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KR20140062820A - 항공사진을 이용한 섬의 해안선 제작방법 - Google Patents

항공사진을 이용한 섬의 해안선 제작방법 Download PDF

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KR20140062820A
KR20140062820A KR1020120129654A KR20120129654A KR20140062820A KR 20140062820 A KR20140062820 A KR 20140062820A KR 1020120129654 A KR1020120129654 A KR 1020120129654A KR 20120129654 A KR20120129654 A KR 20120129654A KR 20140062820 A KR20140062820 A KR 20140062820A
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aerial
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박준용
정의영
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한국해양과학기술원
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Abstract

항공사진을 이용한 섬의 해안선 제작방법이 개시된다. 본 발명의 항공사진을 이용한 섬의 해안선 제작방법은, 섬의 해안선을 제작하기 위한 방법으로서, a) 해안선을 제작하고자 하는 섬의 사진을 항공 촬영하거나 기 촬영된 항공사진을 얻고, 상기 항공사진에서 섬의 돌출된 부분을 포함한 섬 주변에서 구별할 수 있는 사진 위치점들을 선택하는 단계; b) 상기 a) 단계에서 선택된 사진 위치점들에 해당하는 섬의 현장 위치점들에 대하여 지피에스를 이용하여 위치 데이터를 각각 얻는 단계; c) 컴퓨터를 이용하여 편위보정 작업을 수행하여 항공사진의 사진 위치점들에 상기 b) 단계에서 얻은 현장 위치점들에 대한 위치 데이터를 일치시켜 입력하는 단계; 및 d) 상기 c) 단계를 통하여 위치 데이터가 입력된 항공사진에서 각 위치점들의 위치 데이터를 디지타이징 수단을 이용하여 디지타이징하고, 디지타이징한 위치 데이터의 값을 x,y 좌표로 변환하여 해안선을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 정확한 형태와 위치를 모르는 섬에 대하여 비싼 비용과 노력을 들이지 않고도 항공사진과 현장에서의 몇 개의 위치점들에 대하여 지피에스로 획득한 위치 데이터를 이용하여 정확한 해안선을 생성할 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.

Description

항공사진을 이용한 섬의 해안선 제작방법{ISIAND COASTLINE MAPPING METHOD WITH AERIAL PHOTOGRAPH}
본 발명은 항공사진을 이용한 섬의 해안선 제작방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 위치와 형태가 정확하지 않은 섬의 해안선을 항공사진과 현장 위치 데이터를 이용하여 저비용으로 정확하게 제작할 수 있는 항공사진을 이용한 섬의 해안선 제작방법에 관한 것이다.
육지의 경우 다양한 방법의 측량을 통하여 해안선의 위치를 측정하여 지도를 제작한다. 그러나 사람이 살지 않는 무인도서(섬)의 경우 접근성이 어렵고 절벽에 가까운 지형으로 인하여 측량이 거의 불가능하다.
이러한 무인도서의 경우 과거에는 항공사진만을 이용하여 지도를 작성하였다.
그 결과, 도 1에 도시된 해도와 같이 섬의 해안선이나 윤곽이 불분명하였다.
최근에는 정밀 항공 레이저 측량을 통하여 이러한 지역에 대한 해안선을 측정할 수 있지만 무인도서의 경우 중요성이 사람이 살고 있는 지역에 비하여 떨어지고 비용의 문제로 인하여 조사가 이루어지지 않고 있는 실정이다.
그리고, 포털사이트에서 제공하고 있는 정밀 항공사진은 섬의 형태를 확인할 정도의 분해능을 가지고 있지만, 정확한 위치정보를 가지고 있지 않다.
항공사진을 이용한 지도 제작방법은 다양하게 제시되어 있다.
예를 들면, 대한민국등록특허 제10-0581235호(공고일 : 2006.05.22)에 개시된 ＧＰＳ 수신기와 레이저 계측기 장착 차량 및 항공 사진을 이용한 도로 주변 시설물 측량정보의 ＧＩＳ 수치지도업데이트 방법, 및 대한민국등록특허 제10-1079359호(공고일 : 2011.11.02) 항공 사진과 항공 레이저 측량 데이터를 이용한 수치지도 구축 시스템 등이다.
그러나, 이러한 선행기술들은 항공사진과 이미 제공된 수치지도를 이용하여 지도를 제작하는 기술들로, 무인도서와 같이 접근이 용이하지 않고, 위치 데이터가 존재하지 않은 장소(섬)의 해안선 지도를 제작하기 곤란한 기술들이었다.
대한민국등록특허 제10-0581235호(공고일 : 2006.05.22) 대한민국등록특허 제10-1079359호(공고일 : 201.11.02)
본 발명의 목적은, 정확한 형태와 위치를 알지 못하는 섬에 대하여 항공사진과 현장에서의 GPS 위치정보 등을 이용하여 저렴한 비용으로 정확한 해안선을 제작할 수 있는 수단을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 섬의 해안선을 제작하기 위한 방법으로서, a) 해안선을 제작하고자 하는 섬의 사진을 항공 촬영하거나 기 촬영된 항공사진을 얻고, 상기 항공사진에서 섬의 돌출된 부분을 포함한 섬 주변에서 구별할 수 있는 사진 위치점들을 선택하는 단계; b) 상기 a) 단계에서 선택된 사진 위치점들에 해당하는 섬의 현장 위치점들에 대하여 지피에스를 이용하여 위치 데이터를 각각 얻는 단계; c) 컴퓨터를 이용하여 편위보정 작업을 수행하여 항공사진의 사진 위치점들에 상기 b) 단계에서 얻은 현장 위치점들의 위치 데이터를 일치시켜 입력하는 단계; 및 d) 상기 c) 단계를 통하여 위치 데이터가 입력된 항공사진에서 각 위치점들의 위치 데이터를 디지타이징 수단을 이용하여 디지타이징하고, 디지타이징한 위치 데이터의 값을 x,y 좌표로 변환하여 해안선을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공사진을 이용한 섬의 해안선 제작방법에 의하여 달성된다.
상기 b) 단계는, 상기 지피에스가 장착된 선박이나 수상오토바이를 이용하여 섬의 현장 위치점들에 접근하여 위치 테이터를 측정하는 단계인 것을 특징으로 한다.
상기 b)단계는, 상기 지피에스가 장착된 소형선박, 보트 또는 수상오토바이로 섬의 주변을 이동하면서 상기 지피에스와 자세측정장치를 이용하여 섬의 외곽선을 측량하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 b)단계는, 상기 지피에스가 장착된 소형선박, 보트 또는 수상오토바이에 자세측정장치와 단빔 음향측심기 또는 다중빔 음향측심기를 장착하고, 상기 단빔 음향측심기 또는 다중빔 음향측심기를 이용하여 섬 주변의 수심을 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 정확한 형태와 위치를 모르는 섬에 대하여 비싼 비용과 노력을 들이지 않고도 항공사진과 현장에서 몇 개의 위치점들에 대하여 지피에스로 획득한 위치 데이터를 이용하여 정확한 해안선을 생성할 수 있는 효과를 제공할 수 있게 되고, 이로 인하여 측량이 제대로 이루어지지 않지만 영토로서의 중요한 의미를 가지는 무인도서(섬)에 대한 관리를 위한 기초자료로서 유용하게 활용될 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.
또한, 지피에스나 음향측심기 등을 이용하여 섬의 외곽선을 측량함으로써 섬의 형태를 보정하여 보다 정확한 해안선을 추출할 수 있고, 음향측심기를 이용하여 섬 주변의 수심을 측정할 할 경우에는, 해안선과 더불어 수심도를 작성할 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 종래기술에 의한 해도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 섬의 해안선 제작방법에 사용될 항공사진에 사진 위치점이 표시된 이미지이다.
도 3은 도 2에 도시된 섬의 주변 외곽선을 측량한 상태를 도시한 이미지이다.
도 4는 2에 도시된 항공사진에 위치 데이터가 결합된 상태를 도시한 이미지이다.
도 5는 본 발명에 따라 생성된 섬의 해안선과 기존 해도의 해안선을 비교한 이미지이다.
도 6은 본 발명에 따른 섬의 해안선 제작방법을 설명하기 위한 순서 블럭도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
첨부된 도면 중에서, 도 2는 본 발명에 따른 섬의 해안선 제작방법에 사용될 항공사진에 사진 위치점이 표시된 이미지이고, 도 3은 도 2에 도시된 섬의 주변 외곽선을 측량한 상태를 도시한 이미지이며, 도 4는 2에 도시된 항공사진에 위치 데이터가 결합된 상태를 도시한 이미지이다. 그리고, 도 5는 본 발명에 따라 생성된 섬의 해안선과 기존 해도의 해안선을 비교한 이미지이고, 도 6은 본 발명에 따른 섬의 해안선 제작방법을 설명하기 위한 순서 블럭도이다.
첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 항공사진을 이용한 섬의 해안선 제작방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 해당 섬의 해안선을 제작하기 위해서는, 해안선을 제작하고자 하는 섬의 사진을 항공 촬영하거나 기 촬영된 항공사진(10)을 취득한다. 그리고, 취득한 항공사진(10)에서 섬의 돌출된 부분을 포함한 섬 주변에서 구별할 수 있는 사진 위치점(12)들을 선택한다. 즉, 항공사진(10)을 토대로, 섬의 돌출된 부분, 들어간 부분, 간출여, 직선구간, 곡선구간 등 여러 곳을 사진 위치점(12)으로써 선택한다.
이어서, 전술한 과정으로 선택된 사진 위치점(12)들에 해당하는 섬의 현장 위치점(20)들에 대하여 지피에스(GPS)를 이용하여 위치 데이터를 각각 얻는다. 이를 위해서, 지피에스가 장착된 선박이나 수상오토바이 또는 소형 보트를 이용하여 섬의 현장 위치점(20)들에 접근한다. 그리고, 해당 현장 위치점(20)들의 위치 테이터를 지피에스로 측정한다.
이때, 선박이나 수상오토바이 또는 소형 보트에 단빔 음향측심기 또는 다중빔 음향측심기를 설치하고, 자세측정장치로서 자이로스코프와 가속도계를 설치한다. 이는, 소형 보트 등으로 섬의 주변을 운행하면서 현장 위치점(20)들의 위치 데이터를 측정함은 물론, 섬의 외곽선 측량을 위한 것이다.
이와 같이 현장 위치점(20)들에 대한 위치 데이터를 지피에스가 탑재된 선박이나 수상오토바이 또는 소형 보트로 측정하는 것은, 수심이 낮은 현장 위치점(20)에 접근이 용이하기 때문이다.
이러한 과정으로 소형 보트 등에 장착된 지피에스로는 현장 위치점(20)들의 X,Y 좌표값을 측정하는 것이다.
한편, 선박이나 수상오토바이 또는 소형 보트에 지피에스와 함께 단빔 음향측심기 또는 다중빔 음향측심기를 설치하여, 현장 위치점(20)에 대한 수심도 동시에 측정할 수도 있다. 이러한 수심에 대한 데이터는 해당 위치점의 수심 데이터 또는 섬 주변의 수심도를 작성할 수 있는 데이터로 사용할 수 있다. 따라서 보다 정확한 해안선을 생성할 수 있게 된다. 즉, 지피에스가 탑재된 선박이나 수상오토바이 또는 소형 보트에 단빔 음향측심기 또는 다중빔 음향측심기를 설치하게 되면, 현장 위치점(20)의 위치 데이터에 해당하는 수심 데이터를 같이 얻을 수 있게 되는 것이다. 또한, 현장 위치점(20)과는 별도로 섬의 주변 수심을 측정하여 전술한 수심도를 제작하는데 사용할 수 있다.
이어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 지피에스와 음향측심기의 롤(ROLL), 피치(PITCH), 헤딩(HEADING) 값을 측정하는 자세측정장치가 설치된 소형 선박이나 수상오토바이 또는 소형 보트 등으로 섬의 주변을 운행하면서 섬의 외곽선(30) 측량한다.
이때, 섬의 외곽선(30)을 측정하는 방법은 다양하게 있을 수 있다. 예를 들면, 지피에스와 자이로스코프와 가속도계를 장착한 소형 보트의 이동궤적을 생성하고 이를 섬의 외곽선(30)으로 측량할 수 있다.
그러나, 본 실시예에서는, 보다 정확한 외곽선(30) 측량을 위해서 음향측심기를 이용한 방법을 적용하기로 한다.
즉, 소형 선박이나 수상오토바이 또는 소형 보트를 이용하면 섬의 외곽선(30)에 수 미터(m) 이내로 접근이 가능하다. 특히, 수직으로 된 절벽으로 이루어진 섬의 경우 1 ~ 2m 이내의 접근이 가능하므로 섬의 외곽선(30)에 대한 위치정보를 정확하게 측정할 수 있다. 또한, 다중빔 음향측심기를 이용하여 섬의 주변을 운행하면서 수심을 측정할 경우 다중빔 음향측심기의 특성상 좌우 70°까지 수심 측정이 가능하며, 다중빔 음향측심기의 센서를 섬쪽으로 기울여서 장착하여 조사를 할 경우에는 해수면과 섬이 맞닿는 부분(섬의 해안선)까지의 수심과 위치정보를 획득할 수가 있고, 이 정보를 섬의 외곽선(30)으로 활용할 수 있는 것이다. 이러한 조사를 수행하면 몇 개의 현장 위치점을 측정하는 것보다 해안선 추출의 정확도를 높일 수 있다.
이와 같은 섬의 외곽선(30) 측량은 현장 위치점(20)들에 의해 해안선이 형성될 경우에, 섬의 형태가 뒤틀릴 수 있다. 즉 섬의 형태가 부정확하게 될 수 있기 때문에, 섬의 외곽선(30)을 측량하여 이 외곽선으로 섬의 형태를 보정하기 위한 것이다.
이어서, 컴퓨터를 이용하여 편위보정 작업을 수행하여 항공사진(10)의 사진 위치점(12)들에 전술한 과정으로 얻어진 현장 위치점(20)들에 대한 위치 데이터를 일치시켜 입력한다.
다시 설명하면, 왜곡되어 있는 항공사진(10)을 보정하고 현장 위치점(20)들의 위치 데이터를 삽입하기 위하여 사진 위치점(12)들에 위치 데이터를 일치시키는 편위보정(geo-rectification)을 원격탐사용 프로그램, 예를 들면, Global mapper, ArcView 등과 같은 프로그램 등을 이용하여 수행하는 것이다.
이 과정으로 항공사진(10)과 섬의 현장 위치점(20)들에 대한 위치 데이터가 결합되는 것이다.
이때, 전술한 과정으로 얻어진 섬 주변의 외곽선(30) 값을 이용하여 섬의 형태를 보정한다.
즉, 몇 개의 현장 위치점(20)으로도 항공사진을 이용한 섬의 해안선 추출을 수행할 수는 있지만, 편위보정의 정확도를 높이기 위해서는 섬의 외곽선(30)을 이용한 보정을 수행하는 것이 바람직하다. 이는 현장 위치점(20)이 섬 주변에 골고루 배치되어 있지 않거나 현장 위치점(20)의 수가 적으면 편위보정 과정에서 사진이 실제 지형과는 다르게 보정될 수 있기 때문이다.
이때, 전술한 과정으로 측정된 섬의 외곽선(30)은 두 가지의 기능을 할 수 있는데, 첫 번째로 현장 위치점(20)으로 편위수정된 항공사진의 신뢰성을 검증할 수 있고, 보정된 항공사진에서 육지로 보이는 부분에 소형 보트의 항적이 표시되었다면 실제 섬의 형태로 보정이 되지 않았다는 것을 의미한다. 두 번째로 외곽선(30) 측정에서 얻어진 나온 수심 자료와 외곽선(30)의 자료를 현장 위치점(20)과 마찬가지로 항공사진의 편위보정에서 위치 데이터로 삽입하는 것이다. 특히, 다중빔 음향측심기로 측정하는 경우에는 실제 해안선에 가까운 위치값을 추출할 수 있으므로 더 정확한 해안선 추출이 가능하게 되는 것이다.
이 과정으로 항공사진(10)과 섬의 현장 위치점(20)과 외곽선(30)들에 대한 위치 데이터가 결합되는 것이다.
이어서, 전술한 과정을 통하여 위치 데이터가 입력된 항공사진(10)에서 각 위치점들의 위치 데이터를 디지타이징 수단을 이용하여 디지타이징 한다. 이러한 디지타이징을 위한 프로그램으로는 캐드(AUTO CAD) 또는 원격탐사용 프로그램 등이 사용될 수 있다.
이러한 과정은, 디지타이저나 프로그램을 이용하여 평면상의 위치점들을 X,Y 좌표치(Coordinates)로 표시할 수 있도록 계수로 환원하는 과정이다.
이와 같은 과정으로 디지타이징한 위치 데이터의 값을 X,Y 좌표로 변환하여 해안선을 생성한다.
이상에서와 같이 항공사진(10)을 이용한 섬의 해안선 제작함으로써 섬의 정확한 해안선을 제작할 수 있다.
이는 실제 섬의 현지에서 지피에스를 이용하여 현장 위치점(20)들의 위치 데이터를 측정하고, 섬의 주변 외곽선을 측량하여 부정확한 항공사진(10)에 결합함으로써 가능하게 되는 것이다.
즉, 지피에스는 수 미터(m)의 정확도를 가지고 있기 때문에, 이러한 지피에스를 이용하여 섬의 현장 위치점(20)들의 위치 데이터를 측정하고, 이러한 위치 데이터를 토대로 왜곡되어 있는 항공사진(10)을 보정하며, 항공사진(10)에 위치 데이터와 섬의 외곽선(30) 데이터를 결합한 후, 위치 데이터와 외곽선(30) 데이터가 결합된 항공사진(10)를 디지타이징하여 정확한 해안선을 제작할 수 있는 것이다.
그 결과, 도 5에 도시된 바와 같이 기존의 해도에 표시된 해안선과 본 발명에 따른 해안선 제작방법에 의해 생성된 해안선은 차이를 보이는 것이다. 즉, 본 발명에 따른 해안선 제작방법에 의해 제작된 해안선이 기존의 해도에 표시된 해안선에 비하여 정확한 것이다. 이는 지피에스를 이용하여 섬의 현장 위치점들을 직접 측정한 위치 데이터와 섬의 외곽선 데이터를 기준으로 해안선을 생성하기 때문이다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10 : 항공사진 12 : 사진 위치점
20 : 현장 위치점 30 : 외곽선

Claims (4)

  1. 섬의 해안선을 제작하기 위한 방법으로서,
    a) 해안선을 제작하고자 하는 섬의 사진을 항공 촬영하거나 기 촬영된 항공사진을 얻고, 상기 항공사진에서 섬의 돌출된 부분을 포함한 섬 주변에서 구별할 수 있는 사진 위치점들을 선택하는 단계;
    b) 상기 a) 단계에서 선택된 사진 위치점들에 해당하는 섬의 현장 위치점들에 대하여 지피에스를 이용하여 위치 데이터를 각각 얻는 단계;
    c) 컴퓨터를 이용하여 편위보정 작업을 수행하여 항공사진의 사진 위치점들에 상기 b) 단계에서 얻은 현장 위치점들에 대한 위치 데이터를 일치시켜 입력하는 단계; 및
    d) 상기 c) 단계를 통하여 위치 데이터가 입력된 항공사진에서 각 위치점들의 위치 데이터를 디지타이징 수단을 이용하여 디지타이징하고, 디지타이징한 위치 데이터의 값을 x,y 좌표로 변환하여 해안선을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    항공사진을 이용한 섬의 해안선 제작방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 b) 단계는,
    상기 지피에스가 장착된 소형선박, 보트 또는 수상오토바이를 이용하여 섬의 현장 위치점들에 접근하여 위치 테이터를 측정하는 단계인 것을 특징으로 하는,
    항공사진을 이용한 섬의 해안선 제작방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 b)단계는,
    상기 지피에스가 장착된 소형선박, 보트 또는 수상오토바이로 섬의 주변을 이동하면서 상기 지피에스를 이용하여 섬의 외곽선을 측량하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    항공사진을 이용한 섬의 해안선 제작방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 b)단계는,
    상기 지피에스가 장착된 소형선박, 보트 또는 수상오토바이에 자세측정장치와 음향측심기를 장착하고, 상기 음향측심기를 이용하여 섬 주변의 수심을 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    항공사진을 이용한 섬의 해안선 제작방법.
KR1020120129654A 2012-11-15 2012-11-15 항공사진을 이용한 섬의 해안선 제작방법 KR20140062820A (ko)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101877173B1 (ko) * 2017-05-04 2018-07-10 경북대학교 산학협력단 위성영상을 이용한 해안선 검출 시스템 및 방법
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