국가지리정보체계를 구축하는데 핵심자료가 되는 수치지도는 동일지역에 대한 다양한 축척을 필요로 하고 있으며, 제작방법에 따라 그 효용성이 다르기 때문에 제작기관은 경제성과 고품질을 갖춘 수치지도 제작방법을 모색하고 있다. 본 연구는 이러한 사항을 해결하기 위하여 수치지도 일반화시스템을 개발하였다 시스템개발을 위하여 수치지도 일반화 작업공정을 정립하고, 관련 법규 및 축척간의 상관성 분석 등을 수행하였으며, 사용되어지는 일반화 알고리즘들에 대해서도 비교 분석하였다. 본 시스템을 통하여 제작된 1/25,000수치지도와 자료원이 되는 1/5,000수치지도의 위치정확도를 비교하여 만족한 결과를 얻을 수 있었으며, 경제적 측면에서도 기존 방법에 비하여 80% 이상의 데이터 크기 감소 및 경제적 효과를 얻을 수 있었다. 이상과 같은 결과를 통하여 본 연구에서 개발한 수치지도 일반화시스템이 대축척 수치지도를 이용한 소축척 수치지도의 제작에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
국가기본도는 국가공간정보의 기준이 되는 공간정보로서 그 가치와 역할이 매우 중요하다. 그러나 현행 국가기본도인 1/5,000 수치지도는 품질 및 정확도의 한계로 인하여 기초 공간정보로서의 역할을 충분히 수행하지 못하고 있는 실정으로 이에 대한 보완 방안이 필요한 시기이다. 이에 본 연구에서는 현 1/5,000 국가기본도의 고도화 방안을 제시하고자 GSD 0.25m 디지털 항공사진으로 제작 가능한 수치지도 지형 지물 항목을 선정하고, GSD 0.25m 디지털 항공사진을 이용한 최적 수치지도 제작 실험을 통해 수치지도 제작 최적 방법을 정립하였다. 또한 GSD 0.25m 디지털 항공사진으로 제작된 수치지도의 정확도 및 활용성 분석을 수행하였다. GSD 0.25m 디지털 항공사진을 이용한 수치지도 제작 기준을 정립하기 위하여 판독력 분석을 수행하여 대분류 9 개, 중분류 31개, 소분류 509개의 지형 지물 항목을 선정하였으며, 수치지도 제작 방법에 따른 수치지도 제작 실험을 수행하여 입체도화 방법을 수치지도 제작 최적 방법으로 선정하고, 최적 공정을 정립하였다. 본 연구 성과를 이용하여 GSD 0.25m 디지털 항공사진을 이용한 수치지도 시범 제작을 수행한 결과 기존 1/5,000 수치지도에 비해 약 2배의 수평 및 수직위치 정확도를 확보할 수 있었으며, 지형 지물의 상세한 묘사가 가능하여, GSD 0.25m 디지털 항공사진을 이용하여 국가기본도를 제작할 경우 신뢰성 있는 공간정보를 제공으로 대국민 서비스 만족도 향상과 국가기본도 고도화를 추진할 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구는 구 데이텀으로 구축된 수치지도를 지구 중심 데이텀으로의 변환에 필요한 새로운 변환 파라미터를 결정하고, 콜로케이션 방법으로부터 유도된 왜곡 모델링을 적용한 수치지도 좌표계의 변환에 관한 것이다. 국토지리정보원에서 GPS관측을 실시한 정밀 1차 기준점 190점 중에서 107점의 공통점을 파라미터 결정으로 사용하였으며, 최적 변환 파라미터의 결정을 위하여 107점을 제외한 83점의 공통점을 변환 정확도 검증에 이용하였다. 통계 분석을 통해 Molodensky-Badekas 모델로부터 산출된 파라미가 최적 파라미터로 결정되었으며, 왜곡 모델링을 수행한 결과 0.22m의 변환 정확도를 얻었다. 이는 7 파라미터만을 이용한 변환보다는 72%의 정확도가 향상된 결과를 나타내는 것이다. 또한, 1/50,000, 1/25,000과 1/5,000 수치지도의 변환 도구인 GDKtrans를 개발하였다. 이 변환 도구를 이용하여 6개 대도시 지역의 l/5,000 수치지도를 변환하고, 검사점 GPS 측량을 실시하여 변환정확도를 검사한 결과 약 1.9 m의 변환 정확도를 보였으나, l/5,000 수치지도의 위치 정보와 형상이 실제 위치 및 형상과 크게 일치하지 않고 있어 전면적으로 l/5,000의 수치지도를 재 제작하는 것이 타당하다고 판단된다.
국토의 효율적인 관리를 위해 국립지리원은 1980년대 중반부터 지도 자동제작을 추진하였으며, 1995년부터 국가지리정보체계(NGIS) 구축사업의 일환으로 다양한 수치지도 제작사업을 본격적으로 착수하였다 현재 국립지리원은 1:1,000 1:5,000 1:25,000 축척의 수치지형도를 제작 수정하고 있으며, 짧은 기간에 수치지도 제작사업을 추진하는 과정에서 관련기술 및 경험 부족 등으로 인하여 수정 및 보완해야 할 사항이 발생하게 되었다. 따라서 수치지도를 제작하면서 발생한 문제점을 개선하고 제작자와 사용자에게 수치지도가 지니고 있는 정보의 특성을 명확하게 제공하고 수치지도가 적절하게 활용될 수 있도록 하며, 또한 다양한 종류의 수치지도들을 연계시킬 수 있는 정보를 제공하기 위해서는 수치지도 자료사전(Data Dictionary)이 필요하다. 본 논문에서는 기존에 수행되었던 연구를 분석하고, 기존 수치지도가 갖고 있는 문제점을 파악하여 대축척 수치지도에 대한 새로운 지형지물 분류체계를 제안하고 축척에 따라 지형지물에 대한 자료사전을 제안하였다. 본 연구의 결과물인 축척별 수치지도 자료사전을 이용하여 제작된 수치지도는 다양한 종류의 수치지도와 연계가 가능할 것으로 판단된다.
우리나라의 수치지도제작은 축척에 따라 독립적으로 제작되어 활용되어 왔다. 따라서 다른 축척의 공간자료를 원할 경우 다시 제작해야 하기 때문에 막대한 시간과 경제적인 손실을 가져온다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 대축척 수치지도를 원시데이터로 하여 다양한 소축척 수치지도를 제작하기 위한 지도 일반화의 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구는 여러가지 일반화 처리 기법중 단순화에 의한 선형요소와 건물 레이어의 소축척 변환 특성을 연구하는데 그 목적이 있다. 이를 위하여 단순화 처리를 위한 알고리즘을 제시하였으며, 1:5,000수치지도로부터 1:25,000 수치지도로의 변환에 이를 적용, 수치지도의 단순화 특성을 분석하였다. 연구결과 면적분배 알고리즘이 Douglas-Peucker 알고리즘이나, Reumann-Witkam 알고리즘보다 건물의 최초면적과 형상을 잘 유지함을 알 수 있었다.
본 연구는 지도제작시 지도의 특성을 쉽게 인식하고, 자동화율을 향상시키기 위한 지형도 도식을 고안하였다. 지도 도식은 단순 명료하며, 기존의 지형도와 최대한 유사한 형태의 지도가 출력될 수 있도록 하는 원칙을 가지고 1/5,000 수치지도 Ver 2.0을 이용하여 수행하였다. 이를 위해 지도제작에 필요한 정보를 수치지도 Ver 2.0에서 획득하고, 기존 지형도 도식규정에서 표현하는 정보와 비교 분석하여 실무자들과 많은 협의과정을 거친 후, 지도 제작 자동화에 유리하면서 지도의 미적품질을 유지할 수 있는 도식을 고안하였다. 또한 지도제작 자동화 시스템에 의한 1/5,000수치지도 Ver 2.0의 시범제작을 통하여 새로운 도식을 적용한 결과 약 7%의 자동화율 보였으며, 이러한 결과로서 지도제작자동화율이 향상되었음을 알 수 있고, 사용자들이 지도의 특성을 쉽게 인식할 수 있도록 하였으며, 최신의 정보를 보다 손쉽게 얻을 수 있도록 하였다.
라이다는 고밀도높은 정확도로 지상좌표를 빠르게 측량하여 지구표면의 수치표고모델과 수치표면모델를 취득할수 있는 매핑시스템으로 기존의 항공사진측량과 비교하여 효율적이고 , 경제적으로 지상의 DEM을 효과적으로 구축할 수 있게 되었다. 본 연구에서는 LIDAR와 디지털 카메라를 탑재하여 항공측량을 하고 , 수치정사영상을 제작하였다. 제작된 결과물에 대한 정확도 검증을 위하여 GPS로 측량한 지상 검사점을 기본으로 하여 제작된 수치정사영상의 위치 정확도를 평가하였다. 수치정사영상은 소수의 기준점을 사용한 경우와 기준점을 사용하지 않은 경우의 두 가지로 제작하였다. LIDAR와 디지털 카메라에 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.
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.
본 연구는 지도제작시 지도의 표현과 특성을 쉽게 인식할 수 있도록 하고, 최신 정보 취득과 자동화율 향상을 위한 지형도 도식을 고안하였다. 지도 도식은 기존 지형도와 최대한 유사한 형태이며, 단순ㆍ명료한 형태로 제작되도록 하여 수치지도 Ver 2.0(1/5,000)을 가지고 수행하였다. 이를 위해 지도제작에 필요한 정보를 수치지도에서 획득하고, 기존 지형도 도식규정에서 표현하는 정보와 비교ㆍ분석하여 지도 제작 자동화에 유리하면서 지도의 미적품질을 유지할 수 있는 도식을 고안하였다. 지도제작 자동화 시스템개발에 의한 1/5,000 수치 지도의 시범제작을 통하여 새로운 도식을 적용한 결과 약 7%의 자동화율이 향상되었으며, 대상물 특성에 가까운 도식을 고안하여 지도 특성을 쉽게 파악할 수 있고, 최신 정보를 보다 손쉽게 얻을 수 있도록 하였다.
본 연구의 목적은 센서스자료를 수치지도와 결합하여 도시 환경분석에 활용하기 위하여 이들의 보완 및 활용에 대한 기초연구를 수행하는데 있다. 센서스자료의 보완을 위하여 가구소득과 주택가격을 조사항목에 첨가할 것과 미국의 PUMS와 같은 1~5%의 표본조사를 제안하였으며, 센서스 최소분석단위를 현재의 읍 면 동 단위에서 이를 5~10지역 정도로 세분화한 인구 5,000명 정도를 기준으로한 센서스트랙을 제안하였다. 수치지도의 빠른 제작과 원활한 활용을 위해서는 지자체들이 1:1000 혹은 1:1200 축척 수치지도들을 자체 제작하려고 노력하는 대신에 국립지리원 제작의 1:5000 축척의 수치지도를 기본도로 활용하여 재정상의 부담을 줄이면서 빠르게 TIGER File화 할 것을 제안하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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