지상 레이저 스캐닝 기법에 의한 도로선형정보 추출 시스템 개발

Development of Alignment Information Extraction System on Highway by Terrestrial Laser Scanning Technique

레이저 스캐닝 기법은 새로운 위치정보 획득 수단으로 부각되고 있으며, 높은 위치정확도, 고밀도 자료 취득의 자동화 등으로 지오매틱스 분야를 비롯한 광범위한 분야에서 응용될 전망이다. 본 연구에서는 레이저 스캐닝 기법의 장점을 이용하여 도로의 기하정보를 정확히 해석하고, 이를 실무에 활용할 수 있는 시스템을 개발하였다. 도로선형정보 추출 시스템 개발을 위해, 도로 평면선형을 직선, 완화곡선, 원곡선 구간으로 자동 분리할 수 있는 알고리즘을 개발하였으며, 자동화되지 않은 이전의 방식에 비해 효율성을 높일 수 있었다. 그리고 도로의 평면 및 종단선형의 설계요소를 자동 추출하는 알고리즘을 개발하여 대상도로에 적용한 결과, 실용성이 높게 나타났으며, 도로선형 설계요소 추출에 관련한 기존 연구와 비교해 볼 때 더욱 정확한 값으로 결정되었다. 또한 추출된 설계요소를 이용하여 대상 도로에 대한 가상 주행 시뮬레이션을 수행하였으며, 이를 통해 지형과 구조물이 3차원적으로 조화되는 시각적 판단 자료를 제공할 수 있었고, 계절에 따른 결빙구간 판단 및 입체시거를 해석할 수 있는 자료 제공이 가능하다. 향후 도로에 관련한 다양한 자료의 체계적인 데이터베이스 구축과 웹기반의 운영프로그램을 개발함으로써, 효율적인 도로 유지 관리가 가능할 뿐만 아니라, 앞으로 있을 도로안전진단에 있어서 중요한 자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

A laser scanning technique has been attracting much attention as a new technology to acquire location information. This technique might be applicable to a wide range of areas, most notably in geomatics, due to its high accuracy of location and automation of high-density data acquisition. A alignment information extraction system on highway has been developed in this study by utilizing the advantages of the laser scanning technique. The system can accurately interpret the alignment information of highway and can be applied to actual works. To develop the alignment information extraction system on highway, an algorithm that can automatically separate a horizontal alignment into a straight line, a transition curve, and a circular curve was developed. It can increase its efficiency compared to the conventional methods. In addition, an algorithm that can automatically extract design elements of horizontal and vertical alignments of highway was developed and applied to an object highway. This yielded higher practicality with more accurate values compared to those from previous studies on the extraction of design elements of highway alignment. Furthermore, the extracted design elements were used to perform a virtual driving simulation on the object highway. Through this, data were provided for a visual judgment for judging visually whether the topography and structures were harmonized in a three-dimensional manner or not. The study also presents data that can serve as a basis to determine highway surface freezing sections and to analyze three-dimensional sight distance models. Through the establishment of a systematic database for diverse data on highway and the development of web-based operating programs, an efficient highway maintenance can be ensured and also they can provide important information to be used when estimating a highway safety in the future.