음파수심측정이나 수심깊이의 측정은 최근 들어 정확도와 해상도, 대상영역의 확장에 따라 더욱 더 정교해지고 있다. 멀티빔 에코사운딩에 대한 수요가 증가한다 하더라도 싱글빔 에코사운딩은 많은 측량분야에서 싱글라인 수심단면을 얻기 위하여 여전히 사용되고 있다. 싱글빔 에코사운딩은 항정선에 따라 선박이 이동한 경로의 하나의 수심단면을 얻게 된다. 본 연구에서는 이러한 싱글빔 에코사운더에 GNSS수신기가 장착된 장비를 이용하여 남강댐 유역에서의 퇴적량을 산정하고자 하였다. GNSS측량은 기존의 연구와 달리 현장에서 기준국을 설치하지 않고 위성항법중앙사무소가 서비스하는 DGNSS NTRIP서비스를 이용하였다. 연구결과 남강댐 유역에서의 세굴량은 $603,650m^3$, 퇴적량은 $3,913,750m^3$, 그리고 순퇴적량은 $3,310,100m^3$인 것으로 나타났다. 또한 위성항법중앙사무소의 DGNSS NTRIP서비스를 활용한 에코사운딩 수심측량은 내륙지역에서도 그 유용성을 확인할 수 있었다.
항만공사시 태풍 및 해일로 인한 많은 방파제 피해가 발생하고 있다. 이러한 피해를 감안하여 일부 시공사들은 해상공사보험에 가입하고 있는 실정이다. 하지만 정작 피해가 발생하였을 경우 방파제에 대한 피해현황을 파악하기란 쉽지 않다. 본 연구에서는 다수의 음파를 발생시키는 멀티빔 음향측심의를 사용하여 방파제의 피해조사를 통해 정량적이고 효과적으로 피해물량을 산정할 수 있었다.
우리나라 대표적인 해운대 해수욕장은 백사장의 길이가 현재 약 1,400m, 폭은 $35{\sim}45m$, 평균수심은 약 1m에 달하는 대규모 해수욕장이다. 그리고 수심이 낮고 조차가 적으며, 수온이 따뜻하여 천혜의 조건을 갖춘 한국 최대의 해수욕장으로 한해 약 1200만 명이 넘는 관광객이 찾는 대표적인 명소이기도 하다. 그러나 지난 수십 년간의 해빈 유실로 인한 해수욕장의 존립자체의 위기가 현실화되고 있다. 해수욕장의 모래유실은 다년간에 걸쳐 진행되고 있으며, 여러 요인에 의하여 해안선의 위치와 폭이 달라지고 있다. 본 논문에서는 부산지역의 해운대 해수욕장을 선정하여 실험지역에 대한 측량을 RTK 방식으로 4개월간 3회에 걸쳐 실시하였다. 측량결과 1, 2, 3차에 걸쳐 총 3.36m의 해안선 증가의 효과가 나타남을 알 수 있었다. 또한, 모래포집시설을 설치하기 전, 후를 기점으로 비교한 결과를 파악하였으며, 향후 해빈 유실의 원인과 방지대책, 그리고 해안선 추출의 모니터링 시스템에 대하여 모색하고자 한다.
하천측량은 하천기본계획 및 각종 하천 정비의 기초자료를 취득하기 위해 활용되며 하천의 물리적 형태와 하천 정비 이후의 변화를 예측하기 위해서도 활용된다. 항공수심라이다(ABL: Airborne Bathymetric LiDAR) 시스템은 그린 레이저를 사용하여 수면과 하상을 동시에 측량할 수 있는 시스템으로써 하천의 수심 및 하상 측량에 효과적으로 활용될 수 있다. 항공수심라이다 데이터를 하천 측량에 활용하기 위해서는 취득된 점군 데이터부터 수면과 하상 점들을 분리하고 추출하는 과정이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 대표적인 지면필터링 기법인 ATIN(Adaptive Triangular Irregular Network) 알고리즘을 적용하여 항공수심라이다의 점군 데이터로부터 저수심 하천의 수면과 하상 점군을 분리하기 위한 방법론을 구축하고 제안된 방법론의 효용성을 검증하였다. 이를 위해 충청남도 곡교천 일대에서 Leica Chiroptera 4X 센서로부터 취득된 데이터를 이용하여 실험을 수행하였다. 연구결과 수면과 하상에 대한 분류 정확도는 88.8%, Kappa 계수는 0.825를 얻을 수 있었으며, 항공수심라이다 데이터를 하천측량에 효과적으로 활용할 수 있음을 확인하였다.
TIN은 Triangulated Irregular Network의 약자로 불규칙한 대소삼각형의 집합으로 삼각망을 구성, 지표면을 Digital Terrain Model로 만드는 기법이다. 지표면(해저지형포함)은 수치화된 등고선의 벡터 데이터와 점의 표고데이터 또는 표고 평행배열의 Raster데이터로부터 모형화되며 또는 제 3의 방법인 TIN에 의해 모형화된다. 이 TIN에 의한 도형은 컴퓨터가 위성측량, 항공측량, 광파측량 또는 음차수심측량등 측량결과를 받아 어떤 특정 프로그램을 구동 삼각형의 정점에 해당하는 점의 X, Y, Z의 좌표로부터 닫한 삼각형을 작성한다. (중략)
본 연구의 목적은 DGPS와 무선통신을 이용하여 저수지, 댐 등의 수심 및 수중지형 정보를 획득할 수 있는 원격 수심측정시스템을 개발하는데 있다. GPS와 에코사운더를 장착한 로봇선은 무선 인터넷을 이용하여 원격으로 제어된다. 로봇선체는 선체, 개별 모듈 및 제어보드로 구성되었으며, 제어국은 위치데이터 처리시스템과 원격제어시스템으로 구성되었다. 통신시스템은 로봇선과 제어국이 정보를 교환할 수 있도록 개발하였으며, RF 모뎀과 무선 인터넷의 2채널 시스템으로 구성되었다. 본 연구에서 개발된 원격측정 로봇선은 저수지, 댐, 하천 등의 수심 및 하상지형 정보를 경제적으로 정확하게 획득하는데 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
일반적으로 수심측량은 항측, 항해 분야에서 해저면의 지형을 조사하기 위해 사용되어왔다. 이 논문에서는 주파수에 따라 해저면에 대한 음파의 침투심도가 다르다는 사실을 이용하여 같은 지역에 대하여 고주파(200 KHz)와 저주파(33 KHz) 두개의 시스템을 이용하여 수심을 측정한 후 두 결과의 차이로부터 부니층의 두께를 조사하고자 하였다. 이 층의 물리적인 특성을 분석하기 위하여 RI 방사능 밀도 검층을 수행하여 비교하였다. 연구 대상지역은 광양만 투기장 건설 예정지역으로 부니층의 체적을 계산하여 적정한 투기장 규모를 설계하는데 이용되었다. 향후 항만 지역 및 호수 수계에 대한 정기적인 조사를 통하여 부니층 두께 또는 시간에 따른 퇴적 패턴에 대한 분석도 가능할 것으로 판단된다.
최근 수심측량 기술은 단일빔음향측심기에서 발달된 다중빔음향측심기가 일반화되면서 우리나라에 인접한 바다와 내륙에 형성된 하천 지역에 대한 정확한 수심측량 및 지형조사에 다중빔음향측심기가 사용되고 있다. 본 연구에서는 현재 널리 사용되고 있는 다중빔음향측심기의 정확도를 검증하고 정확도를 향상시킬 수 있는 검증방법을 수립하기 위해, 외력(파도, 조류 조석)에 의한 영향이 상대적으로 작은 하천지역에서 취득된 데이터의 정확도 분석을 실시하였다. 동일한 위치에서 토탈스테이션과 수위계를 이용하여 취득된 자료를 통해 정확도를 검증한 후 IHO의 허용오차 기준에 부합되는 지 여부를 판단하였다. 분석결과, 수심이 깊을수록 다중빔음향측심기의 측심 오차가 미세하게 증대되는 것으로 나타났으나, IHO 허용오차를 기준으로 특급 성과의 획득은 가능한 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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