상용화된 항공라이다 기술을 이용한 자료취득의 비용소요는 여전히 큰 부담이어서 다양한 자료취득조건에 따른 자료취득 및 그에 따른 영향에 관한 연구는 미진한 편이다. 이에 본 연구는 3차원상에서 산림모델 및 항공라이다의 자료취득모델을 구현하여 이들을 토대로 다양한 자료취득조건에 따른 가상의 자료취득과 그에 따른 산림생장특성의 추정을 통해 적정한 자료취득조건을 구명하고자 수행하였다. 우선, 3차원의 입목모델을 규정하고 이 입목들의 식재간격 및 산림내 식생층위를 가변적으로 조절하여 가상의 산림모델들을 작성하였다. 아울러, 항공라이다 자료취득활동을 반영한 모델을 구현하고 주요 자료취득인자인 비행고도를 조절하여 다양한 취득밀도를 지닌 가상의 자료를 획득하였다. 이 자료들로부터 3차원 임관의 체적, 표준지 내 최대수고를 추정하여 자료취득밀도에 따른 추정결과의 차이를 비교분석하였다. 그 결과, 자료취득밀도가 높을수록 산림생장특성의 추정결과가 기대치에 근접하는 것으로 나타났다. 이러한 연구의 성과는 향후, 산림조사에서의 정확성 대비 항공라이터 취득비용에 관한 연구 등을 수행하면 다양한 산림생장특성의 정확성 수준에 따른 적정 예산수립 등에 도움을 줄 것으로 판단된다.
상용화된 항공라이다 기술을 이용한 자료취득의 비용소요는 여전히 큰 부담이어서 다양한 자료취득조건에 따른 자료취득 및 그에 따른 영향에 관한 연구는 미진한 편이다. 이에 본 연구는 3차원상에서 산림모델 및 항공라이다의 자료취득모델을 구현하여 이들을 토대로 다양한 자료취득조건에 따른 가상의 자료취득과 그에 따른 산림생장특성의 추정을 통해 적정한 자료취득조건을 구명하고자 수행하였다. 우선, 3차원의 입목모델을 규정하고 이 입목들의 식재간격 및 산림내 식생층위를 가변적으로 조절하여 가상의 산림모델들을 작성하였다. 아울러, 항공라이다 자료취득활동을 반영한 모델을 구현하고 주요 자료취득인자인 비행고도를 조절하여 다양한 취득밀도를 지닌 가상의 자료를 획득하였다. 이 자료들로부터 3차원 임관의 체적, 표준지 내 최대수고를 추정하여 자료취득밀도에 따른 추정결과의 차이를 비교분석하였다. 그 결과, 자료취득밀도가 높을수록 산림생장특성의 추정결과가 기대치에 근접하는 것으로 나타났다. 이러한 연구의 성과는 향후, 산림조사에서의 정확성 대비 항공라이터 취득비용에 관한 연구 등을 수행하면 다양한 산림생장특성의 정확성 수준에 따른 적정 예산수립 등에 도움을 줄 것으로 판단된다.
Although aerial LiDAR had been launched commercially several years ago, it is still difficult to study data acquisition conditions and effects with various datasets because of its acquisition cost. Thus, this research was performed to study data acquisition conditions and effects with virtually vari...
Although aerial LiDAR had been launched commercially several years ago, it is still difficult to study data acquisition conditions and effects with various datasets because of its acquisition cost. Thus, this research was performed to study data acquisition conditions and effects with virtually various datasets. For this research, 3D tree models and forest stand models were built to represent graded tree sizes and tree plantation densities. Also, a variable aerial LiDAR acquisition model was developed. Then, through controlling flight height parameter, one of the data acquisition parameters, virtual datasets were collected for various data acquisition densities. From those datasets, forest canopy volumes and maximum tree heights were estimated and the estimated results were compared. As the results, the estimated is getting closer to the expected during the data acquisition density increase. This research would be helpful to perform further studios on relations between forest inventory accuracy and LiDAR cost.
Although aerial LiDAR had been launched commercially several years ago, it is still difficult to study data acquisition conditions and effects with various datasets because of its acquisition cost. Thus, this research was performed to study data acquisition conditions and effects with virtually various datasets. For this research, 3D tree models and forest stand models were built to represent graded tree sizes and tree plantation densities. Also, a variable aerial LiDAR acquisition model was developed. Then, through controlling flight height parameter, one of the data acquisition parameters, virtual datasets were collected for various data acquisition densities. From those datasets, forest canopy volumes and maximum tree heights were estimated and the estimated results were compared. As the results, the estimated is getting closer to the expected during the data acquisition density increase. This research would be helpful to perform further studios on relations between forest inventory accuracy and LiDAR cost.
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문제 정의
이용하여 3차원 임관의 체적 및 임관 내 최대수고를 추출하였다. 이 결과를 정리하여 자료취득밀도의 차이에 따른 개체목의 크기별, 식재밀도별 산림생장인자의 추정 결과 상의 변화를 파악하도록 하였다.
이에 본 연구는 3차원상에서 산림모델 및 항공라이다의 자료취득모델을 구현하여 이들을 토대로 4단계의 자료취득밀도를 조절한 가상의 항공라이다 자료를 얻고 그로부터 산림 생장 특성 중 임관체적 및 최대수고의 추정을 통해 적정한 자료취득밀도를 구명하고자 수행하였다.
제안 방법
small-footprint방식의 항공라이다에 의한 자료취득모델을 설정하기 위해 항공기의 속도, 비행고도, 스캐닝 밀도, 스캐닝 각도 및 대상지의 위치를 가변적으로 조절하는 기하학적 모델을 개발하였다.
0625ha)의 방형 표준지를 상정하여 배치하였다. 개체목의 배치는 다음의 Figure 1과 같이 동령림과 이령림을 구분하여 층위구조의 변화 및 개체목의 식재밀도를 조절하는 방식을 적용하였다.
다만, 비행고도를 4개 단계로 나누어 설정하여 각각 상이한 자료취득밀도를 지닌 가상점들을 생성하였다. 이를 앞서 구축한 3차원 산림모델에 투영하여 3차원 항공 라이다의 자료점 취득과정을 완료하였다.
동령 및 이령임분에 대한 산림모델 16종에 대해 각각 4단계의 밀도로 취득된 항공 라이다 자료를 이용하여 3차원 임관의 체적 및 임관 내 최대수고를 추출하였다. 이 결과를 정리하여 자료취득밀도의 차이에 따른 개체목의 크기별, 식재밀도별 산림생장인자의 추정 결과 상의 변화를 파악하도록 하였다.
본 연구에서는 수관의 형상을 가장 간단한 표현방식인 원추체로 정의하였으며 가변적 인수관 형상을 개체목 크기에 따라 3가지로 유형화하여 모델링하였다.
우선, 개체목의 크기, 개체목의 식재밀도 및 식생층위를 달리하는 3차원 산림모델을 구축하였다. 또한, 가변적인 항공라이다 자료취득모델을 개발하여 비행고도를 조절, 여러 단계의 자료취득밀도별 가상의 항공라이다 자료를 획득하였다.
이렇게 개발한 자료취득모델에 항공기 속도, 스캐닝 밀도 및 스캐닝 각도는 현재 상용화된 장비의 일반적인 상황을 반영한 값을 설정하였고 비행경로상에 대상지의 중심이 오도록 설정하였다. 다만, 비행고도를 4개 단계로 나누어 설정하여 각각 상이한 자료취득밀도를 지닌 가상점들을 생성하였다.
대상 데이터
또한, 가변적인 항공라이다 자료취득모델을 개발하여 비행고도를 조절, 여러 단계의 자료취득밀도별 가상의 항공라이다 자료를 획득하였다.
성능/효과
이 결과를 비교해 보면, 전체적으로 개체목의 크기, 식재밀도 및 자료취득 밀도가 높을수록 추정결과가 기대치에 가까워지는 경향을 보인다. 특히, 임관체적과 최대수고의 추정치에 의한 복원정도를 비교한 결과, 수고에 비해 체적의 추정결과가 상대적으로 크게 변화하는 결과를 얻었다.
이 자료들로부터 산림생장요인 중 임관체적 및 최대수고를 추정한 본 연구결과, 개체 목의 크기, 식재밀도 및 자료취득밀도가 증가할수록 산림생장요인의 추정결과는 정확도가 향상되며 식생층위의 발달정도는 층위의 발당정도, 구성개체목의 크기, 크기별 배치간격 등 다양한 요소에 의해 단편적으로 규정하기 곤란하였다.
추정결과가 기대치에 가까워지는 경향을 보인다. 특히, 임관체적과 최대수고의 추정치에 의한 복원정도를 비교한 결과, 수고에 비해 체적의 추정결과가 상대적으로 크게 변화하는 결과를 얻었다.
후속연구
본 연구의 결과를 활용하면 산림관련 항공라이다 연구에서 목표로 하는 산림 생장 요인의 정확성에 근접하기 위한 적정한 자료취득밀도의 선정이 가능하며 이는 소요비용에 대한 보다 실질적 도출로 예산수립 등에 도움이 될 것으로.사료된다.
적고 형태 및 층위구조에 있어 복잡하고 다양하다. 이러한 특성은 건물이나 초지 등 인위적 대상이 단순한 형태 및 구조를 지닌 것과 크게 구별되는 것으로서 이들 인위적 대상보다 복잡한 산림의 형태와 구조를 항공라이다로 3차원화하여 분석하기 위해서는 무엇보다도 그 자료취득밀도를 높여주어야 할 것으로 판단된다.
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