지상표본거리(GSD)

1. 지상표본거리란

지상표본거리(GSD)는 두개의 연속되는 픽셀 중앙점 간의 거리를  말합니다. 즉 1개의 픽셀(pixel)이 나타내는 실제 X,Y의 지상거리를 의미합니다. 지상표본거리(GSD)는 실제 픽셀의 사이즈, 즉 영상 내의 두 픽셀 사이의 실제 지구상에서의 거리를 뜻합니다. GSD는 최소식별단위를 의미하는 것이 아니라 1픽셀에 담기는 지상표본거리를 의미하며 촬영고도가 높아지면 GSD가 커지고 촬영고도가 낮아지면 GSD가 줄어든다. 

 

 

 

1) 공간해상도

공간해상도(spatial resolution)란 영상 내 하나의 화소(pixel)가 표현 가능한 지상 영역의 크기를 의미하며, 공간분해능으로 정의하기도 한다. 예를 들어, 공간해상도가 5 m인 영상은 가로, 세로의 길이가 5 m인 지상 영역을 하나의 화소로 표현하는 반면, 공간해상도가 1 m인 영상은 동일 영역을 25개의 화소로 표현한다. 결과적으로 공간해상도가 1 m인 영상은 공간해상도가 5 m인 영상에 비해 동일 지역을 25배 자세하게 표현한다고 할 수 있다. 이처럼 높은 공간해상도의 영상일수록 자연스럽게 시각적인 판독력이 높아진다고 할 수 있다.

 

2) 공간해상도의 결정원리

위성의 시야각(Field of View, FOV)은 센서가 관측할 수 있는 영역에 대한 opening angle을 의미합니다. 즉, FOV와 위성의 고도에 따라 위성이 하나의 궤도를 지나면서 관측 가능한 영역(swath)이 결정됩니다. 공간해상도를 다룰 때 함께 고려해야하는 것이 관측폭(swath)이다. 관측폭이란 위성이 한 번에 관측할 수 있는 지상 영역의 폭을 말한다. 이 정의에 의해 위성센서의 관측폭이 크다는 것은 촬영되는 지상영역의 크기가 크다는 것을 알 수 있다.

여기에서 주목해야하는 점은 공간해상도와 관측폭과의 관계이다. 두 가지 요소는 물리적인 한계로 인해 ‘공간해상도가 높아질수록 관측폭이 작아지는 반비례적인 관계’가 형성된다. 이에 따라 공간해상도가 높아지면 관측할 수 있는 지상 영역이 줄어들게 되고, 반대로 공간해상도가 낮아지면 관측할 수 있는 지상 영역이 넓어지게 된다.

 

3) 정밀한 공간해상도의 필요한 이유

첫째 고해상도의 정사영상을 통해 현장을 자세하고 뚜렷하게 관찰할 수 있다. 화소가 높은 카메라로 촬여한 사진을 확대하면 더 자세하게 볼 수 잇는 원리와 유사하다고 할 수 있다.

둘째 고해상도의 정사영상일수록 길이와 면적을 보다 정밀하게 계산할 수 있다. 래스터 이미지에서 거리 또는 면적을 측정하는 행위는 결국 픽셀과 픽셀 사이의 거리를 측정하는 행위를 의미하며 하나의 픽셀이 나타내는 거리가 짧을수록 더 정밀한 거리와 면적을 계산할 수 있다.

GSD가 작을수록 거리와 면적을 정밍하게 계산할 수 잇다. 마찬가지로 해상도가 높아질수록 정확한 위치에 GCP 보정이 가능하다.

다음은 고도변화에 따른 GSD의 변화를 보여준다. GSD가 작을수록 지상기준점을 더 정확하게 측정가능하다.