최근 항공사진 정사영상의 활용이 증가하고 있으며, 이에 맞추어 고해상도 위성영상을 이용한 지리정보시스템 구축을 위한 많은 연구가 진행 중에 있다. 또한 공간해상도가 6.6m급인 아리랑 1호 위성영상을 이용한 많은 연구가 시행중인 이즈음, 항공사진과 위성영상간의 판독성에 대한 평가가 필요하다. 이 연구에서는 항공사진을 스캔한 영상, 그 항공사진을 이용하여 아리랑 1호와 동일한 해상도로 재배열한 영상, 그리고 아리랑 1호 위성영상을 실험 영상으로 이용하여 각각 정사영상을 제작하고, 판독하려는 지형지물을 분류하였으며, 각각의 정사영상에서 그 분류항목에 대한 판독이 어느 수준까지 가능한지에 대한 평가를 하였다. 판독 분석결과, 판독을 위해 분류한 지형지물 중 항공사진을 이용한 정사영상에서 판독할 수 있는 지형지물의 양에 비해 항공사진 영상을 재배열한 영상의 정사영상에서는 대략 61%, 아리랑 1호 위성영상의 정사영상에서는 대략 41%를 판독할 수 있었으며, 이와 같은 실험연구를 통해 아리랑 1호 위성 영상은 지도갱신, 비접근지역에 대한 지형정보 획득, 환경감시 등의 분야에 활용할 수 있을 것으로 판단하였다.
정사영상은 DSM(Digital Surface Model; 수치표면모델)을 이용하여 항공영상의 왜곡과 기복변위 등으로 발생하게 되는 기하학적 변위를 제거함으로써 제작된다. 따라서 원영상의 해상도와 DSM의 정확도는 정사영상의 정확도에 큰 영향을 미치게 된다. 최근 제공되고 있는 DMCII250 항공영상은 GSD 5cm급 고해상도의 영상을 제공함으로써 고밀도 점군자료의 생성과 함께 정사영상의 품질 향상을 기대할 수 있을 것으로 예상된다. 이에 본 연구에서는 DMCII250 항공영상으로부터 고밀도의 점군자료를 추출하여 DSM을 제작하고 이를 이용하여 정사영상을 생성함으로써 고밀도 DSM 제공에 따른 고품질 정사영상의 제작 가능성과 그 정확도를 검토하고자 하였다. 연구결과 기존 수치지형도 또는 DSM정보를 이용하여 제작한 정사영상에 비하여 높은 정도의 위치정확도와 고품질의 정사영상의 확보가 가능함을 확인할 수 있었다.
최근 국내의 항공디지털카메라 영상의 도입 및 공급이 현실화됨에 따라 정사영상 및 수치지도를 포함한 지리정보제작에 많은 관심이 모아지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 항공디지털사진의 정사영상을 제작하여 수치지도를 갱신하는 방법을 제시하고자 하였다. GPS 측량성과를 이용하여 기하보정을 수행하고, 항공 Lidar DEM을 이용하여 정사영상을 제작하였으며, GPS측량성과를 이용하여 절대위치정확도평가, 수치지도의 건물레이어에 대해서는 1/1,000 수치지도를 이용하여 상대위치정확도평가를 수행하였다. 정사영상에 대한 정확도 평가결과, RMSE가 X, Y방향으로 각각 ${\pm}0.076m,\;{\pm}0.294m$가 발생하였으며, 수치지도에 대한 정확도 평가결과, RMSE가 X, Y방향으로 각각 ${\pm}0.250m,\;{\pm}0.210m$이 발생하였으므로, 항공디지털사진의 정사영상을 이용한 수치지도의 건물레이어 갱신결과는 국토지리정보원 규정의 허용오차 이내였으므로, 향후 기본지리정보 구축은 물론 지자체의 GIS사업 및 다양한 분야에 활용할 수 있다.
고해상도 항공 디지털 사진기와 고밀도 3차원 데이터를 획득할 수 있는 항공 레이저 스캐너의 보급은 사진측량 및 공간정보 분야에 큰 발전을 가져왔다. 본 연구는 패치기반의 정사영상을 생생하여 폐색지역을 탐색하고 정사영상에서 발생하는 폐색지역을 복원하여 정밀정사영상을 생성하는 방법을 개발하는 것을 목적으로 한다. 정사영상에서 발생하는 폐색지역의 처리를 위하여 대상지역을 포함하고 있는 다중 영상들을 이용하여 상호 복원하는 방법을 개발하였다. 제시된 방법을 적용하면 폐색지역이 많이 발생하는 도심지역의 정밀정사영상을 효율적으로 생성할 수 있을 것으로 판단된다.
항공영상의 활용도가 높아짐에 따라 전통적인 항공사진측량 절차뿐만 아니라 무인항공사진측량 절차를 적용한 다양한 소프트웨어가 제공되고 있다. 기존에는 소규모 영역을 촬영한 영상에 대해서 무인항공사진측량 절차를 적용한 소프트웨어를 사용하였으나 최근에는 항공사진측량용 카메라를 이용하여 촬영한 대규모 영역에 대해서도 무인항공사진측량 절차를 적용한 소프트웨어가 등장하고 있다. 이에 따라 본 연구는 대용량 항공영상을 이용하여 항공사진측량 절차와 무인항공사진측량 절차로 각각 정사영상을 생성하고 정성적, 정량적인 비교를 통해서 두 절차의 특징을 비교하였다. 연구대상지역의 실험을 통해서 정사영상 생성 시 수치표면모델을 이용하는 방법 보다 3차원 메시를 이용하는 것이 건물의 기복변위를 효과적으로 제거하는 것을 알 수 있었다.
항공관측으로 얻어지는 디지털 영상은 지리정보로써의 가치를 가지기 위해서는 정밀하게 정사보정되어야 한다. 항공영상의 자동 정사보정을 위해 카메라와 함께 설치된 GPS/INS (Global Positioning System/Inertial Navigation System) 자료와 LIDAR (LIght Detection And Ranging) 지표고도 자료를 이용하였다. 본 연구에서 635개 항공영상이 생산되고 LIDAR 자료는 정사보정에 적용하기 위하여 격자영상 형태로 변환되었다. 영상 전체적으로 일정한 명도를 가지기 위해서, flat field 수정을 영상에 적용하였다. 영상은 내부방위와 GPS/INS를 이용한 외부방위를 계산하여 기하보정되고, LIDAR 지표고도 영상을 이용하여 정사보정되었다. 정사보정의 정도는 임의의 5개 영상과 LIDAR 반사강도 영상에서 50개 지상기준점을 수집하여 검증되었다. 검정된 결과로써 RMSE (Root Mean Square Error)는 화소 해상도의 단지 2배에 해당하는 0.387 m를 도출하였다. 높은 정도를 가진 자동 항공영상 정사보정 방법은 항공영상 산업에 적용 가능할 것이다.
본 연구는 항공라이다데이터와 항공영상을 융합하여 정사영상을 제작하고, 항공영상만으로 자동영상정합을 통해 제작된 정시영상과 비교 분석하였다. 제작된 정시영상의 정확도평가를 위해 육안검사를 통한 정성적 분석과 주요 건물에 대한 수평좌표불일치, 경계좌표 및 유사도의 측정을 통한 정량적 분석을 수행하였다. 육안검사와 수평좌표불일치량을 기준으로 라이다데이터를 이용한 정사영상이 상대적으로 엄밀정사영상에 근접한 것으로 나타났다. 그러나, 경계좌표와 유사도측정의 결과로 폐색영역에 대한 이중매핑에 보다 민감하게 노출된다는 것을 알 수 있었다. 따라서, 이중매핑에 대한 효과적인 해결방법을 적용하거나 폐색영역이 발생하지 않는 사진중심 영역에서는 라이다데이터를 이용하여 엄밀정사영상에 대한 자동제작이 가능할 것으로 판단된다.
무인항공기는 조종사 없이 자율적으로 비행하는 동력 비행체를 이야기한다. 최근 무인항공기는 동영상 촬영, 항공사진측량 등 다양한 분야에 적용이 되고 있으며 특히 공간정보 관련 분야에서 무인항공 사진측량 기술은 자료 취득의 신속성과 경제성 때문에 많은 주목을 받고 있다. 하지만 무인항공측량 기술에 대한 분석적인 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 무인항공측량을 위한 장비에 대한 조사를 수행하고 지형모델 및 정사영상을 효과적으로 생성하기 위한 무인항공측량 기술과 트랜드 분석을 수행하였다. 연구를 통해 회전익 및 고정익 무인항공기의 특징 및 활용분야를 파악하였다. 또한 무인항공측량의 공정에서 새로운 측량방법을 적용하여 개선할 수 있는 방법을 제시하였다. 향후 지형모델 및 정사영상 제작을 위한 무인항공측량에 대한 분석적인 연구가 이루어진다면 공간정보 관련 산업의 효율성이 크게 증대될 것으로 기대된다.
본 연구에서는 변화탐지 기법을 통한 도심지 건축물의 판독가능성을 검토하기 위하여 항공사진 단영상 및 정사영상을 이용하여 영상정규화와 기하보정을 통한 image subtraction기법을 적용하여 변화 탐지를 실시하였다. 변화 탐지를 위한 임계값 설정에서 단영상 변화탐지는 임계값 90% 이상에서는 일정면적 이상의 변화지역이 뚜렷이 나타났으며 정사영상 변화탐지는 임계값 $70{\sim}80%$ 이상의 결과영상이 변화탐지에 적절한 것으로 나타났다. 단영상과 정사영상 변화탐지 결과를 필터링을 통해 일정면적 이하를 제거한 후 2002년 영상과 중첩하여 변화지역을 확인 하였다. 변화탐지 기법을 판독 작업에 활용한다면 판독 우선순위 결정에 많은 도움이 될 뿐만 아니라 영상의 종류와 필요에 따른 다양한 변화탐지 기법을 적용한다면 판독 작업에 많은 활용성을 기대할 수 있다.
수치정사사진지도를 제작하기 위한 기반 자료로 스캐닝한 수치항공사진영상과 항공사진의 왜곡 보정을 위한 표정, DEM의 추출과 편집 및 편위 수정에 이르기까지 다양한 처리절차가 필요하다. 또한 영상과 벡티 자료의 중첩을 통해 생선한 영상지도의 편집과 지도제작 작업에는 다양한 미적 요소가 필요하다. 본 연구에서는 수치항공사진 영상을 이용하여, 영상에 내포하는 기하학적 변위를 3차원 모델링 결과와 수치표고모델을 이용하여 소거하고, 수치정사사진을 제작한 후에, 1/5,000 수치지도에서 필요한 레이어와 중첩시킨 수치정사사진지도를 제작하여 그 정확도를 분석하였으며, 각 처리 단계별 문제점의 분석과 개선방안을 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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