스마트건설시스템에서는 BIM모델과 3차원 지도를 통해 설계모델과 준공모델을 생성하고 이를 디지털트윈(digital twin)에 적용하여야 하며, 이를 위한 드론사진측량기술과 레이저스캐닝기술을 필요로 한다. 지상레이저스캐너(Terrestrial Laser Scanner, TLS) 기술은 지형지물을 대상으로 빛을 이용하여 스캐너와 대상물간의 거리를 측정하고 스캐너 내부의 경사계와 나침반 등을 사용하여 대상의 상대적인 위치를 결정하여 포인 ...
스마트건설시스템에서는 BIM모델과 3차원 지도를 통해 설계모델과 준공모델을 생성하고 이를 디지털트윈(digital twin)에 적용하여야 하며, 이를 위한 드론사진측량기술과 레이저스캐닝기술을 필요로 한다. 지상레이저스캐너(Terrestrial Laser Scanner, TLS) 기술은 지형지물을 대상으로 빛을 이용하여 스캐너와 대상물간의 거리를 측정하고 스캐너 내부의 경사계와 나침반 등을 사용하여 대상의 상대적인 위치를 결정하여 포인 클라우드 데이터를 획득하는 기술로 3차원 모델링과 응용이 가능하다. 본 연구에서는 국내외 TLS에 관한 연구배경과 동향을 분석하고, 실제 TLS측량에 대한 실험관측을 통하여 기준점설치, TLS스캐닝, 포인트 클라우드 데이터 처리방법, 위치정확도와 BIM활용성을 분석하는 것을 목적으로 한다. 연구결과와 내용을 요약하면 다음과 같다. 1) 국내외 연구의 동향을 분석한 결과, 국내에서는 TLS의 기계고와 기준점의 배치정도, 3D 포인트 클라우드 처리 과정 등에 대한 작업지침이 마련되어 있지 않고 이를 위한 다양한 실험과 가이드라인을 필요로 하고 있다. 2) TLS 시험관측을 통하여 기준점과 스캐너 사이의 관측거리가 30m 정도의 비교적 짧은 거리에서는 A4사이즈의 종이표적 목표판을 제작하여 실제관측에 적용이 가능함을 확인하였다. 3) 포인트 클라우드 데이터 처리 성과를 이용하여 3D 모델링 하였으며, 데이터처리결과 RMSE가 28mm인 것을 확인할 수 있었고, 이는 축척 1/500, 축척 1/250 이상의 수치지형도와 설계도에 사용가능하다는 것을 확인하였다. 4) 편집된 포인트 클라우드 데이터를 이용하여 단면도를 작성하였고, TLS데이터를 기준으로 드론영상데이터와 융합한 결과 RMSE가 14mm인 것을 확인하였다. 이는 TLS로 관측하기 어려운 고지대나, 건물의 지붕 등에 대해 드론영상데이터로 보완할 수 있다는 것을 보여준다. 5) TLS 데이터 획득, 포인트 클라우드 데이터 처리, 단면도 작성 등 TLS측량 작업지침 가이드라인을 제시하였다. 6) 향후 TLS 사용장비와 성능기준, 기준점에 대한 기준, 포인트 클라우드 데이터와 처리 소프트웨어 기준 등 TLS 기술응용과 관련된 연구가 필요하다.
스마트건설시스템에서는 BIM모델과 3차원 지도를 통해 설계모델과 준공모델을 생성하고 이를 디지털트윈(digital twin)에 적용하여야 하며, 이를 위한 드론사진측량기술과 레이저스캐닝기술을 필요로 한다. 지상레이저스캐너(Terrestrial Laser Scanner, TLS) 기술은 지형지물을 대상으로 빛을 이용하여 스캐너와 대상물간의 거리를 측정하고 스캐너 내부의 경사계와 나침반 등을 사용하여 대상의 상대적인 위치를 결정하여 포인 클라우드 데이터를 획득하는 기술로 3차원 모델링과 응용이 가능하다. 본 연구에서는 국내외 TLS에 관한 연구배경과 동향을 분석하고, 실제 TLS측량에 대한 실험관측을 통하여 기준점설치, TLS스캐닝, 포인트 클라우드 데이터 처리방법, 위치정확도와 BIM활용성을 분석하는 것을 목적으로 한다. 연구결과와 내용을 요약하면 다음과 같다. 1) 국내외 연구의 동향을 분석한 결과, 국내에서는 TLS의 기계고와 기준점의 배치정도, 3D 포인트 클라우드 처리 과정 등에 대한 작업지침이 마련되어 있지 않고 이를 위한 다양한 실험과 가이드라인을 필요로 하고 있다. 2) TLS 시험관측을 통하여 기준점과 스캐너 사이의 관측거리가 30m 정도의 비교적 짧은 거리에서는 A4사이즈의 종이표적 목표판을 제작하여 실제관측에 적용이 가능함을 확인하였다. 3) 포인트 클라우드 데이터 처리 성과를 이용하여 3D 모델링 하였으며, 데이터처리결과 RMSE가 28mm인 것을 확인할 수 있었고, 이는 축척 1/500, 축척 1/250 이상의 수치지형도와 설계도에 사용가능하다는 것을 확인하였다. 4) 편집된 포인트 클라우드 데이터를 이용하여 단면도를 작성하였고, TLS데이터를 기준으로 드론영상데이터와 융합한 결과 RMSE가 14mm인 것을 확인하였다. 이는 TLS로 관측하기 어려운 고지대나, 건물의 지붕 등에 대해 드론영상데이터로 보완할 수 있다는 것을 보여준다. 5) TLS 데이터 획득, 포인트 클라우드 데이터 처리, 단면도 작성 등 TLS측량 작업지침 가이드라인을 제시하였다. 6) 향후 TLS 사용장비와 성능기준, 기준점에 대한 기준, 포인트 클라우드 데이터와 처리 소프트웨어 기준 등 TLS 기술응용과 관련된 연구가 필요하다.
In smart construction system, Digital Twin has to be applied along with a design model and as-built model that should be created with BIM models and 3D maps. For this purpose, drone photogrammetry technology and laser scanning technique are required to get raw data. Terrestrial Laser Scanner (TLS) u...
In smart construction system, Digital Twin has to be applied along with a design model and as-built model that should be created with BIM models and 3D maps. For this purpose, drone photogrammetry technology and laser scanning technique are required to get raw data. Terrestrial Laser Scanner (TLS) uses a laser to measure the distance between a scanner and object. And then a large amount of 3D point cloud data can be calculated using an angle measuring device and a compensator installed inside the scanner. Afterward, it can be applied to various applications via 3D modeling work. The purpose of this study is to analyze the research background and trend of domestic and international TLS, installation of the reference points, TLS scanning, point cloud data processing method, point data accuracy and BIM utilization through TLS experimental survey. The results and contents of this study are summarized as follows. 1) As a result of analyzing domestic and foreign research trends, there are no working instructions for TLS machine height and reference point placement, 3D point cloud processing process. Various experiments are required to create an operating regulation. 2) TLS test surveying confirmed that the A4 size paper target can be applied in the field at a relatively short distance (30m) between the reference point and the scanner. 3) 3D modeling was performed using the point cloud data. As a result of the data processing, it was confirmed that the RMSE was 28mm. It is available for 1/500 and 1/250 scale digital topographic maps and design drawings. 4) A cross-sectional drawing was created using point cloud data edited by fusing drone image and TLS data. The RMSE was 14mm. It shows that objects that are difficult to measure with TLS, such as high objects or roofs of buildings, can be supplemented with drone image data. 5) A guideline of TLS survey operations such as gathering TLS data, processing point cloud data, and creating sections are presented. 6) In the future, studies related to TLS survey applications such as TLS specifications, work tolerances, reference point standards, and point cloud data processing software are needed.
In smart construction system, Digital Twin has to be applied along with a design model and as-built model that should be created with BIM models and 3D maps. For this purpose, drone photogrammetry technology and laser scanning technique are required to get raw data. Terrestrial Laser Scanner (TLS) uses a laser to measure the distance between a scanner and object. And then a large amount of 3D point cloud data can be calculated using an angle measuring device and a compensator installed inside the scanner. Afterward, it can be applied to various applications via 3D modeling work. The purpose of this study is to analyze the research background and trend of domestic and international TLS, installation of the reference points, TLS scanning, point cloud data processing method, point data accuracy and BIM utilization through TLS experimental survey. The results and contents of this study are summarized as follows. 1) As a result of analyzing domestic and foreign research trends, there are no working instructions for TLS machine height and reference point placement, 3D point cloud processing process. Various experiments are required to create an operating regulation. 2) TLS test surveying confirmed that the A4 size paper target can be applied in the field at a relatively short distance (30m) between the reference point and the scanner. 3) 3D modeling was performed using the point cloud data. As a result of the data processing, it was confirmed that the RMSE was 28mm. It is available for 1/500 and 1/250 scale digital topographic maps and design drawings. 4) A cross-sectional drawing was created using point cloud data edited by fusing drone image and TLS data. The RMSE was 14mm. It shows that objects that are difficult to measure with TLS, such as high objects or roofs of buildings, can be supplemented with drone image data. 5) A guideline of TLS survey operations such as gathering TLS data, processing point cloud data, and creating sections are presented. 6) In the future, studies related to TLS survey applications such as TLS specifications, work tolerances, reference point standards, and point cloud data processing software are needed.
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