최근 국가의 산업화가 가속되고 사회 간접시설의 요구가 높아지면서 대형 건설 공사를 진행하기 앞서 공사지역내에 존재하고 있는 매장문화재에 대한 광범위한 조사가 실시되고 있다. 매장문화재는 오랜 시간 땅속에 묻혀 있었기 때문에 그 성격을 밝히고, 기록보존하기 위하여 정밀한 조사와 일정한 연구절차가 필요하다. 지금까지 유적지의 측량방법으로는 수준측량, 토탈스테이션 측량, 전문 작업자가 직접 손으로 스케치하는 과정으로 현황도 및 종횡단도를 제작하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 기존의 유적 측량 및 도면제작 방법이 가지고 있던 문제점을 해결하기 위하여 일반 디지털 카메라를 이용하여 경제적이며, 신속하게 대상물의 스테레오 영상을 취득하고, 디지틸 지상사진측량기법에 의한 3차원 영상모형을 구축하는 기법을 제시하고, 유적 현장입지를 입체적 사실적으로 표현하는데 연구의 목적이 있다.
최근 국가의 산업화가 가속되고 사회 간접시설의 요구가 높아지면서 대형 건설 공사를 진행하기 앞서 공사지역내에 존재하고 있는 매장문화재에 대한 광범위한 조사가 실시되고 있다. 매장문화재는 오랜 시간 땅속에 묻혀 있었기 때문에 그 성격을 밝히고, 기록보존하기 위하여 정밀한 조사와 일정한 연구절차가 필요하다. 지금까지 유적지의 측량방법으로는 수준측량, 토탈스테이션 측량, 전문 작업자가 직접 손으로 스케치하는 과정으로 현황도 및 종횡단도를 제작하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 기존의 유적 측량 및 도면제작 방법이 가지고 있던 문제점을 해결하기 위하여 일반 디지털 카메라를 이용하여 경제적이며, 신속하게 대상물의 스테레오 영상을 취득하고, 디지틸 지상사진측량기법에 의한 3차원 영상모형을 구축하는 기법을 제시하고, 유적 현장입지를 입체적 사실적으로 표현하는데 연구의 목적이 있다.
Recently, industrialization of a country is accelerated and request of society infrastructure is raised so national land development is activity view. Accordingly, the search for a wide-ranging buried heritage do acted in large construction region. Because the buried heritage get buried in land that...
Recently, industrialization of a country is accelerated and request of society infrastructure is raised so national land development is activity view. Accordingly, the search for a wide-ranging buried heritage do acted in large construction region. Because the buried heritage get buried in land that it is necessary to the precision search and research for a record and a preservation. Until now, Surveying techniques of a historic site have made status map, profile and cross section map through leveling survey, total-station survey and sketch of specialist. So, to solve problems existing relic survey or drawing making method have using digital camera these researches rapidly and economically obtain stereo image of object and present a technique that constructs 3D image model for digital photogrammetry method. Also, these researches construct 3D image model for record and preservation of a historic site through site test and in 3D and graphical express a historic site and support works that produce other maps if we need it. offer base data of GIS (Geographic Information System) to collect and analyze overall, information of a historic site.
Recently, industrialization of a country is accelerated and request of society infrastructure is raised so national land development is activity view. Accordingly, the search for a wide-ranging buried heritage do acted in large construction region. Because the buried heritage get buried in land that it is necessary to the precision search and research for a record and a preservation. Until now, Surveying techniques of a historic site have made status map, profile and cross section map through leveling survey, total-station survey and sketch of specialist. So, to solve problems existing relic survey or drawing making method have using digital camera these researches rapidly and economically obtain stereo image of object and present a technique that constructs 3D image model for digital photogrammetry method. Also, these researches construct 3D image model for record and preservation of a historic site through site test and in 3D and graphical express a historic site and support works that produce other maps if we need it. offer base data of GIS (Geographic Information System) to collect and analyze overall, information of a historic site.
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문제 정의
1. 디지털 지상사진측량 방법에 의해 매장문화재의 3차원 정밀 모형을 구축할 수 있었으므로 본 연구 기법의 타당성을 제시하였다.
따라서, 본 연구에서는 기존의 유적지 측량 및 유적지도면 제작 방법이 가지고 있던 문제점을 해결하기 위하여 디지털 지상사진측량기법 중 측량용카메라가 아닌 일반디지털 카메라에 의한 2장의 사진만으로 입체영상을 제작하여 경제적이고 신속하게 유적지 현장의 3차원 영상모형을 제작할 수 있는 기법을 제시하고자 한다(정성혁 등, 2003).
보존을 위한 3 차원 영상모형을 구축하여 유적 현장입지를 입체적.사실적으로 표현하는데 본 연구의 목적이 있다.
제안 방법
기존의 지상사진측량은 촬영전 타겟 설치 및 지상 기준점 측량을 하여 표정점을 취득하였으나 본 연구에서는 문화 유적의 3차원 정밀 수치모형을 생성하기 위해 디지털 지상사진측량 방법 중 타겟을 설치하지 않고 2장의 사진만으로 영상매칭하여 특정점을 추출하는 방식으로 3차원 모형을 제작하였다.
프로세싱 상태에서의 오류를 최소화한다. 다음으로 보다 더 정밀하게 특출점을 추출하여 정밀 조정을 실시한 후 스케일을 결정하여 준다.
촬영하였다. 다음으로 통일신라시대의 석곽 묘를 주거지와 마찬가지로 사다리를 이용하여 위에서 촬영하고 네 방향에서 각각 촬영하였다. 이때 대상물의 전체 형태가 카메라 앵글에 꽉 차게 보이도록 촬영을 실시하여 프로세싱을 할 때 오류가 발생하지 않도록 하였다.
또한 현장 실험을 통하여 유적의 기록.보존을 위한 3 차원 영상모형을 구축하여 유적 현장입지를 입체적.
또한, 석곽묘의 네면을 직접 사진 상에서 돌의 모양을 보면서 도화를 실시함으로써, 실제적인 돌의 입체적인 모습을 도화 하였으며, CAD파일로 변환하여 각각의 면들을 정합하여 입체적으로 볼 수 있도록 하였다.
매장문화재의 정밀 측정에 있어서 영상 매칭에 의한 디지털 지상사진측량방법을 이용한 3차원 수치모형을 생성하여 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다..
또한 현장 실험을 통하여 유적의 기록.보존을 위한 3 차원 영상모형을 구축하여 유적 현장입지를 입체적.사실적으로 표현하는데 본 연구의 목적이 있다.
본 연구에서는 먼저 신석기시대 주거지를 촬영하기 위해 대상물의 전체가 사진 상에 보이고, 프로세싱 후 오차에 영향을 미치는 사각을 최대한 줄이기 위해 대상물 앞에 그림 6과 같이 10m높이의 사다리를 설치하고 그 위에 올라가 입체쌍을 위한 좌우 사진 한 장씩을 촬영하였다. 다음으로 통일신라시대의 석곽 묘를 주거지와 마찬가지로 사다리를 이용하여 위에서 촬영하고 네 방향에서 각각 촬영하였다.
있으며, 유적 현장입지를 입체적.사실적으로 표현하고 유적의 종합적 정보를 수집.분석할 수 있을 것으로 사료된다.
그림 10은 석곽묘의 좌.우 사진으로 주거지의 촬영과 같은 방법으로 촬영하여 영상처리 후 그림 11과 같이 불규칙삼각망(TIN ; Triangulated Irregular Network)으로 파일 변환하여 3차원 수치표고모형을 위한 CAD 상에서 호환이 가능하도록 하였다.
출토된 유구.유물의 고저를 측정하고, 유구. 유물의 형상 및 위치를 현장 전문 작업자가 직접 손으로 스케치하는 과정으로 현황도 및 종횡단도를 제작하고 있다.
다음으로 통일신라시대의 석곽 묘를 주거지와 마찬가지로 사다리를 이용하여 위에서 촬영하고 네 방향에서 각각 촬영하였다. 이때 대상물의 전체 형태가 카메라 앵글에 꽉 차게 보이도록 촬영을 실시하여 프로세싱을 할 때 오류가 발생하지 않도록 하였다. 그림 7은 촬영에 사용한 Nikon D70s 카메라이며, 주요 특징은 표 2와 같다.
대상 데이터
본 연구에서의 실험 대상지로는 현재 아산배방 택지개발 사업 및 장항선 고속철도 공사를 위해 지표조사를 하여 유적 발굴 중에 있는 천안. 아산역 일대의 충남 아산시 배방면 장재리 문화유적 발굴조사 1구역을 선정하였다.
유적 발굴 중에 있는 천안. 아산역 일대의 충남 아산시 배방면 장재리 문화유적 발굴조사 1구역을 선정하였다.
등의 유적이 발굴되었다. 여러 유적 중 신석기 시대의 대표적인 주거지 형태와 통일신라시대의 석곽묘를 각각 하나씩 대상물로 선정하여 실험을 하였다.
성능/효과
2. 본 연구에서의 유적 현장을 기존의 방법으로 작업을 한다면 스케치하는 데만 41일 이상이 걸리지만, 본 연구에서 제시한 기법을 사용한다면 도면 완성까지 약 15일 정도가 소요 되므로 상당한 시간을 단축할 수 있어 본 연구가 효과적임을 알 수 있었다.
3. 화가에 의해 스케치된 도면을 이용하여 다시 수치화했던 작업공정을 본 연구의 영상매칭에 의한 디지털 지상사진측량기법으로 한번에 3차원 수치모형을 얻음으로써 인력 대체에 의한 인건비를 대폭 줄일 수 있음을 알 수 있다.
있다. 그러나 본 연구를 통하여 실험한 결과 1 개의 매장문화재에 대해 3D 모델링 및 단면도 작업을 완성하는 데는 표 3과 같이 8시간 30분의 시간이 소요 되었다. 그러므로 장재리 유적현장의 경우 총 41기의 유구가 발굴 되었으므로 기존의 방법대로 한다면 스케치하는 데만 41 일이 걸리지만, 본 연구에서 제시한 기법을 사용한다면 모든 작업을 완성하는데 348시간 30분 즉, 약 15일 정도의 시간이 소요됨을 알 수 있다.
그러나 본 연구를 통하여 실험한 결과 1 개의 매장문화재에 대해 3D 모델링 및 단면도 작업을 완성하는 데는 표 3과 같이 8시간 30분의 시간이 소요 되었다. 그러므로 장재리 유적현장의 경우 총 41기의 유구가 발굴 되었으므로 기존의 방법대로 한다면 스케치하는 데만 41 일이 걸리지만, 본 연구에서 제시한 기법을 사용한다면 모든 작업을 완성하는데 348시간 30분 즉, 약 15일 정도의 시간이 소요됨을 알 수 있다. 그림 14는 본 연구에서 제시한 기법을 이용하여 캐드 싱에서 완성한 실측도면의 평면도와 정면.
또한, 표 4에서 보는 봐와 같이 연도별 인건비의 기준단가는 계속 증가하고 있지만 디지털카메라의 경우는 첨단센서의 개발과 수요의 증가로 인해 그 가격은 점점 낮아지고 성능은 더 좋아지고 있는 실정이어서 본 연구에서 제시한 디지털 지상사진측량 방식을 이용하면 초기 프로그램 가격이 들지만 저렴한 가격에 구입할 수 있는 일반 디지털카메라를 이용하여 측량을 하기 때문에 장기간의 발굴 작업에서는 오히려 기존의 아날로그식 방식보다 저렴하게 작업을 수행할 수 있다.
후속연구
이상과 같이 매장문화재의 정밀측정에 있어 영상 매칭에 의한 무타겟 디지털 지상사진측량 방법을 사용함으로써 매장문화재의 발굴에 경제적이고 효과적으로 활용할 수 있으며, 유적 현장입지를 입체적.사실적으로 표현하고 유적의 종합적 정보를 수집.
참고문헌 (12)
권용무 (2002), 디지털 문화재 기술, KIST
이관우 (1993), 사진측량에 의한 역사적 건조물의 정밀도화와 해석, 석사학위논문, 충북대학교, pp. 9-11
임인섭 (1997), 다중영상접합 기법에 의한 인체의 수치 모형 생성, 석사학위논문, 충북대학교, pp. 20-23
정성혁, 황창섭, 이재기 (2001), 수치사진측량기법에 의한 Fender 의 3차원 수치모형 생성, 한국측량학회지, 제 19권, 제 2호 pp. 147-154
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