표제지
목차
기호 10
국문초록 11
제1장 서론 13
1.1. 연구목적 13
1.2. 연구동향 16
1.2.1. 국내 연구 동향 16
1.2.2. 해외 연구 동향 19
1.3. 연구내용 23
제2장 무인항공사진측량 기본이론 26
2.1. 자동영상정합 28
2.1.1. 영상정합 28
2.1.2. SIFT방법에 의한 특징점 추출 29
2.1.3. 자동영상정합 41
2.2. 공선조건 43
2.2.1. 외부표정요소의 결정 49
2.2.2. 지상점의 3차원좌표 결정 50
2.3. DEM 생성 51
2.3.1. SfM(Structure from Motion) 기술 51
2.3.2. SfM 과정 52
2.4. 정사영상 제작 56
2.5. DTM 생성 60
제3장 무인항공 사진촬영 및 영상처리 61
3.1. 사용한 무인항공기 61
3.1.1. 고정익 UAV 61
3.1.2. 회전익 UAV 72
3.2. 카메라 검정 74
3.3. 지상기준점 측량 76
3.4. 영상처리 77
3.5. 지형별 수치지도 제작 84
3.6. 다양한 분야의 공간정보구축을 위한 정사영상 제작 실험 101
제4장 정확도 평가 117
4.1. 고정익 UAV에 의한 정사영상 성과와 지상측량 성과 117
4.2. 회전익 UAV에 의한 정사영상 성과와 지상측량 성과 121
제5장 결론 124
참고문헌 126
ABSTRACT 135
부록 : A.1. 정사영상 성과와 지상측량 성과 비교표(제주도 어음리 초지) 138
표 1-1. 연구범위 및 내용 24
표 2-1. 항공사진측량과 무인항공사진측량의 장비 비교 26
표 2-2. SIFT 특징점 추출 단계 30
표 3-1. 비행고도에 따른 촬영면적 및 GSD 66
표 3-2. 수치지도의 축척에 따라 요구되는 GSD 66
표 3-3. 고정익 UAV와 회전익 UAV의 특성 비교 73
표 4-1. 무인항공사진측량 성과와 지상측량 성과의 비교 120
표 4-2. 회전익 UAV 측량 성과와 지상측량 성과의 표고값 비교 123
그림 1-1. 측량기술의 분류에 따른 무인항공사진측량의 정확도 14
그림 1-2. 연구 흐름도 25
그림 2-1. 무인항공사진측량에 의한 정사영상 제작 순서 28
그림 2-2. 블러링에 의한 스케일 공간의 예 31
그림 2-3. 영상 피라미드의 구조 31
그림 2-4. SIFT의 DoG 계산 34
그림 2-5. 특징점 판단 35
그림 2-6. 최종 특징점 결정 과정 36
그림 2-7. 특징점의 방위 검출 37
그림 2-8. 특징점의 descriptor 생성 38
그림 2-9. SIFT 특징점 프레임과 descriptor 추출 39
그림 2-10. 특징점 정합을 통한 영상정합 41
그림 2-11. 자동 영상정합 흐름도 42
그림 2-12. 공선조건 43
그림 2-13. 대상물 공간좌표계와 평행하게 회전도니 사진좌표계 44
그림 2-14. 다수의 중복사진을 이용하여 특징점 추출 및 3D 자료를... 52
그림 2-15. SfM흐름도 52
그림 2-16. 입력 영상, 카메라 위치 추정 및 3D 구조화 53
그림 2-17. Bundler에 의해 생성된 초기 포인트 클라우드 54
그림 2-18. CMVS와 PMVS2에 의해 생성된 고밀도 포인트 클라우드 55
그림 2-19. DEM을 이용한 정사영상 제작 원리 56
그림 2-20. 수치편위수정의 원리 57
그림 2-21. 최근린 보간법 58
그림 2-22. 공일차 보간법 59
그림 2-23. 공삼차 보간법 59
그림 2-24. 단계적 DTM 보간 60
그림 3-1. 무인항공사진측량의 핵심적 단계 61
그림 3-2. 무인비행체의 자세 각 62
그림 3-3. 자동조종장치(autopilot) 63
그림 3-4. SmartOne 기체와 조종 시스템 64
그림 3-5. 카메라의 화각과 비행고도 65
그림 3-6. 기체 조립 광경 68
그림 3-7. 비행계획 수립 화면 69
그림 3-8. 이륙 및 착륙 장면 70
그림 3-9. 지상관제시스템 화면 71
그림 3-10. Aerial Mapper에 의한 간이 모자이크 71
그림 3-11. 회전익 UAV, SurvCopter 72
그림 3-12. 컴퓨터 화면에서 촬영한 카메라 검정 시트 74
그림 3-13. 카메라 검정 결과 75
그림 3-14. Aerial Mapper 소프트웨어에 의한 신속 모자이크 영상 76
그림 3-15. 대공표지 77
그림 3-16. 영상처리 흐름도 79
그림 3-17. 남사면 일부 지역의 수치지도 작성 예 83
그림 3-18. 기존 수치지도와의 비교 84
그림 3-19. 도심지에서의 지상기준점 측량 85
그림 3-20. 경산시 초기 포인트 클라우드 86
그림 3-21. 경산시 고밀도 포인트 클라우드 86
그림 3-22. 무인항공사진측량에 의한 경산시 정사영상 87
그림 3-23. True 정사영상 88
그림 3-24. 정사영상을 이용하여 도화한 도심지의 수치지도 88
그림 3-25. 기존 수치지도 89
그림 3-26. 1:1,000축척의 수치지도와 중첩한 결과... 89
그림 3-27. 영양지역 산악지형 일부에 대한 정사영상 91
그림 3-28. 영양지역 산악지형 일부에 대한 3D 모델링 91
그림 3-29. 평지에서의 지상기준점 측량 92
그림 3-30. 10㎢ 면적의 산악지에 대한 정사영상 제작 결과 93
그림 3-31. 산악지에 대한 1:1,000 축척의 수치지도 제작 결과 94
그림 3-32. 산악지에 대한 1:1,000 축척의 수치지도 부분 확대 (1) 95
그림 3-33. 산악지에 대한 1:1,000 축척의 수치지도 부분 확대 (2) 95
그림 3-34. 밀집시가지 이·착륙 장소(a) 및 이륙 장면(b) 97
그림 3-35. 밀집 시가지에서의 지상기준점 측량 98
그림 3-36. 밀집 시가지(판교 테크노밸리 지역) 정사영상 99
그림 3-37. 밀집 시가지의 대표적 건물에 대한 확대 정사영상 100
그림 3-38. 밀집시가지 정사영상과 수치지도의 중첩 100
그림 3-39. 하천지역의 지상기준점 측량 102
그림 3-40. 무인항공사진측량에 의한 하천의 정사영상 103
그림 3-41. 고밀도 포인트 클라우드에서 식별되는 대공표지 105
그림 3-42. 고정익 UAV를 이용한 부산 준설토 투기장의 정사영상 106
그림 3-43. 정사영상에 나타난 트랙터 궤도 자국 107
그림 3-44. DEM을 이용하여 작성한 트랙터 궤도자국의 횡단면도 107
그림 3-45. 인천 아시아경기대회 경기장 정사영상 일부의 확대영상 108
그림 3-46. 인천 아시아경기대회 경기장의 정사영상 109
그림 3-47. 소이작도 해안선에 대한 정사영상 110
그림 3-48. 갯벌지형의 DEM 확대 영상 111
그림 3-49. 갯벌지형의 DEM과 정사영상의 중첩 화면 111
그림 3-50. 남한산성 제1옹성의 정사영상 113
그림 3-51. 무인항공사진측량에 의한 성곽의 수직 정사영상 114
그림 3-52. 근접 지상사진측량에 의한 성곽의 수평정사영상 114
그림 3-53. CAD 방법으로 제작한 성곽의 1:100축척의 도면 일부 114
그림 4-1. 신규 제작한 정사영상과 기존 수치지도의 중첩 117
그림 4-2. 경산시 정사영상의 검사점 위치도 119
그림 4-3. 검사점 측량 광경 119
그림 4-4. 어음리 초지에 대한 지상기준점 측량 121
그림 4-5. 회전익 UAV에 의한 제주도 어음리 초지의 정사영상 122