국가기본도 평면직각좌표계는 3계로 나뉘어져 있으므로 이를 자동차 항법용 수치지도의 좌표계로 수정없이 적용하면, 좌표계의 경계지역에서 인접도엽간 경계접합시 문제가 발생한다. 따라서, 자동차 항법용 수치지도 좌표계는 분리된 3계의 평면직각좌표계가 갖는 문제를 해결하기 위해 하나의 통일원 새로운 좌표계가 필요하다. 본 연구에서는 투영법에 있어서는 국가기본도 평면직각좌표계와 같은 휭 메느카토르도법을 사용하고 중앙자오선의 위치 및 증대율을 조정하므로서 새로운 자동차 항법용 수치지도좌표계를 설계하였다.
멀티센서시스템으로부터 획득된 영상으로부터 공간정보를 신속하게 생성하기 위하여 영상의 실시간 절대좌표화가 요구된다. 이에 본 연구에서는 결합 조정(combined adjustment) 모델에 기반하여 연속(sequential) 조정 알고리즘을 유도하고 이를 항공삼각측량(Aerial Triangulation : AT)에 적용하여 시스템으로부터 획득되는 영상을 실시간으로 절대좌표화하기 위한 연속 AT 알고리즘을 제안한다. 제안된 방법을 통해 새로운 영상이 획득될 때마다 이전 단계의 AT 수행 결과를 최대한 활용하고 최소한의 추가적인 연산을 통해 AT를 신속하게 다시 수행할 수 있다. 시뮬레이션 데이터를 이용하여 검증한 결과 영상 1장이 추가될 때마다 매우 짧은 연산 시간을 통해, 기존의 일괄(simultaneous) AT 결과와 비교하여 지상좌표값을 기준으로 ${\pm}4cm$ 이내의 정확도를 확보할 수 있었다.
GPS 관측에 의해 구한 기선벡터를 이용하여 평면에서의 삼변망 조정계산에 의하여 지적측량기준점의 베셀좌표를 산출하는 소프트웨어를 개발하고 우리나라 전역 지적측량 기준점의 성과 통일에 활용하였다. GPS 관측점간의 기선 거리를 평면에 전개하는 데에는 PNU95 지오이드모델을 이용하여 지오이드면상의 거리를 산출하고, 다음으로 베셀 타원체상의 좌표에 바탕하여 구한 증대율을 적용하여 평면투영거리를 산출하였다. 우리나라 전역 지적측량기준점의 통일성과를 산출하는 데에는, 우선 자유망조정에 의해 전국 32개소 GPS 상시관측소의 베셀좌표를 산출하고, 다음으로 이들 GPS 상시관측소에다 지적측량기준점과 결합하는 망조정계산을 실시하였다. 그 결과 GPS 기선벡터를 이용하여 현재의 지적기준점 성과를 정비할 경우 전국 어디에서나 점간거리 1ppm 이내에서 일치하는 베셀좌표의 결정이 가능하였다.
네트워크 거리 (Network distance : 일반적으로 ping이나 traceroute 등으로 측정 가능한 round trip time 등 네트워크 상에서 패킷 전송 시간) 추정 기법은 인터넷상의 많은 응용프로그램들에서 유용하게 사용된다. 예를 들면 다수의 서버를 인터넷상에 설치하고자 하는 경우 사용자들 간의 네트워크 거리를 알고 있다면 서버와 사용자간의 왕복 전송 시간 (Round Trip Time)등을 최소화할 수 있도록 서버를 분산하여 설치하는 구성을 도출해 낼 수 있을 것이다. Peer to Peer 응용 프로그램들에서도 이 네트워크 거리 정보는 매우 유용하다. 기존에 존재하는 추정 기법들은 대부분 유클리드 공간 좌표 기반 기법들로서 유클리드 좌표 상의 거리가 실제 네트워크 거리와 유사하도록 유클리드 공간 좌표를 지정한다. 그러나 이런 방법들의 문제점은 인터넷 상의 네트워크 거리가 삼각 부등식을 만족하지 않는 경우가 존재하는 등 유클리드 공간의 기본적인 가정을 만족하지 못한다는데 있다. 이런 문제점 때문에 새로운 모델이 필요하고, 이 논문에서는 가상 토폴로지(Virtual Topology) 모델과 지역 조정 항 (Local Adjustment Term) 모델을 제시하고, 기본적인 성능 분석을 시도하였다.
철도측량 및 철도현황측량에 있어 기본이 되는 철도기준점은 과거 국가삼각점을 이용한 지역(동경)좌표계에서 조정 되었다. 세계좌표계로의 전환을 결정한 건교부 지침에 의해 기존의 지역좌표계 성과는 모두 세계좌표계로 전환되어야 하며, 이를 위해 본 연구는 철도기준점의 좌표계 변환방법에 대한 기준을 마련하고자 하였다. 다양한 분석결과 GPS상시관측소 데이터를 활용하는 것이 가장 적절한 대안으로 분석 되었으며, 각 관측 지점의 좌표를 상시관측소의 수를 달리하여 분석한 결과 상시관측소 1,2개소를 연결한 것 보다 3개소 이상의 관측소를 사용한 것이 예상대로 좀 더 정밀한 결과 값을 얻을 수 있었다.
본 논문(論文)에서는 경위도(經緯度) 좌표(座標)(${\varphi}$, ${\lambda}$)에 의해 측지망(測地網)을 동시조정(同時調整)하는 컴퓨터 프로그램을 작성하고, 1점(點) 1방향(方向) 고정(固定)인 경우와 자유망(自由網)조정의 두 경우를 검토하였다. 구성과(舊成果)를 초기치(初期値)로 이용하고 Hubeny 에 의해 확장된 Gauss 의 평균위도식(平均緯度式)을 사용하였으며, 좌표조정법(座標調整法)에 의해 조정계산(調整計算)을 실시하였다. 기준타원체(基準楕圓體)로는 Bessel 치를 사용하고, 관측(觀測)에 대한 중량(重量)을 1로 가정하였다. 우리 나라 일부지역의 실측(實測)데이타를 적용한 결과 평균위치오차(平均位置誤差)가 1점 1방향 고정의 경우 6.2cm, 자유망(自由網)의 경우는 2.4cm로 나타났다. 적용된 삼변망(三邊網)의 단위중량(單位重量)에 대한 표준오차(標準誤差)는 $1.66{\times}10^{-6}$ 라디안 (0.3")이고, 오차타원(誤差楕圓)을 분석한 결과 자유망(自由網)이 오차분배면에서 효과적임을 보여 주고 있다.
LiDAR(Light Detection and Ranging)는 3차원공간정보를 신속하게 구축할 수 있는 최신 측량 기술로써 최근 그 활용도와 중요성이 높아지고 있다. 그러나 LiDAR 관측성과는 시스템 특성상 높은 수직 정확도를 제공하고 있으나 항공사진과 같이 정확한 평면위치를 측정하여 조정할 수 없으므로 상대적으로 낮은 수평 정확도를 가지고 있다. 본 연구에서는 LiDAR 관측에 의한 건물의 벽면 반사파를 이용하여 건물모서리의 평면 좌표(x, y)를 추출하고, 이를 항공삼각측량에 의한 평면좌표와 비교분석하였다. 그 결과 LiDAR의 평면좌표가 항공삼각측량에 의한 평면좌표에 비해 상대적으로 이동되어 있음을 확인할 수 있었다. 따라서, 2차원 좌표변환을 수행하여 LiDAR의 평면좌표를 보정하여 정확도를 향상시킬 수 있었고, 이를 이용하여 향후 LiDAR 관측성과 품질 향상에 도움이 될 것이라 기대한다.
본 연구에서는 근접사진측량의 DLT와 부가변수에 의한 광속조정법을 활용하여 타겟에 대한 3차원 위치좌표를 산출하고, 결과의 정확도에 대한 분석을 수행하였다. 이를 위하여 다수의 타겟이 부착된 실험환경을 구성하고, 토탈스테이션을 활용한 기준점측량을 수행하여 각 영상에 대한 카메라 캘리브레이션과 표정결과를 산출하였다. 정확도 분석을 위하여 스테레오 영상에서 동일하게 선점된 타겟에 대한 3차원 위치좌표 성과를 산출하고, 그 결과를 토탈스테이션으로 측정된 기준좌표와 비교하였다. 스테레오 영상에 대한 사진좌표 측정 시, 원형타겟에 대한 중심점을 측정하기 위한 타원 fitting 과정을 수행하고, 그 결과를 타겟에 대한 사진좌표로 활용하였다. 연구의 결과, 스테레오 영상 기반의 근접사진측량 방법으로 계산된 위치좌표는 약 1cm 미만의 최대 오차범위 내에서 평균 4mm 미만의 편차로 산출됨을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 통해 정밀한 정확도가 요구되는 다양한 근접사진측량 분야에 본 연구의 결과를 활용할 수 있을 것이라 판단된다.
본 연구에서는 대상물의 좌표결정을 위해 해석적사진측량에서 사용되고 있는 번들조정법을 이용하여, 지상시설물의 경사에 마른 지상기준점의 배치형태와 수렴촬영시 수렴각의 변화에 따른 3차원 좌표의 오차특성들을 분석하여, 최적기준점배치 및 수렴각을 제시하였다. 따라서 일반지상시설물의 제약적인 주변환경으로 인해 수렴수평촬영을 할 수 없는 경우 편각수렴촬영방법에 의해 지상시설물의 경사면 해석에 있어서의 정확도를 크게 향상시킬 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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