DOI QR코드

DOI QR Code

DSM Generation and Accuracy Analysis from UAV Images on River-side Facilities

UAV 영상을 활용한 수변구조물의 DSM 생성 및 정확도 분석

  • Received : 2015.04.16
  • Accepted : 2015.04.24
  • Published : 2015.04.30

Abstract

If the damage analysis on river-side facilities such as dam, river bank structures and bridges caused by disasters such as typhoon, flood, etc. becomes available, it can be a great help for disaster recovery and decision-making. In this research, We tried to extract a Digital Surface Model (DSM) and analyze the accuracy from Unmanned Air Vehicle (UAV) images on river-side facilities. We tried to apply stereo image-based matching technique, then extracted match results were united with one mosaic DSM. The accuracy was verified compared with a DSM derived from LIDAR data. Overall accuracy was around 3m of absolute and root mean square error. As an analysis result, we confirmed that exterior orientation parameters exerted an influence to DSM accuracy. For more accurate DSM generation, accurate EO parameters are necessary and effective interpolation and post process technique needs to be developed. And the damage analysis simulation with DSM has to be performed in the future.

태풍, 홍수와 같은 자연재해 발생 시 영상을 기반으로 댐, 보, 교량과 같은 수변 구조물의 피해정보의 정량적인 분석이 가능하면, 피해복구 및 의사결정의 지원에 큰 도움이 된다. 본 연구에서는 수변 구조물의 피해 분석을 위한 초기 과정으로 UAV를 활용한 수변 구조물의 3차원 정보의 획득을 시도하였고, 생성된 DSM의 정확도를 검증하였다. DSM의 생성을 위해 스테레오 기반의 영상정합 기술을 적용하였으며, 각각의 스테레오 정합결과를 생성 후 이를 모자이크하여 최종 DSM을 생성하였다. LIDAR에서 취득한 DSM과 비교하여 정확도를 검증했으며, 처리결과 전체 영역에서 3m 내외의 RMSE 수치가 나옴을 확인하였다. 오류의 원인을 분석해 본 결과, 생성된 DSM은 센서모델을 수립할 때에 필요한 EO 파라메터의 영향을 많이 받음을 확인할 수 있었다. 이후 정확한 GCP의 적용 및 인터폴레이션, 후처리 등의 기술의 개발을 통해 더욱 신뢰할 수 있는 DSM의 생성 시도를 해야 할 것이다. 그리고 본 연구의 목표에 맞게 실제 피해지역에서의 시뮬레이션을 통해 DSM을 이용한 정량적인 피해 분석에 대한 연구를 수행해야 할 것이다.

Keywords

References

  1. Kim, D.I., Y.S. Song, G. Kim, and C.W. Kim, 2014. A Study on the Application of UAV for Korean Land Monitoring, Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography, 32(1): 29-38. https://doi.org/10.7848/ksgpc.2014.32.1.29
  2. Kim, M.G., G.Y. Jung, J.B. Kim, and H.C. Yun, 2010. Applicability Analysis of UAV for Storm and Flood Monitoring, Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography, 28(6): 655-662.
  3. Jaehoon J. and T. Kim, 2014. Analysis of Dual-Sensor Stereo Geometry and Its Positioning Accuracy, Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 80(5): 653-661. https://doi.org/10.14358/PERS.80.7.653
  4. Rhee, S. and T. Kim, 2011. Research of Matching Performance Improvement for DEM generation from Multiple Images, Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography, 29(1): 101-109. https://doi.org/10.7848/ksgpc.2011.29.1.101
  5. Rhee, S., T. Kim, and W. Park, 2013. Precision DEM extraction using pseudo GCPs with ALOS/PRISM data, Proceedings of International Symposium on Remote Sensing, Chiba, Japan, 15-17 May 2013.

Cited by

  1. Damage Analysis and Accuracy Assessment for River-side Facilities using UAV images vol.24, pp.1, 2016, https://doi.org/10.7319/kogsis.2016.24.1.081
  2. Comparison of Topographic Surveying Results using a Fixed-wing and a Popular Rotary-wing Unmanned Aerial Vehicle (Drone) vol.26, pp.1, 2016, https://doi.org/10.7474/TUS.2016.26.1.024
  3. Land Cover Classification with High Spatial Resolution Using Orthoimage and DSM Based on Fixed-Wing UAV vol.35, pp.1, 2015, https://doi.org/10.7848/ksgpc.2017.35.1.1
  4. 조립식 소형 드론을 이용한 Orthomosaic 및 DSM 생성 연구 vol.35, pp.3, 2015, https://doi.org/10.7848/ksgpc.2017.35.3.195
  5. 드론 영상을 이용한 하천의 구간별 허용 저수량 산정 방법 개발 vol.34, pp.2, 2018, https://doi.org/10.7780/kjrs.2018.34.2.1.4
  6. 시간효율 관점에서 드론을 이용한 3차원 모형 구축과 평가 vol.19, pp.11, 2015, https://doi.org/10.5762/kais.2018.19.11.497
  7. 고정익 UAV를 이용한 고해상도 영상의 토지피복분류 vol.14, pp.4, 2015, https://doi.org/10.15683/kosdi.2018.12.31.501
  8. 스테레오 영상 간 관측 벡터에 기반한 다중 포인트 클라우드 통합 vol.35, pp.5, 2015, https://doi.org/10.7780/kjrs.2019.35.5.1.9
  9. 시계열 UAV 영상을 활용한 연안지역 침식·퇴적 변화 모니터링 vol.23, pp.2, 2015, https://doi.org/10.11108/kagis.2020.23.2.095
  10. 지하 환경에서의 드론 기반 입체사진측량기법의 정확도 분석 vol.38, pp.3, 2015, https://doi.org/10.22704/ksee.2020.38.3.001
  11. 무인항공기를 이용한 노천광산 개발지 조사에 관한 연구 vol.11, pp.1, 2021, https://doi.org/10.22156/cs4smb.2021.11.01.136
  12. A Study on 3D Model Construction by Controlling Unmanned Aerial Vehicle of Camera Angle vol.21, pp.2, 2021, https://doi.org/10.9798/kosham.2021.21.2.149