수치지형모형(數値地形模型)(Digital Terrain Model)을 제작(製作)하는데 있어서 보다 더 정확(正確)한 지형정보(地形情報)의 획득방법(獲得方法)이 매우 큰 비중을 차지하고 있다. 본(本) 논문(論文)은 지형정보(地形情報)를 획득(獲得)하는 방법(方法)의 하나인 밀도증가식(密度增加式) 표본추출방법(標本抽出方法)의 정확성(正確性) 분석(分析)에 그 목적(目的)을 두었다. 특히, 정확성(正確性) 분석(分析)에 있어서는 아래와 같은 사항(事項)에 대(對)해 비교분석(比較分析)하였다. - 도화기(圖化機)에 의해 작도된 종래(從來)의 등고선(等高線)(Conventional Contourlines)과 밀도증가식(密度增加式) 표본추출방법(標本抽出方法)을 이용(利用)하여 작도(作圖)한 수치등고선(數値等高線)(Digital Contourlines)과의 위치오차(位置誤差)에 대(對)한 비교분석(比較分析) - 밀도증가식(密度增加式) 표본추출방법(標本抽出方法)의 적용(適用)에 따른 보간점(補間點)에 대(對)한 표고오차(標高誤差)의 분석(分析) 위의 수치시험(數値試驗)을 위하여 등고선(等高線)의 자동작도(自動作圖)에 관한 전산(電算)프로그램을 작성(作成)했다. 시험결과(試驗結果)와 시산치(試算値)와 추출조건(抽出條件)은 정확도(正確度)와 밀접(密接)한 관계를 가지며, 특히 시산치(試算値) 1.0 m이고, 표준형(標準形)인 추출조건(抽出條件)에서는 종래(從來)의 등고선(等高線)과 거의 일치(一致)함을 알 수 있었다.
ESP(Electronic Speckle Pattern Interferometry) is an optical technique to measure deforamtion of engineering components and materials in industrial areas. ESPI, a non-contact and non-destructive measuring method, is capable of providing full-field results with high spatial resolution and high speed. One of important application aspects using electronic speckle pattern interferometry is to generate contours of a diffuse object in order to provide data for 3-D shape analysis and topography measurement. The electronic speckle contouring is suitable for providing measurement range from millimeters to several centimeters. In this study, we introduce the contouring method by modified dual-beam speckle pattern interferometer and a shift of the two illumination beams through optical fiber in order to obtain the contour fringe patterns. Before the experiments, we performed the geometric analysis for dual-beam-shifted ESPI contouring. And by this geometric analysis, we performed the electronic speckle contouring experiment. We used 4-frame phase shifting method with PZT for quantitative analysis of contour fringes. Finally, we showed good agreements between the geometric analysis and experimental results.
Electronic speckle contouring(ESC) is the optical method for measuring shape by using fringe-projection techniques in electronic speckle pattern interferometry. It has the advantage of being non-contacting and can also give a field view of the surface under investigation. Fringes in ESC represent the difference in depth along the view direction between the master wavefront and the test component. The contour maps of three-dimensional diffuse objects are obtained by small shifts of optical fiber carrying the dual-object-beams and 4-frame phase shift. We proposed the contouring method by shifting the collimated illumination beams through optical fiber in order to obtain the contour fringe patterns. And also, we performed addition of incremental addition of images and experiments based on it. we obtained both quantitative increment without decorrelation effect and qualitative improvement by reducing the noise of contour fringes.
지형도를 입력하여 추출된 등고선으로부터 수치고도모델을 생성하는 과정에서 발생하는 문제를 다루고 있다. 흔히 사용되는 선형보간법의 문제점을 지적하고 닫혀진 단일 등고선 내부의 고도 보간방법을 제시한다 .단일 평면상에 제어점이 있어야한다는 제약점을 없애고 공간 상에서 제어점을 찾아낸후 3차곡선으로 보간하는 방법을 기술하고 있다. 인위적인 등고선과 실제의 등고선에 대해서 적용한 결과 자연스럽고 정확한 복원이 이루어졌다.
ESPI(Electronic Speckle Pattern Interfermetry) is an optical technique to measure surface deforamtion of engineering components and materials in industrial ares. This optical method is capable of providing full-field results with high spatial resolution, high speed and is the non-contact technique. One of important application aspects using electronic speckle pattern interferometry is to generate contours of a diffuse object in order to provide data for 3-D shape analysis and topography measurement. The contouring method by modified dual-beam speckle pattern interferometry is proposed. We introduce a shift of the illumination beams through optical fiber in order to obtain the contour fringe patterns. The speckle pattern correlation technique is suitable for providing measurement range from millimeters to several centimeters. The complete geometric analysis of the contoretical and experimental results are obtained.
Electronic Speckle Pattern Interferometry(ESPI) has been used to measure surface deformations of engineering components and materials in industrial areas. ESPI, a non-contact and non-destructive technique, is capable of providing full-field results with high spatial resolution and high speed. One of the important application using electronic speckle pattern interferometry is electronic speckle contouring of a diffused object for 3-D shape analysis and topography measurement. Generally the electronic speckle contouring is suitable for providing measurement range from millimeters to several centimeters. In this study, we introduce the contouring method by modified dual-beam speckle pattern interferometer and the shift of the two illumination beams through optical fiber in order to obtain the contour fringe patterns. We also describe formation process of depth contour fringes and grid contour fringes by shifting direction of the two illumination beams. Before the experiments, we performed the geometric analysis for dual-beam-shifted ESPI contouring, and then, the electronic speckle contouring experiment with various specimens. For quantitative analysis of the contour fringes, we used 4-frame phase shifting method with PZT Finally, good agreement between the geometric analysis and experimetal results is obtained.
본 논문에서는 박막의 삼차원 형상을 신속하게 획득하기 위한 새로운 방법을 제안한다. 기존의 반사광 측정 장치에 기반한 박막 측정 장비들은 170포인트에 대한 두께를 측정하는데 약 30분 이상의 시간이 요구되므로 박막의 전체적인 형상 정보를 신속하게 파악하는데 적합하지 않다. 제안하는 방법은 Canny 경계검출기를 이용하여 간섭무늬 영상으로부터 등고선을 검출하는 영상 분석법을 기반으로 한다. 검출된 등고선에 대한 절대적인 두께를 측정하고 Borgefors 거리변환 알고리즘을 이용한 보간 처리를 통해 등고선으로부터 높이 맵 정보를 추출한다. 추출된 높이 맵은 DirectX를 사용하여 높이 맵 지형처리 기법으로 삼차원 형상화 된다. 제안된 방법은 적은 수를 가지는 등고선에 대한 높이 정보만을 실측하게 되므로 약 5분의 수행시간으로 박막의 전반적인 삼차원두께 패턴 정보를 얻을 수 있다.
최근 높은 수직정확도를 갖는 항공레이저측량 기술이 개발됨에 따라 이를 이용한 DEM(digital elevation model) 생성, 건물추출, 홍수위험지도 제작, 3차원 도시모델 구축 등의 다양한 연구가 활발하게 수행되고 있다. 본 연구에서는 항공레이저측량으로부터 취득한 원시자료로부터 생성한 해상도별 DEM의 표준편차를 계산하기 위해 점비교법, 등고선비교법 그리고 1/5,000 수치지형도를 활용하였다. 비교결과 점비교법이 등고선비교법보다 낮은 DEM 표준오차를 나타냈으며, 이것은 등고선비교법이 점비교법에 비해 조밀한 격자 연산이 이루어지지 않은 것이 원인으로 파악되었다. 또한 1/5,000 수치지형도는 평균수평거리인 25.4m 이하에서는 점비교법과 등고선비교법에 비해 높은 오차를 보였으며, 25.4m 이상에서는 등고선비교법과 유사한 결과를 나타냄을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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