용수공급이나 수질관리 등과 같은 저수지 운영을 위해서는 최신의 수위별 저수면적과 저수량을 평가해야 한다. 본 연구에서는 괴연저수지를 대상으로 UAV 촬영 및 GCP 측량을 통해 정사영상과 DSM 자료를 구축하였으며, 저수지 영역에 대한 TIN 데이터모델을 구축함으로써 실제 저수구간인 149~156 EL.m에 대한 수위별 저수면적과 저수량을 계산할 수 있었다. 또한 수위별 저수면적과 저수량 자료에 대해 다양한 함수식을 적용한 결과, 수위별 저수면적은 4차 다항식을 적용한 곡선식의 결정계수가 0.97로 가장 높게 나타났으며 수위별 저수량은 2차 다항식을 적용한 곡선식의 결정계수가 0.99로 가장 높게 나타남을 알 수 있었다. 이와 같이 UAV 사진측량을 통해 저수면적과 저수량 곡선식을 산정함으로서 효율적인 저수지 관리가 가능할 것으로 판단된다.
용수공급이나 수질관리 등과 같은 저수지 운영을 위해서는 최신의 수위별 저수면적과 저수량을 평가해야 한다. 본 연구에서는 괴연저수지를 대상으로 UAV 촬영 및 GCP 측량을 통해 정사영상과 DSM 자료를 구축하였으며, 저수지 영역에 대한 TIN 데이터모델을 구축함으로써 실제 저수구간인 149~156 EL.m에 대한 수위별 저수면적과 저수량을 계산할 수 있었다. 또한 수위별 저수면적과 저수량 자료에 대해 다양한 함수식을 적용한 결과, 수위별 저수면적은 4차 다항식을 적용한 곡선식의 결정계수가 0.97로 가장 높게 나타났으며 수위별 저수량은 2차 다항식을 적용한 곡선식의 결정계수가 0.99로 가장 높게 나타남을 알 수 있었다. 이와 같이 UAV 사진측량을 통해 저수면적과 저수량 곡선식을 산정함으로서 효율적인 저수지 관리가 가능할 것으로 판단된다.
Reservoir area and reservoir capacity must be evaluated for reservoir management such a water supply, water-purity control and so on. In this paper, the reservoir area and reservoir capacity according to the level of storage range of water(149~156 El.m) could be calculated by using TIN data model of...
Reservoir area and reservoir capacity must be evaluated for reservoir management such a water supply, water-purity control and so on. In this paper, the reservoir area and reservoir capacity according to the level of storage range of water(149~156 El.m) could be calculated by using TIN data model of study area, Gyoyeon reservoir, TIN data model was made of DSM which was created by using UAV and GCP survey. From the results of applying the various functions to reservoir area and capacity, reservoir area and reservoir capacity according to the level of storage range of water showed the highest coefficient of determination of 0.97 in fourth-order polynomial, and 0.99 in second-order polynomial, respectively. Thus, it could be expected the efficient reservoir management by estimating reservoir area and capacity curve equation through UAV photogrammetry.
Reservoir area and reservoir capacity must be evaluated for reservoir management such a water supply, water-purity control and so on. In this paper, the reservoir area and reservoir capacity according to the level of storage range of water(149~156 El.m) could be calculated by using TIN data model of study area, Gyoyeon reservoir, TIN data model was made of DSM which was created by using UAV and GCP survey. From the results of applying the various functions to reservoir area and capacity, reservoir area and reservoir capacity according to the level of storage range of water showed the highest coefficient of determination of 0.97 in fourth-order polynomial, and 0.99 in second-order polynomial, respectively. Thus, it could be expected the efficient reservoir management by estimating reservoir area and capacity curve equation through UAV photogrammetry.
본 연구에서는 경북 영천시 괴연저수지를 대상으로 UAV 사진측량방법을 활용하여 저수지 주변에 대한 3차원 지형모델링을 수행하였으며, 저수지 수위별 저수 면적과 저수량을 계산한 후 다양한 함수식에 의한 곡선식을 개발함으로서 저수지 업무에 활용토록 하는데 목적을 두었다.
제안 방법
사진파일에 GPS와 INS 정보를 링크한 후 Pix4D SW를 이용하여 GCP 측량자료와 연결함으로서 정사영상과 DSM 자료를 구축할 수 있었다. 또한 괴연저수지에 대한 저수면적과 저수량 곡선식을 산정하기 위해, 저수지 영역에 대한 DSM 자료를 별도로 추출한 후 TIN 데이터모델을 구축함으로서 실제 저수구간인 149~156 EL.m에 대한 수위별 저수면적과 저수량을 계산할 수 있었다.
먼저 저수지 지형측량을 위해 괴연저수지의 물이 모두 방류된 시점에 고정익 UAV를 이용하여 비행고도 177m에서 해상도 5㎝급으로 사진촬영을 실시하였으며, 3차원 자료 취득을 위한 종·횡중복도는 각각 85%와 70%로 설계하였다. 사진파일에 GPS와 INS 정보를 링크한 후 Pix4D SW를 이용하여 GCP 측량자료와 연결함으로서 정사영상과 DSM 자료를 구축할 수 있었다.
대상 데이터
본 연구에서는 Fig. 4와 같이 경북 영천시 괴연동에 위치하고 있는 괴연저수지를 대상지로 선정하였다. 괴연저수지는 1945년 축조되었으며 댐형식은 토언제중심점토형이고 둑 길이는 약 160m이다.
이론/모형
본 연구에서는 UAV에서 취득한 DSM으로부터 불규칙삼각망(TIN, triangulated irregular network)을 구축하여 저수량을 계산하였다. TIN을 이용한 지형모델에서는 linear와 quintic 보간법이 활용된다. Linear와 quintic 보간법은 모두 삼각형의 꼭지점 위치에 있는 z 값을 사용한다.
성능/효과
97로 가장 높게 나타났다. 또한 수위별 저수량은 2차 다항식을 적용한 곡선식의 결정계수가 0.99로 가장 높게 나타남을 알 수 있었다.
댐 운영관리 업무에서는 연속적인 수위변화를 반영한 저수면적과 저수량 곡선식을 계산하여 활용하게 된다. 이를 위해 수위별 저수면적과 저수량 자료에 대해 다양한 함수식을 적용하였으며, 분석 결과 수위별 저수 면적은 4차 다항식을 적용한 곡선식의 결정계수가 0.97로 가장 높게 나타났다. 또한 수위별 저수량은 2차 다항식을 적용한 곡선식의 결정계수가 0.
후속연구
이와 같이 본 연구에서는 UAV를 활용하여 괴연저수지에 대한 3차원 지형모델링을 통해 수위별 저수면적과 저수량을 계산할 수 있었고 이를 통해 곡선식도 추정할 수 있었다. 따라서 UAV를 저수지나 댐유역에 활용할 경우 매우 신속하고 정확하게 3차원 지형자료 취득이 가능해지고 수위별 저수면적과 저수량 평가 업무를 효과적으로 지원할 수 있을 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
UAV의 장점은 무엇인가?
이와 같이 UAV는 비교적 저렴한 비용으로 신속하게 지형을 모델링할 수 있기 때문에 다양한 분야에 응용될 수 있으며, 따라서 댐이나 저수지 건설 후 담수 전에 UAV를 활용할 경우 최신의 정밀 지형자료를 취득할 수 있는 장점이 있다.
UAV에는 어떤 것들이 탑재되어 있는가?
UAV는 위치정보와 자세정보를 취득하는 GPS(global positioning system)와 INS(inertial navigation system) 센서를 비롯하여 영상을 촬영하는 카메라가 탑재되어 있으며(Everaerts, 2008; Kim, 2014), 최근에는 VRS(virtual reference station) 측량이 가능한 UAV 장비까지 사업에 활용되면서 보다 신속하게 지형을 모델링할 수 있게 되었다(Lee et al., 2015a).
프리스모이덜 공식을 이용하여 저수량을 계산할 경우 발생하는 문제점은 무엇인가?
, An이라 하고 등고선의 간격을 h 라 하면 A0～An사이의 체적 V 는 프리스모이덜 공식을 활용하여 계산할 수 있다(Park, 2000). 그러나 이러한 공식을 이용하여 저수량을 계산할 경우 연속적인 지형을 효과적으로 반영하기 어렵기때문에 매우 불규칙한 형태의 지형에 대해서는 정확도가 저하되는 문제가 있다.
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