A Stereo matching has been an important tool for reconstructing three dimensional terrain. In this stereo matching process, DEM(Digitai Elevation Map) can be generated by the disparity from reference image to target image. Generally disparity map in matching process can be implemented by wraping from reference image to target image and if the role of reference and target is interchanged, the different DEM can be obtained. To evaluate the generated DEM from matching process, We adapted the Photorealistic synthetic image generator using ray tracing technique. The generator produce two simulated image from previous DEM and Ortho-image which is regard as Ground-truth. In this paper, we are concern about estimating more accurate DEM from these two DEMs. The several fusion methods of two DEMs are proposed to generate accurate DEM and compared with previous method. one of fusion methods is by using Cross-Correlation match score and the true DEM should have a high matching score.
GCPs (Ground Control Points) are needed to correct the DEM (Digital Elevation Model) produced from high-resolution satellite images and the RPC (Rational Polynomial Coefficient). It is difficult to acquire the GCPs through field surveys such as GPS surveys and to read the image coordinates corresponding to the GCPs. In addition, GCPs cannot cover the entire image of the test site, and the RPC correction results may be influenced by the arrangement and distribution of the GCPs in the image. Therefore, a new method for the RPC correction is needed. In this study, an LHD (Least-squares Height Difference) DEM matching method was applied using previous DEMs: SRTM DEM, digital map DEM, and corrected IKONOS DEM. This was carried out to correct the DEM produced from KOMPSAT-3 satellite images and the provided RPC without GCPs. The IKONOS DEM had the highest accuracy, and the height accuracy was about ${\pm}3m$ RMSE in a mountainous area and about ${\pm}2m$ RMSE in an area with only low heights.
Cho, Sun Il;Lim, Jae Hyoung;Lim, Soo Bong;Yun, Hee Cheon
한국측량학회지
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제38권2호
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pp.131-140
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2020
Recently the importance of BIM (Building Information Modeling) that enables 3D location-based design and construction work is being highlighted around the world. In Korea, the road map has been established to settle the design based on BIM using drone survey results by 2025. As the first step, BIM would be applied to road construction projects worth more than 50 billion Korean Won from 2020. On the other hand, drone survey regulation has been enacted and the data for drone survey cost were also included on Standard of construction estimate in 2020. However, more careful improvement is required to reflect drone survey results in BIM design and construction. Currently, Engineering instructions and Standard of construction estimate specifies that earthwork volume must be calculated by cross section method only. So it is required to add the method of DEM (Digital Elevation Model) based volume calculation on these regulations to realize BIM application. In order for that, this study verified the method of DEM based earthwork volume calculation. To get an accurate DEM for accurate volume computation, drone survey was carried out according to the drone survey regulation and then could get an accurate DEM data which have errors less than 3cm in X, Y and 6.8cm in H. As each DEM cell has 3D coordinate component, the volume of each cell can be calculated by obtaining the height of area of the cell then total volume is calculated by multiplying total number of cells by volume of each cell for the construction area. Verification for the new calculation method compare with existing method was carried out. The difference between DEM based volume by drone survey and cross section based volume by traditional survey was less than 1.33% and it can be seen that new DEM method will be able to be applied to BIM design and construction instead of cross section method.
스테레오 영상으로부터 수치표고모델을 생성하기 위해서는 일반적으로 두 영상 간의 정합을 수행한다. 정합은 초기 정합 후보점으로부터 시작되며, 두 영상 간의 접합점(Tie-points)이 이러한 초기 후보점 역할을 하게 된다. 이 초기 정합 후보점의 개수와 영상 내에서의 분포는 정합결과에 영향을 준다. 정합결과를 바탕으로 생성되는 수치표고모델에는 에러가 포함된다. 이러한 에러를 제거하는 가장 보편적인 방법은 주변값으로 보간하는 것이다. 본 논문에서는 신뢰성 있는 수치표고모델을 자동으로 생성하기 위해서 기존 수치표고모델을 이용하여 자동으로 추출한 접합점(Tie-points)과 영상 피라미드 그리고 정합 결과에서 발생한 이상값(Outlier)을 기존 수치표고모델로 보정하는 방법을 제안한다. 본 논문에서는 IKONOS, QuickBird, SPOTS 스테레오 영상과 DTED level 2 데이터를 이용하여 실험을 수행했으며, 실험결과를 통해서 제안된 방법으로 생성한 수치표고모델에서는 에러가 모두 제거되었음을 보여준다. 또한 기존 DTED level 2를 참값으로 하여 산출된 높이값에 대한 RMSE는 15m 미만으로, 비교적 정확한 수치표고모델을 생성하였음을 보여준다.
교차간섭기법은 ERS-2와 Envisat SAR 데이터를 이용하여 긴 기선거리를 지니면서도 양질의 간섭도를 제작할 수 있다. 또한 긴 기선거리에 의해서 고도에 대한 프린지 변화율이 약 5m 내외로 계산되며 이는 매우 정밀한 DEM생성을 가능하게 한다. 본 연구에서는 ERS-2와 Envisat 교차 간섭기법으로부터 정밀한 DEM을 추출하는 효율적인 방안을 제안하였으며 경사가 매우 완만한 알라스카지역에서 교차간섭기법으로 제작된 CInSAR(Cross-Interferometry SAR) DEM과 기존에 존재하는 NED(National Elevation Dataset) DEM을 비교하였다. 연구 결과 차분 간섭도 생성과정에서 NED DEM 오차라고 생각되는 부분이 발견되었으며 이 부분에 대한 CInSAR DEM과의 고도 차이에 대한 표준편차는 2.63m로 계산되었다. 하지만 전체지역에 대해서는 NED DEM과 CInSAR DEM의 고도값 차이에 대한 표준편차는 약 1m로 NED DEM과 매우 유사한 값이 계산되었다. 이는 연구대상 지역이 매우 편평한 지형으로 양질의 DEM이 구축되어 있으므로 매우 유사한 값이 계산된 것으로 판단된다. 하지만 두 DEM에 대한 공간주파수 분석을 하였을 경우 CInSAR DEM은 약 0.08 rad/m(약 40m) 보다 고주파영역에서도 높은 파워 스펙트럼 값을 지닌 반면 NED DEM은 그렇지 못하였다. 결과적으로 16m로 해상도로 구축된 CInSAR DEM의 경우 NED DEM보다 약 2.5배 공간해상도가 높아졌으며 경사가 심하지 않은 지역에서도 정밀한 DEM이 생성되었다.
The granular flow has been numerically studied by using DEM(Discrete Element Method). The eve교 particle is checked if it collides neighbor particles, and the next motion of the particle is predicted. The computing time has been drastically reduced by improving the collision check against neighboring particles. The comparison of the present method with ail experiment for the vibrating floor problem shows the good accuracy. The broken tower problem has been calculated to show the good comparison with the other computational result. This DEM(Discrete Element Method) can be a useful tool for constructing the constitute equation of the continuum approach of the granular flow.
DEM을 이용한 수로망의 생성은 수문해석모형의 적용을 위한 전처리 과정으로써 실제 유역시스템의 배수구조를 결정하는 중요한 인자로 활용된다. 본 연구에서는 DEM으로부터 합리적인 수로망 추출과정 수립을 목적으로 보편적으로 사용되고 있는 면적한계기준과 국부경사와 기여면적사이의 특성에 근거한 경사-면적한계기준 기법을 이용하여 수로망을 생성하고 지형법칙에 의거하여 각 기법에 따른 소규모 유역(진안천 유역; $18.28km^2$) 배수구조의 신뢰성을 평가하였다. 그 결과, 면적한계 기준 기법은 수원유역의 크기의 인위적 결정에 의해 지형법칙을 만족시키지 못하고 유역전체의 배수구조를 왜곡되게 묘사한 반면, 경사-면적한계기준 기법의 경우 물리적인 지형법칙을 만족시키는 우수한 결과를 나타냈다. 따라서 경사-면적한계기준 기법은 DEM 기반의 수문모형을 적용 시 효율적이고 객관적인 수로망 생성을 위한 방법론으로서 활용이 가능하리라 판단된다.
KOMPSAT 5호의 SAR 탑재체는 X-밴드(9.66GHz) 마이크로파를 매개로 하는 센서가 탑재되어 있다. 특히, 방위각과 고도평면에 대해 전자 조향이 가능한 고정형 안테나를 가지고 있으므로 다양한 활용이 기대된다. 본 연구에서는 KOMPSAT 5호의 HR, UH모드영상을 이용하여 DEM을 제작함으로써 제작성능과 DEM의 정확도를 평가하였다. DEM제작성능평가를 위해 기선분석과 $2{\pi}$ ambiguity를 통해 DEM의 민감도를 판단한 결과 양호한 제작성능을 가지고 있음을 알 수 있었다. 또한 제작된 DEM의 정확도 평가를 위해 30점의 검사점에 대해 SRTM데이터와 비교하였으며 그 결과 표준편차 ${\pm}15{\sim}20m$의 정확도를 얻었다. 향후 필터링 방법이나 Phase unwrapping방법의 파라메타를 조정함에 의해 DEM의 정확도를 개선한다면 환경 및 재해모니터링 등에 KOMPSAT5호 영상을 폭넓게 활용할 수 있을 것으로 판단된다.
현재 Kompsat-2 영상을 이용한 정밀 DEM 제작에 관한 연구는 미비한 실정이다. 본 논문에서는 Kompsat-2 위성영상을 이용하여 정밀 DEM을 제작하고, 이렇게 제작된 DEM을 상용 소프트웨어인 PCI Geomatica, ENVI에서 제작된 DEM과의 비교를 통해 그 성능을 분석하였다. DEM의 제작을 위해 Kompsat-2에 가장 적합하다고 보고된 궤도-자세각 모델을 사용하였으며, 에피폴라 곡선의 기하학적 요소들을 이용한 정합방식을 사용하여 Kompsat-2 DEM의 제작을 시도하였다. 각 상용프로그램과의 성능의 비교는 육안을 통한 정성적 실험과, USGS DTED를 이용한 정량적 실험으로 이루어졌다. 정확도는 DTED와의 평균절대오차, RMS 오차로 판단하였으며, 비교 실험 결과, 대부분의 영상에서 실험에 사용한 방식이 다른 상용 프로그램에서 제작된 DEM보다 더 좋은 성능을 보여줌을 확인할 수 있었다.
고해상도 위성영상을 이용한 DEM 자동제작과 관련한 기존연구에 따르면, 토지피복 특성별로 DEM 정확도가 다르게 나타난다는 것을 제시하였다. 따라서 본 연구에서는 토지피복 분류영상을 이용하여 IKONOS Geo레벨 입체영상에서 상관계수 정합을 위한 토지피복 특성별 기준영역 크기 자동선택 방법을 제안하였다. 그리고 기준영역이 큰 지역의 경우, 정합시간 단 축을 위해 기준영역과 검색영역내의 일정간격 화소들만 참여하여 상관계수를 계산하게 하였다. 그 결과, 고정된 기준영역으로 정합한 DEM보다 제안방법으로 구한 DEM의 정확도가 향상되었다. 그리고 실험 대상지 중 경작지에서는 제안방법에 의한 DEM 결과가 수치지도와 ERDAS에 의한 DEM의 결과보다는 오히려 우수한 것으로 판단되어진다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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