Combination of GPS, Echo Sounder and GIS for Constructing 3D Riverbed Surveying System

3차원 하상측량시스템 구현을 위한 GPS와 음향측심기 및 GIS의 조합

In this research, we constructed a 3D riverbed surveying system that is able to acquire the topographical information of a riverbed in real-time. The system consists of a RTK-GPS receiver and a echo sounder for collecting simultaneously the position and the water depth information of riverbed. A program for data composition and transformation was designed to generate the 3D coordinates by combining data of a GPS receiver and a echo sounder and made GIS database construction easy. We extracted TIN, digital elevation model and cross sectional maps of the riverbed by using GIS software from 3D data constructed through test surveying. It was shown that the accuracy of the result was RMS error of 0.069m when compared with the existing methods which use a total station and staffs. It is expected that the 3D riverbed surveying system wiil be able to be utilized to various surveying for water resources management in rivers, sea, dams, storing reservoirs and so forth.

본 연구에서는 실시간으로 하상 지형정보를 획득할 수 있는 3차원 하상측량시스템을 개발하였다. 실시간 동적 GPS와 음향측심기로가 조합된 이 시스템은 하상의 위치정보와 수심정보를 동시에 수집할 수 있다. 동시에 관측되는 GPS와 음향측심 관측데이터의 합성 및 변환프로그램을 작성하여 하상의 3차원 좌표를 생성하고 GIS 데이터베이스를 효율적으로 구축할 수 있도록 하였다. 시험관측을 통해 구축된 자료들로부터 GIS 프로그램을 이용하여 하저지형에 대한 3차원 TIN정보 및 수치표고모형(DEM)을 추출하였으며, 하천측량에 필수적인 단면자료를 산출할 수 있었다. 본 시스템에 의한 관측자료를 토털스테이션과 스태프 등 종래의 측량방법에 의한 성과와 비교한 결과, RMSE 0.069m의 정확도를 검증할 수 있었다. 개발된 시스템은 하천, 해양은 물론 댐이나 저수지 등의 수자원 관리를 위한 여러가지 조사에 효율적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.