• 지적과 국토정보
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• 제50권1호
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• pp.163-180
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• 2020

본 연구에서는 스마트시티 구성요소인 공간정보인프라 구축을 위해 최신 공간정보 취득 기술인 드론을 기반으로 도심지의 3차원 디지털트윈 모형을 구축하였으며, 구축된 모형 간의 처리시간·품질·정확도 분석과 스마트시티 응용시스템을 활용하여 몇 가지 분석 모델을 구현하였다. 3종의 드론 사진측량 소프트웨어의 데이터 처리시간·품질이 각각 다르게 나타난 반면 구축 모델의 정확도는 8점의 검사점에 대한 평균제곱근 오차(RMSE)는 N방향으로 ±0.04m, E방향으로는 ±0.03m, Z방향으로 ±0.02m로 경계점좌표등록부시행지역의 경계점에 대한 측량성과와 검사성과의 허용범위로 규정하고 있는 0.1m 미만으로 나타났으며. 항공사진측량 작업규정의 1:500~1:600 축척의 사진기준점 오차 한계인 표준편차 0.14cm 이내로 나타나서 지적과 항공사진측량에서 규정하는 대축척의 오차 한계 모두 만족함을 알 수 있었다. 또한 드론기반의 3차원 도심지 디지털트윈 모형을 이용한 스마트시티 구현의 활용성 증대를 위해 본 연구에서 구축한 모형을 이용하여 조망권·경관분석, 일조권분석, 순찰경로분석, 화재진압 모의 훈련 등을 구현하였으며, 기존 항공측량 방법과 비교해서 육안 판독지점에 대한 정확도는 기존 항공측량 보다 10cm 내외 더 정확하고, 약 30㎢ 이하의 구축 면적에서 기존항공측량 보다 구축비용을 절감할 수 있을 것이라 판단할 수 있었다.

• 한국측량학회지
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• 제39권4호
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• pp.211-221
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• 2021

클로버는 잔디의 대표적 유해 식물로 양지식물인 잔디보다 일찍 생육활동을 시작하여 잔디의 상부에 수관을 형성하고 잔디의 광합성과 성장을 방해한다. 이로 인해 두 식생종 간 경쟁에서 대부분, 클로버 영역은 확산되고 잔디의 경우는 훼손과 고사가 진행되게 된다. 훼손된 부분은 장마 및 생장 휴면 기간 중, 토양표출 확산으로 전개되어 잔디 복구에 심리적 스트레스 및 많은 경제적 부담을 초래하고 있다. 본 연구의 목적은 잔디의 대표적 유해식물인 클로버를 구분하고 클로버의 확산에 따른 훼손지역 분포, 퇴치 전·후의 식생변화 추이를 고찰하는 것이다. 이를 위해 RGB, BG-NIR 센서를 탑재한 융·복합 드론기반 영상을 활용, 3가지 식생지수의 시계열 분석을 통해 선별적 퇴치를 위한 식생구분, 복구전략 수립을 위한 잔디 훼손 분포 등을 고찰하였다. 특히, 인력 및 기기에 의한 선별적 제초 및 예초 전·후, 클로버의 생태변화 추이를 시계열로 분석하였다. 또한, 잔디와 클로버의 성장 중반기 기간 중, 식생 종간 구분 방안도 모색하였다. 연구결과, 잔디와 클로버 생육 특성에 따른 RGB 및 BGNIR 드론영상의 MGRVI 및 NDVI, MSAVI 지수의 시계열 분석을 통해 잔디 훼손과 클로버 퇴치 후 변화 추이 분석의 활용성을 확인하여 잔디 유해 잡초에 대한 효율적 관리의 활용 가능성을 입증할 수 있었다.

• 한국측량학회지
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• 제37권1호
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• pp.19-28
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• 2019

드론영상은 소규모 지역의 공간정보를 신속하게 구축할 수 있는 장점을 가지고 있어 빠른 의사결정이 필요한 분야에 적용되고 있다. 이러한 드론영상을 지상좌표계가 설정되어 있는 정사영상에 자동으로 영상등록할 수 있는 기하보정 기법이 적용된다면 다양한 분석에 활용될 수 있다. 이에 본 연구에서는 선형정보와 특징점 정보를 이용하여 시 공간해상도에 차이가 있더라도 드론을 이용하여 촬영된 단일 영상 및 연속영상을 기하보정할 수 있는 방법론을 제안하였다. 선형정보를 이용하는 방법을 통해서 영상간의 초기 기하보정을 위한 투영변환 매개변수를 결정한 후 영상에서 다수 추출할 수 있는 특징점에 대한 템플릿 정합을 통해서 최종적으로 영상의 기하보정을 수행하였다. 실험을 통하여 지형의 기복이 많이 있지 않은 지역에서는 기하보정의 정확도가 높게 나타났다. 이에 반해 지형의 변화가 많은 지역에서는 정량적인 측면에서 다소 오차가 크게 나타났으나 정성적인 분석에는 연속영상의 기하보정 결과를 충분히 활용가능한 것으로 판단된다.

• 한국측량학회지
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• 제39권3호
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• pp.123-132
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• 2021

근거리 사진측량에서 스테레오 카메라를 이용하여 3차원 위치를 결정하기 위해 카메라의 내부표정요소뿐만 아니라 카메라 간의 상호표정요소를 결정하는 카메라 캘리브레이션이 선행되어야 한다. 카메라 캘리브레이션을 수행하고 나서 시간이 흐르면 비측량용 카메라의 경우 내부적인 불안정성이나 외부적인 요인에 의해 내부표정요소와 상호표정요소가 변할 수 있다. 본 연구에서는 스테레오 카메라 안정성을 평가하기 위해 두 대의 단일 카메라와 스테레오 카메라의 안정성을 분석뿐만 아니라 검사점을 이용하여 3차원 위치 정확도를 평가하였다. 4개월간 3회의 카메라 캘리브레이션을 수행한 실험을 통해 단일 카메라의 안정성을 평가한 결과 평균제곱근오차는 ±0.001mm로 나타났으며, 스테레오 카메라의 평균제곱근오차는 ±0.012mm ~ ±0.025mm로 나타났다. 또한, 검사점을 이용한 거리정확도를 평가한 결과 ±1mm로 나타나 다시기에 걸쳐 추정한 스테레오 카메라의 내부표정요소와 상호표정요소는 안정적인 것으로 판단되었다.

• 한국측량학회지
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• 제40권3호
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• pp.217-226
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• 2022

고정밀 공간정보제작 분야의 활용 측면에서 무인항공사진측량은 촬영된 영상의 정량적인 품질 검증 방법과 인증에 대한 절차와 세부 규정이 미흡한 문제점이 있다. 또한, 영상에 대한 검증 수단이 해상도와 명암의 대비 정도를 동시에 분석 할 수 있는 MTF (Modulation Transfer Function) 분석이 아닌 GSD (Ground Sample Distance) 만으로 품질을 평가하고 있어 유인항공영상보다 품질이 떨어지는 경우도 있다. 이에 본 연구에서는 드론 영상 품질 분석에서 MTF 분석의 필요성을 확인하기 위해 Siemens star를 이용하여 GSD와 MTF 분석을 동시에 실시하였다. 서로 다른 드론 기체와 센서로 동일한 해상도로 타겟을 촬영한 영상을 분석한 결과, GSD에서는 약간 상이한 결과를 나타내었지만, 영상의 해상도와 명암의 대비 정도를 동시에 분석할 수 있는 σ_MTF 수치는 큰 차이를 나타내었다. 이와 같은 결과로 MTF 분석이 보다 객관적이며 신뢰도 높은 품질분석 방법이라고 결론지을 수 있다. 아울러 작업자가 카메라 센서의 성능, 중복도 및 기체의 성능을 적절하게 판단하여 촬영을 실시하여야만 높은 품질의 드론 영상을 획득할 수 있음을 알 수 있었다. 하지만 본 연구는 제한된 기체와 촬영 조건하에서 취득된 영상으로만 분석을 수행한 결과이다. 따라서 향후 관련 분야의 다양한 실험 데이터를 축척하여 지속적인 연구를 수행하면 보다 객관적이고 신뢰성 있는 결과를 도출할 것으로 기대된다

• 한국측량학회지
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• 제37권4호
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• pp.267-277
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• 2019

사진측량과 컴퓨터비전 분야는 카메라에서 촬영된 영상에서 3차원 좌표를 결정하는 것은 동일하지만 두 분야는 카메라 렌즈왜곡 모델링 방법과 카메라 좌표계의 차이점으로 인하여 서로 간에 직접적인 호환이 어렵다. 일반적으로 드론 영상의 자료처리는 컴퓨터비전 기반의 소프트웨어를 이용하여 번들블록조정을 수행한 후 지도제작을 위해서 사진측량 기반의 소프트웨어로 도화를 수행하게 된다. 이때 카메라 렌즈왜곡의 모델을 사진측량에서 사용하는 수식으로 변환해야 하는 문제에 직면하게 된다. 이에 본 연구에서는 사진측량과 컴퓨터비전에서 사용되는 좌표계와 렌즈왜곡 모델식의 차이점에 대하여 기술하고 이를 변환하는 방법론을 제안하였다. 카메라 렌즈왜곡 모델의 변환식의 검증을 위해서 먼저 렌즈왜곡이 없는 가상의 좌표에 컴퓨터비전 기반의 렌즈왜곡 모델을 이용하여 렌즈왜곡을 부여하였다. 그리고 나서 렌즈왜곡이 부여된 사진좌표를 이용하여 사진측량 기반의 렌즈왜곡 모델을 이용하여 왜곡계수를 결정한 후 사진좌표에서 렌즈왜곡을 제거하여 원래의 왜곡이 없는 가상좌표와 비교하였다. 그 결과 평균제곱근거리가 0.5픽셀 이내로 양호한 것으로 나타났다. 또한 사진측량용 렌즈왜곡 계수를 적용하여 정밀도화 가능여부를 판단하기 위해서 에피폴라 영상을 생성하였다. 생성된 에피폴라 영상에서 y-시차의 평균제곱근오차가 계산한 결과 0.3픽셀 이내로 양호하게 나타났음을 알 수 있었다.

• 한국측량학회지
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• 제35권6호
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• pp.441-452
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• 2017

드론은 항공에서 영상을 신속하게 촬영할 수 있기 때문에 재난 피해조사에 활용도가 높아지고 있다. 재난 피해조사를 위해서 드론영상과 기존의 정사영상을 상호 등록하여 피해면적을 추출해야 되는데 이 과정에서 시.공간해상도가 다른 두 영상을 등록해야 하는 문제에 직면하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 드론영상과 기존의 정사영상에서 추출한 선형쌍과 연관행렬을 이용하여 초기 영상변환을 수행하고, 초기 영상변환 된 결과를 정제하기 위해 선형을 이용하여 영상을 최종 등록하는 새로운 방법론을 제안하였다. 제안한 방법론의 적용성을 평가하기 위해 인공지물이 있는 지역과 자연지역을 구분하여 실험을 수행하였다. 실험결과 인공지물과 자연지역에서 평균제곱근오차는 각각 1.29 픽셀과 4.12 픽셀로 나타났으며, 선형정보를 많이 추출할 수 있는 인공지물이 있는 지역에서 상대적으로 높은 정확도의 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권2호
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• pp.135-145
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• 2022

본 연구는 지방하천의 하류구간을 대상으로 위성항법시스템(GNSS)과 드론 RGB (D-RGB), 드론 LiDAR (D-LiDAR) 측량성과 비교를 통해 측량방법의 정확도와 수공 실무의 드론 실용화를 검증하고자 한다. 이를 위해 지상기준점(GCP)과 검사점(CP) 좌표 값 측량결과의 우수성을 확인하고 그 결과를 HEC-RAS 모형에 적용하여 수리특성을 분석하고자 한다. 본 연구는 소유역인 연구대상지역을 세 방법의 정확도 비교를 위해 6개 GCP와 3개 CP를 설치하고 측량오차의 정확도 평가를 수행함으로써 D-LiDAR 측량성과가 우수한 것을 확인하였다. 이들 방법에 의한 소하천 수로구간의 100년 빈도 계획 홍수량에서 평균 하상고의 D-RGB와 D-LiDAR 성과는 2.30 m, 1.80 m, 평균 홍수위 성과는 4.73 m, 4.25 m로 D-LiDAR 성과가 우수하였다. 따라서 소하천 수로구간의 지형공간정보 획득에 드론 장비를 이용한 측량기법으로 D-LiDAR 측량이 유용한 방법이며 효율적인 방안으로 추천한다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제26권6_3호
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• pp.1325-1332
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• 2023

Recently, much research is being conducted based on point cloud data for the growth of innovations such as construction automation in the transportation field and virtual national space. This data is often measured through remote control in terrain that is difficult for humans to access using devices such as UAVs and UGVs. Drones, one of the UAVs, are mainly used to acquire point cloud data, but photogrammetry using a vision camera, which takes a lot of time to create a point cloud map, is difficult to apply in construction sites where the terrain changes periodically and surveying is difficult. In this paper, we developed a point cloud mapping system by adopting non-repetitive scanning LiDAR and attempted to confirm improvements through field application. For accuracy analysis, a point cloud map was created through a 2 minute 40 second flight and about 30 seconds of software post-processing on a terrain measuring 144.5 × 138.8 m. As a result of comparing the actual measured distance for structures with an average of 4 m, an average error of 4.3 cm was recorded, confirming that the performance was within the error range applicable to the field.

• 한국측량학회지
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• 제36권6호
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• pp.589-599
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• 2018

토지피복도는 지금까지 주로 위성영상과 항공영상을 이용하여 제작되어 왔지만 이 두 영상은 공간적 해상도의 한계가 따르고 구름의 영향으로 원하는 시점에 원하는 지역의 영상을 취득하기에는 역부족이다. 또한, 소규모 지역에 대한 토지피복도를 제작하기에는 시간적 및 경제성 측면에서 비효율적이다. 이에 본 연구에서는 다중분광 카메라 기반의 드론을 사용하여 다중시기 영상을 취득하고 정사영상을 생성한 후 토지피복도를 제작하여 시계열 분석을 통해 활용성을 평가 하였다. 그 결과 RMSE (Root Mean Square Error)가 X, Y, H에서 각각 ${\pm}10mm$, ${\pm}11mm$, ${\pm}26mm$인 RGB 정사영상과 ${\pm}28mm$, ${\pm}27mm$, ${\pm}47mm$인 다중분광 정사영상을 생성할 수 있었다. 픽셀기반 및 객체기반 분류로 각각 제작된 토지피복도의 정확도를 분석한 결과 전체 정확도와 Kappa 계수에서 객체기반 분류가 시기별로 각각 7월 93.75%, 92.42%, 10월 92.50%, 91.20%, 2월 92.92%, 91.77%로 더 높게 나타났으며 시계열 분석 결과 특정 객체의 면적 변화량을 정량적으로 정확하게 파악할 수 있었다. 이를 통해 다중분광 카메라 기반의 드론을 활용한 효율적인 토지피복도 제작 가능성과 활용성을 확인하였다.