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무타겟 사진측량 기반 모형 토조 내 지반 변위 측정
Soil Deformation Tracking in Model Chamber by Targetless Close-Range Photogrammetry 원문보기

한국측량학회지 = Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography, v.37 no.6, 2019년, pp.555 - 562  

이창노 (Dept. of Civil Engineering, Seoul National University of Science and Technology) ,  오재홍 (Dept. of Civil Engineering, Korea Maritime and Ocean University)

초록
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본 논문에서는 근접 사진측량에 기반하여 모형 토조 내 지반의 변위를 측정하기 위한 연구를 진행하였다. 알루미늄 프레임 및 투명 아크릴로 제작된 실내 모형 토조 내에 토사를 채워 넣고, 하중 재하 장치를 이용한 하중 재하를 통한 토사의 변위를 사진측량 기법으로 측정하였다. 토조 내의 토사는 영상 기반 자동 매칭을 위하여 검은 모래 약 40%, 일반 모래 약 60% 혼합하여 영상 대비의 정도를 높일 수 있도록 계획하였다. 전처리 과정으로서 실험실 카메라 캘리브레이션을 통해 내부표정요소를 도출하였고, 토조 프레임에 배치된 기준점을 이용한 후방교회법을 통해 외부표정요소를 예측하였다. 이후 영상 매칭을 통해 하중 전, 후의 토사 변위 패턴을 측정하였으며, 영상 매칭 시 활용되는 매칭 윈도우 크기 및 영상 스무딩 정도를 변경 적용하여 그 결과를 평가해보았다. 실험 결과, 매칭 윈도우 크기 65×65픽셀의 경우 안정적인 변위 도출이 가능하였으며, 영상 스무딩은 매칭의 과대 오차를 감소하는 효과를 보여주었다. 이를 통해 사진 측량을 통한 토조 내 지반 변위 패턴을 도출할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents soil deformation measurement in model chamber based on photogrammetry. We created an aluminum framed acrylic model chamber with soil inside and applied photogrammetry to measure soil deformation caused by loading tests. The soil consists of 40% black and 60% regular sand to creat...

주제어

#근접 사진측량   #모형 토조   #하중 재하   #지반 변위   #계측  

표/그림 (15)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 모형 토조 내 지반의 하중 재하 전, 후의 변위를 무타겟 방식 사진측량 기법으로 측정하기 위한 연구를 진행하였다. 무타겟 측정을 위해 토조 내의 토사를 검은 모래 약 40%, 일반 모래 약 60% 혼합하여 영상 대비의 정도를 높여 진행하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
지반에 대한 하중재하시험이란 무엇인가? 지반에 대한 하중재하시험은 지반에 대한 변형성이나 강도등 지지특성을 조사하기 위한 시험이다. 현장 또는 실험실 내 하중재하시험을 통해 지반의 허용지지력과 상부 구조물의 침하 패턴을 예측함으로써 안정된 시공 설계를 위한 기초 자료로 활용된다.
토조 모형실험이 요구되는 이유는 무엇인가? 현장 하중재하시험의 경우 실물 또는 반력을 이용하는 방식 으로서, 지반의 허용지지력을 예측하는 것이 어느 정도 가능하나, 지중 내 변형 특성을 예측하기는 어려우므로, 실험실 실내 모형에 의한 하중재하시험 및 지중 변위 측정 등에 대한 연구가 이루어지고 있으며, 지반의 변형 특성과 관련된 토조 모형실험이 많이 요구되고 있다(Lee, 2006). 시각적인 정보의 도출 및 정보 표출을 위해서는 토사의 분포, 팽창, 입자 파괴를 그림으로 나타내어 효율적인 말뚝 선단부 토사 연구를 수행하기도 하였다(Simonini, 1996).
타겟을 삽입하거나 모니터링 하는 방식은 어떤 단점을 가지고 있는가? 일반적으로 영상을 이용한 지반 변위 측정을 위해서는 일정한 재질을 갖는 토사에 영상 처리의 정확성 및 효율성을 올리기 위한 타겟을 삽입하여 해당 위치에 대한 변위를 측정하거나 모니터링 하는 방식이 일반적이다. 그러나 이러한 방식은 적절한 위치에 타겟을 배치하는 것이 쉽지 않으며, 설치된 타겟이 거동 하는 모래에 묻혀서 보이지 않는 문제가 발생한다. 따라서 본 연구에서는 이러한 인공 타겟을 활용하지 않는 경우 토조 내의 지반 변위를 측정하기 위한 방법을 연구해보았다.
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참고문헌 (14)

  1. Butterfield, R., Harkness, R.M., and Andrawes, K.Z. (1970), A stereo-photogrammetric technique for measuring displacement fields, Geotechnique, Vol. 20, No. 3, pp. 308-314. 

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  2. Fraser, C.S. (1997), Digital camera self-calibration, ISPRS Journal of Photogrammetry & Remote Sensing, Vol. 52, pp. 149-159. 

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  3. Jung, S.H., Lee, J.Y., and Choi, S.K. (2011), Vibration displacements measurement of slope models uisng close range photogrammetry, Korean Journal of Geomatics, Vol. 29, No. 6, pp. 561-568. (in Korean with English abstract) 

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