초록 ▼

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
컴퓨터 비전기술을 활용한 I-Tree ECO 임목 건강성 평가 기술 개발
전체 내용
1. 「산림의 건강·활력도 조사」 및 「i-Tree ECO」조사 시 ‘흉고 직경, 수고, 수관폭’ 등의 기존 정량적 평가 지표와 ‘수관활력도, 수관손실률, 수관고사율, 수간굽음도’ 등의 정성적 평가 지표의 측정을 위해 컴퓨터 프로그램을 개발함.
2. SfM-MVS 3D 임목 모델 구축을 위해 드론 및 스마트폰을 이용해 촬영하였으며 구축된 모델은 VTK 라이브러리 및 컴퓨터 비전 알고리즘을

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
컴퓨터 비전기술을 활용한 I-Tree ECO 임목 건강성 평가 기술 개발
전체 내용
1. 「산림의 건강·활력도 조사」 및 「i-Tree ECO」조사 시 ‘흉고 직경, 수고, 수관폭’ 등의 기존 정량적 평가 지표와 ‘수관활력도, 수관손실률, 수관고사율, 수간굽음도’ 등의 정성적 평가 지표의 측정을 위해 컴퓨터 프로그램을 개발함.
2. SfM-MVS 3D 임목 모델 구축을 위해 드론 및 스마트폰을 이용해 촬영하였으며 구축된 모델은 VTK 라이브러리 및 컴퓨터 비전 알고리즘을 적용한 C# 언어 기반으로 개발한 컴퓨터 프로그램을 통해 평가 지표를 측정하고자 함.
3. Vertex, Caliper, 30m Tape 등을 사용하여 현장 실측값을 구한 후 컴퓨터 프로그램 측정값과의 비교를 수행함.
4. 개발된 프로그램을 대상으로 총 60본의 임목을 조사하였으며, 45본의 임목이 SfM-MVS 모델로 추출 가능해 45본을 대상으로 t-test를 실시함.
5. 실시 결과, 흉고직경, 수고, 수관손실률, 수간굽음도는 p=0.000으로 유의수준 0.001을 기준으로 통계적으로 유의성이 존재함.
6. 개발된 컴퓨터 프로그램으로 정성적 지표의 정량화 및 측정의 일관성 향상이 가능할 것으로 판단됨.

1단계
목표
컴퓨터 비전기술을 활용한 I-Tree ECO 임목 건강성 평가 기술 개발
내용
드론 및 스마트폰을 활용하여 SfM-MVS 3D 임목 모델을 생성하였으며, 이를 통해 수관활력도, 수관손실률, 수관고사율, 수간굽음도 등의 정성적 평가 항목의 정량적 측정을 위해 컴퓨터 프로그램을 개발함. 개발과정 중 VTK 라이브러리 및 OpenCV 내의 알고리즘을 통한 컴퓨터 비전기술을 적용하였음. 개발된 프로그램을 대상으로 총 60본의 임목을 조사하였으며 이 중 SfM-MVS 모델이 추출된 45본의 임목을 대상으로 각 항목의 t-test를 실시한 결과, 흉고직경, 수고, 수관손실률, 수간굽음도는 p=0.000, 수관고사율은 p=0.002, 수관폭은 p=0.0290, 수관활력도는 p=0.605로 나타남. 따라서, 기존 정성적 평가항목의 정량화가 가능하다고 판단됨.

연구개발성과
1. 정성적 연구개발성과
전 산업에 걸쳐 적용 중인 4차 산업혁명 기술을 산림조사 및 측정 분야에 활용하기 위한 컴퓨터 프로그램을 개발하여 SfM-MVS 3D 모델 분석의 활용성을 증진할 수 있을 것이며, 국내·외에서 실시되지 않은 기초개발단계의 연구로써 추후 이와 비슷한 연구의 초석으로 작용할 수 있을 것으로 판단됨.
2. 정량적 연구개발성과
- 인력양성 2명(박사 졸업 1명, 취업 1명)
- SfM 및 컴퓨터 비전기술을 활용한 수관활력도 및 수간형 분석, 2021, 산림과학 공동 학술대회, 2021.08.18. 온라인. 대한민국.
- 침식 시뮬레이션을 위한 셀룰러 오토마타 구현, 2021, 한국산림공학회 추계학술대회, 2021.10.19. 온라인. 대한민국

연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
- 원격탐사를 활용한 산림조사의 융복합적 기술 적용으로 산림기술 발전의 계기가 될 수 있음.
- 국내·외에서 최초 개발된 수관활력도, 수관손실률 등의 정성적 지표 측정 알고리즘 및 프로그램의 개발로 추후 본 연구가 진행 시 기초자료로써 제공 가능하며, 본 연구의 성과물인 컴퓨터 프로그램의 오픈소스화로 산림 측정 기술의 고도화를 유도할 수 있음.
- 기존 산림조사보다 작업 편의성을 높일 수 있으며 데이터의 DB화를 유도해 영구적 보관이 가능함.
- SfM-MVS 3D 모델 측정 프로그램 개발을 통해 흉고직경, 수고, 수관폭 등의 제한된 측정 요소의 한계성을 극복 가능함.
- 산림연구 분야의 타 산업 전문지식인의 참여 유도가 가능하며, 이를 통한 산림 분야 및 산림조사·측정의 다변화 및 고도화가 가능함.

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 최종보고서 ... 2
• 요 약 문 ... 3
• 목차 ... 5
• 제1장. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 제1절 연구개발 배경 및 목적 ... 6
• 제2장. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 8
• 제3장. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 27
• 제4장. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 28
• 제5장. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 28
• 참고문헌 ... 29
• 끝페이지 ... 30