초록
고해상도 위성영상의 등장과 공간분해능의 발전은 위성영상을 활용한 다양한 연구들을 가능하게 하였다. 그 중에서도 고해상도 위성영상을 이용한 표적 탐지 기술은 광범위한 지역의 차량, 항공기, 선박 등의 탐지를 가능하게 하여 교통류 모델링, 군사적 목적의 감시 정찰을 효과적으로 수행하게 한다. 최근 다양한 국가에서 여러 위성을 발사함에 따라 위성영상 선택의 폭이 증가하였으나 고해상도 위성영상을 이용한 공간해상도 비교 연구는 많지 않으며 더욱이 표적 탐지에 미치는 공간 해상도의 영향에 관한 연구는 국내외로 매우 부족한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 PSO 기반의 표적 탐지 연구를 바탕으로 공간해상도가 항공기 및 선박 표적 탐지에 미치는 영향을 분석하였다. 원영상에 대한 재배열 보간 기법을 통해 0.5m, 1m, 2m, 4m의 다양한 공간해상도의 시뮬레이션 영상을 생성하고 이때 최근린보간, 양선형보간, 3차회선보간과 같이 다양한 재배열 보간 기법을 적용하였다. 표적 탐지 정확도는 공간해상도 뿐만 아니라 보간 기법에 따라 비교 분석되었다. 연구 결과 0.5m의 고해상도 영상에서 그리고 최근린보간 기법을 이용한 재배열 영상에서 더 높은 표적 탐지 정확도를 얻을 수 있음을 확인하였다. 또한 50% 이상의 표적 탐지 정확도를 얻기 위해서는 항공기의 경우 2m, 선박의 경우 4m 이상의 영상이 필요하며 항공기의 형태적 특이성은 더 높은 공간 해상력을 필요로 함을 확인하였다. 본 연구는 항공기 및 선박 표적 탐지에 적합한 적정 공간분해능을 제안하고 위성 센서 설계의 기준을 제시하는데 큰 기여를 할 것으로 사료된다.
The emergence of high resolution satellite images and the evolution of spatial resolution facilitate various studies using high resolution satellite images. Above all, target detection algorithms are effective for monitoring of traffic flow and military surveillance and reconnaissance because vehicles, airplanes, and ships on broad area could be detected easily using high resolution satellite images. Recently, many satellites are launched from global countries and the diversity of satellite images are also increased. On the contrary, studies on comparison about the spatial resolution or target detection, especially, are insufficient in domestic and foreign countries. Therefore, in this study, effects of spatial resolution on target detection are analyzed using the PSO target detection algorithm. The resampling techniques such as nearest neighbor, bilinear, and cubic convolution are adopted to resize the original image into 0.5m, 1m, 2m, 4m spatial resolutions. Then, accuracy of target detection is assessed according to not only spatial resolution but also resampling method. As a result of the study, the resolution of 0.5m and nearest neighbor among the resampling methods have the best accuracy. Additionally, it is necessary to satisfy the criteria of 2m and 4m resolution for the detection of airplane and ship, respectively. The detection of airplane need more high spatial resolution than ship because of their complexity of shape. This research suggests the appropriate spatial resolution for the plane and ship target detection and contributes to the criteria of satellite sensor design.
