위성영상 레벨별 데이터 L0~L4

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L0 ~ L4 위성영상 Level을 “기술적으로 정확하지만 이해하기 쉽게” 단계별로 설명!

Level이 올라갈수록 보정·가공이 많이 된 데이터이며, 사용자가 바로 활용하기 쉬워집니다.

전체 개념 한 줄 요약

Level 한 줄 설명
L0 센서가 찍은 원시 데이터
L1 기본 보정 완료 영상
L2 지도 위에 정확히 맞는 영상
L3 여러 장 합친 결과물
L4 분석 결과(정보 제품)

Level 0 (Raw Data)

무엇인가?

센서가 측정한 그대로의 디지털 값(DN)

아직 사람이 보기 좋은 “사진” 상태가 아님.

특징

  • DN 값 그대로
  • 줄(Line) 순서 꼬여 있을 수 있음
  • 기하 왜곡 존재
  • 좌표 정보 없음
  • 밝기 보정 없음

비유

카메라에서 RAW 파일을 열기 전의 센서 전기신호

누가 쓰나?

  • 위성 운영기관
  • 재처리 연구자
  • 알고리즘 개발자

일반 사용자는 거의 사용하지 않음.

Level 1 (기본 보정 영상)

Level 1은 보통 L1A / L1B로 나뉩니다.

Level 1A

수행 작업

  • 압축 해제
  • 라인 정렬
  • 시간 순 정리

아직 남아있는 문제

  • 지구 곡률 왜곡
  • 위성 자세 오차
  • 지형 왜곡

Level 1B

여기서 중요한 변화 발생.

추가 처리

  • Radiometric calibration → DN → 실제 복사값(Reflectance)
  • 센서 왜곡 보정
  • 기하 보정
  • RPC 생성

결과

  • 영상 모양이 정상화
  • 좌표 계산 가능
  • 아직 DEM 적용 안 됨

비유

사진 색보정 + 카메라 렌즈 왜곡 제거한 상태

Level 2 (정사보정 영상, Ortho)

여기서부터 지도 위에 정확히 맞는 영상이 됨.

왜 필요?

위성은 비스듬히 촬영함 → 건물이 기울어짐 지형 높이 차이 때문에 위치 어긋남 발생

수행 작업

  • DEM 적용
  • 지형 왜곡 제거
  • 정확한 지도 좌표계 변환 (UTM 등)

결과

  • GIS에서 바로 사용 가능
  • 다른 지도와 정확히 겹침
  • 건물 위치 오차 거의 없음

비유

구겨진 사진을 완전히 펴서 지도 위에 정확히 붙인 상태

Level 3 (합성 / 모자이크)

여러 장의 L2 영상을 합침.

수행 작업

  • 영상 Stitching
  • 색상 균일화
  • 경계 블렌딩
  • 구름 제거

결과

  • 넓은 지역 커버
  • 하나의 큰 이미지

예

  • 전국 정사영상
  • 한 도시 전체 영상

Level 4 (분석 결과 제품)

이 단계는 “사진”이 아니라 “정보”입니다.

예시

  • NDVI 식생지수
  • 건물 추출 결과
  • 홍수 범위 지도
  • 변화 탐지 결과
  • 객체 탐지 결과

특징

  • 픽셀 값이 의미 있는 수치
  • 통계 분석 가능
  • 의사결정용 데이터

단계별 비교 정리

구분 L0 L1 L2 L3 L4
사람이 보기 좋음 △ ⭕ ⭕ 목적 다름
좌표 정확 △ ⭕ ⭕ ⭕
지도와 정확히 겹침 ⭕ ⭕ ⭕
여러 장 합침 ⭕ ⭕
분석 결과 ⭕

한 번에 이해하는 그림 흐름

L0 → L1 → L2 → L3 → L4
원시 보정 지도정렬 합성 분석결과

실제 사용자 관점

사용자 주로 사용하는 Level
위성 제조사 L0
연구기관 L1
GIS 분석가 L2
지도 제작사 L3
정책기관 L4

현실에서 가장 많이 쓰이는 Level

상업 위성 영상은 보통 L2 (Ortho) 형태로 판매됩니다.

왜냐하면:

  • 바로 GIS에 넣어 사용 가능
  • 위치 오차 최소화
  • 추가 처리 필요 없음

실제 상업 위성 데이터 포맷 예시

L1 / L2 상용 배포 포맷

  • GeoTIFF (가장 일반적)
  • NITF
  • JPEG2000 (무손실 또는 준무손실)

참고: JPEG2000은 일반 JPEG와 다른 고급 압축 포맷입니다.

L3 지도 서비스용 포맷

  • JPEG
  • PNG
  • WebP
  • 타일 이미지 (256×256)

예:

  • 네이버 지도
  • 구글 맵
  • 카카오맵

중요한 차이

JPEG

  • 8bit
  • 손실 압축
  • 좌표 정보 없음
  • 분석용 부적합

GeoTIFF

  • 16bit 이상 가능
  • 좌표 정보 포함
  • RPC 포함 가능
  • 분석용 적합

정리하면

우리가 보는 이미지 실제 Level
뉴스 위성사진 JPEG L2 또는 L3
지도 타일 이미지 L3
NDVI 컬러맵 PNG L4
상업 위성 원본 GeoTIFF L1 또는 L2

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