Sentinel-1 SAR 이미지로 보는 수에즈 운하의 해상 운행 적체

수에즈 운하에서 에버기븐호가 좌초되며 운하를 막아버리는 사고가 있었습니다. 어쨌든 잘 해결되어서 다행입니다. 운하가 막히면 어떤 일이 일어나는지, 이번에 알게 되었습니다.

이와 관련하여 다양한 사진, 위성영상 정보가 있었는데, 아래 링크는 Sentinel-1 영상을 이용하여 SARscape에서 Ship Detection을 수행한 결과를 보여주고 있습니다. 사실 SARscape까지 등장할 필요도 없이 위성 영상을 눈으로만 보아도 사고 전에 비해 사고 상태에서 대기중인 선박의 수가 늘어나는 것을 볼 수 있습니다.

Sentinel-1 SAR Images Show Buildup of Marine Traffic at Suez Canal – L3Harris Geospatial

SARscape Analytics Tool의 Ship Detection을 이용해 같은 과정을 수행해 보았습니다. 일단 Sentinel-1 데이터 다운로드를 위해 “SAR Sentinel Download ASF”를 이용할 수 있습니다. ESA SciHub을 이용하는 것 보다 ASF를 이용하는 것이 제게는 10배쯤 빠르더군요(둘 다 안정적으로 다운로드는 됩니다).

SARscape Analytics의 Sentinel Download

데이터 다운로드 이후, 몇 개의 영상에 대해 “SAR Ship Detection”을 수행했습니다. ENVI Task는 어쨌든 GUI가 하나로 구성되어 있어 마음이 편합니다.

SARscape Analytics의 SAR Ship Detection

Ship Detection의 입력 인자는,
1) 영상파일(해당 폴더의 manifest.safe 파일을 지정합니다)
2) AOI (Area of Interest) : 옵션이지만, 영상 전체를 계산할 필요가 없기 때문에, 수에즈 운하 를 포함하는 SHP Polygon 파일을 만들어 넣었습니다. ENVI에서 ROI 도구로 간단히 만들 수 있습니다 – 맨 마지막에 좀 더 설명하겠습니다.
3) Input AIS는 AIS 데이터가 없기 때문에 비워 두었고, 데이터 파일이 없으므로 AIS format은 의미가 없습니다.
4) Land Mask Shape File은 꼭 필요한 파일인데, 해안선 데이터를 가능한 좋은 것으로 SHP 포맷으로 넣으면 됩니다. 저는 C:\Program Files\Harris\ENVI56\IDL88\resources\maps\shape\GSHHS_h_L1.shp 파일을 이용했습니다. IDL의 기본 파일이기 때문에 ENVI 설치에 포함되어 있습니다.
5) Land Mask Buffer Size : meter 단위입니다. Land Mask Shape File과 영상 파일 간에 불일치가 어느정도 존재하므로 이를 감안해서 적당히 간격을 두었습니다. 위 설정은 해안선에서 600m 이상 바다로 나가 있는 배를 찾는 옵션이지만, 사실은 SHP 파일과 영상의 불일치를 어느정도 감안해야 합니다.
6) Minimum Ship Backscatter value는 배라고 검출하기 위한 최소 신호 강도를 의미하는 것인데, Default 값을 그냥 썼습니다.
7) 이런 결과가 저장되는 폴더입니다. SARscape Analytics는 매번 작업할 때마다 해당 시각을 이름으로 포함하는 폴더를. 지정 폴더의 하위에 새로 생성합니다. 그러므로 중복되어 저장될 가능성은 사실상 없습니다. 적당한 프로젝트 폴더를 만들어 두시면 됩니다.
8) SAR 데이터를 처음에 읽을 때, ENVI 포맷으로 Import를 하는데, 작업 완료 후에 이 때 생성한 파일을 지울 것인지, 중간 산출 파일들을 지울 것인지 선택합니다. 디폴트 설정인 No, Yes, Yes는 무난하다고 생각합니다.

사고 이후 수에즈 운하 통과를 대기중인 선박

사고 선박이 운하를 막을 정도이니 예상은 했지만, 다른 배들에 비해 굉장히 크긴 합니다(확대 창 안에 연두색 화살표).

SARscape Analytics에서는 사용자가 세부적인 설정을 해 줄 방법이 없다는 한계가 있지만, 잘 몰라도 디폴트 설정으로 실행해 볼 수 있다는 점은 SAR 비전문가에게는 오히려 마음 편한 것 같습니다.

참고 : AOI SHP 파일 만드는 법
한가지 방법만 있을 것 같지는 않습니다. 제가 쓰는 방법은, 어쨌든 눈으로 지도를 보아야 하니, ENVI에서 World Data를 열어놓습니다.
– ENVI 메뉴의 File > Open World Data > Shaded Relief
그리고 ROI 도구를 열어 직사각형(다른 다각형도 됩니다만 편하려고) 그리기로 관심영역을 잡습니다. (아시죠? 그리고 나서 마우스 오른쪽 클릭을 하면 Accept Polygon 메뉴가 나오는 거).
이후 ROI 도구창(아래 그림)에서 SHP 파일로 송출합니다.
– ENVI ROI 도구 창에서 File > Export > Export to Shapefile….