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IKONOS 컬러 입체영상을 이용한 대규모 도심지역의 3차원 건물복원
이석군(Lee Suk Kun),박정환(Park Chung Hwan) 대한토목학회 2006 대한토목학회논문집 D Vol.26 No.3D
본 논문에서는 고해상도 컬러 입체영상을 활용하여 도심지역의 3차원 건물정보를 효율적으로 복원하기 위한 일련의 처리방법을 제안하고자 한다. 본 연구에서 제안된 방법은 BDT 기법을 활용한 건물 추출, Hausdorff 거리와 컬러인덱싱 기법을 활용한 영상정합, 마지막으로 사진측량기법을 활용한 건물복원 등의 3단계의 처리과정을 포함하고 있다. 제안된 알고리즘의 실험은 고해상도 위성영상의 대표격인 IKONOS 컬러 입체영상을 대상으로 수행되었으며, 실험을 통해 건물추출에 있어서 영상의 배경부분과 건물부분의 밝기값의 분산을 증가시키는 BDT 기법이 건물추출에 우수함을 확인할 수 있었다. 또한, 2가지 건물인식기법을 활용한 영상정합 과정에 있어서도 컬러정보와 경계정보를 모두 사용할 경우 대부분의 추출건물들을 자동인식하고 이를 초기위치로 원활한 영상정합이 수행될 수 있음을 확인하였다. 최종적으로 실험지역에 대한 3차원 건물정보는 전방 다항식비례모형을 통해 획득되었으며 기준자료와의 비교를 통해 정확도 분석을 수행하였다. This paper presented an effective strategy to extract the buildings and to reconstruct 3-D buildings using high-resolution multispectral stereo satellite images. Proposed scheme contained three major steps: building enhancement and segmentation using both BDT (Background Discriminant Transformation) and ISODATA algorithm, conjugate building identification using the object matching with Hausdorff distance and color indexing, and 3-D building reconstruction using photogrammetric techniques. IKONOS multispectral stereo images were used to evaluate the scheme. As a result, the BDT technique was verified as an effective tool for enhancing building areas since BDT suppressed the dominance of background to enhance the building as a non-background. In building recognition, color information itself was not enough to identify the conjugate building pairs since most buildings are composed of similar materials such as concrete. When both Hausdorff distance for edge information and color indexing for color information were combined, most segmented buildings in the stereo images were correctly identified. Finally, 3-D building models were successfully generated using the space intersection by the forward RFM (Rational Function Model).
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토지정보체계에서 지형 및 지적 정보의 공동 활용에 관한 연구
이석군(Lee Suk Kun),김갑진(Kim Gab Jin) 대한토목학회 2006 대한토목학회논문집 D Vol.26 No.3D
컴퓨팅 기술의 발전을 배경으로 유비쿼터스라는 새로운 패러다임에 따라 IT 기술과 밀접한 관계를 맺고 있는 GIS 분야가 유비쿼터스 환경의 주요기술인 위치추적기술을 중심으로 그 연구의 중요성이 증대되고 있다. 본 연구에서는 지적도와 지형도를 일치시킴으로써 지적도를 기본도로 사용하는 토지정보체계와 지형도를 기본도로 사용하는 지리정보체계, 도시정보체계, 시설물 관리체계 등이 통합자료모형을 가질 수 있는 가능성을 제시하였으며, 이를 위해 지적도를 지형도에 일치시키는 방법을 구현하여 공공부분의 GIS 구축시 자료의 공동 활용을 위한 표준화 방안을 제시하였다. 본 연구를 통하여, 자료의 일관성을 유지하고 자료의 공유를 통한 도로 및 지하매설물 관리 시스템과의 공동 운영 등 타정보화사업과 연계를 이루기 위한 테이터의 공동활용의 예를 제시할 수 있었다. 또한, 본 연구에서 수행한 지형 및 지적 정보의 공동 활용을 통해 공간적 정보통합 환경인 유비쿼터스 환경을 구축하기 위한 기반을 마련할 수 있었다. With the new paradigm of ubiquitous in the developed computing technology, it is urgently necessary to research GIS fields centering around positioning techniques. The intention of this study is to propose implementation methods for integrating topographic and cadastral data. For this purpose an integrated data model is formed to coincide the graphic data of cadastral map with that of topographic map. As a result, the integrated data model could be built by harmonizing cadastral map with topographic map. We suggest data model for connecting with other information systems in the conditions of data uniformity and implementation. This data implementation models suggested in this research can provide a good reference for the future implementation of other systems. This results will be efficiently used as basis for practical use in ubiquitous environments of spatial informations.
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이석군(Lee Suk Kun) 대한토목학회 2008 대한토목학회논문집 D Vol.28 No.6D
3차원 공간데이터에 대한 요구가 증가하면서 지형뿐만 아니라 건물에 대한 모형화는 아주 중요한 부분을 차지하고 있다. 본 연구에서는 라이다자료만을 이용하여 계산량과 사용자의 개입을 최소화한 건물의 경계를 추출하는 방법론을 제시하였다. 그 특징은 점기반처리와 영상기반처리의 장점을 융합하여 1차 건물의 경계를 개략적으로 검색한 후 다시 원 라이다 자료를 분석하여 제약조건이 부가된 불규칙삼각망을 형성하여 건물의 경계를 정하였다. 그 후 건물의 면적과 한 변의 길이 등을 고려하여 건물의 형상을 갖도록 처리하였다. 제안한 방법론은 실제 라이다자료를 이용하여 검증하였으며 수치지도와 비교를 통해서 효용성을 입증하였다. Due to the increasing need for 3D spatial data, modeling of topography and artificial structures plays an important role in three-dimensional Urban Analysis. This study suggests a methodology for solving the problem of calculation for the extraction of building boundary, minimizing the user's intervention, and automatically extracting building boundary, using the LIDAR data. The methodology suggested in this study is characterized by combining the merits of the point-based process and the image-based process. The procedures for extracting building boundary are three steps: 1) LIDAR point data are interpolated to extract approximately building region. 2) LIDAR point data are triangulated in each individual building area. 3) Extracted boundary of each building is then simplified in consideration of its area, minimum length of building. The performance of the developed methodology is evaluated using real LIDAR data. Through the experiment, the extracted building boundaries are compared with digital map.
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김기홍(Kim Gi Hong),이석군(Lee Suk Kun),송영선(Song Yeong Sun) 대한공간정보학회 2006 대한공간정보학회지 Vol.14 No.1
각종 자연재해에 따른 광역 피해에 대한 정보를 수집하는 데에는 일반적으로 위성영상이 이용되고 있으며, 좀 더 국지적인 피해를 조사할 경우에는 항공사진이나 저고도 무인비행기가 이용되고 있다. 그러나 공공 시설물 피해와 같이 더욱 세부적인 피해를 조사하는 데에는 이러한 방법이 적절치 않으며, 현지측량작업이 행하여져 왔다. 본 논문에서는 사진측량 기법을 이용하여 공공시설물 피해를 좀 더 빠르고 정확하게 조사할 수 있는 방법을 모색하였다. 두 개의 디지털 카메라를 프레임에 고정시켜 촬영시스템을 제작하였으며, 실제 피해 지역에서 이 시스템을 이용하여 피해 현장을 촬영한 후 피해정보를 추출하였다. 이렇게 산출된 피해정보와 토탈스테이션을 이용한 실측결과를 비교하여 제작된 시스템의 활용성을 확인 하였다. Satellite imagery is generally used for investigating the damage from natural disaster for wide area and remotely piloted vehicle or aerial photos are used for the local damage. But for more detailed information such as damages of public facilities, these methods are inadequate and so in this case field surveying has been carried out. We tried to estimate the damage of public facilities faster and more accurately using photogrammetric method. We developed a digital stereo camera system by fixing two digital cameras on a frame, and with this system the photos of actually damaged areas were collected. The damages were estimated from these stereo photos. Then the estimated data was compared with field surveying data in order to verify our system.
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김의명(Kim Eui Myoung),이석군(Lee Suk Kun) 대한토목학회 2006 대한토목학회논문집 D Vol.26 No.6D
고해상도 위성의 센서모형화는 도면화와 지형공간정보(Geo-spatial Information System)의 응용을 위해서는 필수적인 단계이다. 영상과 대상물과의 기하학적인 관계를 규정하는 센서모형은 크게 엄밀(rigorous)센서모형화와 간략(approximate)센서모형화의 두 가지로 나눌 수 있다. 엄밀센서모형화는 위성의 실제적인 촬영기하를 고려한 것으로 센서의 내외부적인 특성을 알고 있어야 하는 반면에 간략센서모형화 방법은 영상취득기하의 종합적인 이해나 센서의 내외부적인 특성정보를 필요로 하지 않기 때문에 사진측량 커뮤니티에서 많은 관심이 증대되고 있다. 본 연구에서는 고해상도 위성영상의 3차원 위치결정에 이용되고 있는 엄밀센서모형과 다양한 간략센서모형에 대해 비교연구를 수행하였으며 위성영상의 이용목적에 따른 적합한 모형화 방법을 제안하였다. IKONOS 위성영상을 이용한 사례연구를 통하여 엄밀센서모형과 간략센서모형에 대한 비교연구를 수행하였으며, 수집 가능한 지상기준점에 따른 위치정확도를 평가하였다. 간략센서모형화 방법 중에서 편의보정된 다항식비례모형(bias compensated RFM)이 가장 우수하였으며 개량평행투영모형(modified parallel projection)과 평행-중심투영모형 (parallel-perspective model)은 적은 수의 기준점을 이용하여 센서모형화가 가능하였다. 또한 간략센서모형화 방법 중 부등각 사상변환(affine transformation)은 고해상도 위성의 수평위치결정과 영상간의 등록에 활용가능하다. Sensor modeling of high-resolution satellites is a prerequisite procedure for mapping and GIS applications. Sensor models, describing the geometric relationship between scene and object, are divided into two main categories, which are rigorous and approximate sensor models. A rigorous model is based on the actual geometry of the image formation process, involving internal and external characteristics of the implemented sensor. However, approximate models require neither a comprehensive understanding of imaging geometry nor the internal and external characteristics of the imaging sensor, which has gathered a great interest within photogrammetric communities. This paper described a comparison between rigorous and various approximate sensor models that have been used to determine three-dimensional positions, and proposed the appropriate sensor model in terms of the satellite imagery usage. Through the case study of using IKONOS satellite scenes, rigorous and approximate sensor models have been compared and evaluated for the positional accuracy in terms of acquirable number of ground controls. Bias compensated RFM(Rational Function Model) turned out to be the best among compared approximate sensor models, both modified parallel projection and parallel-perspective model were able to be modelled with a small number of controls. Also affine transformation, one of the approximate sensor models, can be used to determine the planimetric position of high-resolution satellites and perform image registration between scenes.
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