건축/환경에너지

Nikkei Construction_2019.10.14 기술 (p25)

드론을 사용한 항공 사진 측량의 정밀도 향상
고정밀도 3차원 점군 데이터로 변환하는 방법 개발

북두측량설계사(후쿠시마현)와 일본측량협회는 드론을 사용한 항공 사진 촬영에서 지형의 경사가 급변하는 부분을 고정밀도 3차원 점군 데이터로 변환하는 방법을 공동 개발했다. 기존에는 식생 밑부분의 지형을 측량하는데 레이저기기를 이용하는 것이 일반적이었지만 일정 조건 하에서라면 사진 측량이 가능하다는 것을 확인했다.

새로운 방법은 드론을 비행시키기 전에 간단한 표식을 경사 급변 부분에 두거나 현지 답사를 통해 계측하는 방법을 사진 측량과 조합한다.

드론을 사용한 항공 사진 측량은 많은 부분이 자동화되고 있다. 측량 범위 등을 지정하면 전용 소프트웨어가 만들어낸 경로를 따라서 드론이 일정 고도로 비행하면서 촬영. 연속되는 2장의 사진의 80% 정도가 일치하도록 속도를 조정한다. 그 후에 다소 일치하지 않는 2장의 사진의 공통점을 수학적으로 산출하는 방법으로 3차원 점군 데이터를 자동 작성한다. 대량의 사진을 몇 시간에 처리할 수 있다.

반면에 기복이나 식생이 있는 지형에서는 측량 정밀도가 눈에 띄게 저하될 우려가 있었다. 가장 심한 사례는 경사가 급변하는 지형이다. 이 급변 부분이 공통점으로서 인식되지 않아 경사의 변화점 좌표가 쉽게 누락된다. 윤곽이 흐려 지형을 정확하게 3차원화할 수 없었다.

그래서 미리 급변 부분의 가장자리를 따라 대공표식이라는 표식을 설치한다. 소프트웨어가 점군을 작성할 때 사진 상의 대공표식을 연결해 변화점을 인식할 수 있도록 했다. 표식으로만 사용하기 때문에 좌표 계측은 필요 없다. 드론에 탑재하는 카메라 렌즈와 센서의 조합을 조정해 계측 정밀도도 높였다.

또한 현지 답사로 풀의 높이나 생육 범위 등을 계측하면 드론에 의한 측량 성과를 보정해 식생 밑의 지형을 점군 데이터화할 수 있다는 것도 확인했다. 지금까지는 고가의 레이저 계측기를 탑재한 드론 등을 이용할 필요가 있었다.

그 외에도 점군 데이터의 노이즈 제거 방법이나 드론의 고도∙경로를 조정해 밀집도가 낮은 나무들 사이에 숨은 지형을 측정하는 방법 등을 검토했다.

국토교통성이 드론에 의한 항공 사진 측량을 이용한 완성도관리요령을 작성한 결과, 완성도의 계측이나 개산 토량의 산출 등으로 사진 측량이 다용되기 시작했다. 한편 밀리미터 단위의 측량 정밀도가 요구되는 케이스에서는 드론을 이용한 항공 사진 측량의 정밀도가 충분치 못해 이용이 불편했다.

 -- 끝 --