정대원 항우연 국가위성정보활용지원센터장
정대원 항우연 국가위성정보활용지원센터장
세계적으로 위성개발 국가가 늘고 있다. 여기에 성능이 뛰어나지만 개발비용이 저렴한 초소형 위성이 대량으로 발사되고 있다. 이렇게 발사된 수 많은 위성에서 매일 엄청난 데이터가 생산되고 있다. 4차 산업혁명 시대에 방대한 양의 위성데이터는 산업적으로도 활용 가치가 높은 중요한 빅데이터로 평가받고 있다. 따라서 위성데이터를 보다 빠르고 정확하게 활용하는 것이 매우 중요해졌다. 이전에는 위성에서 확보된 영상을 사람이 분석했다. 하지만 지금은 사람이 처리할 수 없을 정도로 많은 양의 위성 데이터가 쌓이다보니 인공지능(AI)을 활용한 위성영상 처리 기술이 각광받고 있다.

인공지능 기술이 빠른 속도로 발전하면서 항공우주 분야에서도 인공지능을 활용하는 새로운 시도가 늘어나고 있다. 대량 확보되는 위성 데이터를 사람이 처리하기에는 감당하기 어렵고 경쟁력이 없기 때문이다. 이미 인공지능 기술로 분석한 위성영상 데이터 서비스는 빠르게 성장하고 있다. 대표적으로 미국의 오비탈 인사이트 사는 위성이 매일 촬영해 보내오는 방대한 양의 위성영상을 클라우드 컴퓨팅 기술을 통해 내려받은 뒤 인공지능 기반 알고리즘을 통해 고객이 원하는 정보로 가공한다. 매일 업데이트되는 수 많은 위성 영상을 분석하려면 산술적으로 800만 명의 인력이 필요하다. 하지만 오비탈 인사이트 등이 개발한 AI 알고리즘을 활용하면 단 몇 명만으로도 정보 처리가 가능하다. 또 특정 하루의 경제 현상 관련 통계가 나오려면 약 1개월 정도 걸리지만, AI 알고리즘을 활용하면 단 몇 시간 만에 필요한 답을 찾을 수 있다.

인공지능으로 분석한 위성영상 데이터는 투자를 위한 경제지표로도 사용되고 있다. 전 세계 항만, 광산, 정유 시설, 대형마트 등의 위성사진을 수집해 이를 경제지표로 해석하는 서비스가 주목을 받고 있다. 실제로 인공지능 기반 알고리즘 기술을 활용해 중국 원유 저장 탱크를 찍은 위성영상을 통해 세계 최대 에너지 소비국인 중국의 원유 현황을 파악한 사례로 있다. 원유 저장 탱크를 촬영한 위성영상에서 탱크 지붕에 생긴 그림자를 딥러닝 알고리즘으로 분석해 원유가 얼마나 저장되어 있는지 파악할 수 있고 이것을 실시간으로 지속해서 분석하면 현재 저장량과 일일 변동량, 향후 수요량 등의 정보를 얻을 수 있다. 원유 회사는 이 데이터를 활용해 수요량을 예측하고 이에 따른 적정한 원유 공급가를 결정하는데 활용하고 있다. 이 방법을 통해 지난해 중국 원유 저장량이 중국 당국의 공식 발표보다 많다는 사실을 밝혀내 미 월가를 비롯한 전 세계 금융업계로부터 주목을 받았었다.

스위스의 한 기업은 포도나무가 빼곡하게 심어진 땅에서 어디가 비어 있는지를 분석할 수 있고 개별 작물의 성장 상태를 단 몇 분 만에 파악해 대규모 포도밭을 관리해야 하는 농부들에게 의미 있는 정보를 제공한다. 중국 정부도 건물 위 무허가 건물을 찾아내는 데에 위성과 인공지능 기술을 활용하고 있다. 사람이 업무를 수행했을 때는 위성이나 항공촬영 영상으로 건축물 하나하나를 비교했기 때문에 작업 시간이 수개월이나 걸렸다. 하지만 인공지능 기술을 적용하기 시작하면서 몇 개월이 걸리는 위성사진 분석 작업을 단 1분 안에 해결할 수 있게 됐다.

이처럼 위성에서 확보된 수 많은 데이터가 엄청나게 빠른 속도로 분석, 처리할 수 있는 인공지능 기술과 결합해 큰 위력을 발휘하고 있다. 한국항공우주연구원도 위성영상 빅데이터를 인공지능을 통해 분석하는 알고리즘을 개발하고 있다. 현재 해외 위성영상, 항공사진 등을 바탕으로 선박이나 비행기, 차량, 건물 등 지구상의 특정 물체를 인식할 수 있는 인공지능 알고리즘을 구현하고 있다. 아리랑위성으로 1년간 확보하는 위성영상은 약 70만 장으로 향후 차세대중형위성과 초소형 위성에서 얻는 영상까지 합하면 막대한 양이다. 이렇게 확보된 고해상도 위성영상을 인공지능을 통해 분석하면 단시간 내에 광범위한 지역 정보를 얻을 수 있게 된다. 위성영상 뿐만 아니라 드론을 인공지능과 접목해 국민의 안전을 높일 수 있는 군집 드론에 관한 연구도 하고 있다. 다수의 드론이 촬영한 고화질 영상 정보를 실시간으로 수신해 인공지능을 통해 영상을 합쳐 넓은 지역에 대한 실시간 탐색이 가능하다. 이렇게 확보한 데이터는 국내외 각종 재난재해를 실시간으로 모니터링하고 경제지표를 생성하는 등 국민 생활과 안전에 기여할 수 있다.
4차 산업혁명 시대 인공위성이 확보한 빅데이터와 인공지능 기술의 융합은 공간과 시간을 초월해 새로운 고부가가치 데이터를 만들어 내고 있다. IT 강국인 우리가 인공지능 기술과 항공우주기술과의 융합을 통해 4차 산업혁명 시대를 선도하는 국가로 도약하기를 기대해 본다.