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가설 설정
- 사용된다. 이때 분석을 단순화하기 위해 펄스 모양이 가우시 안 분포를 따른다고 가정 하고 다변량 가우 시안분포를 이용하여 리턴파장을 분석하고 있다.
제안 방법
- 이와 같이 LiDAR 데이터에 대한 정확도 검증, 적용성 검토, 변화탐지 등에 많은 연구 논문이 발표되 었으나 주된 LiDAR 데 이 터 의 형 태 는 discrete return 방식의 형태로 국한되어 full waveform LiDAR 데이터에 대한연구는 미비한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 연구대상 지역의 현지 실측 측량 데이터를 이용하여 full waveform LiDAR 데이터의 고도 값과수치지도(1:1,000)의 고도값에 대한 정확도를 비교 분석하였다.
- full waveform LiDAR 데 이 터 의 정 확도를 분석 하기 위 하여 현지 4등삼각점 점의 조서에 명시된 기준점 중 항공 레이저 측량 규정에 준하는 측량점을 선정하여 측량 하였다. 또한 측량점은 대상지역 에 골고루 분포하도록 하였으며 일부는 타원체고의 LiDAR 데이터 정표고 변환점으로 사용하였으며, 일부는 이에 대한 검사점으로 활용되 었다.
- 또한 연구 대상지역의 수치지도(1:1,000)를 활용하여, 수치지도 상에서 현지 측량점의 위치를 포함하는 일정 영역에서의 등고선과 표고점 데이터를 추출한 뒤 불규칙 삼각망을 구성하였다.
- ftdlwaveformLiDAR 데이터를 이용한 정확도 비교분석을 위해 수평위치보다는 수직위치의 정확도 평가에 중점을 두었으며, 산림 지 역과 도심지 역을 나누어 분석하였다. 정화하게 관측한 특정 지 점 의 현지 측량 고도 값을 LiDAR의 관측 고도값 값과 수치 지 도의 등고선 고도 값을 통해 비교분석하였다.
- 정화하게 관측한 특정 지 점 의 현지 측량 고도 값을 LiDAR의 관측 고도값 값과 수치 지 도의 등고선 고도 값을 통해 비교분석하였다. 취득된LiDAR의 관측 고도값 데이터를 통해 불규칙 삼각망(TIN)을 형 성하고, 현지 측량 점의 고도 값을 통해 고도차를 구하였다. 수치 지도의 등고선 역시 이와 같은 방법으로 고도차를 분석을 하였다.
- 수치 지도의 등고선 역시 이와 같은 방법으로 고도차를 분석을 하였다. 보다 정확한 LiDAR의 관측 고도값 값을 취득하기 위해 macro를 통해 지형, 수목, 건물데이터를 자동 분류하였으며, 지형데이터에 대한 수동 필터링 작업을 수행하였다. 그림 4, 그림 5는 불규칙삼각망(TIN)을 통한 고도차 분석과정을 나타낸 것이다.
- 본 연구에서는 fhll waveform LiDAR의 위치 정확도 분석을 수행하기 위해 연구 대상지를 도심지역과 산림지역으로 나누어 선정하고, 항공레 이 저 측량 규정 에 준하는 현지 측량점 선정하여 측량 하였다. LiDAR 데이 터로 불규칙 삼각망(TIN)을 형 성하여 현지 측량점과 고도값을 비교 분석한 결과 다음과 같은 결론을 도출 할 수 있었다.
대상 데이터
- 먼저 도심지역 조건에 적합한 지역으로 주변 상가 및 아파트 단지, 공장 등과 같은 큰 건물들을 비롯하여 낮은 구릉지 대와 적 정 높이의 산지도 분포되어 있는 천안시 일원으로 선정하였다. 표고 10어!이하가 전체면적의 49.
- 671km2에달하고 경사도는 중심부의 태조산, 흑성산, 동측의 만근 산, 서측의 광덕산, 망경산 일대가25°이상의 급경사를 형성하고 있고, 그 외 지 역은 대부분 15°이내의 비교적 평탄한 지형이다. 또한 산림지역 조건에 적합한 지역으로 높이 832m, 총연장 13fon, 강릉에서 서쪽으로 17/tm 정도 떨어져 있으며, 영동과 영서를 연결하는 관문으로 황병산, 선자령, 노인봉, 발왕산에 둘러싸인 고위 평탄면이 강릉시 성산면의 대관령 일원으로 선정하였다. 그림 1은 연구 대상지 역 의 50«n급 항공영상이다.
- 또한 산림지역 조건에 적합한 지역으로 높이 832m, 총연장 13fon, 강릉에서 서쪽으로 17/tm 정도 떨어져 있으며, 영동과 영서를 연결하는 관문으로 황병산, 선자령, 노인봉, 발왕산에 둘러싸인 고위 평탄면이 강릉시 성산면의 대관령 일원으로 선정하였다. 그림 1은 연구 대상지 역 의 50«n급 항공영상이다.
- 레이저 센서와 함께 항공 LiDAR 시스템에 탑재 된 GPS와 IMU는 지 표면에 반사되어 되돌아오는 레이저 펄스의 지표상의 위치를 정확하게 계산하기 위한 항공기의 위치와 비행자세에 관한 정보를 얻는데 사용된다. 도심지역(천안시 일원)과 산림지역(대관령 일원)의 LiDAR 데이터는 2010년 6월과 2010년 11월 각각 IGI사의 LiteMapper6800 시스템에 의해 취득 되 었으며 비행고도는 약 1,000m에서 초당 180kHz의 주사율로 도심지역(천안시 일원)은중복도50%, cross촬영 100%로 산림 지 역(대관령 일원)은 중복도 50%로 취득하였다. 표 2는 데이터 취득에 사용된 LiDAR의 제원이며, 그림 2는LiDAR Strip 이다.
- 그림3은 조정 점과 검사점 분포를 나타낸 것이다. 도심지역(천안시 일원)은총5점의 조정점과 10점의 검사점을 사용하였으며, 산림지 역(대관령 일원)은 총 17점의 조정 점과 13점의 검사점을사용하였다.
데이터처리
- 정화하게 관측한 특정 지 점 의 현지 측량 고도 값을 LiDAR의 관측 고도값 값과 수치 지 도의 등고선 고도 값을 통해 비교분석하였다. 취득된LiDAR의 관측 고도값 데이터를 통해 불규칙 삼각망(TIN)을 형 성하고, 현지 측량 점의 고도 값을 통해 고도차를 구하였다.
성능/효과
- 구분된다. 본 연구에 적용된 full waveform LiDAR는 단일 주파로 많은 파형 정보를 취득할 수 있는데 이것은 처음 발생된 펄스와 같은 단일 모드이 거 나 각 표면으로부터 반사된 다수의 펄스로 구성된 복잡한 파형 일 수 있다. 다시 말해서 도심지, 농업지역과 같은 일정한 패턴의 연속성을 지닌 평탄한 지역에서는 단순한 형태를 나타내고, 식생이 분포하는 산림지역에서는 복잡한 형태로 나타나게 된다.
- full waveform LiDAR 데이터를 이용하여 도심지 역(천안시 일원) 2곳의 현지 측량점을 기준으로 고도값을 비교한 결과 표 5에서 보이듯이 LiDAR의 관측 고도값의 현지측량 점과의 오차에 대한RMSE는 3.1cm로 나타났으며, 수치 지 도(1:1,000)와 현지 측량성과를 비교한 RMSE는38.0cm로 나타났다. 수치지도의 경우 LiDAR보다 현격 히떨어지는 정확도를 확인할 수 있었다.
- 산림지역(대관령 일원) 13곳의 현지 측량점을 기준으로 고도값을 비교한 결과 표 6에서 보이듯이 LiDAR 관측 고도값과 현지 측량성과의 RMSE는 4.7c%로 나타났으며, 수치 지 도(1:1,000)와 현지 측량성 과를 비교한 RMSE는 37.3cm로 나타났다.
- 0cm나타났다. 본 연구에서는 full waveform LiDAR 데이터를 이용하여 도심지역(천안시 일원) 10곳의 현지 측량점을 이용하여 고도값을 비교한 결과 현지 측량점과의 차이는RMSE는 3.1cm로 나타났으며, 산림지역(대관령 일원) 13곳의 현지 측량점을 기준으로 고도값을 비교한 결과 RMSE는 4.7cm로 나타났다.
- 첫째, 현지 측량점을 기준으로 full waveform LiDAR의 관측 고도값의 정확도를 평가한 결과 도심지 역(천안시 일원)에서 RMSE는 3.1cm로 나타났으며, 수치지도(1:1, 000) 고도값의 정확도는 38cm로 나타났다. 또한 산림지 역(대관령 일원)에서 현지 측량점과 LiDAR 관측 고도값의 오차 RMSE는 4.
- 1cm로 나타났으며, 수치지도(1:1, 000) 고도값의 정확도는 38cm로 나타났다. 또한 산림지 역(대관령 일원)에서 현지 측량점과 LiDAR 관측 고도값의 오차 RMSE는 4.7cm로 나타났으며, 수치지도(1:1,000)와 현지 측량점을 비교한 RMSE는 37.3cm로 나타났다. 고도 관측값에 대해서 LiDAR가 수치지도(1:1,000)보다 정확도가 매우 높음을 확인할 수 있었다.
- 3cm로 나타났다. 고도 관측값에 대해서 LiDAR가 수치지도(1:1,000)보다 정확도가 매우 높음을 확인할 수 있었다.
- 둘째, 기존 발표된 discrete return LiDAR의 정확도 분석 결과 RMSE는 6cm, 14cm로 본 연구의 결과 값과 비교해 볼 때 fijll waveform LiDAR의 정확도가 좀 더 높은 것으로 나타났다. 그러나 현지 측량점, 촬영시 기, 점밀도 등의 조건이 동일하지 않은 실험 이 기 때문에 추후 동일한 조건으로 취득된 LiDAR 데이터로 정확도 분석이 수행되 어야 할 것으로 판단된다.
후속연구
- 그러나 현지 측량점, 촬영시 기, 점밀도 등의 조건이 동일하지 않은 실험 이 기 때문에 추후 동일한 조건으로 취득된 LiDAR 데이터로 정확도 분석이 수행되 어야 할 것으로 판단된다.
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