[Q&A] 발사 성공 농림위성, 작황 예측부터 농가 맞춤 서비스까지 어떻게 쓰일까?

농림위성이 우주로 날아간 지 보름(7월 23일 기준)이 넘었다. 농업계에서는 과학 농정의 시작이 될 것이라는 기대감이 크지만 농업인들은 크게 체감하지 못한다. 그리고 농림위성이 정말 우리 농업에 많은 변화를 이끌어줄 수 있는지에 대해 궁금한 부분도 적지 않을 것이다. 이에 한국농업기술신문은 농림위성 데이터를 주도적으로 다루고 있는 농촌진흥청 국립농업과학원 농업위성센터 직원들과의 서면 인터뷰를 통해 농림위성의 활용 등에 대해 들었다.

Q. 농림위성이 기존 위성과 다른 점은 무엇인가.
A. 농촌진흥청과 산림청 등이 추진한 농업과 산림 전용 관측 위성이다. 관측 폭은 120㎞로, 12~16㎞인 국토위성보다 넓다. 재촬영주기는 3일로, 유럽우주국의 Sentinel-2(10일)와 미국 지질조사국 Landsat8(16일), 국토위성(4~5일) 보다 짧다. 공간해상도도 5m 컬러다. 국토위성은 0.5m 흑백·2m 컬러다.

Q. 농림위성의 가치는 무엇인가.
A. 전국 단위 국토 촬영을 3일마다 할 수 있는 국내 유일한 국가 위성이다. Sentinel-2(유럽우주국) 위성보다 1.6배 빈번하게 촬영할 수 있다. 국민들에게 정밀하게 보정한 영상을 무상 제공할 예정으로, 5m급 위성영상 구매비용을 절감하는 경제적 효과와 데이터 주권을 확보했다는 점에서 의미가 있다. 또 촘촘하게 촬영되는 데이터를 활용해 다양한 지표면 현상을 해석하는 학술적 활용도 기대된다.

Q. 마늘·양파 등 주요 채소류는 매년 작황 예측 실패로 산지 폐기와 가격 등락이 반복되는 상황에서 농림위성 정보를 활용한 수급 조절의 과학화에 대한 기대가 크다.
A. 위성영상과 AI를 활용해 작물의 재배면적을 추정하고 잠재적인 공급 물량을 파악할 수 있다. 또 시기별 위성영상을 통해 필지 단위 작물 출하 면적과 출하율 정보를 촘촘하게 제공해 수급 관리를 지원하고 위성영상을 기반으로 작물의 생육 모니터링과 작황 정보를 생산할 수 있다.
국내외 농경지를 다각도로 정밀 관측한다. 국내에서는 농작물 관측 42종(재배면적 17종, 수확출하면적 4종, 생육 14종, 수량 7종)을 비롯해 농지 피복 변화 2종, 농업재해·수자원 7종 등 다각적인 데이터를 산출한다.
세부적으로 벼, 논콩, 옥수수 등 하계작물과 밀, 겨울배추, 마늘, 양파, 보리, IRG, 대파, 무, 당근, 양배추, 과수(사과·배) 등 17종을 AI 분류 모델과 연계해 필지 단위로 재배면적을 추정한다. 또 기후변화로 심화하는 침수·홍수, 도복, 병충해 등 재해 4종과 토양수분, 증발산, 농업 가뭄 등 토양 환경 3종을 정밀 탐지한다. 북한 지역 농작물 11종과 미국·브라질 등 주요 곡물 생산국의 옥수수, 콩, 밀 등 10종의 작황 상태를 실시간 모니터링한다.
 

Q. 3일마다 들어오는 방대한 데이터를 어떻게 처리하나.
A. 농업위성센터는 농림위성 발사에 맞춰 위성 영상의 수집·처리·관리 전 과정을 자동화할 수 있는 운영 시스템을 사전에 구축했다. 또 대규모 영상처리를 위한 고성능 처리·저장 전산 인프라도 구축했다.
농림위성에는 농작물과 산림자원 생육 판별에 유리한 5개 분광 밴드를 탑재해 국내 농림업 구조에 적합한 정밀 관측 기반을 제공한다. 앞으로 우주항공청으로부터 레벨1 영상을 제공받으면 농업위성센터는 운영 시스템을 통해 농림위성 영상(레벨2)과 식생지수 영상(레벨3)을 자동 생산할 것이다. 이 과정은 영상 수신 후 1일 이내 처리할 예정이다.
초기 운영 기간에 지속적인 운영시스템 구동·점검으로 처리 성능과 안정성을 개선하고 향후 서비스 확대와 사용자 수요 증가에 대응해 시스템 성능과 운영 역량도 단계적으로 보강할 예정이다.

Q. 위성이 제공한 영상과 실제 현장이 맞는지에 대한 ‘현장 조사·검증단 체계’가 필요하다고 본다. 위성 데이터를 도 단위에서 시군 단위까지 매끄럽게 연결해 오차를 줄여나갈 구체적인 실측 검증 체계는 어떻게 마련하고 있는가.
A. 농림위성의 기본 산출물인 위성 영상(레벨2)과 식생지수 영상(레벨3)의 품질관리를 위해 전국 3개소에서 운영 중인 검·보정을 위한 지상관측(벼) 사이트의 측정자료를 활용해 위성영상을 지속적으로 평가하고 품질을 개선할 예정이다. 아울러 다양한 작물을 대상으로 검증을 확대하고 농림위성 영상의 품질관리를 고도화하고 검·보정을 위한 지상관측 사이트를 단계적으로 확대·구축할 것이다.
레벨4의 경우 농식품부·국가데이터처·농촌진흥청·한국농촌경제연구원·농업정책보험금융원 등에서 수집된 농업 현장조사 자료를 활용해 위성영상 분석 결과를 평가할 예정이다. 농업 현장 데이터 활용을 위한 관련 기관들과 업무협약을 맺었고 축적된 데이터를 기반으로 위성정보를 고도화 할 것이다. 또 농촌진흥청 농촌인적자원개발센터 교육 과정을 통해 농촌지도사, 시군 농업직렬 공무원들의 위성정보 활용 역량을 강화하고 분석 결과를 피드백 할 수 있는 체계를 구축하겠다.
 

Q. 농민들과 지방정부가 실제 체감할 수 있는 대국민 서비스 제공 구상은 무엇인가?
A. 농민들은 하늘에서 본 내 농장의 작물 생육 상태를 확인하고 필요한 영농 관리를 할 수 있게 될 것이다. 즉, 농민이 스마트폰이나 PC에서 ‘내 필지’를 선택하면, 위성영상 기반의 생육 현황과 시계열 식생지수 변화를 통해 생육 진척도를 파악할 수 있게 된다. 자료가 축적되면 ‘올해 생육이 작년 대비 어떤지, 들녘 내에서 내 포장의 생육은 어느 수준인지’를 비교할 수 있다. 우선 2027년 청년 농업인의 경작 필지를 대상으로 우선 시범 적용 및 서비스 기획을 실시하고 청년 농업인 의견을 반영해 2028년부터 단계적으로 영농 정보 서비스를 확대하겠다. 농업인과 지방정부를 대상으로 농업위성 정보 서비스 시스템을 통해 농작물 생육 현황을 제공하여 농장 관리에 도움을 주고 생육이상에 대응하는 데 도움을 줄 것이다.
지방정부 역시 위성 관측 정보와 웹 기반 지리정보시스템(GIS) 연계를 통해 맵 기반의 시·군별 영농 정보를 공간적으로 관리할 수 있게 된다. 농업위성 정보 서비스 시스템에서 지방정부가 자신의 시군을 선택하면 작물별 재배면적, 생육 현황을 대시보드 형태 관리할 수 있으며, 자료가 축적되면 자신의 시군에서 재배되는 작물의 작황 현황과 공간 분포를 매년 비교·분석할 수 있어 정밀한 지방 농정에 기여할 것이다.

Q. 농가들은 정확한 농업재해 피해 조사를 원한다. 위성정보를 활용해 농업재해 관련 피해 예방이나 사후 보상 혜택을 체감할 수 있는 방안이 마련될까.
A. 농산물 생산은 기상 여건에 민감해 빈번한 이상 기상에 의한 농업 피해가 증가하면서 농업인의 경영 위험이 가중되고 있다. 그러나 현재 피해평가는 목측 위주의 현장 조사를 통한 손해 평가가 이뤄지면서 대규모 지역에서 농업재해 발생 시 현장 조사에 어려움이 있다. 그래서 피해평가 방식의 효율화가 필요하다.
이에 국립농업과학원은 데이터 기반 농업재해 위험관리 상호 협력을 위해 농업정책보험금융원과 지난해 12월 업무협약(MOU)을 체결했다. 양 기관은 업무협약에 따라 위성영상을 활용한 농업정책보험 현장점검 과학화, 농작물 재해 피해평가 기술 개발 등을 협력할 것이다.

Q. 전문가들은 5m 해상도가 필지 단위 구분은 가능하지만 필지 내 미세한 생육 변이까지 확인해 비료 처방 등을 하기엔 다소 아쉽다고 말한다. 이런 부분을 해소하기 위해 위성(거시)-드론(미시)-노지 로봇(초미시) 데이터를 유기적으로 결합하는 융합 연구는 어떻게 준비하고 있나.
A. 위성 영상을 활용해 주산지 단위의 필지별 작물의 생육을 광역, 주기적으로 모니터링해 생육이상을 판별해 정밀 진단이 필요한 필지를 선별한다. 생육 이상으로 선별된 필지는 드론 영상과 현장 조사를 통해 생육 이상 원인과 피해 면적 등을 확인한다. 위성-드론-현장(로봇) 연계 체계를 통해 변량 시비와 방제 등 현장 맞춤형 처방을 지원할 계획이다.

Q. 2027년 본격 임무 수행을 앞두고 인력 보강과 예산 확충이 필요하다는 목소리가 나온다. 어떻게 대비하고 있는가.
A. 농림위성의 본격적인 활용에 대비해 2024년 5월 국립농업과학원 내 농업위성센터를 신설(14명 정원)하고 위성영상 수집·처리·활용을 위한 기반을 지속 마련해 왔다. 2027년부터 본격 운영되면 전국 단위 위성 영상의 처리와 정책 지원을 위한 활용 산출물 생산·서비스, 후속 위성 기획·예산·사업관리를 위한 전문 인력이 추가로 필요하다.
또 농림위성의 원활한 임무 수행과 승계를 위해 관계 부처와 논의해 후속 위성 개발을 추진하고 관련 예산 확보에 노력할 예정이다. 농림위성의 본격적인 활용과 관측, 신규 임무 수행, 후속 위성 추진 등 확장되는 업무를 수행할 인력의 보강이 시급해 증원을 추진하겠다.

Q. 농림위성은 우주항공청·산림청과의 다부처 공조 프로젝트다. 데이터 공유와 공동 활용을 원활하게 추진하기 위한 거버넌스 및 협력 체계는 어떻게 조율되고 있나?
A. 농진청은 농림위성의 운영과 활용 전반에 걸쳐 데이터 공유와 공동 활용이 원활하게 이뤄질 수 있도록 거버넌스를 구축·운영하고 있다. 우선 농진청(농업위성센터)과 우주항공청(국가위성운영센터)은 차세대중형위성 4호의 수신, 관제 등 안정적인 위성 운영을 위한 업무협력체계를 구축하고 위성 운영을 준비 중이다. 농진청과 산림청은 농림위성 연구·운영 협의체를 통해 농림위성 공동 운영 규정 마련, 위성영상 생산을 위한 전처리 알고리즘 공동 개발 및 공유, 촬영 계획 수립 등 실무 협력을 지속 추진하고 있다.
또한 농업 재난·재해 발생 시에는 3개 기관의 공조를 통한 긴급 촬영으로 신속하게 영상을 확보해 공동으로 분석·활용할 수 있는 협력 체계를 구축했다. 앞으로도 농림위성 기반 데이터 공유와 공동 활용을 확대해 산불·산사태 예방, 농경지 훼손 감시 등 다양한 재난 대응과 농림 분야 정책 지원에 활용될 수 있도록 부처 간 협력을 강화할 계획이다.

Q. 일각에서는 다년도 연구 추진과 핵심 인재 양성을 위한 장기 프로젝트 조직 신설 제안에 대해 어떻게 생각하는가.
A. 현재 추진 중인 위성영상 활용 기술 개발(R&D)과 농업위성정보 사용자 그룹을 기반으로 위성영상 활용 산출물 개발 및 핵심 인재 양성을 추진하고 있다.
우선 ‘데이터 기반 농업관측을 위한 위성영상 활용 기술 개발(2026~2030년)’ R&D를 통해 농업위성 활용산출물 개발 및 알고리즘을 고도화할 예정이다. 농작물 재배·출하면적, 생육, 농업재해, 농경지, 위성정보 시스템 개발 등의 분야에서 산·학·연 연구진들이 R&D 과제 수행 및 연구단을 구성해 다년간 연구 참여를 통해 농업위성 연구 인력을 양성하게 된다.
아울러 사용자 중심 협력 체계를 통한 연구 성과 확산에도 집중한다. 현장의 다양한 수요를 수렴하고 사용자 요구 기반의 농업위성정보 서비스와 활용 체계를 마련하기 위해 지난 5월 ‘농업위성정보 사용자그룹’을 출범·운영하고 있다. 이를 통해 농업위성 관련 산업 생태계 조성 및 전문인력 저변 확대를 이끌어내겠다.

Q. 앞으로 진행할 성능 검증과 보정 단계에서 가장 중점을 두고 있는 기술적 과제는 무엇인가.
A. 가장 중점을 두고 있는 기술적 과제는 농림위성 원시영상의 전처리와 보정을 통해 농림위성 영상을 생산하고 표준화하는 것이다. 초기 운영기간 동안 위성 탑재체(카메라) 성능을 면밀히 검증하고 보정 알고리즘을 최적화해 안정적인 위성영상 생산을 준비하겠다.
또한 농림위성 영상의 품질관리를 위해 전국 3개소에서 운영 중인 검·보정을 위한 지상관측 사이트의 관측 자료를 활용해 위성영상을 지속적으로 평가하고 품질을 개선할 예정이다. 아울러 다양한 작물을 대상으로 한 검증을 확대하는 한편 영상의 품질관리를 고도화하기 위해 검·보정을 위한 지상관측 사이트를 단계적으로 확대 구축할 계획이다.

Q. 농림위성 발사를 성공으로 바뀔 농업의 미래 모습은 무엇인가.
A. 전국 모든 농경지를 위성이 필지 단위로 상시 관측할 수 있게 됐다. 그동안 표본 중심의 현장 조사였다면 앞으로는 위성 기반의 전수조사로 전환돼 지속적으로 축적된 필지별 관측 이력이 농업의 디지털 전환을 위한 핵심 데이터 기반이 될 것이다.
동일 필지의 누적 데이터를 활용해 평년 생육과 비교하고 이상 생육, 작황 변화를 더욱 정확하게 분석할 수 있으며, 데이터가 축적될수록 필지별 특성을 반영한 맞춤형 영농관리와 영농 의사결정 지원 수준이 고도화된다. 시·군 농업기술센터와 민간 영농 컨설팅업체 등이 위성정보를 활용한 맞춤형 영농지원 서비스를 제공하고, 축적된 데이터를 기반으로 작물 생육진단과 재배 관리, 현장 컨설팅 등 다양한 디지털 영농 서비스로 확대될 것이다.