• 국제학술발표논문집
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• The 9th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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• pp.792-799
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• 2022

Building Information Modeling (BIM) technology is a key component of modern construction engineering and project management workflows. As-is BIM models that represent the spatial reality of a project site can offer crucial information to stakeholders for construction progress monitoring, error checking, and building maintenance purposes. Geometric methods for automatically converting raw scan data into BIM models (Scan-to-BIM) often fail to make use of higher-level semantic information in the data. Whereas, semantic segmentation methods only output labels at the point level without creating object level models that is necessary for BIM. To address these issues, this research proposes a hybrid semantic-geometric approach for clutter-resistant floorplan generation from laser-scanned building point clouds. The input point clouds are first pre-processed by normalizing the coordinate system and removing outliers. Then, a semantic segmentation network based on PointNet++ is used to label each point as ceiling, floor, wall, door, stair, and clutter. The clutter points are removed whereas the wall, door, and stair points are used for 2D floorplan generation. A region-growing segmentation algorithm paired with geometric reasoning rules is applied to group the points together into individual building elements. Finally, a 2-fold Random Sample Consensus (RANSAC) algorithm is applied to parameterize the building elements into 2D lines which are used to create the output floorplan. The proposed method is evaluated using the metrics of precision, recall, Intersection-over-Union (IOU), Betti error, and warping error.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권5_1호
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• pp.989-998
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• 2021

구름의 영향을 크게 받는 광학위성영상의 활용에 있어 일정 주기 합성은 구름의 영향을 최소화할 수 있는 유용한 방법이다. 최근 주기 합성 시 구름과 구름 그림자 정보가 직접 입력되어 일정 주기 시 두 인자의 영향을 가장 덜 받는 최적의 화소를 선택하는 기법이 제시되었다. 최적의 합성 결과를 도출하기 위해서는 구름과 구름 그림자의 정확한 추출이 필수적이다. 또한 농작물과 같이 분광정보가 중요한 대상의 경우 주기 합성 시 분광정보의 손실이 최소화되어야 한다. 본 연구에서는 구름과 구름 그림자의 높은 탐지정확도를 유지하면서 분광정보의 손실이 적은 탐지 기법을 도출하기 위해, 강원도 고랭지 배추밭을 대상으로 두 분광척도(Haze Optimized Tranformation; HOT, MeanVis)를 이용한 방법과 Sentinel-2A/B에서 제공되는 구름 정보를 비교 분석하였다. 2019년~2021년까지 자료를 분석한 결과 Sentinel-2A/B위성의 구름 정보는 F1값이 0.91인 탐지 정확도를 보이나, 밝은 인공물이 구름으로 오탐지되었다. 이에 비해 HOT에 임계치(=0.05)를 적용해 획득한 구름 탐지 결과는 상대적으로 낮은 탐지 정확도(F1=0.72)를 보였으나, 오탐지가 적어 분광정보의 손실을 최소화하였다. 구름 그림자의 경우, Sentinel-2A/B 부가 레이어에서는 최소한의 그림자만이 탐지된 결과를 볼 수 있었으나, MeanVis에 임계치(= 0.015)를 적용했을 시 지형적으로 발생한 그림자와 구별 가능한 구름 그림자만을 탐지할 수 있었다. 분광척도 기반 구름 및 그림자 정보를 입력해 안정된 월별 합성된 식생지수결과를 획득하였으며, 향후 Sentinel-2A/B의 높은 정확도의 구름 정보를 주기 합성에 입력해 비교할 예정이다.

• 자원환경지질
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• 제54권2호
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• pp.177-186
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• 2021

한반도 지진 재해 대비를 위해 지난 5년간 활성 단층 조사가 수행되어 왔다. 특히 피복 활성단층 조사는 항공 LiDAR 기반 지형 분석, 지표 지질 조사, 지구 물리 탐사 결과를 종합하여 피복된 단층면에 대한 트렌치 조사를 수반한다. 하지만 이러한 트렌치 조사에 의해 발견된 단층면은 한시적으로 연구된 후 복구되기 때문에 트렌치 단층면 현장에 대한 정보는 논문 및 보고서 등과 같은 정성 자료로 남게 된다. 이와 같은 한시적 지질 연구의 한계를 보완하기 위하여 이 연구에서는 지상 LiDAR를 활용하여 트렌치 단층면에 대한 3차원 점군 자료를 생성하고 디지털 공간상에서 트렌치 현장을 복원하였다. 지상 LiDAR 탐사는 양산 단층 지역에서 수행된 두 곳의 트렌치 조사 지점에서 수행되었으며, LiDAR 점군의 기본 속성값인 진폭과 반사도 이외에도 디지털 카메라를 활용하여 트렌치 단층면의 색상 정보도 측정하였다. 측정된 자료는 평균 0.003 m의 정합 오차를 가지는 3차원 점군 자료로 변환되어 트렌치 형상을 정교하게 복원하였다. 하지만 LiDAR 스캔 위치에 따라 점군의 진폭과 반사도 값이 변화되었으며, 햇빛 노출 정도에 따라서 트렌치 단면의 색상 정보가 다르게 형상화 되어 후처리 과정의 고도화가 필요함을 시사하였다. 이러한 점군 자료는 대용량 파일로 존재하고 점군 자료 가시화 방법 또한 제한적이기 때문에 3차원 점군 자료에 대한 연구자 간 공유가 어렵다. 이에 대한 대안으로 오픈소스 플랫폼인 Potree를 활용하여 트렌치 점군 자료를 웹 상에서 가시화하는 방법을 제안하였다. 이와 같이 우리는 시간적 그리고 공간적 제약 조건이 따르는 지질 현장 조사에서 지상 LiDAR 자료가 주요 지질 대상에 대한 재현성을 높일 수 있는 동시에 연구자 및 미래 후속 세대에 의해 손쉽게 활용될 수 있음을 보여주고자 한다.

• 대기
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• 제25권2호
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• pp.261-270
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• 2015

Characteristics of snowfall and snow crystal habits have been investigated in the campaign of Experiment on Snow Storms At Yeongdong (ESSAY) using radiosonde soundings, Global Navigation Satellite System (GNSS), and a digital camera with a magnifier for taking a photograph of snowfall crystals. The analysis period is 6 to 14 February 2014, when the accumulated snowfall amount is 192.8 cm with the longest snowfall duration of 9 days. The synoptic situations are similar to those of the previous studies such as the Low pressure system passing by the far South of the Korean peninsula along with the Siberian High extending to northern Japan, which eventually results in the northeasterly or easterly flows and the long-lasting snowfall episodes in the Yeongdong region. In general, the ice clouds tended to exist below around 2~3 km with the consistent easterly flows, and the winds shifted to northerly~northwesterly above the clouds layer. The snow crystal habits observed in the ESSAY campaign were mainly dendrite, consisting of 70% of the entire habits. The rimed habits were frequently captured when two-layered clouds were observed, probably through the process of freezing of super-cooled droplets on the ice particles. The homogeneous habit such as dendrite was shown in case of shallow clouds with its thickness of below 500 m whereas various habits were captured such as dendrites, rimed dendrites, aggregates of dendrites, plates, rimed plates, etc in the thick cloud with its thickness greater than 1.5 km. The dendrites appeared to be dominant in the condition of cloud top temperature specifically ranging $-12{\sim}-16^{\circ}C$. However, the association of snow crystal habits with temperature and super-saturation in the cloud could not be examined in the current study. Better understandings of characteristics of snow crystal habits would contribute to preventing breakdown accidents such as a greenhouse destruction and collapse of a temporary building due to heavy snowfall, and traffic accidents due to snow-slippery road condition, providing a higher-level weather information of snow quality for skiers participating in the winter sports, and estimating more accurate snowfall amount, location, and duration with the fallspeed of solid precipitation.

• 한국지구과학회지
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• 제32권4호
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• pp.402-410
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• 2011

본 논문에서는 IRAS 07280-1829 적외선원과 이를 둘러싸고 있는 분자운에 대해 수행된 $^{12}CO$와 $^{13}CO$ 1-0 분자선 관측결과와 기존의 적외선 자료를 이용하여 이 적외선원의 생성환경에 관해 연구하였다. 관측자료로부터 얻어진 적외선원의 파장별 에너지분포의 기울기(${\alpha}$=1.16)와 복사온도(145 K), 그리고 광도(${\sim}2.9{\times}10^4L_{\odot}$)는 이 적외선 천체가 CLASS I형의 중량급원시성임을 의미한다. 이 적외선원방향에서 관측된 두 CO 분자선에서 보이는 넓은 속도 성분은 분자분출류의 존재를 암시한다. 적외선원을 감싸고 있으리라 짐작되는 분자운A에서 측정된 여기온도는 9-22 K, 질량은 약 ~180 $M_{\odot}$인 것으로 보아 이 분자운이 전형적인 적외선 암흑분자운(Infrared-dark clouds)의 물리적 특성을 가짐을 보았다. 이 분자운의 질량은 비리알 질량보다 10배 이상 작은 값으로 계산되었는데 이것은 여기에 어린 원시성이 이미 생성되고 있다는 관측사실에 모순된다. 이는 아마도 분자운A가 교란운동(turbulence) 혹은 강한 자기장에 의해 지배되는 환경 가운데에 중량급원시성 IRAS 07280-1829을 생성하고 있음을 의미하는 것 일수도 있는 것으로 해석하였다.

• 대기
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• 제23권4호
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• pp.471-483
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• 2013

Nighttime sea fog detection from satellite is very hard due to limitation in using visible channels. Currently, most widely used method for the detection is the Dual Channel Difference (DCD) method based on Brightness Temperature Difference between 3.7 and 11 ${\mu}m$ channel (BTD). However, this method have difficulty in distinguishing between fog and low cloud, and sometimes misjudges middle/high cloud as well as clear scene as fog. Using CALIPSO Lidar Profile measurements, we have analyzed the intrinsic problems in detecting nighttime sea fog from various satellite remote sensing algorithms and suggested the direction for the improvement of the algorithm. From the comparison with CALIPSO measurements for May-July in 2011, the DCD method excessively overestimates foggy pixels (2542 pixels). Among them, only 524 pixel are real foggy pixels, but 331 pixels and 1687 pixels are clear and other type of clouds, respectively. The 514 of real foggy pixels accounts for 70% of 749 foggy pixels identified by CALIPSO. Our proposed new algorithm detects foggy pixels by comparing the difference between cloud top temperature and underneath sea surface temperature from assimilated data along with the DCD method. We have used two types of cloud top temperature, which obtained from 11 ${\mu}m$ brightness temperature (B_S1) and operational COMS algorithm (B_S2). The detected foggy 1794 pixels from B_S1 and 1490 pixel from B_S2 are significantly reduced the overestimation detected by the DCD method. However, 477 and 446 pixels have been found to be real foggy pixels, 329 and 264 pixels be clear, and 989 and 780 pixels be other type of clouds, detected by B_S1 and B_S2 respectively. The analysis of the operational COMS fog detection algorithm reveals that the cloud screening process was strictly enforced, which resulted in underestimation of foggy pixel. The 538 of total detected foggy pixels obtain only 187 of real foggy pixels, but 61 of clear pixels and 290 of other type clouds. Our analysis suggests that there is no winner for nighttime sea fog detection algorithms, but loser because real foggy pixels are less than 30% among the foggy pixels declared by all algorithms. This overwhelming evidence reveals that current nighttime sea fog algorithms have provided a lot of misjudged information, which are mostly originated from difficulty in distinguishing between clear and cloudy scene as well as fog and other type clouds. Therefore, in-depth researches are urgently required to reduce the enormous error in nighttime sea fog detection from satellite.

• 한국HCI학회논문지
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• 제1권1호
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• pp.53-61
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• 2006

본 논문에서는 다시점 카메라를 이용하여 실내환경의 3D 복원을 위한 새로운 방법을 제안한다. 지금까지 다양한 양안차 추정 알고리즘이 제안되었으며, 이는 활용 가능한 깊이 영상이 다양함을 의미한다. 따라서 본 논문에서는 일반화된 다시점 카메라로 여러 방향에서 획득된 3D 점군을 이용한 실내환경 복원 방법을 다룬다. 첫 번째, 3D 점군들의 시간적 특성을 기반으로 변화량이 큰 3D 점들을 제거하고, 공간적 특성을 기반으로 주변의 3D 점을 참조하여 빈 영역을 채움으로써 깊이 영상 정제 과정을 수행한다. 두 번째, 연속된 두 시점에서의 3D 점군을 동일한 영상평면으로 투영하고 수정된 KLT (Kanade-Lucas-Tomasi) 특징 추적기를 사용하여 대응점을 찾는다. 그리고 대응점간의 거리 오차를 최소화함으로써 정밀한 정합을 수행한다. 마지막으로, 여러 시점에서 획득된 3D 점군과 한 쌍의 2D 영상을 동시에 이용하여 3D 점들의 위치를 세밀하게 조절함으로써 최종적인 3D 모델을 생성한다. 제안된 방법은 대응점을 2D 영상 평면에서 찾음으로써 계산의 복잡도를 줄였으며, 3D 데이터의 정밀도가 낮은 경우에도 주변화소와의 상관관계를 이용함으로써 효과적으로 동작한다. 또한, 다시점 카메라를 이용함으로써 수 시점에서의 깊이 영상과 컬러 영상만으로도 실내환경에 대한 3D 복원이 가능하다. 제안된 방법은 네비게이션 뿐만 아니라 상호작용을 위한 가상 환경 생성 및 Mediated Reality (MR) 응용 분야에 활용될 수 있다.

• 터널과지하공간
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• 제17권3호
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• pp.165-174
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• 2007

3차원 레이저 스캐너를 이용하여 사물의 형상을 측정하고, 이로부터 얻어진 데이터를 이용해서 측정된 사물의 형상을 재현하는 기술을 역분석공학이라고 한다. 최근 암반공학분야에서도 사람 손이 닿지 않는 암반사면이나 넓은 지역에 대한 신속한 불연속면 조사를 위해 이러한 역분석공학 기술을 응용하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 기술을 이용하여 불연속면을 조사하고 분석하기 위해서는 레이저 스캐너로부터 얻어진 3차원 점군데이터를 처리하고 이로부터 불연속면을 추출하고 분석하는 프로그램이 필수적이다. 그러나 기존 프로그램들은 불연속면 조사에 필요한 기능을 충분히 갖추었다고 보기 어려운 실정이다. 따라서 이 연구에서는 3차원 레이저 스캐너를 이용하여 암반면을 측정한 점군데이터로부터 불연속면을 추출하고 통계분석하는 일련의 과정을 자동화된 하나의 프로세스로 처리하는 프로그램을 개발하였으며, 개발된 프로그램을 암반 사면과 터널 벽면의 불연속면 조사에 적용하여 조사기법과 프로그램의 적용성을 검증하였다. 3차원 레이저를 이용한 불연속면 조사와 개발된 프로그램을 이용함으로써 부지 조사시 접근이 곤란한 지역의 조사 용이성이 증대될 수 있을 것으로 기대된다. 또한 관련 기술의 국제적인 수준이 초보 단계인 것을 감안하면 앞으로 해외시장 선점 가능성도 클 것으로 기대된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제24권4호
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• pp.289-298
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• 2008

본 연구에서는 에어로솔의 간접 효과를 고려한 구름의 광학두께와 유효입자반경을 산출하기 위해 새로운 알고리즘을 개발하였다. 구름의 미세물리적 특성을 산출하기 위해 Nakajima and Nakajima(1995)의 방법을 응용하였다. 다양한 대기상태에서 복사전달모델을 이용하여 미리 계산한 서로 다른 LUT을 적용하여 최종 산출물인 구름광학두께와 유효입자반경을 산출하였다. 러시아지역에 산불이 있었던 2003년 5월 한반도 주변을 사례로 선택하였다. 이 때 발생한 에어로솔은 대기 흐름을 따라 한반도까지 도달하여 한반도 주변의 날씨에 매우 많은 영향을 주었다. 본 연구에서는 이 시기에 러시아 지역의 산불로 인하여 발생한 에어로솔이 한반도 주변의 구름에 어떠한 영향을 주는지 알아보았다. 이 사례의 알고리즘 적용을 위해 Terra위성에 탑재된 분광계인 MODIS자료를 사용하였다. 사례분석 결과, 에어로솔이 있는 시기에는 유효입자반경이 $20{\mu}m$ 이상의 큰 구름은 거의 존재하지 않았음에 비해, 에어로솔이 거의 없는 시기에는 $20{\mu}m$ 이상의 큰 구름도 다수 존재하였다. 즉, 에어로솔의 영향하에 발달한 구름은 구름광학두께는 크고, 유효입자반경은 작은 구름이라는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 에어로솔이 구름의 미세물리적 특성을 변화시킨다는 것을 보여준다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제9권2호
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• pp.51-69
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• 1993

열대 및 아열대 태평양상에서 TOVS(Tiros Operational Vertical Sounder) 가강수량의 추정을 위한 모형을 사용하여 열대 기상 중 하나인 TP(Tropical Plume) 또는 Flare-up현상의 수 증기장을 분석하였다. 전가강수량 모형(71.1% 의 변량과 0.62 g $cm^{-2}$의 표준편차)와 중 대류고도 모형(71.7의 변량과 0.17 g $cm^{-2}$의 표준편차)을 선택하여 Tropical Plume 현상 에 대해 TOVS 가강수량, ECMWF(European Centre of Medium Range Weater Forecasts) 가강 수량, SMMR(Scanning Multichannel Microwave Radiometer) 가강수량과 OLR(Outgoing Longwave Radiation)을 상호비교하고 평가하였다. TOVS가강수량 모형으로는 Tropical Plume이 단지 초기단계인 상층운과 얇은 중층운으로 이루어졌을 때는 이 현상을 식별하기 어려웠으나 발 달단계인 상층운과 짙은 중층운이 존재할 때는 이현상이 뚜렷하였다. ECMWF 가강수량은 종관 기상현상은 잘 설명하였으나 Tropical Plume은 뚜렷하지 않았으며, 열대 수렴대와 남태평양 수렴 대에서는 대체로 TOVS 가강량보다 과습하였다. SMMR 가강수량도 TOVS 가강수량과 비슷한 현상을 보였으나 특히, OLR은 Tropical Plume 현상이 가장 뚜렷이 나타났다.