• 지적과 국토정보
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• 제51권1호
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• pp.111-124
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• 2021

최근, 2019년 4월 15일에 있었던 노트르담 대성당 화재로 문화재 복원 및 재현에 대해 2008년 숭례문 화재사건 이후 관심이 다시 한 번 집중되고 있다. 특히, 기존에 활용되던 LiDAR 및 광파기 측량 등을 활용한 문화재 실측을 다양한 3차원 재현 기술을 활용하여 복원 및 재현하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구는 운주사의 와형석조여래불을 대상으로 최근 4차 산업혁명 시대에서 핵심기술로 자리매김한 UAV(Unmanned Aerial Vehicle)의 무인항공영상와 기존에 사진측량에 활용되던 근접영상(CRP) 및 지상 LiDAR 스캐닝을 활용하여 데이터를 획득하고, 이들을 3가지 융합모델로 SfM기반의 3차원 재현을 실시, 모델의 재현도 및 정확도를 비교·분석하였다. 아울러, 3가지의 모델 중 가장 우수한 융합모델을 활용하여 11세기 초 고려시대의 불교 천문학적 고증이 녹아있는 와형석조여래불을 실세계 좌표기반으로 북극성과의 연관성을 확인한다. 본 연구를 통해 문화재의 단순한 외형적인 3차원 재현뿐 아니라 문화재에 담긴 역사적 고증을 확인함으로써 문화재의 종류 및 형태에 따라 고증까지 함께 재현하는 방안을 모색하였다.

• 지적과 국토정보
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• 제49권1호
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• pp.85-101
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• 2019

컴퓨터기술의 발달, 영상해석 기술의 고도화 및 경량 무인항공기(UAV)가 대중화되면서 'UAV와 각종 센서의 융합을 기반으로 한 응용시스템(UAS)'이 산업계 전반으로 확산되고 있다. 국가문화유산물의 기록, 유지 관리는 물론 파손 시 복구를 위해서는 효율적인 정밀 3차원 현상 모델링 재현과 주기적 육안점검 기술이 필요하다. 본 연구의 목적은 초대형 마애보살입상의 정밀 현상모델링 재현과 육안점검의 대안으로 UAS 영상을 기반으로 한 사진측량방법의 효용성을 검증하는 것이다. 이를 위해 고려시대(918-1392) 제작된 국내 최대 마애불이며 당초문양의 '보관(모자)'이 특징인 보물 제1324호, 시흥 소래산 마애보살입상을 대상으로 UAS 영상을 획득하고 검사점에 대한 UAS 영상해석과 토탈스테이션 측량시스템 간의 측위정확도를 비교하였다. 또한, 실세계좌표계 상의 3차원 현상모델링 및 선각 현상을 도화하여 문화재청의 정량적 규격 값과 비교하며 유지관리를 위한 육안점검 작업의 대체 가능성을 검토하였다. 특히, UAS 영상해석과 지상 레이저 스캐너에 의한 3차원 재현 모형간의 중첩해석을 통해 두 기법간의 활용성은 물론 2년 전 후의 상대적 변동 상태를 검토하였다. 연구결과, 대형 마애보살입상의 정밀 현상조사 및 육안점검의 대안으로 UAS 영상 해석법의 효용성을 확인할 수 있었으므로 향후, 대형 국가문화유산의 현상조사와 유지관리에 그 활용이 기대된다.

• 지적과 국토정보
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• 제48권1호
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• pp.111-121
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• 2018

본 연구에서는 무인항공기(UAV:Unmanned Aircraft Vehicle)의 입체영상을 이용하여 사진측량학 원리를 적용하므로서 수치표고모형, 실감정사영상 및 3차원 수치 데이터를 제작 및 평가를 수행하였다. 스테레오 입체시를 수행하기 위해서는 수치도화기(DPW:Digital Photogrammetric Workstation)를 필수적으로 이용해야 하는데 본 연구에서는 최근 산자부에서 개발된 3차원 공간정보 제작시스템인 GEOMAPPER 1.0을 사용하였다. 무인항공기의 중복된 두 영상을 이용하여 입체시 생성하기 위해서는 카메라의 내부표정요소와 외부표정요소가 계산되어야 하며, 정확한 입체시를 위해서 비항측용 일반 카메라의 렌즈왜곡에 대한 정확한 보정이 필수적이다. 렌즈의 왜곡보정 및 지상기준점을 이용한 표정요소의 결정은 상업용 소프트웨어인 PhotoScan 1.4를 사용하였다. 무인항공기는 케이로보틱스의 고정익 장비(KD-2)를 사용하였고 항공삼각측량과정을 통하여 최종적으로 실감정사영상을 생성하고 수치지형도를 일부 제작하여 수치도화의 오차분석을 수행하였다. 그 결과 입체도화 방식으로 축척 1:1/2,500~1/3,000 수치지형도의 제작 가능성을 확인 할 수 있었다.

• 지적과 국토정보
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• 제50권1호
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• pp.215-229
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• 2020

최근 4차 산업혁명 등의 정보화 환경 변화에 따라 도시, 건설, 교통, 에너지 등의 기존 국토교통 분야 뿐만 아니라, 디지털트윈, 자율주행, VR/AR, 디지털콘텐츠 등의 최신 분야에서도 공공 및 민간의 3차원 입체모형 수요가 크게 증가하고 있다. 실제로 다양한 서비스 및 산업 분야에서 LOD1에서 LOD4에 이르기까지 다양한 정밀도를 가진 입체모형에 대한 수요가 더욱 증가할 것으로 예측되고 있다. 그러나 현재 국토부, 지자체, 민간기업 등은 대규모의 구축 비용 및 시간 문제로 인하여 각기 다른 정밀도의 입체모형을 일부 특정 지역에 대해서만 구축하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 전 국토를 기준으로 이러한 구축 비용 문제를 해결할 수 있는 실현 가능한 입체모형 구축 방안을 제시하고자 한다. 이를 위하여 우선 입체모형의 활용 현황 분석, 입체모형에 대한 수요 분석, 그리고 다양한 입체모형 구축 방법 및 비용 분석을 수행하였다. 이후 이들 분석 결과를 바탕으로 전 국토에 대하여 항공사진 매칭 기반의 자동화된 입체모형 생성 방법을 이용한 LOD3 구축 방안을 도출하였으며, 랜드마크에 대한 LOD4 구축과 비도심지에 대한 LOD2 구축의 보완 방안을 추가적으로 도출하였다. 본 방안은 현재 시점에서 실효성 있는 입체모형 구축 및 갱신 계획 수립에 큰 도움이 될 것으로 기대된다.

• 지적과 국토정보
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• 제52권1호
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• pp.69-80
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• 2022

드론사진측량은 일반적으로 상공에서 수직 또는 경사로 영상을 획득하므로 3차원 모델링을 위한 목적으로 촬영할 경우 건물의 지면부분에 대한 영상매칭과 점군데이터의 공간정확도가 불량하여 3D메쉬의 완성도가 떨어진다. 따라서 본 연구에서는 이를 극복하기 위해 드론영상과 지상에서 스마트폰 영상을 획득하여 각각의 공간정확도를 분석함은 물론 드론영상에 스마트폰영상을 조합하지 않았을 경우와 조합해석 했을 경우의 정확도 향상과 3D메쉬의 완성도를 평가하였다. 연구결과 드론사진측량의 수평(x,y)정확도는 1/200,000정도로 전통적인 사진측량 정확도와 유사하였다. 또한, 촬영방법에 따른 정확도는 사진맷수의 증가보다 대상물에 대한 촬영각도에 영향을 더 받는 것으로 분석되었다. 스마트폰영상 조합의 경우 정확도에 별다른 영향을 미치지 않았으나 3D메쉬의 완성도는 디지털트윈시티 기준을 만족하는 LoD3급의 3D메쉬를 얻을 수 있었다. 따라서, 드론영상과 지상에서 촬영한 스마트폰 또는 DSLR영상을 조합처리 함으로써 디지털트윈시티를 위한 3D모델 구축에 충분히 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.275-275
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• 2019

기후변화에 따른 집중호우의 발생빈도와 강도가 증가하면서 대규모 홍수로 인한 인명 및 재산피해가 발생하고 있다. 그에 따라 홍수 상황을 신속하게 확보하고 홍수피해를 빠르게 예측하는 모니터링 기술이 필요하다. 최근 공간정보 분야에서 무인항공기 (UAV: Unmanned aerial vehicles)를 이용한 3차원 지형자료 확보 연구가 활발하게 이용되고 있다. 무인항공기는 지형자료 구축 뿐 만 아니라 홍수 시 신속한 홍수 모니터링이 가능하기 때문에, 본 연구에서는 무인항공기를 이용하여 홍수 전 지형자료 구축을 비롯하여, 홍수 시 모니터링, 홍수 후 지형자료 구축에 이르기까지 UAV를 이용한 홍수 모니터링 기술을 소개한다. 연구대상지는 금강 합류 직전 논산천 하류 1 km 지점으로, UAV를 이용한 지형자료를 구축하기 이전에 좌표 매칭을 위한 GCP (Ground Control Point ) 측량을 실시하고, UAV 비행계획을 수립하고 촬영한다. 촬영된 영상을 GCP좌표와 소프트웨어 (Pix4D)를 이용하여 정사영상과 DSM(Digital Surface Model)자료를 구축한다. 홍수시 UAV를 이용한 촬영을 통하여 동영상은 수재해 플랫폼에 송신하고, 이미지 영상은 홍수 전 영상처리와 동일한 방법을 이용하여 지형 자료를 구축하여, 홍수시 침수심이나 지형변화를 분석한다.

• 지적과 국토정보
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• 제50권2호
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• pp.155-168
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• 2020

오픈소스는 4차 산업혁명의 핵심 성장 동력으로서 다양한 영상해석 알고리즘의 지속적인 개발과 활용이 기대되고 있다. 본 연구의 목적은 UAS 영상해석 오픈소스 기반 알고리즘의 3차원 재현 중 물의 재현 및 이동체 필터링 기능과 데이터 처리 소요시간을 중점으로 비교·분석하여 효용성을 검토하는 것이다. 5가지 매칭 알고리즘을 'ANN-Benchmarks' 프로그램을 통해 재현율 및 처리속도 기준으로 비교하였고 HNSW(hierarchical navigable small world) 매칭 알고리즘이 가장 양호한 것으로 판단하였다. 이를 바탕으로 삼각측량, 점군 데이터 조밀화, 표면생성의 단계별 기법들을 조합하여 108가지 영상해석 알고리즘을 구성하였다. 또한, 바다와 인접한 공원의 UAS(unmanned aerial system) 영상을 대상으로 108가지 영상해석 알고리즘의 3차원 재현 및 데이터 처리 소요시간을 고찰하고 상업용 영상해석 소프트웨어 'Pix4D Mapper'와 비교·분석하였다. 연구 결과, 3차원 재현 중 물의 재현 및 이동체 필터링 기능 면에서 양호한 알고리즘을 각각 특정하였고 소요시간이 가장 낮은 알고리즘을 선정, 'Pix4D Mapper' 처리 결과와 비교하여 알고리즘의 효용성을 입증하였다.

• 정보처리학회논문지D
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• 제16D권4호
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• pp.487-496
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• 2009

본 연구에서는 대용량 궤적 데이터베이스에서 영역 질의를 효과적으로 처리하기 위한 인덱싱 기법에 대하여 논의한다. 먼저, 기존 인덱싱기법의 문제점을 지적하고, 이러한 문제점을 해결하는 새로운 기법을 제안한다. 제안된 기법에서는 우선 시간 차원을 다수의 시간 구간으로 분할하고, 인덱싱의 대상이 되는 전체 라인 세그먼트들을 시간 구간별로 구분한다. 각 시간 구간에 속하는 라인 세그먼트들에 대하여 별도의 인덱스를 구축한다. 또한, 디스크에서 관리되는 과거 시간 구간에 대한 인덱스들과는 달리 최근 시간 구간에 대한 인덱스는 메인 메모리상에 관리함으로써 삽입과 검색의 성능을 크게 개선할 수 있다. 각 시간 구간에 속하는 라인 세그먼트들은 다음과 같은 방식으로 인덱스를 구축한다. 먼저, 2D-트리를 이용하여 전체 공간 차원을 유사한 수의 라인 세그먼트들이 배정되도록 다수의 셀들로 분할한다. 또한, 분할된 각 셀마다 시공간 차원 (x, y, t)에 대한 별도의 3차원 $R^*$-트리를 두어 보다 상세한 인덱싱을 지원한다. 이와 같은 다양한 전략을 이용함으로써 기존 기법의 문제점들을 해결 할 수 있다. 다양한 실험을 통하여 제안된 기법의 우수성을 정량적으로 검증한다. 실험 결과에 의하면, 기존 기법에 비하여 작은 인덱스 구조를 갖으면서도 검색 성능면에서 3$\sim$10배까지의 성능 향상 효과를 갖는 것으로 나타났다.

• 지적과 국토정보
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• 제46권1호
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• pp.133-148
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• 2016

다양한 산업에서 드론의 활용 가능성이 높아지는 추세에 따라 무인기 관련 법 개정에 대한 요구가 커지고 있다. 그러나 현재 드론은 조종사의 비행 조건 및 운용 범위가 엄격하게 제한되고 가시 환경 하에서만 운용이 가능하므로, 택배 등의 산업에는 활용이 어렵다. 따라서 다양한 산업에서의 드론 활용 가능성을 높이기 위해서는 위치정확도 향상은 물론이고, 무인기의 충돌을 방지하고, 위험요소를 회피하기 위한 적절한 보호수준(Protection Level)을 계산하는 것이 필수적이다. 보호수준을 포함한 무결성 정보는 SBAS(Satellite Based Augmentation Systm) 시스템을 이용한 보강항법 수행을 통해 산출할 수 있으며, 이를 통해 GPS(Global Positioning System) 단독측위가 가지는 한계를 보완할 수 있다. 이에 따라 본 논문에서는 LAAS(Local Area Augmentation System) 착륙 카테고리별 결심고도를 기준으로 드론의 비행고도를 설정하여, GPS 단독측위와 SBAS 보강항법 수행 시의 하루 중 항법수행 가능 시간의 비율을 비교하는 시뮬레이션을 수행하였다.

• Spatial Information Research
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• 제13권3호
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• pp.283-296
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• 2005

최근 인간의 지적 욕구 충족과 급속한 과학 기술의 발전으로 새로운 측위 시스템인 광역위성항법시스템(GNSS Global Navigation Satellite System)이 개발되었다 GPS로 대표되는 광역위성항법시스템은 저렴한 가격에 언제 어디서나 3차원 위치 정보를 제공할 수 있다. 위치정보 산업은 과거 군사적인 목적뿐만 아니라 민간 목적으로 폭넓게 사용되고 있다. 이는 차량 및 항공 항법, 토목 공사, GIS의 자료원, 텔레메틱스, 위치기반서비스 등에서 단순한 측위 시스템의 기능이 아닌 사회 기반 시설의 역할을 담당하고 있다. 미국에 의한 고의적 잡음은 해제되었지만, GPS의 독점과 의존은 절대적이다. 이에 본 연구에서는 순수 민간 목적으로 제작되고 서비스 할 예정인 차세대 GNSS인 유럽의 Galileo의 영향을 연구하기 위해 소프트웨어를 개발하였으며 이를 바탕으로 측위 기법별 분석을 통해 우리나라에 미치는 실질적인 영향을 분석하였다. 또한 위성수신고도각을 높게 설정하여 도심지와 같은 차폐환경에서 GPS 단독처리에 의한 방법보다 GPS/Galileo 결합 형태의 우수성을 입증하였다.