Comparison of DEM Accuracy and Quality over Urban Area from SPOT, EOC and IKONOS Stereo Pairs

In this study we applied a DEM generation algorithm developed in-house to satellite images at various resolution and discussed the results. We tested SPOT images at l0m resolution, EOC images at 6.6m and IKONOS images at 1m resolution. These images include the same urban area in Daejeon city. For camera model, we used Gupta & Hartley's(1997) DLT model for all three image sets. We carried out accuracy assessment using USGS DTED for SPOT and EOC and 23 check points for IKONOS. The assessment showed that SPOT DEM had about 38m RMS error, EOC DEM 12m RMS error and IKONOS DEM 6.5m RMS error. In terms of image resolution, SPOT and EOC DEM error corresponds to 2∼4 pixels where as IKONOS DEM error 6∼7pixels. IKONOS DEM contains more errors in pixels. However, in IKONOS DEM, individual buildings, apartments and major roads are identifiable. All three DEMs contained errors due to height discontinuity, occlusion and shadow. These experiments show that our algorithm can generate urban DEM from 1m resolution and that, however, we need to improve the algorithm to minimize effects of occlusion and building shadows on DEMs.

SPOT, EOC, IKONOS 스테레오 영상으로부터 생성된 도심지역 DEM의 정확도 및 성능 비교분석

본 연구에서는 한국과학기술원 인공위성연구센터에서 개발한 DEM생성 알고리즘을 다양한 해상도의 위성영상에 적용하여 도심지역의 DEM생성결과를 살펴보고자 한다. 실험에 사용한 위성 영상은 10m해상도의 SPOT영상과, 6.6m해상도를 가지는 EOC영상, 1m해상도를 가지는 IKONOS위성영상이며 모든 위성영상에는 대전광역시의 도심지역이 포함되어 있다. 모든 위성영상에 대해 궤도정보 없이도 카메라 모델이 수립되는 Gupta와 Harteley(1997)가 제안한 DLT모델을 사용하였다. EOC DEM과 SPOT DEM정확도 검증은 USGS DTED를 사용하였으며, IKONOS DEM의 정확도는 DGPS측량을 수행한 23개의 검증점(check points)를 사용하여 정확도를 비교하였다. 그 결과 SPOT 위성영상으로부터 얻은 DEM은 약 38m RMS오차를 갖고 EOC DEM은 약 12m RMS오차를 보였다. 이 수치는 위성영상의 해상도를 고려하면 약 2∼4픽셀에 해당하는 오차이다. IKONOS DEM의 정확도는 약 6.5m RMS오차를 보였으며 해상도를 고려하면 약 6∼7픽셀의 오차를 가지고 있다. 이는 SPOT DEM과 EOC DEM보다 다소 높은 수치나 IKONOS DEM은 SPOT, EOC DEM과 달리 도심지역의 건물을 육안으로 구분할 수 있을 정도의 DEM을 생성하고 있다. 그러나 높이 불연속과 건물의 그림자 등에 의해 오정합이 발생하고 있어 향후 높이 불연속과 그림자의 영향을 최소화하는 알고리즘 개발이 필요하다.