선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구에서는 기존의 대축척 디지털항공사진카메라와 다방향 촬영 디지털항공사진카메라인 Pictometry 카메라로 촬영된 디지털항공사진영상을 활용하여 수치사진측량기법으로 제작된 3차원 공간정보의 품질 분석을 수행함으로써 수치사진측량 기법을 이용한 3차원 공간정보의 특성과 활용 가능성을 타진하였다.
제안 방법
- 3차원 공간정보의 정량적 분석은 3차원 모델의 가시화 정보의 정확도에 대하여 분석을 수행하였다. 가시화 정보의 정확도 분석을 위한 3차원 모델은 대상지역의 고층, 중층, 저층건물을 각 15개를 선정하였다.
- 3차원 공간정보의 정량적 분석은 3차원 지형의 가시화 정보로 이용되는 실감정사영상과 3차원 모델의 위치 정확도를 분석하였다. 실감정사영상의 위치정확도는 대상지역의 1:1,000 해석도화원도를 기준으로 실감정사영상의 상대적인 수평위치정확도를 분석하였으며, 위치정확도 분석을 위한 검사점은 명확히 구분이 가능한 도로 및 건물모서리 등 50점을 선정하여 분석을 수행하였다.
- 3차원 모델의 위치정확도는 32개 모델을 선정하여 실감정사영상과 마찬가지로 대상지역의 1:1,000 해석도화원도를 기준으로 수평과 수직위치에 대한 상대적인 정확도를 분석하였다.
- Intergraph DMC로 촬영된 디지털항공사진영상의 폐색지역을 최소화하기 위하여 촬영 중복도를 종중복도 80%이상, 횡중복도 70% 이상으로 설정하였으며, 다방향 영상을 획득하기 위하여 남북, 동서 교차 촬영을 수행하였다. 표 2는 Intergraph DMC로 촬영된 대상지역의 디지털항공사진영상에 대한 촬영계획 설계내용을 나타낸 것이다.
- PLW Model Works를 이용한 3차원 공간정보 구축은 디지털항공사진영상, 카메라 정보, GPS/INS 정보, 지상기준점정보, LiDAR DEM을 입력한 후 디지털항공사진영상에 대한 상호표정과 절대표정을 수행한다. 표정해석 후 디지털항공사진영상을 이용하여 인공지형지물에 대한 3차원 모델링을 수행하며, 3차원 모델링의 Texturing은 입력된 디지털항공사진영상으로부터 자동으로 수행되게 된다.
- Pictometry 디지털항공사진영상은 1회 촬영으로 다방향 영상을 획득할 수 있으며, 동서방향으로 종중복도 66%이상, 횡중복도 33%이상으로 촬영을 수행하였다. 표 4는 Pictometry 카메라로 촬영된 대상지역의 디지털 항공사진영상에 대한 촬영계획 설계내용을 나타낸 것이다.
- 가시화 정확도 분석 방법은 일반적인 건물의 형상인 육면체를 기준으로 건물의 상단과 측면 4방향의 면적에 대하여 실사 영상의 묘사 비율을 계산하였다. 그림 12는 3차원 모델의 가시화 정확도 분석 방법을 나타낸 것이다.
- 기존 3차원 국토공간정보는 GSD(Ground Sample Distance) 0.2m 이상의 수직항공사진영상을 이용하여 제작된 일반정사영상(Nomal OrthoImage)과 LiDAR(Light Detection And Ranging) DEM(Digital Elevation Model)을 이용하여 지형의 3차원 및 가시화를 수행하였으며, 1:1,000 수치지도를 기초로 LiDAR 데이터의 높이값을 이용하여 인공지형지물에 대한 3차원 모델을 생성하고, 현지조사 및 GPS밴 등을 이용하여 가시화 정보를 취득한 후, 취득된 가시화정보의 Texturing을 수행하여 제작하였다.
- 기존의 대축척 디지털항공사진카메라와 다방향 촬영 디지털항공사진카메라로 촬영된 디지털항공사진영상을 이용하여 수치사진측량기법으로 제작한 3차원 공간정보의 품질 분석을 수행하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
- 수치사진측량기법으로 제작된 3차원 공간정보의 정확도 분석은 정성적 분석과 정량적 분석으로 나누어 수행하였다. 정성적 분석은 3차원 공간정보의 가시성에 대하여 분석을 수행하였으며, 정량적 분석은 3차원 공간정보의 위치정확도에 대하여 분석하였다.
- 수치사진측량기법으로 제작된 3차원 공간정보의 정확도 분석은 정성적 분석과 정량적 분석으로 나누어 수행하였다. 정성적 분석은 3차원 공간정보의 가시성에 대하여 분석을 수행하였으며, 정량적 분석은 3차원 공간정보의 위치정확도에 대하여 분석하였다.
대상 데이터
- 3차원 공간정보의 정량적 분석은 3차원 모델의 가시화 정보의 정확도에 대하여 분석을 수행하였다. 가시화 정보의 정확도 분석을 위한 3차원 모델은 대상지역의 고층, 중층, 저층건물을 각 15개를 선정하였다. 저층건물은 옥상까지의 높이가 14m이하인 건물을 선정하였고, 중층건물은 15m이상～30m이하 건물, 고층건물은 31m이상의 건물을 선정하였다.
- 본 연구에서 3차원 공간정보 구축을 위해 사용된 디지털항공사진영상은 지도 제작용 대축척 디지털항공사진카메라인 Intergraph DMC (Digital Mapping Camera)로 촬영된 디지털항공사진영상과 다방향 촬영 디지털항공사진카메라인 Pictometry 카메라로 촬영된 디지털항공사진영상을 이용하였다.
- 수치사진측량기법을 이용한 3차원 공간정보의 구축 대상지역은 서울시 강남구 강남역 근교로 다양한 인공 지형지물이 포함될 수 있는 지역으로 선정하였으며, 대상지역의 면적은 약 1.285㎢이다. 그림 4는 3차원 공간 정보 구축 대상지역을 나타낸 것이다.
- 3차원 공간정보의 정량적 분석은 3차원 지형의 가시화 정보로 이용되는 실감정사영상과 3차원 모델의 위치 정확도를 분석하였다. 실감정사영상의 위치정확도는 대상지역의 1:1,000 해석도화원도를 기준으로 실감정사영상의 상대적인 수평위치정확도를 분석하였으며, 위치정확도 분석을 위한 검사점은 명확히 구분이 가능한 도로 및 건물모서리 등 50점을 선정하여 분석을 수행하였다. 그림 14는 실감정사영상의 위치정확도 분석을 위한 검사점을 나타낸 것이다.
- 가시화 정보의 정확도 분석을 위한 3차원 모델은 대상지역의 고층, 중층, 저층건물을 각 15개를 선정하였다. 저층건물은 옥상까지의 높이가 14m이하인 건물을 선정하였고, 중층건물은 15m이상～30m이하 건물, 고층건물은 31m이상의 건물을 선정하였다.
성능/효과
- 건물이 밀집되어 있거나 고층건물이 인접하였을 경우 그림 13의 (a)와 (b)에서 나타난 것과 같이 건물 측면 영상의 확보가 어려워 가시화 정보의 정확도가 저하되는 것으로 나타났으며, 그림 13의 (c)와 같이 건물 주변에 수목이 존재할 경우 건물 측면 하단이 가로수의 영향으로 수목영상이 건물영상과 같이 묘사되어 가시화 정확도를 저하시키는 것으로 분석되었다. 그림 12는 3차원 모델의 가시화 정보에 대한 정확도 저하 요인을 나타낸 것이다.
- 1:1,000 해석도화원도의 수평위치 표준차는 ±0.2m로 이를 고려할 경우 두 디지털항공사진영상으로 제작된 실감정사영상의 예상수평위치 표준편차는 ±0.4m로 1:1,000 수치지도의 수평위치오차 한계인 ±0.7m 보다 양호한 것으로 나타났다.
- 1:1,000 해석도화원도의 수평위치허용오차는 ±0.2m이고 수직위치허용오차(표고점) ±0.15m로 이를 고려할 경우 두 디지털항공사진영상으로 제작된 3차원 모델의 예상수평위치정확도는 ±0.3m, 예상수직위치정확도는 ±0.3m로 수평위치정확도는 1:1,000 수치지도의 수평위치오차 한계인 ±0.7m보다 양호한 것으로 나타났으나, 수직위치오차 한계인 ±0.15m보다 정확도가 낮은 것으로 나타났다.
- 3차원 모델은 건물의 밀집도, 인접 건물의 영향, 수목의 영향으로 가시화 정보의 정확도가 저하되는 것으로 나타났다.
- 3차원 모델의 가시화 정보의 정확도를 분석한 결과 두 디지털항공사진영상 모두 별도의 가시화 정보의 획득 없이 원영상만으로 평균 84% 이상의 가시화 정확도를 확보할 수 있었으며, 3차원 공간정보의 위치정확도를 분석한 결과 실감정사영상과 3차원 모델의 수평위치정확도는 1:1,000 수치지도의 수평위치허용정확도보다 양호하였으나, 수직위치정확도는 다소 낮은 것을 확인할 수 있었다.
- 3차원 모델의 위치정확도를 분석한 결과 Intergraph DMC 디지털항공사진영상을 이용해 제작된 3차원 모델의 수평위치 표준편차는 ±0.182m, 수직위치 표준편차는 ±0.287m이며, Pictometry 디지털항공사진영상을 이용해 제작된 3차원 모델의 수평위치 표준편차는±0.148m, 수직위치 표준편차는 ±0.226m로 나타났다.
- 두 디지털항공사진영상 모두 고층건물의 가시화 정확도가 가장 높게 나왔으며 저층으로 갈수록 가시화 정확도 감소하는 것으로 나타났다. 저층건물에 대해서는 Pictometry 디지털항공사진영상으로 제작된 3차원 모델의 가시화 정확도가 다소 낮은 것으로 나타는데 Pictometry 카메라는 40°의 고경사영상을 이용하여 가시화를 수행하기 때문에 밀집된 저층건물에 대한 측면부의 가시화 정보를 획득할 수 없어 정확도가 낮은 것으로 나타났다.
- 기존의 대축척 디지털항공사진카메라와 다방향 촬영 디지털항공사진카메라로 촬영된 디지털항공사진영상 모두 3차원 실사모델을 LoD 4급으로 제작 할 수 있었으며, 실세계와 유사한 실사 3차원 공간정보의 구축이 가능하였다. 또한 기존의 수치지도를 이용하지 않고 최신 디지털항공사진영상을 기반으로 3차원 모델을 제작하여 촬영시기와 동일한 3차원 공간정보 구축이 가능하여 자료의 최신성 확보가 용이하다.
- 실감정사영상의 위치정확도를 분석한 결과 Intergraph DMC 디지털항공사진영상을 이용하여 제작된 실감정사영상의 수평위치 표준편차는 ±0.352m, Pictometry 디지털항공사진영상을 이용해 제작된 실감정사영상의 수평위치 표준편차는 ±0.354로 두 디지털항공사진영상 모두 유사한 수평위치 정확도를 나타냈다.
- 저층건물에 대해서는 Pictometry 디지털항공사진영상으로 제작된 3차원 모델의 가시화 정확도가 다소 낮은 것으로 나타는데 Pictometry 카메라는 40°의 고경사영상을 이용하여 가시화를 수행하기 때문에 밀집된 저층건물에 대한 측면부의 가시화 정보를 획득할 수 없어 정확도가 낮은 것으로 나타났다.
- 표 5는 3차원 모델의 가시화 정보에 대한 정확도 분석 결과를 나타낸 것으로 Intergraph DMC 디지털항공사진영상을 이용해 제작된 3차원 모델의 가시화 정확도는 평균 86.92%, Pictometry 디지털항공사진영상으로 제작된 3차원 모델은 82.52%로 유사한 가시화 정확도를 나타냈다.
후속연구
- 원영상의 GSD가 0.12m～0.15m로 향상되어 가시성이 높으며, 골목, 소로에 대한 시설물 정보의 활용성이 용이할 것으로 판단된다. 그림 11은 Intergraph DMC 디지털항공사진영상과 Pictometry 디지털항공사진영상으로 제작된 실감정사영상을 나타낸 것이다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.