정사영상과 DTED Level 2 자료에서 자동 추출한 지상기준점의 IKONOS 위성영상 모델링 적용 가능성 연구

Application Possibility of Control Points Extracted from Ortho Images and DTED Level 2 for High Resolution Satellite Sensor Modeling

고해상도 위성영상으로부터 수치고도자료와 정사영상을 생성하기 위해서는 센서모델을 수립해야 한다. 센서모델 수립에 필요한 지상기준점은 실측을 통해서 획득할 수 있지만, 이를 위해서는 많은 시간과 비용이 소요된다. 본 연구에서는 기존의 정사영상과 위성영상 간의 정합을 통해서 얻은 지상좌표와 그에 대응하는 높이를 Digital Terrain Elevation(DTED) Level 2 자료로부터 추출하여 IKONOS 위성영상 센서모델을 수립하기 위한 기준점을 획득하였다. 획득한 기준점으로 IKONOS 센서 모델을 수립하고 그 결과를 분석하여 이로부터 추출한 기준점이 IKONOS 위성영상의 센서모델 수립에 적합한지 여부를 알아보았다. 본 연구를 위해서 사용된 DTED Level 2는 공간해상도가 약30m이고, 절대 수평 정확도는 원형오차로 23m(WGS84 기준)이하이고 절대 수직 정확도가 평균해수면 기준으로 18m 이하인 수치고도모델이다. 정합에 사용된 기존 정사영상의 공간해상도는 1m이다. 본 연구에서는 DTED와 정사영상을 이용해서 추출한 기준점으로 수립한 IKONOS 센서모델의 성능을 분석하였다. 실측 기준점을 검사점으로 했을 때 수립된 모델의 독립적 성능은 약 $4{\sim}5$ 픽셀 정도였다. 또한 수치고도모델을 생성하고 이를 실측 기준점으로 생성한 수치고도모델과 육안으로 비교했을 때 서로 유사함을 알 수 있었으며, DTED 자료를 기준으로 산출한 높이 RMS 오차는 약 9 m였다. 이 결과로 보아 DTED Level 2와 정사영상을 이용해서 추출한 기준점이 IKONOS 센서 모델 수립에 적용될 수 있음을 알 수 있었다.

Ortho images and Digital Elevation Model (DEM) have been applied in various fields. It is necessary to acquire Ground Control Points (GCPs) for processing high resolution satellite images. However surveying GCPs require many time and expense. This study was performed to investigate whether GCPs automatically extracted from ortho images and DTED Level 2 can be applied to sensor modeling for high resolution satellite images. We analyzed the performance of the sensor model established by GCPs extracted automatically. We acquired GCPs by matching satellite image against ortho images. We included the height acquired from DTED Level 2 data in these GCPs. The spatial resolution of the DTED Level 2 data is about 30m. Absolution accuracy of this data is below 18m above MSL. The spatial resolution of ortho image is 1m. We established sensor model from IKONOS images using GCPs extracted automatically and generated DEMs from the images. The accuracy of sensor modeling is about $4{\sim}5$ pixel. We also established sensor models using GCPs acquired based on GPS surveying and generated DEMs. Two DEMs were similar. The RMSE of height from the DEM by automatic GCPs and DTED Level 2 is about 9 m. So we think that GCPs by DTED Level 2 and ortho image can use for IKONOS sensor modeling.