체 및기상탑재체 가있었으며 각운영기관에서활용연구를수행하였고 천리안 위성은 년임무종료예정 본과제에서이용하는 위성은 년발사되어새로임무를시작하여근본적 으로다른위성활용사업임 - 10 -
국내첫번째지구관측위성 천리안 에서는위성자료를만들고 현업에활용하는데집중하였음 국내위성과학의비약적발전을 수립함 기상 해상 환경현상을진단 원인규명 상관성연구등 시공 간연속된정지궤도위성데이터베이스를이용한현상과학은상대 적으로신경을쓰지못함 천리안 호 활용사업의방향성 위성은세계최초로해양 환경 기상의 개탑재체가 운영되어 다양한스펙트럼밴드를보유로융복합활용에좋은조 건을가지고있음 본제안과제는현재있는부처고유의활용과제를통한산출물개 선 부처현업 현안에활용뿐아니라 현재와미래국민의삶을위 한우리영토내대기 해양 육상환경수호를위한다음의목표를 수립 주변국의인간활동등에의한 미세먼지문제 와 해양환경 변화 등에효과적으로대응할수있도록과학적근거를마련하여향후국제환경외교에서협상근거로활용할수있도록함 세탑재체를융합활용함으로써시너지효과를얻을수있는산불등재해탐지기술을개발하도록함 이와같은특수목적을추하가여위성융합정보의가공및기반연 구를추진하려고하는함 - 11 -
과제명 내용 차별화 - 본과제는향후환경외교를위한기초자료확보및과학적증거를수립을목표로하기때문에, 기존사업의해양관련국내현안해결을위한해양위성활용과는목적이차별화됨. - 기존과제의경우자료품질을향천리안해양관측위성정지궤도상시키기위하여타극궤도대기현업활용기술개발해양위성질위성자료를활용하였으나및국내해양위성활용연구 (OMI등) 극궤도위성의장점은활용연구기반확대있으나, 시간해상도문제로활용 에한계가발생. 본과제에서는 유사한기능을가졌지만동일한 궤도에서높은시간해상도로관 측을하는 GEMS, AMI 자료를 활용하여, 자료품질향상된자료 를연속적으로제공 - 기상위성만을활용한산출물개발 정지궤도기상위성 천리안기상위성 52종 연구도중요하지만, 동일한궤도에서한반도및전지구를다양한 지상국 산출물생산을위한 방식으로 관측하고 있는 알고리즘 / 활 알고리즘개발연구 GOCI-II/GEMS/AMI의 융복합 용기술 대기질 / 해양환경산출물을생산 한다는점에서차별화됨 - 본과제는 GOCI-II/GEMS/AMI의 환경위성핵심 5종 융복합 산출물을개발하고모니 환경위성산출물융합활용확대연구 산출물을활용한대기분야 / 타분야융 복합및응용기술개발연구 터링시스템을구축한다는점에서환경위성산출물의활용확대를위해대기질분야및타분야융복합기술개발을위한기존의연구와차별화됨 [ 표 2-1] GK-2A/2B 위성활용사업의내용요약및본과제와차별점 - 12 -
제 절다부처추진타당성 다부처추진필요성 가 각탑재체는발주부처고유영역뿐 아니라아닌다양한분야에활용가능 은우리영토대기 해양 육상환경수 호를위한소중한자산 의고유성 동일정지궤도에다양한스펙을가진 개의지구 관측센서가동시에운용되는것은세계최초 각탑재체의다각적능력을효율적이용필요 각탑재체의이름은그고유의관측목적으로인해해양 기상 환경위성으로명명되고 있으나 각센서의고유목적이외에다양한분야에활용가능한산출물을생산함 해양위성의경우엽록소농도등해양관측고유의목적을수행하 며 고해상도에어로졸자료를제공하여환경학적의미가크며 해무 황사 태풍등의고해상도위성영상을제공함으로기상학적 의미도큼 기상위성의경우구름 온도 복사등기상관측고유의업무을수행하고있음 적외채널을이용하여 시간연속적이며 수분단위의빈번한관측의에어로졸자료를제공하며 등자료도 제공하기때문에연속적인대기질모니터링에이용가능 해수면온도와냉수대관측을제공하기때문에해양학적으로큰의미가있음 환경위성의경우대기미량기체와에어로졸관측의고유의업무을수행하고있음 대기미량기체정보는해양위성과기상위성의대기보정정확도를향상시킬수있어해양학 기상학적의미가있음 - 13 -
[ 표 2-2] GEMS, GOCI-II, AMI 주요산출물 / 활용분야를환경, 해양, 기상, 육상분야로분류 나 효과적인대기질 해양 육상환경수호를위해서 목적지향적인 융합활용필요 국경없는영향에의한우리영토내대기질환경수호 를위한목 적지향적접근으로 를융합활용이필요함 현재우리나라에주요현안인미세먼지 대기질문제를효과적으로 해결하기위한방안으로 뿐아니라 와 산출물 을통합하여시공간연속적인에어로졸및미세먼지데이터베이스 구축이필요하며 대기질모니터링에활용이필요함 에어로졸뿐아니라대기미량기체의관측이가능한 는대기 질환경모니터링모델링에주도적인역할을할것으로기대됨 그 러나 는수평해상도가상대적으로낮으며 야간에는관측 이불가하다는단점이있음 해양위성 는세밀한가시채널을탑재하여정확도높은높 은수평해상도 급 에어로졸광학두께 타입자료를제공할예 - 14 -
정임 현재운영중인천리안위성 의경우도미세먼지농도 산출과대기질모니터링과자료동화를통한대기화학모델링에큰 역할을하고있어 의환경학적역할에대한기대가큼또한 기상위성 의에어로졸산출물의경우적외채널을이용한에어로졸산출물을생산하여 시간연속관측이가능하다는 장점이있음 시공간연속적인에어로졸 미세먼지자료를위한위성융합활용기술 개발과동반하여 국외 국내발대기질장거리수송문제를효율적으 로해결하기위한과학적연구를수행하기위해서 각탑재체운용 관련기관과학계를묶어주는 콘트롤타워 와같은다부처과제가 반드시필요함 [ 그림 2-1] 천리안 GOCI 를이용한국외발장거리이동대기오염물질감시 : 본과제추진시세위성의산 출물을융합활용하여효율의극대화가가능함 - 15 -
[ 그림 2-2] 현재운용중인해양위성 GOCI 와대기화학모델링을이용한동중국지역의 시공간연속적인 PM2.5 산출예시 (Xu et al.) - 16 -
[ 그림 2-3] GOCI 위성에어로졸자료를동화한대기질예측성개선의예 : (a) 한국과 (b) 일본의 AERONET 지상관측소 AOD와 (c) 한국의지상관측소 PM10의관측값의시간변동성 ( 파랑 ) 을자료동화없는 WRF-Chem 모델모의 ( 파랑 ) 와, MODIS와 GOCI AOD 자료를자료동화한 WRF-Chem 모델모의값 ( 검정 ) 시간변동성과비교 - 17 -
[ 그림 2-4] 현재개발중인 GK-2A/2B 를융합활용한일자료에어로졸데이터구축 ( 연세대김준교수제 공 ) - 18 -
국경없는영향에의한우리영토해양환경수호 를위한 융 합활용필요 주변국의영향으로우리영토환경을저해할가능성이있는것은 비단대기질문제뿐만이아니라 해양생태계 해양환경에도적용 될수있음 중국쪽에서모자반 저염수 녹조가우리나라영역까지피해를줄 수있음 년 년모자반이계속적으로몰려와제주도해안의쓰레 기처리로많은인력과비용이투입되었으며 관광에악영향이있었음 특정해에녹조 저염수 모자반등이주변국에서우리해역으로 영향을주는원인규명연구가필요함 세밀한가치채널을보유함으로써 해색을관측하는 는해양생태계에중요한 적조 녹조 갈조등의모니터링하며 는 해양에서중요한해수면온도자료를관측할예정임 와 를융합활용한시공간연속적인데이터베이스구 축할때엽록소농도 해수면온도동시모니터링가능 주변국에서우리나라로유입될수있는인자에의해서해양환경저해 요인 녹조 저염수 갈조 이일어날수있으므로 원인분석기반 연구를수행하여 타국의인의적인활동에의한피해가밝혀진다면향후국제협력의자료로이용될수있음 와해수면온도를제공하는 를융합활용하여시공간연속 적인해양생태계 해양물리모니터링가능 - 19 -
[ 그림 2-5] GOCI 의해서 2017 년중국쪽에서제주도에몰려온괭생이모자반을탐지하였음. - 20 -
[ 그림 2-6]. GOCI 에서엽록소농도와 AMI 의해수면온도산출물을융합이용하여시공간연속적 인해양생태계 - 해양물리모니터링가능함 - 21 -
우리영토육상환경수호 를위한재해모니터링을위한 융 합활용필요현재주로산불탐지로주로이용되는극궤도위성은실시간모니터링이어려움많은알고리즘에서소규모산불탐지정확도가떨어지거나아예탐지대상에서제외되어소규모산불이많이일어나는우리나라에적용하기어려움 은공간해상도가높아소규모산불탐지에용이하나실시 간모니터링이어렵고 일에한번촬영 열적외선이없어정확 - 22 -
한탐지에어려움을가짐 각위성마다제공하는파장과산출물이다르기때문에한가지위 성으로산불을탐지하는데방법과정확도의한계가있음 의위성의세탑재체 를융합하면우리나 라산불을중소규모까지실시간모니터링할수있을것으로보임 - 23 -
[ 그림 2-7] 기존산불알고리즘 [ 그림 2-8] GOCI 와 Himawari 8 을이용한 2017 년 5 월 7 일강릉산불, 2016 년 3 월상주산불 : GK-2 위성발사시에더해상도가향상된 GOCI-II 와 AMI 가융합이용될수있음 (UNIST 임정호 교수제공 ) - 24 -
현재의탑재체중심별 활용사업이있는데다부처사업이필요한가 다부처사업에대한아이디어발굴및관계기관과학계의의견을수럼하기위한 차세대정지궤도복합위성 융합활용을위한워크숍 년 월 일 개최 한국해양과학기술원 기상청 국립환경과학원등관계기관과및연세대 이화여 대 울산과학기술원 부경대 공주대등학계전문가발표및패널토론수행 패널토의요약결과 지구관측위성에막대한예산을투자하였음 위성을올리는것은 새로운시작으로 순수한과학적연구뿐아니라사회와국민의이익을위한목적을가지려는노력이필요함 현재 는각탑재체운용부처에서주도적으 로알고리즘개발및현업용활용사업을하고있는형태로진행되 고있음 등해외에서도탑재체별사업으로위성알고리즘 개발이이뤄지고있어이런형태는위성알고리즘및활용사업의기본으로생각됨 각위성탑재체별산출물의정확도를높이기위해서다른탑재체 산출물을융합하는시도는각활용사업에서이미진행 포함되고있음 중복성문제가있을수있지만 실제로현업에서사회의이익을위 한부처간협력을위한현상중심의원인규명을통한위성과학기술윈고도화를위해서는특별한창구 다부처사업 가필요 천리안위성을통한해양탑재체와기상탑재체는위성알고리즘개 발과활용연구경험이있는반면 환경탑재체 는이번이처 음발사이며위성센터가이제만들어가는단계임 각위성센터의노 하우의정도가상이하기때문에 기관이협력하는구체적인체계나 사업이만들어져야 대기질문제 해양생태계변화 이상기후에 의한재난 등의시급한현안을해결하기위한기반연구를위해서 - 25 -
다부처사업과같은구체적협력방안이반드시필요함 융합이용을통해서기상 해양 환경뿐아니라육상 재난분야에 를융합활용할때시너지효과가있는가능성을발견하였음 현재까지대기질문제가많이강조되었으나 새로운연구아이템발 굴및키워드를정의할필요가있음 위성융합활용아이템발굴을위한키워드도출 위성융합활용키워드 현상중심 에어로졸 / 미세먼지 / 황사적조 / 녹조 / 모자반 & 고수온산불, 가뭄, 화학재난, 폭염, 토지피복기후변화 대상탑재체 GEMS, GOCI-II, AMI GOCI-II, AMI GEMS, GOCI-II, AMI GEMS, GOCI-II, AMI [ 표 2-3] GK-2 위성융합활용아이템발굴을통한 현상 도출 위성융합활용키워드 기술중심 정확도향상공간해상도향상인공지능 / 기계학습자료동화를통환모델링개선 내용 GEMS를이용한 GOCI-II, AMI 대기보정기술향상 GOCI-II를이용한 AMI, GEMS 해상도향상위성빅데이터를이용한융합활용알고리즘개발에이용 [ 표 2-4] GK-2 위성융합활용아이템발굴을위한 기술개발 키워드도출 - 26 -
위성이활용을위한사업을탑재체기반사업과특수목적 지향적이사업을구성할수있음 부처간합의진행중 추가예산확보필요 - 27 -
발표시간발표자소속발표주제시작종료 워크숍등록 개회식 사회 한국해양과학기술원한희정단장 축사 한국해양과학기술원홍기훈원장 국가기상위성센터박훈센터장 국립환경과학원김정수부장 조성익한국해양과학기술원 융합활용워크숍의취지와목표 소개 각탑재체의고유의목적및타분야가치 좌장 임정호교수 정주용기상청기상위성고유목적및타분야가치 김지영국립환경과학원환경위성고유의목적및타분야가치 박명숙한국해양과학기술원해양위성고유목적및타분야가치 다중센서융합산출및활용 좌장 한국해양과학기술원김원국박사 안명환이화여자대학교 융합산출및활용가능성 임정호 다중센서융합산출연구 오찬 참석자전원점심제공 해양환경 기상 대기질문제를위한 활용기술방향성 좌장 국가기상위성센터정주용연구관 송창근 지상관측을이용한 검증및대기질연구에 활용방안 김미진연세대학교 에어로졸산출물소개 이명인 박명숙 한국해양과학기술원 자료동화를통한대기화학모델링개선 이용한해양환경모니터링가능성 이한림부경대학교 융합활용을통한황사고도산출기술 안재현한국해양과학기술원 융합을통한해색위성개선가능성 패널토의 서명석교수 공주대학교 패널 각부처별 분 해양과학기술원박영제부원장 국가기상위성센터위성기획과장근일과장 국립환경과학원지구환경연구과김상균과장 이화여대안명환교수 송창근교수 다중센서융합산출 활용기대분야 타분야활용기대분야 융합활용연구를위한각기관의협력방안 학계 연구소와의협력극대화방안 [ 표 2-5] 제안된다부처과제에대한관련기관과학계의의견수립을위한 차세대정지궤도복합위성 GK-2A/2B 융합활용을위한워크숍 을개최하였음 - 28 -
[ 표 2-6] 우리영토대기질 / 해양환경을위한 GEMS, GOCI-II, AMI 산출물의환경, 해양, 기상, 육상분 야로융합적용가능성토의 - 29 -
제 장사업내용 제 절사업목표및범위 사업목표 다부처사업을통해 위성의 탑재체별활용사업 을안정적 으로지속적으로수행하여위성활용과학기술의수준을세계적인 수준으로높이며각부처별고유의해양 기상 대기질업무를강 화함 목적지향적 활용연구를추가 주변국의활동으로기인할수있는우리영토내의 미세먼지 해양환경저해 등의 장거리수송을모니터링하고원인을규명하는과학적기반연구 수행 이상기상현상으로발생할수있는 재해모니터링 기술 을개발하여국민의삶의터전인우리영토환경을보전에기여가 사업범위 년에발사될차세대정지궤도기상위성 해양위성 환경위성 를융합활용하여국민보건 생태계 기후변화와직결된해양 대기 환경산출물정확도향상및 융복합산출물을도출함 탑재체별활용사업지속적으로수행 다중위성빅데이터융복합을통해 산출물품질개선 융복합산출물도출을통한현업지원업무 - 30 -
[ 그림 3-1] GK-2 세탑재체를융합을통한산출물품질개선및융복합산출물도출 탑재체기반사 업수행 산출물을융합활용하여우리환경수호를위한대기질과해양환경의 준 실시간모니터링시스템을구축하며 대기질 해양환경저해원인을국내 국외로구분하 여이해하는기반기술개발 목적지향적인사업수행 를활용한시공간연속적인대기질 에어로졸 데이터베이스구축 인접국에의한대기환경저해 미세먼지등 를진단하고개선을위한 국제협력의과학적근거마련연구수행 대기순환 기후 과우리나라고농도미세먼지상관성연구 와 를활용한시공간연속적인해양생태계 해양환경모 니터링 - 31 -
인접국에의한해양환경 모자반 저염수등 저해를진단하고개선을 위한국제협력의과학적근거마련연구수행 를융합활용한준실시간재난 산불 화학사고 기술개발 [ 그림 3-2] 국경없이유입되는인자와재난에대비한대기질 / 해양 / 육상환경수호모니터링 & 기반연구 - 32 -
제 절세부사업내용 사업목표 산출물을융합활용하여대기질과해 양환경의저해원인을국내 국외로구분하여원인을규명하는 기반기술개발및산불및재난탐지기술개발을위한 목적지향적인 위성활용 사업수행 - 33 -
주요사업별세부내용 주요사업명 사업개요 현황및 필요성 사업목표 연구개발 내용 천리안위성및 GK-2A 2B위성융합동아시아장기미세먼부처지데이터베이스구축및국내 / 국외원인규명연구미정 Ÿ 천리안위성과 GK-2A/2B 위성을융합활용한장기간의시공간연속적인미 Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ 세먼지데이터베이스구축함 장기누적위성기반자료를이용한국경을넘나드는미세먼지원인규명연구초고농도미세먼지발생시국민의건강에지대한영향을미침 새정부출범이후국내노후화력발전소셧다운등국내정책을시행하고있 으나, 국외에서오는원인을규명하기위해서는동아시아전체를관측하는위 성을이용한시공간연속적인에어로졸 / 미세먼지데이터베이스구축이필요함 지상관측소자료가이용불가한경우라도신뢰성있는자료를구축하면, 시공 간연속적인모니터링이가능하며과학적연구에이용가능 2019 년에발사될 GK-2B 의 GEMS 의대기미량기체와에어로졸자료를관측 하여, 동아시아대기질문제해결에큰역할을할것으로기대됨 그러나, GEMS 는수평해상도가낮으며, 주간에만관측가능함 대기질모니터링목적을강화하기위해서, GOCI-II 의고해상도 (500m 급 ) 에 에어로졸자료와 24시간관측가능한 AMI 에어로졸산출물을융합활용가능 2010년부터이용가능한천리안위성과 GK-2A/2B 위성융합에어로졸 / 미세 먼지데이터베이스구축 장기위성기반에어로졸 / 미세먼지자료를이용하여, 미세먼지국내 / 국외원 인을규명하는연구수행 고농도미세먼지와기상장의관련성연구 GEMS 미량기체자료와에어로졸자료, GOCI 고해상도에어로졸자료, 24시 간연속이용한 AMI 의에어로졸을최적화하여위성빅데이터융합하는방안 을연구 세탑재채위성자료를이용하여대기화학모델링혹은인공지능기반알고리 즘을개발지상농도 PM 자료를산출 천리안 COMS 자료를이용하여 2010 년부터장기간동아시아에어로졸자료 를구축하는기술개발 장기위성자료를이용한동아시아대기질변동성및추세규명, 기상장과의 연관성연구, 우리나라미세먼지국외 / 국내요인애대한연구수행 기대효과 Ÿ 향후국제협력 / 환경외교시필요한과학적자료축척 - 34 -
산출근거 구분 1~3년차 4~6년차 7~9년차 천리안위성과차세대정지궤도위성 GK-2A 2B 융합한장기간지상 미세먼지산출알고리즘구축 GK-2를이용한미세먼지장거리 수송모니터링기술개발로 국내 / 국외원인규명장기축척된위성기반자료를 이용하여기상장 - 미세먼지상관관계 5 억 5 억 5 억 15 억 5 억 5 억 5 억 15 억 5 억 5 억 5 억 15 억 규명 계 20 억 15억 10억 45억 - 35 -
주요사업명사업개요현황및필요성사업목표연구개발내용기대효과산출근거 GK-2 위성을융합활용한해양생태계의이상현상및해해수부부처수면고온현상모니터링및원인규명연구 ( 협의 ) Ÿ GK-2B/GOCI-II와 GK-2A/AMI를융합활용한해양생태계이상현상및해수면고온현상모니터링및해색-해수면온도상관성연구 Ÿ 주변국에서우리해역으로영향을줄수있는녹조, 저염수, 모자반등의원인분석을의한과학적기반연구수행 Ÿ 기후 / 기상변화와해상이상고온현상의상관성연구 Ÿ 중국쪽에서모자반, 저염수, 녹조가우리나라영역으로피해를주고있음 Ÿ 특정해에녹조, 저염수, 모자반등이주변국에서우리해역으로영향을주는원인규명연구가필요함 Ÿ 최근이상적으로해수면고온현상에의한양식장집단폐사가빈번하여, 원인분석이필요함. Ÿ 세밀한가시채널을보유함으로써, 해색을관측하는 GOCI-II는해양생태계에중요한, 적조, 녹조, 갈조등을모니터링하며, AMI는적외채널을보유함으로주요해양물리인자인해수면온도를산출함 Ÿ 미세먼지 와같이국경없이유입되어해양환경을저해시키는요인 녹조, 저염수, 갈조 등에대한원인분석기반연구를수행하여, 주변국의인위적 인활동에의한피해인지에자연적인현상인지원인분석연구가필요함 Ÿ 중국쪽에서모자반, 저염수, 녹조가우리나라영역으로피해를주고있음 Ÿ 특정해에녹조, 저염수, 모자반등이주변국에서우리해역으로영향을주는원인규명연구가필요함 Ÿ GK-2B/GOCI-II와 GK-2A/AMI를융합활용한해양생태계이상현상및해수면고온현상모니터링 Ÿ 우리나라주변해역에서해색-해수면온도변동성연구및기후변화와연관된장기변동성연구 Ÿ 주변국에서우리해역으로영향을줄수있는녹조, 저염수, 모자반등의해 양생태계이상징후원인분석기반연구수행 Ÿ 기후 / 기상변화와고온현상의상관성연구 Ÿ 향후국제협력 / 환경외교시필요한과학적자료축척 Ÿ 양식장등에위성 구분 1~3년차 4~6년차 7~9년차 ( 기초연구 ) ( 기초연구 ) ( 실용화 ) GOCI-II와 AMI를융합활용한 해양생태계이상현상및 5 5 5 5 이상고온현상모니터링기술개발 고수온, 녹조, 저염수, 모자반유입 등의이상해양현상의원인분석 5 5 5 5 연구 우리나라주변해역에서기후 / 기상변화와고수온의상관관계 5 5 5 5 계 15 15 15-36 -
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제 장사업추진전략 제 절사업추진체계및역할분담 주관협조부처설정 부처간역할분담및연계방안 부처협의진행상황등제시 기본구조 안 위성의성공적인활용을위해서위성운영하는기간동안 탑재체별부처고유 위성활용사업을지속적으로수행하 는것은절대적으로필요 각부처에서고유의업무에방해가되지않도록독자적으로수행 관계부처의다부처참여조건 세계적으로유일한세개의탑재체가같은궤도에서지구관측을하는소중한자산인 위성을융합을통해서 목적지향적인 탑재체융합현상과학연구를추가적으로수행 현재우리사회와 미래의세대에주는영향력과세탑재체의융합으로얻어질수있 는여러장점을고려했을때다음과목적을수립함 국경없이유입되는 미세먼지 해양환경변화 자료구축 및국내 국외원인규명연구수행 국민의안정된삶에중요한준실시간재난탐지기술개발 제 절사업추진방안및전략 사업추진체계 안 가 기본구조 안 기본구조 안 - 38 -
[ 그림 4.1] 사업의기본구조 ( 안 ) 부처간역할분담 안 - 39 -
제 절성과활용및기대효과 단계별성과목표제시및성과활용방안 기술적사회적경제적기대효과제시 성과활용 가 휴먼명조체 휴먼명조체 휴먼명조체 휴먼명조체 - 40 -