지구 관측, Earth Observation 플랫폼 비교: Landsat vs Sentinel vs MODIS

Landsat, Sentinel, MODIS는 전 세계 Earth Observation 연구의 핵심 축이다. 이 글은 세 플랫폼의 해상도·주기·스펙트럼·활용 분야를 깊이 비교하며, 도시·기후·환경 분석에서 어떤 EO 플랫폼이 가장 적합한지 고가치 정보 중심으로 설명한다.

 

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1. 우리는 왜 지금 Earth Observation 플랫폼 비교를 다시 말해야 하는가

 

지구 관측, 지금 우리는 과거 어느 때보다도 Earth Observation(지구 관측) 데이터의 홍수 속에 살고 있다. 도시 확장, 숲의 소실, 농업 생산성, 해양 변화, 열섬 현상, 기후변화 신호까지—지구를 읽는 대부분의 작업이 위성 영상을 기반으로 한다. 그러나 아이러니하게도, 지구 관측, Earth Observation 데이터는 많아질수록 선택은 더 어려워진다.

많은 연구자·실무자·정책가가 공통적으로 맞닥뜨리는 질문은 이것이다.
“Landsat을 써야 할까? Sentinel이 좋을까? 아니면 MODIS가 가장 효율적일까?”

지구 관측, Earth Observation 플랫폼은 서로 경쟁하는 기술이 아니라, 서로 다른 공간·시간·분광 해상도를 가짐으로써 서로 보완하는 거대한 관측 생태계를 이룬다. 그러나 이 차이를 깊이 이해하지 못하면, 우리는 EO 데이터를 잘못 선택하고 분석 결과는 왜곡되며, 비용과 시간은 불필요하게 낭비된다.

따라서 이 글에서는 지구 관측, Landsat vs Sentinel vs MODIS라는지구 관측,  Earth Observation 플랫폼 비교를 단순 스펙 나열이 아니라, “지구를 관찰하는 관점의 차이”로 접근한다. 마치 다른 화가가 같은 풍경을 다른 붓과 색으로 그리듯, 세 플랫폼은 서로 다른 해상도·관측 주기·센서 철학을 가진 작업 도구다. 이 차이를 이해하면 EO 데이터 분석 속도가 달라지고, 연구의 품질은 극적으로 개선된다.

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2. Landsat: 50년의 역사가 증명하는 안정성·신뢰성·지속성의 Earth Observation 플랫폼

 

Landsat은 지구 관측, Earth Observation 역사에서 가장 오래된 시민 관측 자산이며, 지구 관측의 기준을 세운 플랫폼이다. 1972년 Landsat 1호가 발사된 이후 지금까지 50년 넘게 동일한 지구 표면을 관찰해왔다. 이 긴 시간 축은 어떤 지구 관측, Earth Observation 플랫폼도 제공할 수 없는 장기 시계열(Temporal Continuity)이라는 압도적 자산이다.

Landsat의 핵심 장점

1. 30m 공간해상도
   도시 계획, 농업, 삼림, 수자원 관리 등에서 세밀한 분석이 가능하다.
2. 8~16일 재방문 주기
   Sentinel보다 느리지만, 장기 모니터링에는 충분한 시간 해상도를 제공한다.
3. 50년 일관성
   기후변화·토지 이용 변화·도시 확장처럼 “느리고 큰 변화”를 연구할 때 Landsat만큼 안정적인 지구 관측, Earth Observation 플랫폼은 없다.
4. Landsat 8·9의 스펙트럼 품질 향상
   OLI/TIRS 센서의 등장으로 열적 관측이 뛰어나고, 육지·해양·대기의 분광 분석이 훨씬 정밀해졌다.

Landsat은 과거에도, 지금도, 앞으로도 지구 관측, Earth Observation 플랫폼 비교에서 언제나 “기준(Reference)”으로 불릴 것이다. 그 이유는 단 하나—장기 비교 가능한 지구 관측이 가능한 플랫폼은 거의 유일하게 Landsat뿐이기 때문이다.

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3. Sentinel: 유럽이 설계한 ‘최신·고해상도·개방형’ Earth Observation 플랫폼

 

Sentinel은 유럽우주국(ESA)의 Copernicus 프로그램에서 운영하는 차세대 지구 관측, Earth Observation 플랫폼이며, 기존의 모든 EO 시스템을 “업데이트”한 듯한 구조를 갖는다. Sentinel이 등장한 이후, EO 시장의 데이터 활용 방식은 완전히 바뀌었다.

Sentinel이 주는 결정적 이점

1. Sentinel-2의 10m 공간해상도
   Landsat의 30m보다 훨씬 선명한 해상도 덕분에 도시·농업·해안 분석에서 새로운 가능성을 열었다.
2. 5일 이하의 짧은 재방문 주기
   Sentinel-2A와 2B가 쌍둥이로 운영되어, 지구 표면을 거의 실시간에 가깝게 갱신한다.
3. Sentinel-1의 SAR(합성개구레이더)
   구름을 뚫고 지표를 관측할 수 있어 도시·재난·홍수 예측에서 필수적이다.
4. Sentinel-3의 해양·대기 관측
   해양 수면 온도, 해양 색, 대기 구성, 화재 탐지까지 포함해 MODIS의 일부 역할까지 대체할 수 있다.

Sentinel은 지구 관측, Earth Observation 데이터의 민주화를 이끌어, 누구나 고해상도 영상을 무료로 다운로드하고 분석할 수 있는 환경을 만들었다. 이는 단순 기술 혁신을 넘어, 지구를 기록하는 방식 자체를 바꾸어 놓았다.

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4. MODIS: 거대한 지구 시스템을 매일 업데이트하는 ‘글로벌 스케일 관측기’

 

Landsat과 Sentinel이 고해상도 지구 관측,  Earth Observation 플랫폼이라면, MODIS는 지구 전체를 ‘매일’ 관찰하는 거대한 스캐너다.
MODIS는 Terra(Aqua) 위성에 탑재되어 있고, 해상도는 250m~1km로 낮지만 전 지구를 1~2일 단위로 덮는 압도적인 시간 해상도를 가진다.

MODIS의 핵심 강점

1. 지구 전체 기후 시스템 분석에 최적화
   MODIS는 부분이 아니라 ‘전체’를 본다.
2. 기후변화 예측 모델과 가장 많이 연결되는 EO 플랫폼
   전지구 수준의 20년 이상 데이터가 축적되어 있어, 기후 분석·대기 모델링의 표준 데이터로 활용된다.
3. 대규모 생태계·해양·빙권 분석에 최적
   Landsat이나 Sentinel로는 불가능한 “전 행성 분석”이 MODIS로 가능하다.

MODIS는 “지구 거시적 조감도(Macro-scale Earth Observation)” 플랫폼이며, 지구 관측, Earth Observation 데이터를 ‘세계 단위’로 보고 싶은 연구자에게는 필수적인 데이터 원천이다.

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5. 지구 관측, Earth Observation 플랫폼 비교 ①: 해상도·스펙트럼·시간 축의 차이 이해하기

 

세 플랫폼의 차이를 단순 표로만 보는 것은 EO 플랫폼의 본질을 놓치는 일이다.
해상도·시간·스펙트럼의 차이는 결국 “지구를 어떤 속도로, 어떤 크기로, 어떤 관점에서본다”는 관찰 철학과 연결된다.

공간해상도

• MODIS: 250–1000m → “대면적 변화와 기후 분석용”
• Landsat: 30m (열밴드 100m) → “중규모 도시·환경 분석용”
• Sentinel-2: 10m → “정밀 농업·도시계획·해안 분석용”

시간해상도

• MODIS: 1–2일 → 전지구 모니터링에서 압도적
• Sentinel-2: 5일 이하 → 도시·농업 실시간 분석
• Landsat: 8~16일 → 장기 시계열 연구에 안정적

스펙트럼

• Sentinel-2: 13개의 광범위 밴드
• Landsat 8/9: 11개 밴드 + 안정적 분광 캘리브레이션
• MODIS: 36개 밴드 → 대기·해양·육상 모든 영역 분석 가능

이 차이는 지구 관측, Earth Observation 플랫폼 비교에서 가장 핵심적인 이해 포인트다.
여기서 중요한 결론이 나온다.
“어떤 플랫폼도 모든 목적에 ‘최고’가 아니다.
문제 정의에 따라 최적 플랫폼이 달라진다.”

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6. Earth Observation 플랫폼 비교 ②: 어떤 목적에 어떤 플랫폼이 적합한가

 

지구 관측은 목적이 곧 플랫폼을 결정한다.

(1) 도시 확장·도시 열섬 분석 → Sentinel-2 > Landsat > MODIS

Sentinel-2의 10m 해상도는 건물·도로·녹지 패턴을 명확히 구분할 수 있어 도시 분석에 가장 적합하다.

(2) 장기 환경 모니터링·기후 변화 연구 → Landsat > MODIS > Sentinel

50년의 Landsat 시계열은 지구 장기 변화 연구의 표준이다.

(3) 농업·작황 모니터링 → Sentinel-2 > MODIS + Landsat 조합

5일 주기 + 10m 해상도는 작황 변화를 빠르고 정밀하게 추적하기에 이상적이다. MODIS는 대규모 경작지 관측에 보조로 사용된다.

(4) 해양 관측·적조·해색 분석 → MODIS > Sentinel-3 > Sentinel-2

전지구 해양 모니터링은 MODIS처럼 스펙트럼이 넓은 센서가 필수다.

(5) 화재 감지·대기질 분석 → MODIS + Sentinel-3

MODIS의 매일 관측 능력 때문에 대형 산불 모니터링에서 가장 널리 쓰인다.

지구 관측, Earth Observation 플랫폼을 비교할 때 핵심은 ‘상호 보완’이다.
세 플랫폼을 조합하면, 지구의 다양한 시간을 여러 겹으로 쌓아 분석하는 멀티해상도 분석(Multi-resolution EO analysis)이 가능해진다.

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7. Landsat vs Sentinel vs MODIS: 실제 분석 현장에서의 융합 전략

 

1) Sentinel-2로 현재를 보고, Landsat으로 변화를 읽는다

도시 확장, 수변 개발, 지형 변화는 Sentinel-2로 현재 상태를 정밀히 측정하고,
Landsat 시계열로 과거 10~50년 변화를 분석한다.

2) MODIS로 흐름을 이해하고, Sentinel로 초점을 맞춘다

기후·식생지수의 월별 변화 흐름은 MODIS로 잡고, 상세 구역 분석은 Sentinel로 확보한다.

3) 농업에서는 Sentinel + MODIS 조합이 최적

Sentinel은 정밀 농업(밭 단위)
MODIS는 대규모 생산량 추정(지역·국가 단위)에 유리하다.

4) 빙권 연구는 Landsat 시계열이 핵심

수십 년 동안 빙하 후퇴·빙붕 붕괴를 추적하는 데 Landat의 장기 안정성은 대체 불가능하다.

지구 관측, Earth Observation 분석에서 세 플랫폼을 하나로 묶으면, 지구의 단기 변화~장기 변화 모두를 읽을 수 있는 “시간적 삼각 측량”이 완성된다.

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8. Earth Observation 플랫폼 비교가 열어주는 미래: AI + EO + 시계열 융합

 

지금 지구 관측, Earth Observation의 트렌드는 세 가지로 요약된다.

1) AI 기반 초대규모 EO 분석

분당 수만 장의 Sentinel·MODIS·Landsat 이미지를 분류하는 시대가 왔다.
딥러닝은 EO 플랫폼 간 스펙트럼 차이를 흡수하며 통합 분석을 가능하게 한다.

2) 멀티센서·멀티해상도 통합

과거에는 서로 비교하기 어려웠던 해상도 차이를
AI가 “공통 표현”(Common representation)으로 변환한다.

3) 지구 시스템 예측의 정밀도 향상

MODIS의 기후 패턴 + Landsat의 장기변화 + Sentinel의 단기 변동성
→ 기후 예측, 도시계획, 농업 정책 모두 새로운 차원으로 진입하게 된다.

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마무리: 우리는 세 가지 눈을 가지고 지구를 본다

 

지구 관측, Earth Observation 플랫폼 비교는 단순 기술 비교가 아니다.
우리는 Landsat의 긴 시간, Sentinel의 높은 해상도, MODIS의 넓은 시야라는
세 쌍의 눈을 통해 지구를 관찰한다.

그래서 연구자는 이렇게 말할 수 있다.
“지구를 제대로 관찰하려면, 하나의 플랫폼이 아니라 하나의 시선 체계를 갖춰야 한다.”

Landsat, Sentinel, MODIS는
서로 다른 해상도·주기·철학을 가진 도구이지만,
지구를 이해하려는 인류의 긴 여정 속에서