Abstract
The establishment of Ground Control Points (GCPs) in UAV-Photogrammetry is a working process that requires the most time and expenditure. Recently, the rapid developments of navigation sensors and communication technologies have enabled Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) to conduct photogrammetric mapping without using GCP because of the availability of new methods such as RTK (Real Time Kinematic) and PPK (Post Processed Kinematic) technology. In this study, an experiment was conducted to evaluate the potential of RTK-UAV mapping with no GCPs compared to that of non RTK-UAV mapping. The positioning accuracy results produced by images obtained simultaneously from the two different types of UAVs were compared and analyzed. One was a RTK-UAV without GCPs and the other was a non RTK-UAV with different numbers of GCPs. The images were taken with a Canon IXUS 127 camera (focal length 4.3mm, pixel size $1.3{\mu}m$) at a flying height of approximately 160m, corresponding to a nominal GSD of approximately 4.7cm. As a result, the RMSE (planimetric/vertical) of positional accuracy according to the number of GCPs by the non-RTK method was 4.8cm/8.2cm with 5 GCPs, 5.4cm/10.3cm with 4 GCPs, and 6.2cm/12.0cm with 3 GCPs. In the case of non RTK-UAV photogrammetry with no GCP, the positioning accuracy was decreased greatly to approximately 112.9 cm and 204.6 cm in the horizontal and vertical coordinates, respectively. On the other hand, in the case of the RTK method with no ground control point, the errors in the planimetric and vertical position coordinates were reduced remarkably to 13.1cm and 15.7cm, respectively, compared to the non-RTK method. Overall, UAV photogrammetry supported by RTK-GPS technology, enabling precise positioning without a control point, is expected to be useful in the field of spatial information in the future.
무인항공사진측량에서 지상기준점(GCP: Ground Control Point)의 설치는 시간과 비용이 가장 많이 소요되는 작업공종이다. 최근 항법센서와 통신기술의 급속한 발전으로 RTK(Real Time Kinematic) 또는 PPK(Post Processed Kinematic) 방식과 같이 지상기준점을 사용하지 않고도 무인항공사진측량이 가능한 UAV(Unmanned Aerial Vehicle) 기체가 활용되고 있다. 본 연구에서는 무기준점에 의한 RTK-UAV 측량의 잠재성을 평가하고자 지상기준점을 사용한 비 RTK(non-RTK)-UAV 측량과 비교 실험을 수행하였다. 즉 지상기준점의 수를 달리하여 비 RTK(non-RTK) 방식의 UAV와 무기준점에 의한 RTK 방식의 UAV로 동시에 촬영하여 획득된 영상으로 제작한 성과물의 위치정확도를 비교 분석하였다. 영상취득은 촬영고도 약 160m에서 Canon IXUS 127 카메라(초점거리 4.3mm, 화소크기 $1.3{\mu}m$)로 이론적인 GSD는 약 4.7cm이다. 실험결과, 비 RTK 방식에 의한 지상기준점의 수에 따른 위치정확도의 RMSE(평면/수직)는 GCP가 5개인 경우 각각 4.8cm/8.2cm, 4개인 경우 5.4cm/10.3cm, 3개인 경우 6.2cm/12.0cm로 나타났다. 그리고 비 RTK 방식의 무기준점인 경우에는 평면과 수직위치 오차의 RMSE가 각각 112.9cm, 204.6cm로 매우 크게 증가하였다. 하지만 무기준점으로 RTK 방식을 적용한 무인항공사진측량의 경우에는 평면과 수직위치 정확도가 각각 13.1cm, 15.7cm로 비 RTK 방식에 비하여 오차가 현저하게 줄어들었다. 연구결과, 무기준점으로도 정밀한 위치 결정이 가능한 RTK 방식의 무인항공사진측량은 경제성이 크게 증가하여 향후 공간정보 분야에의 활용성이 기대된다.
