[논문]전통조경 보존·관리를 위한 3차원 공간정보 적용방안

김재웅

doi:10.14700/kitla.2020.38.1.077

전통조경 보존·관리를 위한 3차원 공간정보 적용방안
A Measures to Implements the Conservation and Management of Traditional Landscape Architecture using Aerial Photogrammetry and 3D Scanning 원문보기

韓國傳統造景學會誌 = Journal of the Korean Institute of Traditional Landscape Architecture, v.38 no.1, 2020년, pp.77 - 84

초록
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본 연구에서는 명승 및 전통정원과 같이 면적으로 구성된 전통조경공간에 대한 효율적인 보존관리를 위한 3차원 공간정보구축에 활용되는 소형드론과 3D스캐너를 이용하여 생성된 공간정보데이터의 비교를 통해 전통조경공간별 3차원공간정보를 적용하기 위한 연구로 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 소형드론을 이용한 항공사진측량은 대면적의 전통조경공간에 GSD 3cm급 이하의 3차원공간정보 구축이 가능하였음을 확인하였다. 또한 항공사진측량 데이터는 3D스캐너에 비해 정확도는 떨어지나 정사영상테이터 구축에 있어 디지털데이터를 이용한 texture 맵핑으로 3D스캐너에 비해 RGB영상의 판독을 통한 경관변화 모니터링 등에 적합한 것을 확인할 수 있었다. 둘째, 광한루원과 같이 일정면적으로 구성되어 있는 전통조경공간에 항공사진측량으로 구축된 정사영상데이터는 시각적으로 정확하고 정밀한 결과물이 구축되었으나, 수치데이터 추출 결과 전통조경을 구성하고 있는 요소 중 하나인 수목에 대한 데이터가 추출되지 않아 수목이 밀집한 지역 등을 중심으로 3D스캔과 항공사진측량을 병행하여야 할 것으로 판단되었다. 셋째, 담양 소쇄원과 같이 작은 면적으로 구성된 전통정원에 항공사진측량으로 구축된 정사영상데이터는 수목과 인접한 곳과 수목의 하단부에 대한 공간정보구축이 불가능하였으며, 주변의 수목들로 인해 지형데이터를 포함한 3차원 공간정보데이터에 다수의 오류가 발생되었다. 이는 상대적으로 좁은 공간에 건축물, 조경시설, 수목 등이 밀집하고 있어 항공사진 측량보다는 3D스캔 기술을 활용하여 정밀 실측하는 것이 바람직한 것으로 분석되었다. 3D스캐닝은 항공사진측량에 비해 오랜 시간이 소요되나 측량데이터의 정밀성과 가상현실을 통한 보존관리가 가능하여 좁은 지역에서의 정밀한 조사가 가능한 것을 알 수 있었다. 면적으로 구성된 전통조경공간을 대상으로 시간적·공간적 제약에 자유로운 소형드론과 3D스캐너를 이용하여 3차원 공간정보 구축데이터를 비교한 결과 경주 양동마을과 같은 대면적의 공간에는 항공사진측량을 통한 모니터링이 효과적이었으며, 담양 소쇄원과 같은 전통정원에는 3D스캐너를 이용한 3차원 공간구축이 효과적임을 알 수 있었다. 추후 3D 스캔데이터와 항공사진측량 데이터의 융합을 통해 자연유산 및 전통조경공간의 보존관리를 위한 합리적인 분석결과를 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study is apply 3D spatial information per traditional landscape space by comparing spatial information data created using a small drone and 3D scanner used for 3D spatial information construction for efficient preservation and management of traditional landscaping space composed of areas such as scenic sites and traditional landscape architectures. The analysis results are as follows. First, aerial photogrammetry data is less accurate than 3D scanners, but it was confirmed to be more suitable for monitoring landscape changes by reading RGB images than 3D scanners by texture mapping using digital data in constructing orthographic image data. Second, the orthographic image data constructed by aerial photogrammetry in a traditional landscaping space consisting of a fixed area, such as Gwanghalluwon Garden, produced visually accurate and precise results. However, as a result of the data extraction, data for trees, which is one of the elements that make up the traditional landscaping, was not extracted, so it was determined that 3D scanning and aerial surveying had to be performed in parallel, especially in areas where trees were densely populated. Third, The surrounding trees in Soswaewon Garden caused many errors in 3D spatial information data including topographic data. It was analyzed that it is preferable to use 3D scanning technology for precise measurement rather than aerial photogrammetry because buildings, landscaping facilities and trees are dense in a relatively small space. When 3D spatial information construction data for a traditional landscaping space composed of area using a small drone and a 3D scanner free from temporal and spatial constraints and compared the data was compared, the aerial photogrammetry is effective for large site such as Hahoe Village, Gyeongju and construction of a 3D space using a 3D scanner is effective for traditional garden such as Soswaewon Garden.

주제어

표/그림 (13)

그림 Figure 1. A Result of Orthophoto and DSM(Orthogonal View)
그림 Figure 2. DSM(Detaill View)
표 Table 1. A Specification of UAV and Digital Camera
그림 Figure 3. A Result of Orthophoto Production(Oblique View)
그림 Figure 4. A Comparative of Orthophoto and DSM
표 Table 2. The Accuracy Assessment Result of Extracted Road Data
그림 Figure 5. A Result of Orthophoto Production(Oblique View)
그림 Figure 6. An Error of the Orthophoto Production(Detaill View)
그림 Figure 7. A Report on the 3D Scanning Results of Choganjeong Garden
그림 Figure 8. A Results of 3D Scanning at Choganjeong Garden
표 Table 3. The Accuracy Assessment Result of Extracted Road Data
그림 Figure 9. A Scenery of Virtual Traditional Garden Building
그림 Figure 10. A Virtual Traditional Garden Survey

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 전통조경공간을 대상으로 시간적·공간적 제약에 비교적 자유로운 소형드론과 3D스캐너를 이용하여 구축된 3차원 공간정보데이터를 비교함으로써 전통조경공간의 보존·관리 업무에 적합한 3차원 공간정보 구축 방안을 마련하고자 하였다.
본 연구는 명승 및 전통조경과 같은 전통공간의 3차원 공간정보구축에 주로 이용되고 있는 방법들을 현장에서 검토하여 전통조경공간의 보존관리에 적합한 구축방법을 모색하고자 하였다. 그러나 항공사진측량에서 생성된 점군데이터와 3D스캐너에서 생성되는 점군데이터를 융합한 공간정보구축을 시도하지 못하였으며, 정원 내부에 다양하게 분포하고 있는 점경물 등에 대한 실측과 위치정보 등에 대한 연구가 미흡하였다.
본 연구는 전통공간의 보존관리에 최근 활발하게 사용되는 디지털 사진측량 기술과 3D광대역 스캐닝 기술로 구축되는 3차원공간정보의 장단점 및 한계점을 파악하여 전통조경공간에 효율적인 보존관리를 위한 기초자료구축 및 장기적인 자연유산의 보전관리의 효율적인 적용방안 제시를 목적으로 한다.
본 연구는 전통조경공간을 대상으로 시간적·공간적 제약에 자유로운 소형드론과 3D스캐너로 제작된 3차원 공간정보데이터를 비교분석함으로써 전통조경공간의 보존·관리에 적합한 3차원 공간정보를 적용하는 방안을 마련하고자 했으며, 분석결과는 다음과 같다.
특히 항공사진 촬영을 통한 정사영상 데이터의 정확성은 평면데이터에 편중되어 있어 전통조경공간의 면적에 따른 3차원 공간정보 구축에 관한 연구는 미진한 실정으로 전통조경공간의 보존·관리 업무에 적합한 3차원 공간정보 구축 방안을 모색하고자 하였다.

제안 방법

측량지점은 연구대상지에 고르게 분포하면서 접근이 가능한 8곳을 지상 기준점으로 선정하였으며, 측정결과 지상 기준점에 대한 RMSE는 ±10㎝로 측정되었다. 3차원 공간정보는 Photoscan을 이용하여 GSD 3㎝급의 정사영상 데이터를 취득하였으며, GlobalMapper를 이용하여 정사영상데이터를 DSM데이터로 변환하였다(Figure 1, 2).
가상현실을 구동하기 위한 하드웨어는 Oculus Rift를 이용하였으며, 소프트웨어는 FARO SCENE 2019.2에 부속되어 있는 VR 구축 프로그램을 활용하여 점군데이터에 대한 가상체험 공간을 구축하였다
이러한 대면적의 전통정원의 3차원 공간정보 정확성을 검토하기 위해 경주 양동마을을 대상으로 항공사진촬영을 통한 정사영상데이터와 DSM데이터를 구축하였다. 경주 양동마을은 세계문화유산으로 항공사진 촬영 시 발생할 수 있는 안전사고 및 문화재 훼손 등이 발생하지 않도록 사전에 비행 시뮬레이션을 선행하였으며, 국토지리정보원의「무인비행장치 이용 공공측량 작업지침」제정안을 참고하여 항공사진촬영을 실시하였다.
광대역 스캔에서는 균일한 RGB데이터를 구축하기 위해 맑은 날의 주간, 풍속 5m/s 이하의 기상조건에서 스캔을 실시하였으며, 스캔 포인트의 정밀도(간격)는 3.1mm로 설정하였다. 또한 초간정 원림과 외부공간을 대상으로 누락된 스캔영역이 발생되지 않도록 138개의 지점에서 스캔을 실시하였으며, 초간정 원림 일대를 스캔하는데 약 20시간이 소요되었다.
이를 위해 첫 번째로 항공사진촬영을 통해 3차원공간정보를 구축하였으며, 두 번째로는 3D광대역 스캐너를 이용하여 3차원 공간정보를 구축하여 장단점 및 한계점 등을 분석하였다. 또한 데이터 분석의 오류를 최소화하기 위해 녹음이 우거진 9~11월에 실측을 실시하였다.
사진측량을 실시한 전통정원은 지형의 변화가 있고 건축물, 조경시설, 수목 등이 다양하게 분포하고 있는 담양 소쇄원(명승 제40호)을 대상으로 실시하였다. 비행고도는 대상지를 기준으로 50m로 설정하였으며 촬영 시 종중복율(Endlap) 및 횡중복율(Sidelap)을 80%로 설정하여 항공사진촬영을 실시하였다. 그 결과 약 16개의 스트립 비행경로를 따라 288개의 지점이 설정되었다.
예천 초간정 원림에 대한 3D 스캔결과 건물, 담장, 석축 및 지형, 수목 등에 대한 정밀한 수치데이터와 형상데이터가 구축되었다. 일반적으로 전통조경공간의 실측은 건축물, 조경시설물 등에 대한 측량이 대부분이었다.
전통조경공간 중 전통마을과 같은 대면적의 문화재는 건축물과 조경시설 등이 다양하고 넓게 분포되어 있으며, 내부공간이 지속적으로 변하고 있어 이에 대한 정밀한 파악이 필요하다. 이러한 대면적의 전통정원의 3차원 공간정보 정확성을 검토하기 위해 경주 양동마을을 대상으로 항공사진촬영을 통한 정사영상데이터와 DSM데이터를 구축하였다. 경주 양동마을은 세계문화유산으로 항공사진 촬영 시 발생할 수 있는 안전사고 및 문화재 훼손 등이 발생하지 않도록 사전에 비행 시뮬레이션을 선행하였으며, 국토지리정보원의「무인비행장치 이용 공공측량 작업지침」제정안을 참고하여 항공사진촬영을 실시하였다.
이를 위해 첫 번째로 항공사진촬영을 통해 3차원공간정보를 구축하였으며, 두 번째로는 3D광대역 스캐너를 이용하여 3차원 공간정보를 구축하여 장단점 및 한계점 등을 분석하였다. 또한 데이터 분석의 오류를 최소화하기 위해 녹음이 우거진 9~11월에 실측을 실시하였다.
전통조경공간 중 사적과 같이 일정한 면적에 수목과 건축물 조경시설물 등이 다양하게 분포하고 있는 곳을 대상으로 측정의 용이성과 정확성을 검토하기 위하여 광한루원을 대상으로 항공사진촬영을 실시하였다. 항공사진촬영 시 공간해상도를 고려하여 비행고도를 설정하였는데, 계획된 공간해상도 1.
전통조경공간 중 소규모 면적으로 구성되어 있는 전통공간에 대한 항공사진측량을 실시하여 3차원공간정보 구축을 시도하였다. 사진측량을 실시한 전통정원은 지형의 변화가 있고 건축물, 조경시설, 수목 등이 다양하게 분포하고 있는 담양 소쇄원(명승 제40호)을 대상으로 실시하였다.
정밀하게 구축된 3차원 공간정보 데이터를 전통정원의 보존관리에 활용하기 위해 가상현실 VR(Virtual Reality)시스템을 구축하였다. 가상현실을 구동하기 위한 하드웨어는 Oculus Rift를 이용하였으며, 소프트웨어는 FARO SCENE 2019.
5㎝급 이하의 공간해상도로 보였으며 X,Y의 RMSE 또한 ±10㎝이내의 정확성을 보여 시각적인 경관변화 모니터링에 적합한 것으로 판단되었다(Figure 3, Table 2). 정합된 정사영상데이터의 속성데이터를 활용하여 3차원 공간정보를 이용한 DSM데이터를 구축하여, 광한루원의 수목높이 값 등의 추출여부를 검토하였다.
항공사진 촬영결과 데이터 취득에 330분이 소요되었으며, 85m 고도에서 계획된 40개의 스트립 경로를 따라 2,400개의 디지털 데이터를 취득하였다. 취득된 디지털 데이터를 바탕으로 구축된 지형정보의 기상기준점 측정 데이터를 이용하여 정확성을 검토하였다. 지상 기준점 측량은 RTK(Real Time Kinematic)의 GRS80 좌표 시스템을 이용하여 데이터를 취득하였다.
전통조경공간 중 사적과 같이 일정한 면적에 수목과 건축물 조경시설물 등이 다양하게 분포하고 있는 곳을 대상으로 측정의 용이성과 정확성을 검토하기 위하여 광한루원을 대상으로 항공사진촬영을 실시하였다. 항공사진촬영 시 공간해상도를 고려하여 비행고도를 설정하였는데, 계획된 공간해상도 1.5㎝를 확보하기 위해 비행고도는 대상지를 기준으로 50m로 설정하였으며 촬영 시 종중복율(Endlap) 및 횡중복율(Sidelap)을 75%로 설정하여 항공사진촬영을 실시하였다. 그 결과 약 40개의 스트립 비행경로를 따라 480개의 Waypoint가 설정되었으며, 비행속도는 약 3m/sec로 항공사진촬영을 실시하였다

대상 데이터

항공사진을 통한 정사영상 데이터 구축을 위해서는 정밀한 디지털 데이터구축이 중요하다. 따라서 고정익에 비해 사진측량의 정밀도가 우수한 회전인무인비행장치를 활용하였다. 항공사진 촬영에 사용된 소형 드론은 Mikrokopter Okto을 활용하였으며, 디지털 데이터의 취득은 Sony α6000을 활용하였다 (Table 1).
전통조경공간 중 소규모 면적으로 구성되어 있는 전통공간에 대한 항공사진측량을 실시하여 3차원공간정보 구축을 시도하였다. 사진측량을 실시한 전통정원은 지형의 변화가 있고 건축물, 조경시설, 수목 등이 다양하게 분포하고 있는 담양 소쇄원(명승 제40호)을 대상으로 실시하였다. 비행고도는 대상지를 기준으로 50m로 설정하였으며 촬영 시 종중복율(Endlap) 및 횡중복율(Sidelap)을 80%로 설정하여 항공사진촬영을 실시하였다.
취득된 디지털 데이터를 바탕으로 구축된 지형정보의 기상기준점 측정 데이터를 이용하여 정확성을 검토하였다. 지상 기준점 측량은 RTK(Real Time Kinematic)의 GRS80 좌표 시스템을 이용하여 데이터를 취득하였다.
측량지점은 연구대상지에 고르게 분포하면서 접근이 가능한 8곳을 지상 기준점으로 선정하였으며, 측정결과 지상 기준점에 대한 RMSE는 ±10㎝로 측정되었다.
항공사진 촬영결과 데이터 취득에 330분이 소요되었으며, 85m 고도에서 계획된 40개의 스트립 경로를 따라 2,400개의 디지털 데이터를 취득하였다. 취득된 디지털 데이터를 바탕으로 구축된 지형정보의 기상기준점 측정 데이터를 이용하여 정확성을 검토하였다.
5m/sec로 비행하도록 하였으며 지점도달 시 2초간 딜레이 타임을 설정하여 디지털데이터의 품질에 문제가 없도록 하였다. 항공사진 촬영결과 데이터 취득에 약 30분이 소요되었으며 288개의 모든 Waypoint에서 디지털데이터가 취득되었다.
항공사진 촬영결과 데이터 취득에 약 50분이 소요되었으며 480개의 Waypoint 중 479개 지점에서 촬영되었다. 취득된 디지털데이터에 비행로그데이터를 적용하여 잔차분석을 통한 유효성 검증 결과 UAV에서 촬영된 479개의 디지털데이터 모두 유효한 데이터로 확인되었다.
항공사진 촬영에 사용된 소형 드론은 Mikrokopter Okto을 활용하였으며, 디지털 데이터의 취득은 Sony α6000을 활용하였다 (Table 1).

이론/모형

전통정원에서의 항공사진을 이용한 3차원 공간정보데이터의 한계점을 대체하기 위해 3D 광대역 스캐너를 이용하였으며, 실측에 사용된 장비는 FARO FOCUS X330 모델을 사용하였다.

성능/효과

구축된 가상현실에서는 Oculus 장비를 이용하여 석축 및 담장 등과 같은 조경시설에 대한 정확한 치수 및 파손 상태를 확인할 수 있었으며, 특히 목측에 의존하여 측정하던 수목의 정밀한 형태와 수고 등에 대한 파악이 가능하였다. 또한 구축된 데이터를 활용하여 시간과 공간의 제약에서 벗어나 필요시 언제든지 전통정원의 정밀조사가 가능하였다.
5㎝를 확보하기 위해 비행고도는 대상지를 기준으로 50m로 설정하였으며 촬영 시 종중복율(Endlap) 및 횡중복율(Sidelap)을 75%로 설정하여 항공사진촬영을 실시하였다. 그 결과 약 40개의 스트립 비행경로를 따라 480개의 Waypoint가 설정되었으며, 비행속도는 약 3m/sec로 항공사진촬영을 실시하였다
둘째, 광한루원과 같이 일정한 면적으로 구성된 전통조경공간에 항공사진측량을 실시한 결과 구축된 정사영상데이터는 시각적으로 정확하고 정밀한 결과물이 구축되었으나, 수치데이터인 DSM데이터 추출결과 전통조경을 구성하는 요소 중 하나인 수목에 대한 수치데이터가 추출되지 않거나 3D데이터의 신뢰가 낮게 나타나는 문제점이 나타났다. 따라서 광한루원과 같은 규모의 전통조경공간에서 항공사진측량은 정사영상데이터의 시각이미지를 활용하고 3D 수치데이터 추출은 3D스캐너와 항공사진측량 자료를 융합하여 보완할 수 있는 시스템의 구축이 필요할 것으로 판단되었다.
또한 항공사진측량 데이터는 3D 스캐너에 비해 정확도는 떨어지나 정사영상테이터 구축에 있어 디지털데이터를 이용한 texture 맵핑으로 3D스캐너에 비해 RGB영상 판독을 통한 경관변화 모니터링에 적합한 것을 확인할 수 있었다. 또한 RTK 측량결과를 기준으로 추출데이터에 대한 정확도를 검토한 결과 정확도는 9㎝ 이내로 국토지리원에서 제공하는 항공사진에 비해 시각적으로 개선된 결과물을 구축할 수 있어 항공사진측량의 오차허용범위를 만족하였으며 소수의 인원으로 적은시간에 효율적인 데이터 구 축이 가능하여 대면적의 전통조경공간의 보존관리를 위한 현황조사에 적합한 방법이라 판단된다.
정사영상데이터와 DSM데이터를 살펴본 결과 양동마을 내부에 분포하고 있는 건축물(기와, 초가)과 담장, 도로, 수로 등의 형태와 높이 값이 양호하게 추출되었으며, 가옥 주변의 텃밭 운영 등에 관한 사항을 자세하게 파악할 수 있었다. 또한 구축된 정사영상데이터의 정량평가 결과 항공사진측량 작업규정에서 제시하는 오차범위를 만족하는 것으로 나타나 짧은 시간에 실측과 데이터구축이 가능하여 대면적의 문화재 조사에 적합한 것으로 판단되었다.
첫째, 소형 드론을 이용한 항공사진측량은 대면적의 전통조경공간을 GSD(Ground Sample Distance) 3㎝급 이하의 3차원 공간정보 구축이 가능하였음을 확인하였다. 또한 항공사진측량 데이터는 3D 스캐너에 비해 정확도는 떨어지나 정사영상테이터 구축에 있어 디지털데이터를 이용한 texture 맵핑으로 3D스캐너에 비해 RGB영상 판독을 통한 경관변화 모니터링에 적합한 것을 확인할 수 있었다. 또한 RTK 측량결과를 기준으로 추출데이터에 대한 정확도를 검토한 결과 정확도는 9㎝ 이내로 국토지리원에서 제공하는 항공사진에 비해 시각적으로 개선된 결과물을 구축할 수 있어 항공사진측량의 오차허용범위를 만족하였으며 소수의 인원으로 적은시간에 효율적인 데이터 구 축이 가능하여 대면적의 전통조경공간의 보존관리를 위한 현황조사에 적합한 방법이라 판단된다.
셋째, 담양 소쇄원과 같이 작은 면적으로 구성되어 있는 전통정원에 항공사진측량으로 구축된 정사영상데이터는 수목과 인접한 곳과 하단부에 대한 공간정보구축이 불가능하였으며, 주변의 수목들로 인해 지형데이터를 포함한 3차원 공간정보에 문제점들이 발생되었다. 이는 상대적으로 작은 공간에 건축물, 조경시설, 수목 등이 밀집하고 있어 항공사진 측량보다는 3D스캔 기술을 활용하여 정밀 실측하는 것이 바람직한 것으로 분석 되었다.
정사영상 데이터는 1.5㎝급 이하의 공간해상도로 보였으며 X,Y의 RMSE 또한 ±10㎝이내의 정확성을 보여 시각적인 경관변화 모니터링에 적합한 것으로 판단되었다(Figure 3, Table 2).
정사영상 데이터를 바탕으로 최종 생성된 DSM데이터를 분석한 결과, 시설물 및 지형에 대한 수치데이터는 정확하게 분석되었으나 수목 중 약 50%에 대한 3D데이터가 추출되었다. 이는 사진측량 프로그램의 특성상 디지털 이미지를 점군데이터로 변환하여 동일지점(Tie point)을 연결하는 방식으로 데이터를 구축하게 되는데, 수직부감으로 촬영된 디지털데이터는 수목의 불규칙면에 대한 데이터 구축의 어려움과 수목 일부가 그림자와 중첩됨으로써 그림자로 인식되는 현상 등으로 인해 3D데이터 구축이 불가능하였다.
정사영상데이터와 DSM데이터를 살펴본 결과 양동마을 내부에 분포하고 있는 건축물(기와, 초가)과 담장, 도로, 수로 등의 형태와 높이 값이 양호하게 추출되었으며, 가옥 주변의 텃밭 운영 등에 관한 사항을 자세하게 파악할 수 있었다. 또한 구축된 정사영상데이터의 정량평가 결과 항공사진측량 작업규정에서 제시하는 오차범위를 만족하는 것으로 나타나 짧은 시간에 실측과 데이터구축이 가능하여 대면적의 문화재 조사에 적합한 것으로 판단되었다.
첫째, 소형 드론을 이용한 항공사진측량은 대면적의 전통조경공간을 GSD(Ground Sample Distance) 3㎝급 이하의 3차원 공간정보 구축이 가능하였음을 확인하였다. 또한 항공사진측량 데이터는 3D 스캐너에 비해 정확도는 떨어지나 정사영상테이터 구축에 있어 디지털데이터를 이용한 texture 맵핑으로 3D스캐너에 비해 RGB영상 판독을 통한 경관변화 모니터링에 적합한 것을 확인할 수 있었다.
취득된 디지털데이터를 이용하여 정사영상 데이터를 구축한 결과 2㎝급 이하의 공간해상도를 보였으나 RMSE의 오차범위에 에러가 발생되었다. 특히 Z값의 오차가 매우 높게 나타났는데 이러한 이유는 광한루원과 동일한 이유로 수목 부분에 오류가 발생하였으며(Figure 6a), 수목과 인접한 곳에 위치하고 있는 오곡문 담장과 계류 등에 대한 데이터 구축이 불가능하게 되는 문제가 발생되었다(Figure 6b).
항공사진 촬영결과 데이터 취득에 약 50분이 소요되었으며 480개의 Waypoint 중 479개 지점에서 촬영되었다. 취득된 디지털데이터에 비행로그데이터를 적용하여 잔차분석을 통한 유효성 검증 결과 UAV에서 촬영된 479개의 디지털데이터 모두 유효한 데이터로 확인되었다. 정사영상 데이터는 1.
항공사진촬영을 통해 구축된 3차원공간정보를 검토한 결과 안동 하회마을, 경주 양동마을 등과 같이 대면적의 전통조경공간에서는 적합한 방식이었으나, 광한루원, 담양 소쇄원, 담양 명옥헌 원림과 같은 전통정원에서는 수목의 높이 값이 반영되지 않거나, 수목에 의해 전통정원 내부의 조경공간에 대한 3차원 공간정보 구축에 어려움이 발생되는 것으로 나타났다.
또한 초간정 원림과 외부공간을 대상으로 누락된 스캔영역이 발생되지 않도록 138개의 지점에서 스캔을 실시하였으며, 초간정 원림 일대를 스캔하는데 약 20시간이 소요되었다. 현장에서 스캔작업을 통해 취득된 점군데이터의 후처리 과정 및 정합을실시한 결과 38.2mm의 오차가 확인되었다. 데이터 오차범위 감소를 위해 'Faro-scene' 프로그램을 사용하여 정합데이터의 오차를 보정한 결과 오차범위 3.

후속연구

둘째, 광한루원과 같이 일정한 면적으로 구성된 전통조경공간에 항공사진측량을 실시한 결과 구축된 정사영상데이터는 시각적으로 정확하고 정밀한 결과물이 구축되었으나, 수치데이터인 DSM데이터 추출결과 전통조경을 구성하는 요소 중 하나인 수목에 대한 수치데이터가 추출되지 않거나 3D데이터의 신뢰가 낮게 나타나는 문제점이 나타났다. 따라서 광한루원과 같은 규모의 전통조경공간에서 항공사진측량은 정사영상데이터의 시각이미지를 활용하고 3D 수치데이터 추출은 3D스캐너와 항공사진측량 자료를 융합하여 보완할 수 있는 시스템의 구축이 필요할 것으로 판단되었다.
3D스캐닝은 사진측량에 비해 시각적인 RGB 표현은 미흡하지만, 측량데이터의 정밀성과 가상현실을 통한 보존관리가 가능하여 좁은 면적으로 구성된 전통정원의 정밀한 조사가 가능하였다. 또한 시간적 공간적 제약이 적어 전통조경 공간에 대한 정확한 현황파악을 통해 장기적인 보존관리에 효율적인 활용이 가능할 것으로 판단된다.
그러나 3차원 공간정보데이터 생성과 VR시스템 운영에는 전문성이 요구되어 활용에 다소 어려움이 있다. 또한 전통정원 1개소를 실측하는 기간이 2~3일의 시간이 소요되어 대면적의 전통 조경공간보다 면적이 작은 예천 초간정 원림, 담양 소쇄원 등과 같은 전통정원(별서정원)에 활용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.
그러나 항공사진측량에서 생성된 점군데이터와 3D스캐너에서 생성되는 점군데이터를 융합한 공간정보구축을 시도하지 못하였으며, 정원 내부에 다양하게 분포하고 있는 점경물 등에 대한 실측과 위치정보 등에 대한 연구가 미흡하였다. 또한 조사기간이 특정 기간으로 한정되어 있어 다양한 환경에서 구축된 3차원공간정보의 비교에 한계가 있었다. 추후 지속적인 연구를 통해 항공사진촬영 및 사진측량 방식과 3D 스캔 데이터의 융합을 통해 현재의 시스템보다 효율적이고 합리적인 데이터 구축연구가 필요하며, 정원을 구성하고 있는 다양한 정원시설 등의 기록화 방안에 대한 연구가 수행되어야 할 것으로 사료된다.
또한 조사기간이 특정 기간으로 한정되어 있어 다양한 환경에서 구축된 3차원공간정보의 비교에 한계가 있었다. 추후 지속적인 연구를 통해 항공사진촬영 및 사진측량 방식과 3D 스캔 데이터의 융합을 통해 현재의 시스템보다 효율적이고 합리적인 데이터 구축연구가 필요하며, 정원을 구성하고 있는 다양한 정원시설 등의 기록화 방안에 대한 연구가 수행되어야 할 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	3D 스캐너는 어떤 기능을 하는가?	정밀 3D데이터의 구축은 석탑, 유물, 건축물 등과 같은 단일요소에 대한 정밀 실측데이터에 주로 이용되었으나, 최근에는 전통정원 등과 같은 외부공간에 대한 정밀한 3차원 공간정보 구축을 시작하고 있다. 최근 이용되는 3D 스캐너는 신속성, 편의성의 장점을 바탕으로 사물의 형상에 대한 많은 정보를 포함할 수 있으며, 직접 보거나 만지지 않아도 형상에 대한 특징을 보다 정확하게 파악할 수 있다. 무엇보다 정원의 외부 공간과 같이 주변지형과 함께 다루어야 하는 오브젝트의 경우에는 이 방법이 매우 유용하게 사용되고 있다.
	3D스캐닝은 어떤 특징을 갖는가?	이는 상대적으로 좁은 공간에 건축물, 조경시설, 수목 등이 밀집하고 있어 항공사진 측량보다는 3D스캔 기술을 활용하여 정밀 실측하는 것이 바람직한 것으로 분석되었다. 3D스캐닝은 항공사진측량에 비해 오랜 시간이 소요되나 측량데이터의 정밀성과 가상현실을 통한 보존관리가 가능하여 좁은 지역에서의 정밀한 조사가 가능한 것을 알 수 있었다. 면적으로 구성된 전통조경공간을 대상으로 시간적·공간적 제약에 자유로운 소형드론과 3D스캐너를 이용하여 3차원 공간정보 구축데이터를 비교한 결과 경주 양동마을과 같은 대면적의 공간에는 항공사진측량을 통한 모니터링이 효과적이었으며, 담양 소쇄원과 같은 전통정원에는 3D스캐너를 이용한 3차원 공간구축이 효과적임을 알 수 있었다.
	디지털사진데이터를 활용한 사진측량 기술 중 소형드론을 활용한 사진측량은 어떤 장점이 있는가?	이러한 문제점을 보완하기 위해 디지털사진데이터를 활용한 사진측량 기술이 주목받고 있다. 특히 소형드론을 활용한 사진측량은 저비용과 신속성으로 인해 도로, 항만시설, 지적측량, 공정관리, 재난조사 등 다양한 분야에서 활용하고 있으며, 최근에는 드론의 장점을 바탕으로 문화재 분야에서도 드론을 활용하고자 하는 시도가 점차 증가하고 있다.

참고문헌 (15)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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