[논문]지적재조사를 위한 고해상도위성영상 적용방안 연구

송석진; 장용구; 곽재하; 강인준

지적재조사를 위한 고해상도위성영상 적용방안 연구
A study on the application of High Resolution Satellite Images to Cadastral Resurvey 원문보기

송석진 (부산대학교 토목공학과) , 장용구 (한국건설기술연구원 GIS) , 곽재하 (부산정보대학 건설공간디자인과) , 강인준 (부산대학교 토목공학과)

지적 측량분야에서의 위성영상의 활용사례는 거의 전무한 상태이며, 그 이유로는 여러 가지가 있겠으나, 무엇보다 위성영상의 해상도가 낮음이 가장 큰 이유라 할 수 있다. 하지만 저렴한 비용으로 넓은 지역을 단시간에 분석, 다양한 정보를 얻을 수 있는 큰 장점 등으로 인하여 앞으로의 그 활용가치는 매우 크다 할 수 있다. 본 연구에서는 IKONOS영상을 이용하여 지적재조사 측량에 적용 가능성을 알아보기 위해 실험한 결과 다음과 같은 연구성과를 얻었다. 먼저, 수치지적도와 IKONOS 영상을 중첩하여 도심지의 건물들을 검사점으로 오차를 측정한 결과 X방향으로 평균 2.77m, Y방향으로 평균 1.58m가 발생하였고 본 연구에서 활용한 영상이 나타내는 면적을 기준으로 개략적인 비용을 산출해 본 결과 위성영상 $6km{\times}5km$의 소요비용이 260,117,000원 정도로 나타났고, 총 소요비용 중 영상의 재료비 비용이 상당히 낮게 차지한다는 장점이 있었다. 그리고 위성영상 기술은 앞으로 많은 발전이 있을 것으로 판단되어 정확도는 더욱더 향상될 것이다. 현재로서는 위성영상을 지적재조사 측량 방법으로 정립하기에는 한계가 있다고 본다. 다만, 지상측량 방법으로 측량이 곤란한 지역 즉, 접근이 제한되는 지역의 사전 정보 정보를 획득하는 수단이나 현황을 참고하는 수준정도로서는 충분한 활용 가능성이 있을 것으로 판단된다.

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문제 정의

수치지적도와 고해상도영상을 중첩했을 때의 불일치 여부를 조사하기 위하여 금 정구 장전동 부산대학교 앞 일대의 주택 가에서 건물현황을 검사점으로 하여 거리의 오차를 산출해 보았다.
이에 본 연구에서는 지적도면 전산화일 을 이용하는 방안으로 기 구축되어 있는 지적도면 전산화일과 위성영상의 중첩기법을 이용하여 전국적으로 산재되어 있는 지적불부합지를 사업시행 전에 사전조사 를 하기 위하여 최신 사진측량 기술과 연 계 활용하는 방안을 제시하여 본다. 먼저 지적 분야에서의 위성영상의 활용사례는 거의 전무한 상태이며, 그 이유로는 여러 가지가 있겠으나, 무엇보다 위성영상의해 상도가 낮음이 가장 큰 이유라 할 수 있다.

제안 방법

좌표변환 계수를 구하기 위해서 이미 지 적좌표의 성과를 알고 있는 점에 대하여 두 좌표계의 좌표값을 알고 있어야 한다. 먼저 알고 있는 지적 삼각점들에 대해 GPS 즉량을 수행하여 동일 지점의 WGS84좌표들을 취득하였다. 두 타원체 간 좌표를 이용하여 두 타원체간의 좌표 변환계수를 도출 할 수 있으며 변환모델 식은 Bursa-Wolf 변환 모델식을 적용하였다.
본 연구를 수행하기 위해 부산광역시 금 정구 일원을 모델로 하여 좌표변환한 고 해상도영상을 각각 연구지역의 수치지도 와 수치지적도와 중첩분석을 시행하였다.
본 연구에서는 IKONOS영상을 이용하여 지적의 활용방안에서 다음과 같은 결론을 얻었다.
하지만 위성영 상기법의 경제성을 분석하는 연구분석의 차원에서 부분적으로 항공사진측량 및 정 사사진제작 작업품셈을 참고로 하여 개략 적인 비용을 산출하였다. 비용을 산정하기 위해 수치표고모형 및 수치정사영상재단 의 품은 수치지형도 1/1,000 한 도엽의 면 적을 단위 면적으로 하였고, 기준점 측량 은 계산의 편의상 한 도엽당 (0.4kmx0.5km) 1점으로 계산하였다.
위에서 구해진 7매개변수를 사용하여 영상에서 지상기준점으로 사용할 점들을 GPS 측량을 수행하여 Bessel 경위도 좌 표를 동부원점을 투영원점으로 하여 평면 직각좌표를 산출하였다. 아래의<표 3>은 절대표정을 하기 위해 선점한 15개의 지 상기준점 좌표와 표정결과 오차를 나타낸다.
일단 고해상도영상에서의 건물은 누워있는 모습으로 보이기 때문에 건물의 바닥 면이 잘 보이는 건물에 대해 거리의 오차 정도를 확인하였다. 위의 검사점들에 대한 위치오차는 평균거리가 약 3m에 이르며, 영상이 수치지적도에 비해 북동 방향으로 편향되어 있음을 알 수 있다.
지상기준점의 선점을 위해서는 우선 영 상에서 선점이 가능한 점을 선택하여 GPS 측량방식에 의하여 구하였다. 먼저 GPS 자료는 WGS84타원체를 기본으로 한 경위도 좌표로 산출되기 때문에 이를 지적좌표계로 변환하기 위해서는 좌표변 환 계수를 산출해야 한다.
지적재조사 사업 시 위성영상을 이용하여 수치정사영상을 작성하는 데에 소요되는 비용을 산출해 보았다. 아직 위성영상 기법에 따른 비용을 산출하기에는 그 작 업공정이나 품셈등이 확립되지 않은 상태 이고 고려해야 될 상황이 많기 때문에 정확한 산출이 매우 어렵다.
아직 위성영상 기법에 따른 비용을 산출하기에는 그 작 업공정이나 품셈등이 확립되지 않은 상태 이고 고려해야 될 상황이 많기 때문에 정확한 산출이 매우 어렵다. 하지만 위성영 상기법의 경제성을 분석하는 연구분석의 차원에서 부분적으로 항공사진측량 및 정 사사진제작 작업품셈을 참고로 하여 개략 적인 비용을 산출하였다. 비용을 산정하기 위해 수치표고모형 및 수치정사영상재단 의 품은 수치지형도 1/1,000 한 도엽의 면 적을 단위 면적으로 하였고, 기준점 측량 은 계산의 편의상 한 도엽당 (0.

대상 데이터

고해상도 위성영상의 지적세부측량 방 법으로의 활용성을 알아보기 위해 본 연구에서는 부산광역시 금정구 일원을 연구 지역으로 하여 실험하였다. 먼저 실험에 사용한 인공위성영상은 IKONOS영상으로 Space Imaing사의 Carterra Product 중 1 급의 해상도를 가지고 있는 것을 사용하였다.
고해상도 위성영상의 지적세부측량 방 법으로의 활용성을 알아보기 위해 본 연구에서는 부산광역시 금정구 일원을 연구 지역으로 하여 실험하였다. 먼저 실험에 사용한 인공위성영상은 IKONOS영상으로 Space Imaing사의 Carterra Product 중 1 급의 해상도를 가지고 있는 것을 사용하였다.
본 연구에서 사용한 자료는 IKONOS 위 성의 2003년 4월 22일 취득한 영상이며 흑백 Im, 칼라 4m(다중분광4밴드) 이며, 실험을 위해 동시에 취득된 두 영상을 융 합하여 생성한 칼라 Im 급 고해상도 영상 이다. 촬영된 영상의 기본정보는<표 1> 과 같다.

이론/모형

먼저 알고 있는 지적 삼각점들에 대해 GPS 즉량을 수행하여 동일 지점의 WGS84좌표들을 취득하였다. 두 타원체 간 좌표를 이용하여 두 타원체간의 좌표 변환계수를 도출 할 수 있으며 변환모델 식은 Bursa-Wolf 변환 모델식을 적용하였다. 변환식을 구하기 위해서는 국토지리 정보원에서 배포한 NGI_Pro Program을 사용하였으며 최종적으로 연산된 좌표변 환 7parameter 계수는 <표 2>와 같다.
변환식을 구하기 위해서는 국토지리 정보원에서 배포한 NGI_Pro Program을 사용하였으며 최종적으로 연산된 좌표변 환 7parameter 계수는 와 같다.

성능/효과

둘째, 고해상도 위성영상을 지적재조사에 활용한 경우 본 연구에서 활용한 영상이 나타내는 면적을 기준으로 개략적인 비용 을 산출해 본 결과 위성영상 6kmx5km의 소요비용이 260, 117, 000원 정도로 나타났 고, 총 소요비용 중 영상의 재료비 비용이 상당히 낮게 차지하였다.
셋째, 고해상도 위성영상을 지적재조사에 활용할 경우 본 연구에서 활용한 영상이 가지는 해상도의 한계로 인하여 도심지의 사용에는 어려움이 있으나, 기존의 방법으로 측량이 힘든 햐지역 및 도서지역에 서의 활용가능성이 있을 것으로 판단된다.
첫째, 수치지적도와 IKONOS 영상을 중 첩하여 도심지의 건물들을 검사점으로 오 차를 측정한 결과 X방향으로 평균 2.77m, Y방향으로 평균 1.58m 가 발생하였다.

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