• 대한원격탐사학회지
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• 제34권6_1호
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• pp.941-951
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• 2018

3차원 도시모델의 생성을 위한 무인항공기의 활용 및 수요가 증가하고 있다. 본 연구에서는 3D 도시 모델 생성의 선행 연구로 불완전한 자세에서 취득된 무인항공기의 위치/자세 정보를 보정하여 포인트 클라우드를 추출하는 연구를 수행했다. 포인트 클라우드의 추출을 위해서는 정밀한 센서모델의 수립이 선행되어야 한다. 이에 무인항공기의 위치/자세 보정을 위해 무인항공기 영상에 기록된 위치정보의 연속성을 이용하여 회전각을 산출하고, 이를 초기값으로 하는 사진 측량 기반의 IBA(Incremental Bundle Adjustment)를 적용하여 보정된 위치/자세 정보를 획득했다. 센서모델 정보를 통해 스테레오 페어 구성이 가능한 영상들을 자동으로 선별하고 페어간의 타이포인트 정보를 이용해 원본 영상을 에피폴라 영상으로 변환했으며, 변환된 에피폴라 스테레오 영상은 고속, 고정밀의 영상 정합기법인 MDR (Multi-Dimensional Relaxation)의 적용을 통해 포인트 클라우드를 추출했다. 각 페어에서 추출된 개별 포인트 클라우드는 집성 과정을 거쳐 하나의 포인트 클라우드 혹은 DSM의 최종 산출물 형태로 출력된다. 실험은 DJI社 무인항공기에서 취득된 연직 및 경사 촬영 영상을 사용했으며, 실험을 통해 건물의 난간, 벽면 등이 선명하게 표현되는 포인트 클라우드 추출이 가능함을 확인하였다. 향후에는 추출된 포인트 클라우드를 이용한 3차원 건물 추출 연구를 통해 3차원 도시모델의 생성을 위한 영상 처리기술을 계속 발전시켜나가야 할 것이다.

• 한국지리정보학회지
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• 제21권4호
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• pp.158-174
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• 2018

엽면적지수(LAI: Leaf Area Index)는 식생의 광합성, 증발산, 지표면과 대기사이의 에너지 교환 등을 설명하는 주요 인자로서, 정확하고 활용성 높은 LAI 추정 기법에 대한 연구들이 진행되었다. 본 연구에서는 UAV를 이용한 LAI 추정 방법을 모색하기 위하여 현장 실측된 LAI 자료와 UAV 영상기반의 식생지수, 수고 및 위성영상(Sentinel-2) LAI 간의 관계성을 파악하고 효과적인 UAV LAI 산정방법을 제시하고자 하였다. 그 결과 연구에 활용된 6종의 식생지수 중 Red-edge band를 포함하고 있는 NDRE ($R^2=0.496$), CIRE ($R^2=0.443$)가 LAI 추정에 효과적인 식생지수로 나타났다. 수고(Canopy Height Model) 자료를 식생지수에 적용하였을 때 LAI에 대한 설명력이 향상되었으며, NDVI의 경우에 LAI와의 선형관계에서 발생되는 포화문제(saturation problem)를 보였던 구간(0.85)이 일부 해소됨을 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.530-536
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• 2018

최근 무인항공기 드론의 활용범위와 수요가 지속적으로 증가함에 따라 무인항공기와 유인항공기 간 공역을 통합하여 운용하는 연구가 전 세계적으로 활발하게 진행되고 있다. 공역 통합을 위해서는 유인항공기에 준한 기술기준 및 인증 제도 수립이 필수적이며, 이에 따른 시험평가 방안이 제시되어야 한다. 본 논문에서는 향후 무인항공기 항법 시스템에 대한 기술기준이 수립되었을 경우, 기술기준 적합성 검증을 위한 시험방법을 제시하였다. 연구를 위해 무인항공기 임무 프로파일 및 운용환경 분석, 시험항목 도출, 시험방법 수립, 시뮬레이션 및 무인항공기를 통한 실증을 수행하였다. 시험방법으로 정적시험, 트랙이동시험, 경로비행시험이 도출되었으며, 각 시험수행 결과 시험대상 무인항공기의 항법시스템 오차는 전체 비행단계에서 95% 신뢰수준에서 약 1.4m의 위치정확도를 보임을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.20-25
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• 2019

본 연구에서는 동체착륙 방식의 소형 고정익 무인항공기의 구조적 취약점 분석 및 품질 개선에 대한 연구를 실시하였다. 소형 고정익 무인항공기는 일반 비행체와는 달리 활주로를 사용하지 않는 투척이륙과 동체착륙 방식을 많이 사용한다. 이러한 방식은 좁은 공간에서 이륙, 착륙이 가능하여 운용적으로 많은 장점이 있다. 하지만, 동체착륙은 비행체 구조에 강한 충격이 발생하여 작은 설계 오류로 심각한 파손을 발생시킬 수 있다. 본 연구 대상인 비행체 또한 착륙과정에서 특정 부위에 지속적인 파손이 발생하였다. 이러한 현상의 정확한 원인분석을 위해 파손이 발생한 부위를 3D 구조 해석프로그램(ABAQUS)을 활용하여 구조 해석을 실시하여 정확한 위치를 파악하였고 구조해석에 정확성을 높이기 위해 시편 시험을 통해 재료의 물성치 정보를 획득하였다. 해석 결과 구조적 취약점을 확인하여 개선을 진행하였고 품질이 향상된 구조물을 운용 중 최대 충격량의 1.5배의 더 높은 수준의 실제 충격시험을 통해 검증함으로써 연구의 타당성을 입증하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.608-616
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• 2021

연구목적: 기존의 인력에 의한 안전점검은 기술자의 안전이 우려되거나 접근이 어려워, 평가 및 데이터 확보에 한계가 있었고, 시설물의 노후화로 유지관리 대상이 증가함에 따라 더욱더 큰 문제가 되고 있다. 드론 기술이 발전하면서 외관조사에 이를 활용할 경우, 인력의 안전 보장, 시각적 데이터 확보, 신속한 점검 진단이 가능하며, 최근 드론에 의한 시설물 안전점검이 일부 도입되는 등 활용도가 높아지고 있다. 활용성을 보다 강화하기 위해서는 드론에 의한 시설물 외관조사의 대가기준이 필요하다고 판단되며, 본 논문에서는 댐을 대상으로 연구를 수행하였다. 연구방법:품셈 산출을 위해 기존 국내 안전점검 및 드론관련 대가기준을 조사하고, 드론을 활용한 안전점검 관련 절차를 비교분석하여 작업 절차 및 공종에 대하여 검토하였다. 또한 실제 댐에 대한 드론 촬영 및 입면정사영상 제작을 통해 실증 자료를 수집하였다. 연구결과: 드론을 활용한 시설물 안전점검을 위한 작업공종을 도출하였고, 작업공종에 따라 두 개의 댐을 대상으로 실증조사결과를 수집하였으며, 이를 바탕으로 댐기준시설물 규격 기준으로 품셈 안을 도출하였다. 시설물의 구조형식별, 규격별 조정비는 기존 지침을 적용하고, 기상기준점측량이 필요한 경우 건설공사표준품셈의 무인비행장치측량의 품을 적용하도록 하였다. 결론:드론을 활용한 외관조사 시 GSD를 세밀하게 할수록 촬영 사진 수가 크게 증가하여, 대가기준을 산출을 위한 보정으로 조정비 개념을 적용하였다. 더불어 안전거리 유지를 위해서는 최대 GSD가 한계를 나타내는 문제점도 고려해야 함을 알 수 있었다.

• 융합정보논문지
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• 제11권1호
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• pp.136-142
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• 2021

산림 개발은 대규모의 지형변화와 환경 훼손이 나타나기 때문에 이는 지속적인 관리가 필요하다. 또한 토공량 산출과정에서 사람이 직접 현황측량을 수행하게 되면 사고 발생의 위험이 있다. 이에 본 연구에서는 사람이 직접 접근하지 않아도 공간정보를 취득할 수 있는 드론 사진측량을 산림개발지역에 적용하여 정확도 및 토공량, 산지복구 계획 여부를 분석하여 적용 가능성을 판단하고자 하였다. 드론 사진측량으로 정사영상 및 DSM(Digital Surface Model)을 제작하여 검사점 정확도를 분석한 결과 RMSE(Root Mean Square Error)가 평면에서 0.120 m, 표고에서 0.150 m로 나타나 1:1,000 수치지도 묘사 허용오차 범위를 만족하였다. 또한, 토공량 비교결과 드론 사진측량이 기존의 측량방법보다 13.0% 더 많은 토공량을 산출하였는데 이는 드론 사진측량이 더 세밀한 지형을 나타내기 때문으로 분석되어 검증자료로 활용 가능성이 있다고 판단되었다. 공간정보를 이용한 산지복구 수행여부 판단 결과 낙석 방지망 및 식생의 존재 여부를 판단할 수 있어 활용 가능성이 있는 것으로 확인되었다. 향후 주기적으로 영상을 취득하여 지형변화에 대한 모니터링이 이루어진다면 산림 개발에 드론 사진측량의 활용성이 증대될 것으로 보인다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.231-236
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• 2021

복숭아혹진딧물과 톱다리개미허리노린재는 농작물 수량을 감소시키는 문제 해충들이지만 이를 방제하기 위해 시간과 노동의 투하가 많이 발생하고 있다. 이에 본 연구는 농업용 멀티콥터를 이용하여 감자에 발생하는 복숭아혹진딧물과 콩에 발생하는 톱다리개미허리노린재에 대한 약제의 효과를 검정하였다. 약제의 액적 및 피복도를 분석하기 위해서 약제 처리전 포장의 안과 밖에 감수지를 부착하고 감자밭에는 설폭사플로르 액상수화제(16배)를, 콩밭에는 에토펜프록스, 메톡시페노자이드 유현탁제(8배)를 각각 살포하였으며 해당 약제들은 무인항공용 방제약제로 등록된 농약이다. 두 약제 모두 드론살포 7일 후 감자의 복숭아혹진딧물에 76.4%의 보정 살충률을, 콩의 톱다리개미허리노린재의 2령과 5령 유충에 대해 각각 97.5%, 94.4%의 보정 살충률을 보여주어 감자 복숭아혹진딧물에 대하여는 방제효율이 다소 기준에 부족하였으나 콩의 톱다리개미허리노린재에 대하여는 2령과 5령 모두 방제효과가 인정되는 것을 보여주었다. 살충제 낙하 액적 분포는 2지역 모두 0.5mm 이하로 나타났으며, 피복도 분석 결과 밭 내부는 평균 약 3.1, 외부에서 평균 약 1.6 정도로 나타나, 약제를 살포한 밭의 주변부에도 약제의 영향을 일부 받는 것으로 나타나 비산이나 작물체 잔류 발생에 대한 가능성도 함께 보여주었다. 이러한 결과는 향후 농업용 멀티콥터를 활용한 농작물 주요 해충의 무인방제의 확대·보급과 안전사용범위 설정에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 박물관보존과학
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• 제24권
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• pp.55-74
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• 2020

성덕대왕신종은 현재 표면의 문양과 명문을 중심으로 부식물이 존재하고, 일부 마모 흔적이 관찰되는 만큼 보존상태에 대한 디지털 정밀 기록이 필요한 시점이다. 따라서 이 연구에서는 4종류의 3차원 스캐닝과 무인항공사진측량을 이용하여 성덕대왕신종의 디지털 기록화를 수행하였고, 영상처리를 통해 다양한 형상분석을 실시하였다. 먼저 지상레이저스캐닝과 무인항공사진측량의 융합모델링 결과는 성덕대왕신종과 종각의 상호 공간적 관계를 구축할 수 있어 향후 지진에 의한 구조적 변형을 모니터링하는데 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 또한 선행자료에 비해 4~9배 정도 높은 해상도를 보인 정밀스캐닝 결과는 성덕대왕신종의 문양 및 명문 가시화에 상당히 유용한 정보를 제공했으며, 표면 보존상태 변화를 파악할 수 있는 기초데이터로 매우 적절하였다. 성덕대왕신종의 원형 보존에 3차원 스캐닝 결과를 적극 활용하기 위해서는 단기적으로 추가적인 스캔을 하여 형상변화 시점과 지점을 설정할 필요가 있다. 만약 단기모니터링을 통해 큰 형상 변화가 확인되지 않는다면 중장기모니터링으로 전환할 필요가 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권3호
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• pp.167-179
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• 2021

하천 합류부는 두 하천이 만나 형성되는 지역으로 합류부 구간의 혼합 매커니즘을 이해하기 위해서는 지류의 다양한 유입조건에 따른 본류와의 수체혼합의 공간적인 패턴을 분석하는 것이 중요하다. 그러나, 대부분의 합류부 연구들은 실측을 통한 현장데이터를 획득하기 어렵기 때문에 수리 및 수질 수치모형을 통한 연구가 주로 수행되어 왔다. 본 연구에서는 지류와 본류의 합류의 혼합 현상을 규명하는 인자로 유속과 수심 등 기본적인 수리학적 인자들 외에 최근 하천 유사측정을 위해 부유사농도의 지표로 연구되고 있는 ADCP의 초음파산란도를 활용하여 합류부에서 상이한 유사특성을 가진 두 수체가 혼합되는 양상을 측정하여 합류부의 혼합 특성을 해석하고자 하였다. 초음파산란도는 부유사와 관련되는 인자로 SonTek ADCP 이동식으로 측정된 초음파산란도(SNR)자료를 빔퍼짐에 대한 보정, 물에 의한 흡수를 고려하여 보정한 후 3차원 혼합거동의 공간적인 분포를 도출하였다. 그리고 측정기간 중 드론(UAV), LISST를 이용하여 합류부의 혼합양상을 모니터링하여 초음파산란도를 이용한 분석결과와 비교하였다. 분석결과, ADCP로부터 제공되는 초음파산란도를 보정한 결과 합류부의 3차원적인 유사 혼합의 공간적 특성을 규명하는 데 적합한 인자라고 할 수 있었고, 상이한 본류와 지류의 유입을 고려하였을 때 다양한 혼합 거동을 분석하는데 지표로 사용이 가능함을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서는 남강과 낙동강의 합류부에 대해 초음파산란도를 활용하여 합류부의 혼합 특성을 분석하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권6_1호
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• pp.1349-1365
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• 2020

최근 스마트 시티, 디지털 트윈 등에 실제 3차원 좌표를 취득할 수 있는 이점에 따라 포인트 클라우드를 이용한 모델 생성에 관한 연구가 늘어나고 있으며, 건물 형상 및 텍스처의 수정이 용이한 솔리드 모델에 대한 요구가 늘어나고 있다. 이에 따라 본 논문에서는 포인트 클라우드 데이터를 기반으로 군집형 솔리드 건물 모델을 생성하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 총 다섯단계로 구성된다. 첫 단계에서는 포인트 클라우드의 평면성 분석을 통해 지면을 제거하였다. 두 번째 단계에서는 지면이 제거된 포인트 클라우드에서 건물 영역을 추출하였다. 세 번째 단계에서는 건물의 세부 구조물 영역을 추출하였다. 네 번째 단계에서는 추출된 영역에 3차원 좌표정보가 부여된 3차원 건물 모델의 형상을 생성하였다. 마지막 단계에서는 건물 모델 형상에 텍스처를 부여하여 3차원 건물 솔리드 모델을 생성하였다. 제안하는 방법의 검증을 위하여 상용 소프트웨어를 이용해 무인항공기 영상으로부터 포인트 클라우드를 추출하여 실험하였다. 그 결과, 포인트 클라우드 내에 존재하는 일정 높이 이상의 모든 건물에 대하여 포인트 클라우드 대비 위치오차 1 m 내외의 3차원 건물 형상을 생성하고, 원본 영상 해상도 대비 2배 이내의 해상도를 갖는 텍스처링이 수행된 3차원 모델이 생성되는 것을 확인하였다.