본 연구는 터널공사현장을 대상으로 기존의 터널 측량 방법에서의 문제점을 분석하여 오차요인과 경비절감 문제등을 해결할 수 있는 측량시스템을 개발하여 기존방법과 본 연구방법을 적용하여 측량 및 시공하였을 경우를 비교 분석함으로써 공정관리의 효율성 증대를 위한 측량방법을 제안하였다. 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 측량 장비와 Note book을 연결하여 현장에서 실시간으로 터널측량과 동시에 위치 및 오차들을 결정할 수 있는 시스템을 개발하였다. 터널측량시스템을 개발함으로서 종래의 터널 측량시 오차발생을 최소화하고, 터널 굴착시의 미굴 및 여굴의 가능성을 최소화하여 시공풀질의 향상과 원가 절감 및 공기 단축 등의 효과를 가져 올 수 있도록 하였다.
본 연구는 지적도면전산화사업으로 수치화된 데이터를 PBLIS에 이용하여 지적업무를 수행하고 있으며, 이 데이터를 토탈측량시스템(Pen컴퓨터)에 활용함으로서 도해지적에서 발생되는 제도오차, 축척오차 및 지적도면의 신축오차 등의 기술적인 오차와 측량을 할 때마다 측량사에 따른 개인오차를 제거하여 정확도를 향상시키고, 인접 필지의 반복적인 실형 측량을 배제함으로서 현장에서 소요되는 시간이 절약하게 될 것이다.
현지조사 및 측량은 GIS 데이터 구축에 있어서 가장 기본이 되는 작업으로 정확성과 효율성이 요구됨에도 불구하고 기존의 방법은 여러 단계로 분리되어 오류발생 빈도가 높고 또한 많은 시간과 비용이 소요되었다. 본 연구에서는 현지조사 및 측량에서의 정확도 향상은 물론이고 현장에서의 측량 편의성 증대에 목적을 두고 시스템을 개발하였다. 개발된 실시간 현지조사ㆍ측량시스템은 작업 현장에서 측량과 조사를 동시에 실시하며 조사항목을 직접 구조화할 수 있는 기능과 사진을 촬영하여 직접 시설물에 사진정보를 부착할 수 있는 기능이 있어 정확한 현지조사 및 사후관리가 가능하다.
예측하기 어려운 복잡한 기후 변화로 인해 수자원 관리측면에서 다양한 방법을 도입하여 해결할 수 있는 방안이 국가적 주요 관심사로 다루어지고 있다. 따라서 투입인력과 소요시간 절감, 장비와 인력진입 불가지역에 대한 정보획득, 높은 공간해상도, 항공측량 대비 높은 경제성 등 다양한 장점의 드론을 이용한 하천지형 특성별 수리특성 분석방안이 필요하다. 본 연구에서는 성연천 하류부지역을 대상으로 위성항법시스템(Global Navigation Satellite System, GNSS) 측량 지형성과와 드론측량(Drone) 지형성과를 지상에 설치된 CHP(Check Point) 좌표 값을 확인하여 두 지형의 정확도를 비교하였으며 HEC-RAS 모형을 이용하여 빈도별 수리특성을 비교 산정하였다. 본 연구는 성연천 하류 480m구간을 선정하고 GNSS를 이용한 실측지형자료와 GCP(Ground Control Point)를 얻기 위해 정확도 검증을 실시하였으며 위성항법시스템(GNSS) 측량과 DRONE RGB측량의 CHP(Check Point) 오차를 비교하여 정확도를 검증하였다. 오차 값이 확인된 위성항법시스템(GNSS)을 이용하여 가상기준점을 선정하고 RTK 모바일스테이션을 설치하여 DRONE LIDAR측량을 통해 지형자료를 취득하였으며 얻어진 지형자료를 HEC-RAS를 통해 입력 후 성연천 하천기본계획에 제시되어진 조도계수와 빈도별 홍수위를 적용하여 연구구간 480m에 대해 100년 빈도의 결과 값을 비교 검토하였다. 100년 빈도 계획 홍수량 조건의 하상과 한계수위의 차에서 위성항법시스템(GNSS) 측량 지형자료를 기준으로 평균수위 측정오차는 드론 RGB 측량 지형자료 0.460m, 드론 LIDAR 측량 지형자료 0.260m의 결과를 얻었으며 동일 조건 흐름하의 평균유속에서 위성항법시스템(GNSS) 측량 지형자료를 기준으로 평균유속 측정오차는 드론 RGB 측량 지형자료 0.40m/s, 드론 LIDAR 측량 지형자료 0.36m/s의 결과를 얻었다. 통수 단면적의 비교 결과는 위성항법시스템(GNSS) 측량 지형자료를 기준으로 드론 RGB 측량 지형자료 전체 단면의 평균오차는 20.20m2, 드론 LIDAR 측량 지형자료 전체 단면의 평균오차는 21.682의 결과를 얻었으며 이상에서와 같이 홍수위와 평균유속, 통수 단면적의 측정오차 비교 결과를 종합할 때 통수 단면적 측정결과는 위성항법시스템(GNSS) 측량과 드론 RGB 측량의 차이가 적었으나 계획 홍수량 조건의 하상과 한계수위 차이와 동일조건 흐름하의 평균유속에서 위성항법시스템(GNSS) 측량과 드론 LIDAR 측량의 차이가 적은 것으로 나타났다. 그리고 통수용량(capacity)(m3) 비교에서는 위성항법시스템(GNSS) 측량을 기준으로 드론 RGB 측량은 약 7644m3, 드론 LIDAR 측량은 약 7547m3의 차이를 보여 드론 LIDAR를 이용한 결과가 가장 정확한 측정방법으로 추천할 수 있음을 확인하였다.
우리나라는 국가 위성기준점 망, 가상기준점 서비스 운영 등 실시간 정밀위치결정을 위한 선진화된 인프라를 구축하고, 지속적으로 고도화해 나가고 있다. 하지만 국가적 인프라 활용에 있어 취득된 공간정보를 가공하여 최종 성과물 도출까지는 많은 과정을 거쳐야하며, 이 과정에서 외산 소프트웨어에 대한 의존성이 높은 편이다. 본 연구에서는 GNSS 측위 데이터 및 현장 측량시스템의 요구사항을 분석하여 실시간 정밀위치 결정과 효과적인 성과물 작성이 가능한 GNSS 현장 측량시스템을 개발하고 활용성을 평가하였다. 연구를 통해 사용자 편의성과 활용성을 향상시킨 실시간 GNSS 현장 측량시스템을 개발하였으며, 시스템을 이용하여 효과적으로 현황측량을 수행하고 성과물을 제작할 수 있었다. 또한 기존 측량시스템과 성과를 비교하여 개발된 GNSS 현장 측량시스템의 활용성을 제시하였다. 연구를 통해 개발된 시스템은 실시간 측량에서 성과물의 생성까지 일련의 기능을 모두 수행할 수 있으며, 외산 소프트웨어의 대체로 경제적 부가가치를 창출할 수 있어 측량업무의 효율성 향상에 기여할 것이다.
차량측량시스템이란 차량에 2대 이상의 CCD 카메라와 위치측정장비(GPS, IMU 등)를 장치하고 도로를 운행하면서 일정한 간격으로 주변의 사진을 연속으로 촬영한 후 이를 이용하여 도로 및 도로시설물의 위치와 크기, 보존상태 등의 정보를 취득하는 새로운 측량 시스템이다. 본 연구에서는 대상물의 3차원 위치결정을 위해 필요한 자료와 자료를 처리하는 각 단계를 체계화하였으며, 사용 편의성과 위치결정정확성을 높일 수 있는 차량측량시스템을 위한 수치사진측량 프로그램을 개발하였다.
기존의 터널 측량 방법은 관측시간이 많이 소요되고, 이로 인한 공사비 증가 및 공사기간 지연 등의 문제점을 가지고 있기 때문에 터널측량에서의 오차요인과 시간 및 경비절감 문제 등을 해결할 수 있는 측량시스템을 개발하여 효율성 증대를 위한 측량방법을 제안하였다. 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 측량 장비와 Note book 컴퓨터를 연결하여 현장에서 실시간으로 터널측량과 동시에 위치 및 오차들을 결정할 수 있는 시스템을 개발하였다. 터널측량시스템을 개발함으로서 터널 측량시 오차발생과 터널 굴착시의 미굴 및 여굴의 가능성을 최소화하여 시공품질의 향상과 원가 절감 및 공기 단축 등의 효과를 가져 올 수 있도록 하였다.
본 연구에서는 지적측량 자료를 효율적으로 관리 조사하기 위해 지적측량 자료조사 통합관리시스템의 구축 방안을 제시하고자 하였다. 구축된 지적측량 자료조사 통합관리시스템의 효율성을 평가하고자 기존 지적측량 자료조사와 비교 분석한 결과 측량데이터 누락에 따른 측량의 오류를 사전에 제거할 수 있고, 대략 2배 정도의 자료조사 시간을 단축시킬 수 있는 것으로 나타났다.
현재의 수심측량은 고무보트를 타고 사람이 직접 측량하거나 측량선을 이용하여 목표지점을 측정하는 방법 등으로 이루어지고 있다. 기존 측량방법은 환경조건의 제약이 많으며 이와 더불어 다수의 필요인원과 경비의 과다소요 뿐만 아니라 시간적 낭비가 많이 발생하는 비효율적 작업의 형태를 갖추고 있다. 따라서 환경적 제약을 적게 받으면서 적은 인원과 비용으로 단시간 측량이 가능하며 높은 측량 성과를 얻을 수 있는 차세대 수심측량시스템의 필요성이 증가하고 있다. 본 연구는 수심측량의 자동화를 위한 시스템 개발의 기초적 연구로서 유인측량과 무인측량의 각각의 단점을 보완하고 장점을 살리면서 기존측량에 비해 효율성 및 경제성을 높이는 동시에 정밀한 측정데이터를 취득 할 수 있도록 하는 것이다.
위치결정은 삼각측량, 다각측량, 천문측량으로 결정하지만, 측점이 이동하는 경우는 종래의 측량방법으로는 불가능하다. 인공위성측량은 이러한 문제점을 해결하여 자동차에서 위치를 확인하는 것이 가능하다. 자동차 위치결정의 이론적 방법은 인공위성위치결정시스템을 사용할 수 있으며, 위성측량시스템 중공학적으로 가장 활용범위가 넓고 이용이 편리한 것은 1980년대 완성된 미국의 GPS로서 궤도고도 20,000km 상공에 6개의 궤도면에 4개씩 총 24개의 위성을 배치하여 전세계 어디에서도 수초안에 위치를 측량하는 시스템이다. 이 시스템은 항공기나 선박 등의 항법유도에 이용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 GPS를 이용한 인공위성측량방법으로 자동차위치결정을 실용화시키고자 하는 실험적 연구이다. 연구방법에는 1점측위와 상대측위를 비교하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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