satellite-imagery-data-levels-l0-to-l4.md

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	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 (256x256)

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