고해상도 단일 위성영상으로부터 건물높이값 추출

Calculation of Buildlng Heights from a Single Satellite Image

이 논문은 단일 영상(single image)이며 흑백영상인 KVR-1000카메라 시스템 위성영상(공간해상도 2m)으로 부터 건축물의 그림자 길이를 측정하여 대상물체의 높이를 획득하는 방법을 제시하였다. 대상물체에 의해 생긴 그림자의 명암도(intensity)를 이용하여 그림자영역을 추출하고 그 길이를 재어 건물 높이 값을 계산하였다. 본 연구에서는 다음의 두 가지 방법을 사용하였다. 첫 번째 방법은 정비례 방정식을 이용하여 이미 알고 있는 건물 높이로부터 미지의 건물 높이를 계산하는 것이고 두 번째 방법은 태양고도각과 그림자 길이로부터 건물 높이 값을 직접 계산하는 것이다. 그 결과 첫 번째 방법을 이용한 경우 RMS 오차는 1.70m 이었고 두 번째 방법을 사용한 경우는 그 오차가 1.75m였다. 화소재배열(resampling)을 하여 재 계산된 그림자 길이를 사용했을 때는 각각 1.17m 및 1.16m로 현저히 줄었다. 한판 경사지에 생긴 그림자 길이의 보정은 단일영상만으로는 할 수 없으며 이로 인한 건물 높이 값의 오차는 본 대상지역에서 ±250m로 나타났다.

This paper represents methods to calculate heights of buildings by estimating their shadow lengths in a single and panchromatic image of the KVR-1000 camera system Shadows are identified Com brightness intensity of each pixel, and their lengths are measured. Two methods are implemented to estimate heights from shadows. One method is to use a ratio of shadow s lengths with respect to heights of reference buildings measured on site. The other method uses sun elevation angles calculated from various camera s parameters at the exposure time. The estimated heights of 20 buildings are compared with heights measured on site, and the RMS errors for each method are 1.70m and 1.75m, respectively. When a resampling method to enhance identification of shadows is used and their lengths are accordingly re-calculated, the estimated errors for each method are significantly reduced to 1.17m and 1.16m, respectively. Meanwhile, effects of land slope on shadows can be hardly obtained unless detailed DTM(digital terrain model) are available, and they introduce additional errors up to 25m.