본 연구의 목적은 공간데이터 제작과정의 품질관리방법을 정립하는데 있다. 이를 위하여 총 17개의 국내 공간데이터 품질관련 법규 및 주요 항측 업체를 대상으로 작업순서, 사용장비, 작업 전후의 결과물의 정확도를 중심으로 조사, 분석하였다. 조사, 분석한 내용을 기반으로 공간데이터의 구축공정을 '항공사진을 이용한 수치지도 신규제작', '기존 수치지도 수정제작', '수치표고모델 구축', '영상지도제작'에 의한 공간데이터 구축 공정을 표준화하였으며, 공정별로 생성되는 공간데이터의 품질을 체크할 수 있는 요소들을 정립하였다.
본 연구에서는 l/5,000 항공사진을 12000pi와 6000pi로 자동독취한 영상에 대하여 저가의 PC 기반 수치사진 측량시스템을 사용하여 수치지도, DEM, 정사영상 등의 제작을 수행하고 다양한 방법으로 정확도를 비교 평가하였다. 비숙련자가 PC 기반 수치사진측량시스템을 사용하여 12004pi의 항공사진영상을 도화한 결과, 등고선 삽입은 불가능하였지만 이를 제외한 나머지 부분은 l/l,000 수준의 수치지도 제작 가능성을 나타냈으며, 자동 DEM 제작에 있어서는 자동독취 해상도 및 격자간격이 DEM의 정확도에 크게 영향을 미치지 않음을 알 수있었다. 정사영상의 제작에 있어서는 DEM의 격자간격이 커질수록 정확도가 저하되지만 그 차이는 크지 않았으며, 이보다는 원 영상의 자동독취 해상도가 정사영상의 품질에 더 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 한편 동일한 검사점에 대하여 정사영상과 수치지도 제작 결과를 비교한 결과 정사영상의 정확도가 수치지도보다 더 좋게 나타나, 보다 다양한 분야에서 정사영상이 활용될 수 있을 것으로 판단되며, 향후 민간 부문에서 항공사진영상과 PC 기반 수치사진측량시스템이 GIS분야의 자료 수정 및 갱신에 적극적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구에서는 막대한 비용과 노력을 들여서 제작된 수치지도의 위치정확도를 실험적으로 판단하고자 하였다. 수치지도의 위치정확도 평가를 위해서 GPS와 Total Station을 이용한 현지측량을 실시하였으며, 현지측량의 성과와 수치지도를 비교함으로써 1:5,000 수치지도의 위치정확도를 판단해 보았다. 그리고, 1:5,000 수치지도의 이론적인 기대정확도와 현지 측량성과를 비교하여 향후 수치지도의 위치정확도 평가방법 및 개선을 위한 연구방향을 고찰해 보았다.
GIS에서 필요로 하는 다양한 공간정보의 요구 정확도는 활용목적에 따라 다르게 정의될 수 있으며, 공간정보에 대한 정확도는 측량 원자료의 품질과 관계된다. 따라서 정밀한 공간정보를 유용하게 활용하기 위해서는 기본도인 수치지도가 정확하게 제작될 수 있도록 정확도 기준이 적절하게 설정되어야 할 것이다. 컴퓨터 매핑 및 GIS 기술이 존재하기 전에는 종이지도가 수작업으로 그려졌기 때문에 지도의 축척은 지도의 정확도를 바로 의미하는 것이었다. 이렇듯 과거에는 지도의 정확도가 지도가 그려질 축척을 결정하였지만, 최근 디지털시대의 경향에서는 정확도가 지도 제작사양이라기 보다는 오히려 수치지도에 포함되는 품질요소 중 하나로 취급되고 있다. 이에 본 논문은 오늘날 정밀한 공간정보의 구축 및 활용에 적합한 수치지도의 정확도 기준으로서 현재 우리나라 수치지도의 표현방식을 대신하는 새로운 기준설정 방안을 제시하는 데 목적을 두고 있다.
기존에 제작되어 있는 수치지도를 이용해서 공간 데이타베이스를 구축할 때 타일 기반의 분리된 수치지도를 Seamless Map으로 다시 제작하는 과정은 필수적이다. 기존의 반복적인 합병 방법은 작업의 동시성이 떨어지는 문제점이 있다. 이 논문에서는 다수 작업자에 의한 작업의 동시성을 유지할 수 있도록 하는 변형된 2PC 프로토콜에 기반한 동시 합병 처리기의 구현에 대해 다루고 있다. 작업자들은 처리기를 통하여 서로 간의 작업을 공유할 수 있으므로 합의에 의한 합병 작업을 동시에 진행할 수 있다.
고해상도 위성영상을 이용하여 수치지도를 제작함에 있어 가장 큰 문제점은 레스터 자료인 위성영상에서 경계검출을 통해 벡터자료의 형태로 제작하는 어려움이 있다. 본 연구에서는 경계검출을 통하여 위성영상에서 지형의 경계를 검출해내고, 이를 스크린 디지 타이징 기법을 적용하여 벡터라이징 한 후 나타난 결과를 국토지리정보원의 수치지도와 비교하여 정확도를 비교ㆍ평가하였다. 대상 범위는 대전광역시 유성구 가정동 일부지역을 IKONOS로 촬영된 공간해상도 1m의 위성영상을 사용하였다. 위성영상의 전처리는 기하보정과 정사보정을 거친 후 영상강조를 하였고, 여러 가지의 필터링을 적용하여 경계검출을 수행하였다. 경계검출 방법 중에 하나인 Sobel 연산자를 적용한 후 축척 1:5,000 수치지도와의 중첩을 통하여 표준편차(Root Mean Square Error : RMSE)를 산출하여 비교ㆍ분석하였다. 그리고 스크린 디지타이징 기법을 적용하여 추출한 벡터자료를 건물, 도로 및 임야로 분류하여 수치지도와 중첩하여 정확도를 분석하였다. 그 결과 건물과 도로의 경우에는 공공측량 작업규정에서 정하고 있는 축척 1:5,000의 평면위치 허용오차 기준을 만족하고 있지만, 임야의 경우는 축척 1:10,000 이상의 허용오차기준에 만족되고 있음을 알 수 있었다.
Direct Georeferencing을 이용한 항공사진측량 방법에서는 항공기에 탑재한 GPS와 INS로 센서의 위치와 회전각을 정확히 결정함으로써 외부표정요소 결정을 위한 지상기준점 측량을 생략하거나 또는 최소한의 기준점만을 사용하여 외부표정요소를 결정할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 측량 시에 항측기에 GPS와 INS 및 CCD 카메라를 탑재하여 동시에 측량을 하고, Direct Georeferencing에 의한 CCD 영상으로 수치정사영상을 제작하여, 수치정사영상의 적용 가능성을 평가하고자 하였다. 본 연구에서 제작된 결과물에 대한 정확도 검증을 위하여 GPS로 측량한 지상 검사점을 기본으로 하여 Direct Georeferencing에 의하여 제작된 수치정사영상의 위치 정확도를 평가하였다. 수치정사영상은 소수의 기준점을 사용한 경우와 기준점을 사용하지 않은 경우의 두 가지로 제작하였다. Direct Georeferencing에 의한 수치정사영상의 제작 작업은 소수의 기준점을 사용하는 경우에 1:1,000 수치지도를 수정·갱신할 수 있으며, 기준점 없이 제작된 정사영상의 경우에는 축척 1:5,000 수치지도를 수정·갱신할 수 있을 것으로 판단된다.
정사투영사진 지도는 입체영상에 존재하는 공액점을 수치적으로 탐색하여 높이를 결정하는 수치사진측량 방법을 사용하여 제작되며, 공액점을 자동으로 결정하기 위한 수치영상정합 방법에 대한 많은 연구가 진행 중이다. 본 연구에서는 수치영상정합에서 공통적으로 사용되는 영상 피라미드의 4가지 축척 계수 변화와 8가지 기준영역의 크기의 변화에 따른 영역기반정합의 정확도에 미치는 영향을 고찰하였다. 각 방법에 대한 영상정합 결과는 l/5,000 수치지도 자료와 비교하였고, 영상정합의 성공률을 분석하여 최적 기준영역의 크기를 결정하였다. 수치지형모델은 결정된 영상정합 결과와 광속조정법을 이용하여 생성하였으며, 수치표고모델과 정사투영사진을 이용하여 정사투영사진 지도를 제작하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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