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문제 정의
- 본 연구에서는 동일 대상물에 대해 타켓 측정 기법을 4가지 방법으로 적용하여 영상좌표를 얻고 이를 광속 조정하여 3차원 결과를 얻음과 동시에 각각에 대한 정확도를 분석하고자 한다. 그림 2는 도심위치결정법이 유리한 타켓 영상이며, 그림 3은 타원경계추출법이 유리한 타켓 영상이다.
- 봉분의 3차원 지형 모델을 통하여 형상재현을 효과적으로 구현하여 시각화 하고자 하였다. 크리징 보간법은 관측점이 불규칙한 경우에 등고선이나, 곡면의 보 간 등에 유용하며 자료의 경향을 나타낼 수 있다.
제안 방법
- 그리고 각 표정점 좌표의 잔차와 3차원 위치정확도를 분석하였다. 도심측정방법의 경우에는 픽셀의 밝기 값(grey value)을 경중률로 고려한 방법에 대해 정확도를 분석하였으며 타원경계추출법에서는 외곽추출조절 방법으로 정확도를 분석하였다.
- 6m, 2m에서 중복촬영을 통해 총 9장의 영상을 얻었다. 그리고 표정점간의 축척을 위해 거리를 측정하였다.
- 대상물상의 타켓의 3차원 좌표는 외부표정의 초기값과 영상좌표 그리고 다중영상표정을 이용하여 광속 조정으로 얻어졌다. 그리고 각 표정점 좌표의 잔차와 3차원 위치정확도를 분석하였다.
- 그리고 각 표정점 좌표의 잔차와 3차원 위치정확도를 분석하였다. 도심측정방법의 경우에는 픽셀의 밝기 값(grey value)을 경중률로 고려한 방법에 대해 정확도를 분석하였으며 타원경계추출법에서는 외곽추출조절 방법으로 정확도를 분석하였다. 경중률을 고려한 도심측정 방법과 외곽검출 타원경계추출법으로 타켓의 위치를 결정하고 광속 조정한 X, Y, Z 좌표 표준편차를 표 2와 그림 4에 보였다.
- 사전작업으로 보다 정확한 봉분의 3D을 생성하기 위하여 자체검정방법(self calibration method)을 실시하여 다중영상접합의 원리를 적용하고 굉속조정 법(bundle adjustment method)을 실시하였다. 또한 도심측정방법과 타원 경계추출법으로 타켓의 위치측정 정확도를 살펴보고, 타켓 분석 결과를 통해 가장 우수한 결과의 기 법으로 봉분의 국부지형 모델을 생성하였다. 이러한 공간유형 문화재들을 휴대가 간편하고 수치영상의 자체 저장능력을 가진 Rollei d7 metric 디지털 카메라로 촬영하여 다중 영상 표정의 과정을 거쳐 봉분의 3차원 좌표를 측정하고, 이를 통하여 형상화한 봉분을 컴퓨터 시스템과 연관해서 3차원으로 시각화하고자 하였다.
- 본 연구에서는 Rollei d7 metric 카메라를 이용하여 현장 자체 검정을 실시하여 렌즈검정을 하고 디지털 타켓에 대한 위치결정기법을 이용하여 정확도를 비교하였으며 근거리 수치사진측량을 이용하여 봉분을 3차원으로 구현하여 정확도를 산정하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 연속된 25장의 영상에서 58개의 표정점을 중복 측정하여 다중영상표정에서 후방교회 법과 전방교회 법을 동시에 수행하고, 광속조정법에 의해 대상점의 3차원 좌표 및 외부표정 요소를 결정하게 된다.
- 왜곡수차 보정 시에는 방사방향 왜곡 수차와 접선 방향 왜곡 수차를 보정해야 하지만, 접선방향 왜곡 수차는 극히 작은 수치이므로 최소제곱법에 의해 구해진 1차 왜곡 상수와 2차 왜곡상수를 적용하여 방사방향 왜곡 수차만을 보정해 주었다.
- 또한 도심측정방법과 타원 경계추출법으로 타켓의 위치측정 정확도를 살펴보고, 타켓 분석 결과를 통해 가장 우수한 결과의 기 법으로 봉분의 국부지형 모델을 생성하였다. 이러한 공간유형 문화재들을 휴대가 간편하고 수치영상의 자체 저장능력을 가진 Rollei d7 metric 디지털 카메라로 촬영하여 다중 영상 표정의 과정을 거쳐 봉분의 3차원 좌표를 측정하고, 이를 통하여 형상화한 봉분을 컴퓨터 시스템과 연관해서 3차원으로 시각화하고자 하였다.
- 6m, 2m에서 9장을 촬영하였으며 카메라를 swing(y축의 회전각) 시계방향으로90。, 180°, 270。로 회전하여 3장을 촬영하였다. 카메라의 표 정점 간의 축척을 위해 거리를 측정하였다.
- 6m상에서 14장, 높이 2m상에서 11 장의 사진을 획득하였다. 표정점간의 축척을 위해 대략적인 거리를 관측하였으며 지상 기준점의 3차원 좌표를 SOKKIA사의 SET2B 최소 2 ” 독 Total Station으로 정밀하게 관측하였다. 그림 5는 대상 지역의 현황사진이고 그림 6은봉^(약 18mxllm)에 부착한 타켓 배치를 나타내고 있다.
대상 데이터
- 경상남도 창녕군에 위치한 송현동 고분군일대 봉분을 3 차원 형상으로 시각화하기 위해 58개의 원형 타켓을 사용하였고 카메라의 촬영 위치 및 방향을 대칭적으로 하여 25장의 영상을 취득하였다. 봉분 둘레로 14방향에서 높이 1.
- 본 연구에서는 경상남도 창녕군에 위치한 송현동 고분군 일대의 봉분을 관측 대상지로 선정하였다. 이 취득 데이터를 이용하여 후처리과정을 거친 후 3차원 형상을 수치화하여 복원 이전의 발굴상태를 영구히 보존하고, 발굴된 유적을 기초로 하여 복원시킨 봉분의 형상을 추측하기도 용이하며, 이러한 복원 작업을 효율적이고 신속하게 분석하여 재현함으로써 문화재의 유지관리 .
- 영상을 취득하였다. 봉분 둘레로 14방향에서 높이 1.6m상에서 14장, 높이 2m상에서 11 장의 사진을 획득하였다. 표정점간의 축척을 위해 대략적인 거리를 관측하였으며 지상 기준점의 3차원 좌표를 SOKKIA사의 SET2B 최소 2 ” 독 Total Station으로 정밀하게 관측하였다.
- 수치영상의 획득을 위한 장비로는 Rollei d7 metric 카메라를 사용하였으며, 사용된 타켓 형태로 직경 13mm의 원형 타켓으로 흑백의 명암과 원 중심을 자동으로 인식한다.
- 타켓은 총 55점을 설치하였고 좌측과 우측 및 중간 부분을 높이 Im, 1.6m, 2m에서 중복촬영을 통해 총 9장의 영상을 얻었다. 그리고 표정점간의 축척을 위해 거리를 측정하였다.
- 타켓의 설치는 약 6mx5m 벽면에 원형 타켓을 55점에 걸쳐 설치하였으며 카메라의 촬영 위치 및 방향을 대칭적으로 하여 12장의 영상을 얻었다. 촬영위치는 좌측과 우측 가운데 방향에서 높이 Im, 1.
이론/모형
- 본 연구에서는 봉분의 3차원 시각화을 위하여 근거리 수 치사진측랑(digital close-range photogrammetry)을 이용하여 국부지형모델(LTM : Local Terrain Model)을 생성하였다. 사전작업으로 보다 정확한 봉분의 3D을 생성하기 위하여 자체검정방법(self calibration method)을 실시하여 다중영상접합의 원리를 적용하고 굉속조정 법(bundle adjustment method)을 실시하였다.
- 사전작업으로 보다 정확한 봉분의 3D을 생성하기 위하여 자체검정방법(self calibration method)을 실시하여 다중영상접합의 원리를 적용하고 굉속조정 법(bundle adjustment method)을 실시하였다. 또한 도심측정방법과 타원 경계추출법으로 타켓의 위치측정 정확도를 살펴보고, 타켓 분석 결과를 통해 가장 우수한 결과의 기 법으로 봉분의 국부지형 모델을 생성하였다.
- 조정된 표정점 좌표를 기초로 상용 프로그램인 Surfer를 이용해서 크리징(Kriging)보간법으로 국부지형모델을 생성하였다. 봉분의 3차원 지형 모델을 통하여 형상재현을 효과적으로 구현하여 시각화 하고자 하였다.
성능/효과
- 타원경계추출법의 경우는 도심측정 방법의 경우보다 다소 양호한 결과를 보였다. 결과적으로 두 가지 방법을 다 고려하지 않은 경우가 가장 높은 오차를 보였고 그 다음은 도심측정방법을 고려한 경우였으며 가장 낮은 오차를 보인 것은 두 가지 방법을 다 고려한 경우로써 Z좌표에서 역시 가장 높은 오차를 보이는데 이는 영상의 수를 증가시키고 수렴각을 다양하게 함으로써 오차를 낮출 수 있을 것이다. 표 2와 같이 두 가지 방법을 다 고려한 경우 표준편차는 X좌표에서 +2.
- 도심측정방법만을 적용한 결과(C)와 타원 경계추출법만을 적용한 결과(E), 두 가지 방법을 다 적용한 결과 (C-E), 두 가지 방법을 둘 다 사용하지 않은 경우(natural) 로 나타내었다. 도심측정방법에서 경중률을 고려하지 않은 경우에 임계값의 선택에 영향을 많이 받지만 양호한 결과를 보였다.
- 나타내었다. 도심측정방법에서 경중률을 고려하지 않은 경우에 임계값의 선택에 영향을 많이 받지만 양호한 결과를 보였다. 타원경계추출법의 경우는 도심측정 방법의 경우보다 다소 양호한 결과를 보였다.
- 현장자체검정실험으로 내부표정요소 및 렌즈 왜곡 등에 관련된 기하학적 검정 매개변수들을 도출하여 보정해줌으로써 정확도를 크게 향상시킬 수 있었으며, 도심측정방법과 타원경계추출방법을 여러 가지로 조합하여 적용한 결과 정확도는 타원 경계추출방법과 도심 측정방법을 동시에 적용되었을 경우가 가장 우수하였다. 또한 봉분의 3차원 시각화는 대상물 데이터베이스 영구보존이 가능하고, 각 지역에 많이 산재해 있는 봉분 데이터베이스화의 통일화, 전산화 작업에 보다 효과적으로 활용할 수 있으며 지형 및 문화재 정보를 판독할 수 있는 수치 영상은 봉분의 복원 전 .
후속연구
- 후의 지형 변화나 상태를 알 수 있는 근거 자료로써 그 가치가 높다고 할 수 있다. 디지털 카메라를 이용한 근거 리 수치사진측량시스템은 대상물의 3차원 모델링 및 형상재현 등을 효율적으로 구현하여 3차원 지형의 시각적 분석에 활용할 수 있을 뿐만 아니라 문화재 복원 분야의 기초 자료 및 경제적인 보조 자료로서 많은 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.
- 또한 봉분의 3차원 시각화는 대상물 데이터베이스 영구보존이 가능하고, 각 지역에 많이 산재해 있는 봉분 데이터베이스화의 통일화, 전산화 작업에 보다 효과적으로 활용할 수 있으며 지형 및 문화재 정보를 판독할 수 있는 수치 영상은 봉분의 복원 전 . 후의 지형 변화나 상태를 알 수 있는 근거 자료로써 그 가치가 높다고 할 수 있다. 디지털 카메라를 이용한 근거 리 수치사진측량시스템은 대상물의 3차원 모델링 및 형상재현 등을 효율적으로 구현하여 3차원 지형의 시각적 분석에 활용할 수 있을 뿐만 아니라 문화재 복원 분야의 기초 자료 및 경제적인 보조 자료로서 많은 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.
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