• 한국측량학회지
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• 제25권4호
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• pp.327-336
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• 2007

건물의 3차원 모델링은 3차원 공간정보를 구축하는데 있어서 매우 중요한 요소이다. 기존의 3차원 건물 모델링은 대부분 입체 항공사진을 이용하여 도화사에 의해 수동으로 진행되어 많은 시간과 비용이 소요된다. 또한 연구논문이나 실험적으로 시도되고 있는 일부 자동화 방법은 건물을 정확하고 세밀하게 묘사하는데 한계가 있다. 건물의 3차원 모델링을 자동화하기 위해서는 건물 외곽선과 지붕 모양을 정확하게 추정할 수 있는 알고리즘이 필수적이다. 최근 다양한 분야에서 활용되고 있는 항공라이다(LiDAR) 데이터는 지형지물에 대한 3차원 정보를 제공하지만, 이를 이용하여 건물 외곽선을 정확하게 추정하기에는 기술적으로 어려움이 있다. 따라서 기존에 구축된 수치지도의 건물 외곽선을 이용한다면, 항공라이다 데이터를 이용하여 3차원 평면을 최소단위로 하는 건물지붕의 구성요소들을 조합하여 자동으로 건물지붕의 3차원 모델링이 가능하다. 본 논문은 기 구축된 수치지도의 건물 외곽선과 옥트리(octree) 분할을 기반으로 항공라이다 데이터를 이용하여 건물지붕의 구성요소를 자동으로 추출하는 방법을 제안하였다. 건물지붕에 대한 항공라이다 데이터를 3차원 공간상에서 재귀적으로 분할하여 패치(patch)를 구성하고, 동일한 속성을 갖는 패치들을 병합하여 지붕의 구성요소를 추출한다. 항공라이다 데이터를 이용하여 제안된 방법으로 실험한 결과, 평면, 게이블, 다면, 곡면 등 다양한 형태의 지붕에 대한 구성요소들을 자동으로 추출 할 수 있었다.

• 한국측량학회지
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• 제26권3호
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• pp.227-239
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• 2008

항공 레이저 스캐닝(ALS) 시스템으로부터 획득한 LiDAR 데이터를 미용하여 3차원 객체 모델링과 지형도 제작을 위해서는 데이터의 기하학적 및 의미적인 분할과 같은 체계적인 데이터 처리가 선행되어야 한다. ALS로 부터 활용 가능한 LiDAR 데이터를 획득하기 위해서는 GPS, INS 및 레이저 스캐너 데이터의 통합이 필수적이다. 본 연구에서는 건물추출과 지붕 구조물 분할을 위해서 LiDAR 데이터를 영상화하여 디지털 영상처리 기법을 적용하였다. 영상화된 데이터를 사용하는 주요 장점 중 하나는 기존의 다양한 영상처리 알고리즘을 사용할 수 있다는 점이다. 격자화 및 정량화를 거치는 영상화 과정에서 원시 LiDAR 데이터가 한정된 밝기값으로 변환되므로 평활화 및 상세 정보의 손실이 발생될 수 있지만. 평활화된 데이터는 표면분할과 모델링에 오히려 적합하다. 건물의 경계선은 윤곽선 추출 연산자를 이용하여 정확하게 추출하였으며, 건물 모양에 적합하도록 규격화하였다. 건물 지붕의 구조물의 분할은 영역확산을 기반으로 수행하였다. 이 결과 다양한 디지털 영상처리 기법을 복합적으로 적용하여 건물추출과 지붕 구조물의 면분할이 가능함을 보여주었다. 또한 지붕의 형태를 재현하기 위한 특성정보 추출에 관한 개념적 방법을 제안하였다. 지붕 데이터를 분할하고 모델링을 위해 통계적 및 기하적 특성을 이용하였으며. 제안한 방법에 의한 시뮬레이션 결과는 지붕면을 분할하고 모델링하는데 가능함을 보여주고 있다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.169-172
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• 2006

본 논문에서는 1m 해상도의 위성영상으로부터 건물의 경계선을 검출하기 위해 영상분할과 변이지도(disparity map)를 이용하는 새로운 방법을 제안한다. Watershed 방법으로 영상을 분할하고 분할된 영역 내부의 변이를 다중정합창틀(multiple matching window)과 결합된 다차원특징벡터정합(multi-dimensional feature vector matching)을 이용하여 계산한다 분할된 인접 영역들 가운데 panchromatic 및 multispectral 밝기값과 변이의 평균값이 유사하면 두 영역을 결합하여 하나의 영역을 생성하고 이 과정을 반복적으로 수행한다. 영역의 평균 변이값이 기준 값보다 크면 이를 건물 지붕 영역으로 결정한다. IKONOS 위성영상에 제안한 방법을 적용하여 작은 건물이 밀집되어 있는 도시 지역에서 건물 지붕의 영역과 경계선을 효과적으로 검출할 수 있었다.

• 한국측량학회지
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• 제28권1호
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• pp.47-56
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• 2010

항공 레이저 스캐너 시스템은 3차원 공간좌표를 획득할 수 있는 센서로서 획득된 LiDAR 데이터는 공간 정보 분야에서 건물 모델링에 많이 이용되고 있다. 또한 LiDAR데이터는 불규칙한 좌표로 이루어져 있으며 시각적인 정보가 결여되어 있으므로 데이터 처리가 복잡하다. 본 연구에서는 디지털 항공영상에서 생성된 단위 요소면을 이용하여 LiDAR 데이터를 분할하고 분할된 데이터를 기반으로 다양한 지붕의 형태를 분석하여 평면, 곡면(돔형, 아치형)등으로 판별하고 건물 모델링을 위한 최적의 함수를 결정하였다. 실제 영상에서는 그림자. 색조변화 등에 의해 정확한 데이터 분할에 문제점이 발생할 수 있으므로 이를 보완하기 위하여 영상에서 경계선 추출 결과 불필요한 경계선들은 제거할 수 있는 방법이 요구된다.

• 한국습지학회지
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• 제14권1호
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• pp.11-20
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• 2012

본 연구의 목적은 더 나은 빗물관리를 위해 건물지붕에서 흘러내리는 빗물의 성상을 분석하고, 그 자료를 축적하는데 있다. 이에 빗물 유출수 성상을 분석한 결과(pH, COD, TSS, T-N, T-P, $NH_4$-N, $NO_3$-N, 장내세균, 일반미생물, 납, 카드뮴, 구리)지붕 유출수에서 흘러나오는 빗물의 성상이 직접 받은 빗물에 비해 약 2 ~ 3배 가량 더 오염되었고 (미생물 지수의 경우는 100배 이상) 초기 10분 동안 내린 오염물질량이 30분 모니터링한 빗물 오염물질량의 60% 이상 차지하고 있음을 알 수 있었다. 또한, 통계 요인분석을 통해 빗물 유출수 분석 항목들을 상대적으로 가까운 지표(변수)들로 구분 지을 수 있었다. 본 연구진은 이러한 지속적인 건물지붕빗물의 모니터링이 국내의 안전하고 경제적인 빗물 저장시설을 설치하는데 도움을 줄 거라 예상한다.

• 한국지형공간정보학회:학술대회논문집
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• 한국지형공간정보학회 2002년도 추계학술대회
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• pp.133-140
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• 2002

본 논문에서는 다양한 건물 지붕의 검출에 사용될 수 있는 선소의 그룹화 기법을 제안한다. 먼저 에지 보존 필터를 사용하여 영상에 포함된 잡음을 제거한 후에 watershed 기법을 이용하여 에지의 위치를 보존하고 영상 분할을 수행한다. 분할된 영역의 경계선에 위치한 화소들의 곡률을 계산하여 control point를 검출하고 control point 사이의 선소를 추출한다. 추출된 선소들의 방향과 길이를 고려하여 선소의 연결을 수행하고 최종적으로 화소의 그레디언트 크기를 이용하여 선소의 위치를 조정한다. 항공 영상에 제안한 방법을 적용하여 건물 지붕을 정확하게 검출할 수 있음을 보였다.

• 대한공간정보학회지
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• 제15권2호통권40호
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• pp.3-14
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• 2007

본 연구는 항공사진으로부터 지도를 제작하는 과정의 중간산출물인 도화원도를 이용하여 3차원 건물모델을 자동으로 생성하는 방법을 제안한다. 제안된 방법은 기구축된 도화원도에 포함된 제한적인3차원 정보를 추출하여 지면모델, 지붕면모델과 벽면모델을 생성하는 과정으로 구성된다. 지붕면모델은 지붕면 모서리점들의 평면근사오차를 기준으로 단일평면이나 복합평면으로 생성한다. 단일평면은 강인추정법에 의한 평면근사를 통해, 복합평면은 삼각망에 기반한 분할 및 병합으로 구성된다. 벽면모델은 지붕면모델을 구성하는 모서리를 지면모델에 투영하여 생성한다. 실제 데이터에 적용한 결과 넓은 지역에 다양한 형태의 건물모델이 성공적으로 생성되었다. 제안된 방법은 기구축된 데이터를 이용하기 때문에 시간 및 비용적인 측면에서 효율적인 방법으로 평가된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.495-499
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• 2008

본 연구는 빗물 저장조 시스템의 유출량 변화모의를 통해 지붕면 유출제어의 가능성을 확인하고, 설계조건에 적절한 저장조(retention tank)-펌프 용량 조합의 결정방안을 제시하였다. 저장조의 운전조건을 고려한 물수지 방정식을 이용해 서울지역의 강우특성에 따른 저류량 및 첨두유출유량 변화를 모의하고, 그 결과를 강우재현기간별 저장조 용량-첨두 유출량-펌프 배수량 관계곡선 (TPP 곡선) 으로 작성하였다. 100년 빈도 첨두 유출을 지선 하수관로의 설계기준인 5년 빈도 첨두유출까지 제어할 경우, 지붕면적 $100m^2$ 당 펌프배수 용량은 $0{\sim}25{\ell}$/분, 저장조 용량은 $8.5{\sim}10m^3$으로 결정되었다. 즉, 서울지역의 지붕면적 $100m^2$ 당 적절한 저장조+펌프 용량조합은 $10m^3+0{\ell}$/분${\sim}8.5m^3+25{\ell}$/분이라고 할 수 있다. TPP 곡선을 이용하여 설계조건에 적절한 빗물 저장조-펌프의 용량조합 방안을 알 수 있었으며, 이를 이용해 현장여건에 고려한 구체적인 용량을 결정할 수 있을 것이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.339-345
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• 2013

이 연구는 200000 $m^3$의 용량을 갖는 지하식 LNG 저장탱크의 지붕 콘크리트에 대한 요구성능 및 이에 따른 콘크리트의 최적배합비를 도출하고, 현장시공의 자료로 제안하기 위한 것이다. 지붕 콘크리트는 돔형 지붕의 경사기울기에 따라 굳지 않은 콘크리트의 시공성 및 충전성이 요구된다. 또한, 1.4~0.6 m의 지붕두께를 고려한 수화열 저감과 콘크리트 타설 후의 프리스트레싱 작업 및 air support의 제거공정에 따른 단계별 압축강도의 확보가 중요한 요구성능이다. 이러한 조건을 고려하여 지붕의 기울기가 $20^{\circ}$ 미만일 경우에는 슬럼프 $100{\pm}25$ mm, $20^{\circ}$ 이상일 경우에는 $150{\pm}25$ mm로 선정하였으며, 경시변화 60분을 만족해야 한다. 특히, 91일 재령의 설계기준강도 30 MPa, 프리스트레싱 작업시 7일 재령의 압축강도 10 MPa, air support 제거공정에서 21일 재령의 압축강도 14 MPa을 만족해야 한다. 석회석 미분말의 최적 치환율은 구속시험 결과에 따라 정하였으며, 주요 배합변수는 물-시멘트비, 잔골재율 및 고성능 AE감수제의 첨가율 등이다. 배합시험 결과, 저열 포틀랜드 시멘트 및 석회석 미분말을 사용한 지붕 콘크리트의 최적배합 조건은 석회석 미분말의 최적 치환율 25%(내할), 물-시멘트비 57.8%, 잔골재율 42.0%로 나타났으며, 공기량 및 슬럼프의 시험결과도 경시변화 60분까지 성능을 만족하였다. 또한, 단열온도 상승시험의 결과, 단열온도 상승양($Q{\infty}$)이 $26.3^{\circ}C$, 상승속도(${\gamma}$) 0.58로 선행탱크(TK-13,14)와 비교해 볼 때 매우 낮게 나타나 수화열 저감의 효과를 기대할 수 있다. 이러한 요구성능 및 최적배합 조건을 만족하는 설계기준강도 30 MPa(배합강도 36 MPa)의 지하식 LNG 저장탱크의 지붕 콘크리트용으로 제안하였다.

• 한국측량학회지
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• 제30권1호
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• pp.1-10
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• 2012

최근 공간정보 기술은 정확도와 효율성 측면에서 큰 발전을 이루어 왔다. 특히, 항공 레이저 스캐너로부터 획득한 점군집 데이터를 이용하여 3차원 공간정보를 획득할 수 있게 되었다. 다양한 3차원 공간 데이터 구축에 대한 연구는 국내외의 관심 분야이며, 객체 모델링은 가장 중요한 과정이다. 본 연구의 목적은 건물 모델링의 자동화 알고리즘 개발과 이를 검증할 수 있는 시뮬레이션 데이터의 생성이다. 시뮬레이션 데이터는 건물의 다양성을 고려하여 경사형, 피라미드형, 돔형, 복합 다각형과 같은 여러 복잡한 형태의 지붕으로 구성된 객체이다. 이 논문에서는 면교차점(Model key point) 결정을 통한 자동 건물 모델링을 위하여 지붕면 패치를 기하학적 특징을 기반으로 분할하였다. 실험 결과로부터 분할된 면들은 최적의 수학적 함수에 의해 모델링 되며, 객체를 구성하는 면교차점들을 추출할 수 있었고, 인공지물에 대한 수치도화 제작을 위한3차원 도화가 가능하였다.