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[국내논문] 고해상도 영상 자료로부터 추출한 DEM 및 정사영상 생성에 관한 연구
Research for DEM and ortho-image generated from high resolution satellite images. 원문보기

대한원격탐사학회 2008년도 춘계학술대회 논문집, 2008 Mar. 21, 2008년, pp.80 - 85  

정재훈 (인하대학교 지리정보공학과) ,  이태윤 (인하대학교 지리정보공학과) ,  김태정 (인하대학교 지리정보공학과) ,  박완용 (국방과학연구소)

초록
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최근 도심지역이 급변하고 고해상도 위성영상의 보급이 증가함에 따라 고해상도 위성영상을 이용한 수치표고모델정사영상 생성에 관한 연구가 활발해 지고 있다. 본 연구에서는 IKONOS, SPOT5, QUICKBIRD, KOMPSAT2 위성영상을 이용하여 DEM 과 정사영상을 생성하였으며 USGS DTED 와 기준점을 이용하여 결과의 정확도를 비교 분석하였다. 보다 정확한 DEM 생성을 위해 자동 피라미드 알고리즘을 적용하고 영상 정합시 에피폴라 기하학을 적용하였다. 정사 영상 생성시 DTED 높이값을 이용하여 보정을 수행하였으며 생성 속도를 높이기 위하여 리샘플링 그리드를 적용하였다. 본 연구에서 DEM 과 정사영상 생성시 QUICKBIRD 와 SPOT5 의 경우 영상의 용량이 매우 커 메모리 부족문제와 알고리즘 수행 속도 저하가 발생함을 확인하였다. 이를 개선하기 위하여 DEM 생성시 정합 후보점의 개수를 줄이는 알고리즘을 고안하여 기존에 메모리 문제로 생성하지 못했던 QUICKBIRD와 SPOT5 의 DEM 을 생성하였으며 정사 영상 생성시 리샘플링 그리드를 적용하여 고해상도 정상영상 생성 속도 개선에 상당한 효과를 가져왔다. 그러나 고해상도 위성 영상의 용량이 점점 커져감에 따라 이러한 메모리 문제와 처리 속도 저하에 관한 문제는 추후 계속적으로 연구되어야 할 부분이라고 할 수 있다. 본 연구에서 생성한 IKONOS, SPOT5, QUICKBIRD DEM 의 정확도를 USGS DTED 와 비교한 결과 13${\sim}$15 m 정도의 RMS 높이 오차가 산출되었으며 생성된 IKONOS, QUICKBIRD, KOMPSAT2 정사영상을 기준점과 비교한 결과 3 m 정도의 거리오차가 산출되었음을 확인하였다.

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 또한 센서모델이 수립된 단영상의 정밀 기하학보정을 통해 정사영상을 생성하였다. 때 고해상도 영상처리에 따른 메모리 부족 문제와 수행속도 저하가 발생할 수 있음을 발견하고 이에 대한 해결방안을 모색하였다. 아울러 본 연구에서는 USGS DTED 와 기준점을 이용하여 생성된 DEM 과 정사영상의 정확도를 평가하였다.
  • 실험 중 예로 QUICKBIRD, SPOT5 의 경우 Bmp 파일로 변환시 영상의 용량이 500 M 가 휠씬 넘어 스테레오 영상을 입력시 1G 이상의 메모리가 필요하고 피라미드 방식 적용시 정합 후보점(seed)의 개수가 기하급수적으로 늘어나 메모리 풀 현상으로 인한 오류를 발생시킨다. 본 연구에서는 이를 해결하기 위한 방안으로 영상 입력시 정합에 필요한 최소한의 메모리만을 할당하고 해제시키는 영상 부분입력 알고리즘과 DEM의 정확도를 유지시키면서 정합 후보점의 개수를 최소한으로 줄이는 알고리즘에 대해 연구하였다.
  • 발생시킬 수 있다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 영상 부분 입력 알고리즘을 고안하였다. 이 알고리즘은 정합시 해당 지점의 정합을 수행하기 위한 최소한의 메모리만을 할당하여 필요한 픽셀값만을 읽어들이고 정합 수행 후 다시 메모리를 해제시키는 방식이다.
  • 따라서 정합 후보점이 천만개에 달했을 때 300 M 가 넘는 메모리가 소요되고 영상을 적재한 상태에서 가용메모리가 작을 경우 이로 인해 메모리 부족현상이 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 정확도를 최대한으로 유지시키면서 seed 를 최소한으로 줄이는 방법을 고안하였다. 기존방식에서는 하위레벨 정합 성공점 중 일정 상관계수 이상인 점들을 모두 seed 로 사용하였다.
  • 본 연구에서는 Image Quality 에 따른 DEM 생성 결과의 차이를 비교해 보았다. 여기서 Image Quality 란 영상의 선명도나 얼마나 촬영지역을 사실적으로 표현할 수 있느냐에 따라 달라지게 된다.
  • 영상이 선명하고 해당 지역의 실제 밝기값을 잘 표현하고 있으며 왜곡이 없을 수록 좋은 Quality 를 가진 영상이라고 할 수 있다. 이러한 영상의 Quality는 DEM 생성 결과에 큰 영향을 끼치며 실험을 통해 이를 확인해 보았다.
  • 생기게 된다. 따라서 본 연구에서는 DTED 데이터로부터 해당지역의 높이값을 얻어 이를 이용하여 정사보정을 수행하였다. 그런데 QUICKBIRD 와 같이 영상의 용량이 매우 크고 해상도가 높을 경우 수행시간이 매우 길어지는 문제점이 있음을 확인하였다.
  • 그런데 QUICKBIRD 와 같이 영상의 용량이 매우 크고 해상도가 높을 경우 수행시간이 매우 길어지는 문제점이 있음을 확인하였다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 리샘플링 그리드를 생성하여 영상 리샘플링을 수행하였다. 정사영상의 모든 격자에 대해 원 영상의 픽셀값을 추정하는 역맹핍을 수행하게 되면 매우 긴 시간이 소요된다.
  • 본 연구에서는 USGS DTED 를 이용하여 생성된 DEM 의 높이 정확도를 분석하였다. 사용한 DTED는 경도 1도 위도 1도의 면적을 포함하며 생성된 DEM 을 중첩시킬 경우 그림 8 과 같이 나타난다.
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