본 연구에서는 번들조정 과정에서 요구되는 GCP의 수를 줄이기 위해 동일궤도 상의 개별 영상 대신 스트립을 스트립을 모델링 할 수 있는 가능성을 조사한다. 이를 위해 먼저 동일 궤도상에 존재하는 각 개별영상의 RFM(Rational function model)으로부터 스트립에 대한 RFM을 생성하였다. 다음으로, 생성된 스트립 이미지 간의 번들 조정을 통해 모델 보정계수를 산출하였다. 실험을 위해 각 3개의 Scene 영상으로 구성된 KOMPSAT-3A 스테레오 스트립을 사용하였다. 실험을 통해 스트립의 특정지역에 위치한 기준점만을 사용하여 초기모델 개선이 가능함을 확인하였다. 또한 12개의 지상기준점을 사용한 스트립 번들조정 수행 결과 수평 수직 방향으로 약 2 m의 3차원 위치 결정이 가능함을 확인하였다. 이를 통해 단일 영상 기반 번들조정보다 스트립 번들조정이 더 효율적일 수 있음을 확인하였다.
이 논문에서는 선형 푸시브룸 방식으로 촬영한 위성영상에 대한 다양한 센서모델들의 정확도를 비교분석하고자 한다. 특히 이 논문에서는 센서모델의 정확도를 번들조정의 정확도와 외부표정요소추정의 정확도로 분리하여 고찰하려고 한다. 번들조정 정확도는 수립된 센서모델이 얼마나 기준점에 잘 부합하는 가를 알려주는 척도로 이제까지 대부분의 센서모델 정확도 분석에 사용되어온 기준이다. 이에 반하여 외부표정요소추정의 정확도는 센서모델이 얼마나 정확하게 촬영당시의 위성의 궤도 및 자세를 예측할 수 있는 지의 척도로서 매우 중요한 요소임에도 불구하고 기존의 연구에서 간과해온 부분이다. 이 논문에서는 여러 센서모델 중에서 사진측량분야에서 주로 사용하는 변형된 공선방정식기반 모델과 위성지상국 또는 자세제어분야에서 주로 사용하는 궤도좌표계 및 자세각에 기반한 모델의 정확도를 비교분석하고자 한다. 실험은 다목적실용위성 1호 EOC 영상과 GPS 수신기에서 취득한 기준점을 사용하였다. 실험결과 번들조정 정확도는 두 모델이 큰 차이를 보이지 않는 것으로 나타났으나 외부표정요소추정 정확도는 궤도좌표계 및 자세각에 기반한 모델이 더 나은 성능을 보였다.
SPOT 위성영상을 이용한 3차원 위치결정에는 해석적사진측량과 수치적사진 측량방법에서의 번들조정이 적용되며, 이를 위해서는 정밀한 상좌표관측과 정확한 지상기준점좌표가 요구된다. 본 연구에서는 지상측량성과의 비교하여 축척에 따른 지형도의 디지타이징된 평면좌표 정확도와 보간된 높이좌표 정확도를 분석하였고, 또한 지상기준점좌표의 획득방법 및 SPOT 영상자료의 형태를 조합하여 번들조정으로 결정된 3차원좌표의 정확도을 비교 분석하였다.
본(本) 연구(硏究)에서는 해석적(解析的) 사진측량(寫眞測量)에서 사용(使用)되고 있는 번들조정기법을 사용(使用)하여 지상사진(地上寫眞)에 대한 블록조정을 실시하고, 대상물에 대한 3차원(次元) 좌표(座標)의 정확도(正確度)의 특성(特性)을 분석(分析)하였다. 다양한 기준점(基準點) 배치(配置) 및 형태(形態)를 적용(適用)하여 최적(最適) 기준점(基準點) 형태(形態) 및 배치(配置)를 선정(選定)하였으며, 동일대상(同一對象) 지역(地域)에 대하여 블록조정에 의한 정확도(正確度)와 단(單)모델조정에 의한 정확도를 비교하고 또다른 블록정기법인 독립모델법과도 정확도를 비교하였다. 또한 적절한 정오차(定誤差) 모델을 선정(選定)하여 부가매개변수(附加媒介變數)에 의한 번들블럭조정의 정확도를 향상(向上)을 해석(解析)하기 위해, 근거리(近距離) 사진측량(寫眞測量)에 의한 블럭을 형성(形成)하고, 적절한 기준점 형태 및 배치에 따른 번들블럭조정을 실시(實施)함으로써 효과적인 정확도 향상 방법을 제시(提示)할 수 있었다.
이 논문에서는 SPOT위성영상을 이용하여 위성의 위치와 회전각에 기반한 센서모델과 위성의 궤도와 자세각에 기반한 센서모델의 성능을 분석한다. 센서모델의 성능은 기존의 논문에서 사용한 번들조정 정확도에 추가하여 외부표정요소 추정의 정확도를 함께 분석한다. 특히 이 논문에서는 외부표정요소의 정확도를 분석하는 방법의 하나로, 한 영상을 기준으로 수립된 센서모델을 동일 궤도에서 촬영한 인접영상에 적용하여 그 정확도를 분석한다. 분석 결과 센서모델 수립의 목적이 번들조정 정확도에만 있다면 위성의 위치 및 자세의 2차항을 미지수로 모델하는 위치-회전각 모델과 궤도-자세각 모델을 모두 사용할 수 있음을 알 수 있었다. 또한 SPOT 위성영상과 같이 거울회전방식을 사용하는 위성영상에 있어서 단일영상에 대해서는 위치-회전각 모델과 궤도-자세각 모델의 외부 표정요소 추정의 성능이 유사하게 나타났으나 인접 영상에 센서모델을 적용해본 결과 위성의 위치 및 자세의 상수항을 미지수로 사용하는 궤도-자세각 모델이 가장 정확한 것으로 나타났다.
지형공간정보체계는 사용이 용이하여 널리 대중화되어가고 있다. 최근 수치사진측량은 GIS데이터베이스를 구축하거나 갱신하기 위한 경제적인 방법으로 인정받아 가고 있다. 지형공간정보의 획득을 위한 근거리사진측량은 좌표해석을 위해 이용되고 있는 번들조정이 요구된다 번들조정은 외부표정요소를 결정하기 위해서 초기 근사 값과 기준점들을 필요로 한다. 본 연구에서는 번들조정을 수행하기 전에 초기근사값을 추정하기 위한 종래의 방법들을 비교분석하고, 이들 외부표정요소의 결정을 위한 새로운 알고리즘을 개발하여 비용을 절감할 수 있는 방안을 제시하고자 하였다. 우선 효과적이고 경제적이며 보다 정확한 사진측량 관측값처리 기법을 제공하고자, 기존의 DLT 알고리즘에 관측값에서의 모든 종류의 과대오차들을 자동적으로 검출하고 제거하기 위한 robust 방법과 해를 위해 필요한 기준점의 수를 줄이기 위해 GPS를 도입하였다. 또한 본 논문에서는 단사진으로 처리하는 새로운 후방교회법(space resection)유도하였다. 제안한 방법의 주된 장점은 외부표정요소의 초기근사값을 요구하지 않고 계산과정에서 반복계산을 요구하지 않는다는 점이다.
인간의 삶에 많은 영향을 끼치고 있는 해빈, 해안사구 등과 같은 해안지형은 역동적으로 변화하고 있고, 이에 대한 연구가 진행되고 있다. 해안지형의 변화량을 측정하기 위해 기존에는 측량기기에 의한 수준측량방법을 주로 이용해왔다. 이 연구에서는 기존에 고려되지 않았던 근거리 사진측량기법으로 해안사구 단면에 대한 고도값을 계산하였다. 즉 번들조정과 공선조건식의 역변환을 통해 비측량용 디지털 사진기로 촬영된 지상사진의 입체쌍으로부터 미지점의 고도값을 계산하였다. 6개의 기준점을 이용하여 번들조정을 수행하였고, 미지점 고도갈의 계산값과 실측갈을 비교한 결과 10cm 이내의 오차가 나타났다. 일반적으로 해안사구 지형은 모래질의 연약지반으로 실측시 수준척이 견고하게 고정되지 않고, 좁은 지역을 측량할 경우 인접지점에 교란현상을 발생시켜 측정오차가 크게 나타날 수 있다. 해안사구의 고도값을 측정하는 연구에서 디지털 사진측량방법은 기존의 수준측량이 갖는 문제점을 극복하면서 이를 대체할 수 있을 것이다.
소규모 지역의 3차원 공간정보를 신속하게 구축하는 분야에 UAV를 이용하는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 지상기준점을 사용하지 않고 스테레오 카메라를 UAV에 탑재하여 영상을 수집하고 영상 매칭과 번들조정, 그리고 축척계수의 결정을 통해서 3차원 위치를 신속하게 구축하고자 하였다. 실험을 통해서 스테레오 제약조건을 이용하여 번들조정을 수행한 경우 평균제곱근오차는 1.475m로 나타났으며 축척을 고려하여 절대표정을 수행한 경우 0.029m로 나타났다. 이를 통해, 본 연구에서 제안한 스테레오 카메라를 장착한 UAV의 자료처리 방법을 이용할 경우 지상기준점을 사용하지 않고도 높은 정확도의 3차원 공간정보를 구축할 수 있는 것을 알 수 있었다.
지상사진측량(地上寫眞測量)에 의한 3차원변형해석(次元變形測量)은 표정점(標定點)에 대한 3차원좌표(次元變座標)를 계산하고 이들 좌표로부터 변위(變位)를 구하므로써 변형해석(變形測量)을 하게 된다. 지상사진측량(地上寫眞測量)에 의한 변형해석(變形測量)은 3차원좌표(次元變座標) 획득과 변위점검출(變位點檢出) 및 변형량추정(變形量推定)으로 크게 나눌 수 있다. 본(本) 연구(硏究)에서는 처음단계로 번들조정법에 의한 좌표계산에서 지상기준점수(地上基準點數)와 사진수(寫眞數)의 증가에 따른 외부표정요소(外部標定要素)의 분산(分散)-공분산행렬(共分散行列)변화를 분석하였다. 그리고 지상기준점(地上基準點)의 정확도(正確度)를 향상시키기 위한 제약조건을 주기위해 번들조정법에 자유강조정(自由鋼調整)개념을 도입하였다. 이상의 결과분석으로부터 경제성과 시간절약의 측면을 고려할때 지상기준점수(地上基準點數)는 6점(點), 사진수(寫眞數)는 3개가 적합함을 알 수 있다. 또한 번들조정에 자유강조정(自由鋼調整)개념을 적용한 경우 공간거리의 제약조건을 외곽에 분포시키는 것이 바람직함을 알 수 있었다.
최근 농업, 산림관리, 해안환경 모니터링 등 다양한 분야에서 다분광 카메라의 활용, 특히 드론에 탑재되어 활용되는 사례가 증대되고 있다. 산출되는 다분광 영상은 위치정보를 위해 주로 드론에 탑재된 GPS (Global Positioning System)나 IMU (Inertial Measurement Unit) 센서를 이용해 지리참조(georeferencing)되는데, 보다 높은 정확도를 위해서는 직접 측량한 지상 기준점을 이용하기도 한다. 하지만, 직접 측량에 드는 비용 및 시간으로 인해 또는 직접 접근이 어려운 지역에 대해서는 지상 참조값을 활용하지 않고 지리참조를 수행해야하는 경우가 자주 발생하게 된다. 본 연구는 지상기준점이 가용하지 않은 경우에 다분광카메라로부터의 영상의 지리참조 정밀도를 향상시키기 위해 같이 탑재된 고해상도 RGB카메라의 영상을 활용하는 방안에 대하여 연구한다. 드론 영상은 우선 번들조정을 통해 카메라의 외부표정 요소를 추정하였고, 이를 지상 기준점을 이용한 경우의 외부표정 및 위치결과와 비교하였다. 실험결과, 고해상도 영상을 포함하여 번들조정을 하게 될 경우, 다분광 카메라 영상을 단독으로 활용할 때보다, 다분광 카메라 영상의 지리참조 오차가 비약적으로 감소하였음을 확인하였다. 추가로 한 지상 지점에서 드론으로의 방향각을 추정할 때의 오차를 분석한 결과, 마찬가지로 고해상도 RGB영상을 포함하여 번들조정하게 되면 기존의 방향각 오차가 한 단위이상 감소하는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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