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 항공라이다 측량으로 획득된 라이다 데이터의 정표고 변환 작업에 있어서 정밀 지오이드 모델의 활용 가능성에 대하여 분석하였다. 이를 위하여 강원도 횡성군 지역을 연구대상지역으로 선정하고 정표고 변환 작업을 위한 64점의 기준점에 대하여 GPS 측량과 수준측량을 수행하였으며, 현장 측량을 통한 기하학적 지오이드 고와 지오이드 모델로부터 계산된 지오이드고를 이용하여 항공라이다 측량 작업을 위한 최적 지오이드 모델을 검토하였다.
- 본 연구에서는 항공라이다 측량을 통해 DEM 등의 성과를 제작하는 과정에서 발생하는 현지 측량 작업의 번거로움을 최소화하기 위하여 라이다 데이터의 정표고 변환 작업에 있어서 정밀 지오이드 모델의 활용 가능성 및 항공라이다 측량 작업을 위한 최적 지오이드 모델을 검토하는 한편, 정표고 변환 시에 사용되는 기준점의 수량에 따른 최종 성과의 차이를 분석하였다.
제안 방법
- 1) KGEOID08, EGM2008 및 EIGEN-CG03C 지오이드 모델로부터 계산된 지오이드고와 실측을 통한 기하학적 지오이드고를 비교 . 분석한 결과, KGEOID08 모델의 RMSE가 0.
- 기준점을 선점하고, GPS 측량 및 수준측량 작업을 수행하였다. GPS 측량데이터는 TGO(Trimble Geomatics Officevl.6)를 이용하여 처리하였으며, 데이터 처리에 있어서 기준좌표계(ITRF2000) 상의 정밀성과가 결정되어있는 국토지 리정보원의 GPS 상시관측소(HONC, WNJU, YANRYOWL)를 사용하여 기선해석 및 망조정을 수행하였다.<그림 1>은 연구대상지역에 선점된 기준점 분포현황을 나타내고 있다.
- KGEOID08은 한국 일원에 대하여 360차의 최대 차수로 해석된 EIGEN-CG03C 모델을 기준면으로 4-밴드 구면 FFT 방법과 RTM 환산방법을 적용하여 중파장 및 단파장 성분을 계산하고 이를 합성하여 개발되었고 총 503 개 의 GPS/Leveling 자료를 이용한 LSC(Least Square Collocation) 방법에 의한 수직기준 적합을 수행함으로써 최종적인 합성 지오이드 모델을 결정하였으며, 그 적합도는 약 0.001m±0.054m인 것으로 계산되었다(이동하,2008).
- 이를 위하여 강원도 횡성군 지역을 연구대상지역으로 선정하고 정표고 변환 작업을 위한 64점의 기준점에 대하여 GPS 측량과 수준측량을 수행하였으며, 현장 측량을 통한 기하학적 지오이드 고와 지오이드 모델로부터 계산된 지오이드고를 이용하여 항공라이다 측량 작업을 위한 최적 지오이드 모델을 검토하였다. 그리고 정밀지오이드 모델인 KGEOID08을 사용한 라이다 데이터의 정표고 변환 곽정에서 기준점의 수량에 따른 최종 성과의 차이를 비교 . 분석하였으며, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
- 기준점 수의 변화에 따른 각각의 경우에 대해 추출된 기준점들에 대해 KGEOID08 에서 산출된 지오이드고를 이용하여 횡성군 전 지역의 라이다데이터에 대해 정표고 변환 작업을 수행하였으며, 정확도 평가를 위해 횡성군 전역에 총 73점을 선점하고, 이에 해당되는 라이다 포인트를 추출하여 검사점으로 활용하였다(그림5).
- 77蜥)을 선정하였으며, 국토지리정보원의 항공 레이저 측량 작업규정을 준용한 64점의 기준점을 선점하여 GPS측량과 수준측량을 따른 위치를 결정하였다. 또한, 라이다데이터의 정표고 변환을 위해 사용할 정밀 지오이드 모델을 선정하고 기준점들에 대한 정밀 지오이드모델별 지오이드고를 각각 산출하여 이를 실제 측량을 통해 계산된 기하학적 지오이드고와의 비교를 통해 항공 라이다 측량작업에 최적합한 정밀 지오이드 모델을 산출함과 동시 어〕, 정표고 변환 작업을 위해 사용되는 기준점의 수량에 따른 정확도 변화를 확인하기 위해 변환에 사용되는 기준점의 수량을 변화시켜 작업을 수행하고 각 경우에 대한 결과들을 비교하였다.
- 본 연구에서는 국토지리정보원의 항공레이저측량 작업 규정에 기준하여 대상지역인 횡성군 전역에 대해 64 점의 기준점을 선점하고, GPS 측량 및 수준측량 작업을 수행하였다. GPS 측량데이터는 TGO(Trimble Geomatics Officevl.
- 활용 가능성에 대하여 분석하였다. 이를 위하여 강원도 횡성군 지역을 연구대상지역으로 선정하고 정표고 변환 작업을 위한 64점의 기준점에 대하여 GPS 측량과 수준측량을 수행하였으며, 현장 측량을 통한 기하학적 지오이드 고와 지오이드 모델로부터 계산된 지오이드고를 이용하여 항공라이다 측량 작업을 위한 최적 지오이드 모델을 검토하였다. 그리고 정밀지오이드 모델인 KGEOID08을 사용한 라이다 데이터의 정표고 변환 곽정에서 기준점의 수량에 따른 최종 성과의 차이를 비교 .
- 정표고 변환에 있어서 사용한 기준점 수에 따른 정확도의 비교 . 분석을 위하여 모든 기준점(64점)을 사용하여 변환한 검사점(73점)의 정표고를 기준으로 하여, 사용된 기준점 수에 따라 변환된 정표고를 이용하여 상대적인 정확도 평가를 수행하였다.
- 준점을 대상으로 기준점 간의 배치 간격을 조정하여 사용 기준점의 수량을 각각 1점, 5점, 15점 및 30점으로 변화 시켜 기준점을 배치하였다.<그림 4>는 정표고 변환에 사용된 기준점 수와 분포를 나타낸 것이며, <표 3>은 그에 따른 기준점 간의 배치간격을 표시한 것이다.
대상 데이터
- 본 연구에서는 항공라이다 측량에서의 정밀 지오이드모델 사용의 적합성을 판단하기 위해 강원도 횡성지역을 연구대상지역으로 선정하였으며, 대상지역의 기준점들은 국토지리정보원의 항공레이저측량 작업규정을 준용하여 선점하였다.
- 연구대상지역은 한반도 내륙부에 위치한 횡성지역 (997.77蜥)을 선정하였으며, 국토지리정보원의 항공 레이저 측량 작업규정을 준용한 64점의 기준점을 선점하여 GPS측량과 수준측량을 따른 위치를 결정하였다. 또한, 라이다데이터의 정표고 변환을 위해 사용할 정밀 지오이드 모델을 선정하고 기준점들에 대한 정밀 지오이드모델별 지오이드고를 각각 산출하여 이를 실제 측량을 통해 계산된 기하학적 지오이드고와의 비교를 통해 항공 라이다 측량작업에 최적합한 정밀 지오이드 모델을 산출함과 동시 어〕, 정표고 변환 작업을 위해 사용되는 기준점의 수량에 따른 정확도 변화를 확인하기 위해 변환에 사용되는 기준점의 수량을 변화시켜 작업을 수행하고 각 경우에 대한 결과들을 비교하였다.
데이터처리
- <표 2>는 기준점들에 대한 기하학적 지오이드고(N)를 기준으로 EGM2008(Nmax: 1, 26。차), Eigen-CG03C(Nmax: 360차) 및 KGEOID08을 이용하여 결정된 지오이드고 간의 차이통계를 나타낸 것으로, RMSE(root mean square error)를 이용하여 상대적인 정확도를 분석하였다. RMSE는 평균적인 위치측정오차를 의미하고, 동일 한 지점에 좌표를 가지는 2개의 결과를 직접 비교함으로써 상대적 인 정확도를 표시할 수 있는 척도이다.
- 비교 . 분석을 위하여 모든 기준점(64점)을 사용하여 변환한 검사점(73점)의 정표고를 기준으로 하여, 사용된 기준점 수에 따라 변환된 정표고를 이용하여 상대적인 정확도 평가를 수행하였다.<그림6>은 정표고 변환에 사용한 기준점 수에 따른 정표고의 편차 분포를 나타낸 것이다.
이론/모형
- 본 연구에서는 항공라이다 측량에서의 정표고 변환에 가장 적합한 지오이드 모델을 산출하기 위해 가장 최근에 개발된 전 지구 중력장 모델인 EGM2008과 EIGENC- CG03C모델을 비롯하여 성균관대학교에서 2008년에 개발한 한국의 고정밀 합성 지오이드모델인 KGEOID08을활용하였다.
성능/효과
- 2) 라이다데이터의 정표고 변환을 위해 KGEOID08을사용하고, 이때 사용되는 기준점의 수량에 따른 정표고 변환성과를 비교한 결과, 대상 지역에 대해 고르게 분포하도록 기준점을 배치하면 5점의 기준점을 이용하더라도 작업규정에 의해 선점된 64점 기준점들을 이용한 변환 성과와 비교하여 약 10cm 이내의 차이를 나타내었다. 이는 대상 지역에 대한 기준점의 밀도분포만 고르게 한다면 요구되는 정확도에 따라 적은 개수의 기준점을 활용하여 최종 성과를 얻을 수 있음을 의미한다.
- 3) 정표고 변환에 사용된 KGEOID08 의 격자간격(약 1.4km X 1.5km)을 기준으로 살펴보면, 기준점 간의 최소거리가 격자간격보다 크게 배치된 기준점을 사용한 경우(5점)와 기준점간의 최대거리가 격자 간격보다 작도록 배치된 기준점을 사용한 경우(15점)의 RMSE 변화는 0.095m에서 0.038m의 변화를 보인 반면, 기준점 간의 최대거리가 지오이드 모델의 격자 간격보다 작은 상황에서 기준점 수의 증가(15점에서 30점으로 증가)에 따른 RMSE변화는 0.038m 에서 0.017m로 그리 큰 변화를 보이지 않았다. 이는 정밀 지오이드 모델을 활용한 정표고 변환작업에서 기준점 수를 결정하기 위한 기준으로 지오이드고 추출에 활용되는 정밀지오이드 모델의 격자 간격이 기준점의 수량을 결정하기 위한 기준으로 사용될 수 있음을 나타낸다.
- KGEOID08 모델이 평균 -0.059m, 표준편차 0.140m, RMSE 0.152m로서 EGM2008과 EIGEN-CG03C 모델보다 상대적으로 가장 적합한 것으로 분석되었다. EGM2008 모델의 경우에는 표준편차가 0.
- 과의 결과를 살펴보면, 정표고 변환을 위하여 1점의 기준점을 사용한 경우에는 RMSE가 0.613m로 나타났으며, 기준점에서 멀어질수록 편차의 크기가 증가하는 경향을 확인할 수 있다.
- 152m로서 EGM2008 과 EIGEN-CG03C 모델보다 약 20cm 정도 높은 정확도를 보였다. 또한 지오이드 모델별 기하학적 지오이드 고와의 상관관계에 있어서도 KGEOID08 모델의 적합성이 가장 좋은 것으로 나타났으며, 국토지리정보원에서 규정한 수치표고모델의 규격에 따른 수직위치 정확도를 고려하면 항공라이다 원시자료의 정확도가 충분히 확보된 경우 KGEOID08을활용한 정표고 변환 방법의 이용이 가능할 것으로 예상된다.
- 지오이드고를 비교 . 분석한 결과, KGEOID08 모델의 RMSE가 0.152m로서 EGM2008 과 EIGEN-CG03C 모델보다 약 20cm 정도 높은 정확도를 보였다. 또한 지오이드 모델별 기하학적 지오이드 고와의 상관관계에 있어서도 KGEOID08 모델의 적합성이 가장 좋은 것으로 나타났으며, 국토지리정보원에서 규정한 수치표고모델의 규격에 따른 수직위치 정확도를 고려하면 항공라이다 원시자료의 정확도가 충분히 확보된 경우 KGEOID08을활용한 정표고 변환 방법의 이용이 가능할 것으로 예상된다.
- <그림 3>은 지오이드 모델별 기하학적 지오이드고와의 상관관계를 나타내고 있으며, KGEOID08 모델의 적합성 이 가장 좋은 것을 확인할 수 있다.
- 017m로 모두 10cm 이내의 차이를 보였다. 정표고 변환에 사용된 KGEOID08의 격자간격(약 1.4km X 1.5km)을 기준으로 살펴보면, 기준점간의 최대거리가 격자간격보다 작은 15점의 기준점을 사용한 경우의 RMSE가 기준점간의 최소거리가 격자간격보다 크게 배치된 5점의 기준점을 사용한 경우의 RMSE에 비해 약 6cm의 정확도가 개선된 반면, 30점의 기준점을 사용한 경우의 RMSE와 15점의 기준점을 사용한 경우의 RMSE는 약 2cm의 다소 근소한 차이를 보였다.
후속연구
- 이러한 차이는 실질적인 국가 수직 기준과의 적합但tting) 여부에 따른 것으로 판단되며, 전 지구중력장 모델인 EGM2008과 EIGEN-CG03C 모델의 경우 연구대상 지역에서 우리나라의 수직기준과 약 30cm 정도의 편의(bias)가 존재하는 것으로 분석된다. 또한, EGM2008의 경우 가장 큰 평균값과 RMSE값을 보이지만 표준편차는 반대로 가장 작은 값을 나타냄으로써 사용된 3가지 모델 중에서 가장 높은 정밀도를 가지고 있음을 알 수 있었으며, 향후 통합기준점의 GPS/Leveling 성과 등을 이용하여 bias를 보정한다면 보다 좋은 결과를기 대할 수 있을 것으로 생각된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.