바다 밑 해저에서는 어떻게 측량하나요?

권광석(Kwang-Seok Kwon) 대한토목학회 2013 대한토목학회지 Vol.61 No.7

평면모델 기반 수중 비디오 모자익 제작에 관한 연구 방안

권광석(Kwang-Seok Kwon),우희숙(Hee-Sook Woo),강진아(Jin-A Kang) 한국마린엔지니어링학회 2009 한국마린엔지니어링학회 학술대회 논문집 Vol.2009 No.-

In this paper, it was outlined a methodology to reconstruct three dimensional planes from underwater-video frames with positions, attitudes and altitudes of an underwater camera at same times. To reconstruct target planes, there are some assumptions that camera is aligned to the flat seafloor and imageries are obtained with slant view to the bottom. In these conditions, digital photogrammetry and GPU(Graphic Processing Unit) based parallel processing methodology help us to get more quickly underwater-video mosaic imagery with reconstruction of three dimensional surface. This proposed method let us to get position, distance and area in video frames with flat surface model based reconstructions. It is expected that more quantitative and transcendental informations in underwater will be provided by combining digital photogrammetry with recent IT technologies.

Exif 태그 및 자료 동기화를 이용한 대용량 모바일 매핑 자료 관리체계 연구

우희숙,권광석,안기석,Woo, Hee-Sook,Kwon, Kwang-Seok,Ahn, Ki-Seok 한국공간정보학회 2009 한국공간정보학회지 Vol.17 No.1

CCD 카메라, GPS 및 IMU 등을 갖춘 모바일매핑시스템은 도로를 따라서 도로 영상 뿐 만 아니라 동시에 주변 시설물에 대한 많은 정보를 취득할 수 있다. 그러나 취득된 다수의 파일은 후처리 작업이 많을 경우 자료의 누락 또는 변질이 발생할 가능성이 매우 높다. 또한 다양한 조사지역에 대해서 여러 조사팀에 의해 자료가 생산되기 때문에 자료들이 상충하거나 품질이 차이가 날 수 있다. 본 연구에서는 보다 체계적인 모바일 매핑 자료 관리를 위해 영상 태그 규격인 Exif를 이용하여 정밀한 GPS 시간과 필수 정보를 내재화하여 조사자료 관리 체계를 위한 일관된 관리식별코드로 활용한다. 또한 대용량 영상파일과 관련 정보를 합리적이고 체계적으로 관리될 수 있도록 자료 동기화 기술을 이용한다. Mobile mapping systems with CCD cameras, GPS and IMU etc. can acquire massive photos and geographic informations along by roads. But it is easy to involve many errors or omissions of images and informations about roads and facilities with various files. And there were contained any conflicts or non-consistencies in massive mobile mapping data which were acquired by multiple survey teams in various survey regions. As an image tag standard, Exif helps us to encapsulate the precise GPS times and essential informations in the header of JPEG files and uses with the identification code for consistent managements of massive mobile mapping data in this paper. And Systematic management systems with data synchronization technology manage more consistently massive photos and their information.

고속카메라와 MEMS IMU/GPS를 이용한 모바일매핑시스템 경량화 방안 연구

우희숙,송기성,권광석,김병국,황택진,Woo, Hee-Sook,Song, Ki-Sung,Kwon, Kwang-Seok,Kim, Byung-Guk,Hwang, Taik-Jean 한국공간정보학회 2011 한국공간정보학회지 Vol.19 No.4

최근 공간영상정보 수요가 증가함에 따라 신속하게 공간정보를 구축할 수 있는 모바일매핑시스템의 필요성이 높아지고 있다. 모바일매핑시스템은 일정한 속도로 주행하면서 공간정보를 취득하기 때문에 고가의 높은 정밀도를 보장하는 관측시스템(다수의 카메라, IMU/GPS, 시각동기화 장치, 자료취득 및 처리장치)으로 구성된다. 이러한 관측시스템 구성은 자료 생산 과정이 복잡해지고 일정 수준 이상의 차량 조건을 만족해야하기 때문에 적용이 제한적이다. 본 연구에서는 고속카메라를 이용하여 시각동기화 장치를 대체하고, MEMS IMU/GPS로도 양질의 공간영상정보를 구축할 수 있는 경량모바일매핑시스템의 구축 방안을 제안한다. 기존 시스템 구조 및 처리 과정이 단순화되어 구축 및 운용비용이 줄어들고, 휴대가 가능한 수준으로 크기로 줄어들어 다양한 부문에서도 신속한 공간영상정보를 신속하게 생산 할 수 있을 것으로 기대된다. With the recent increase in demand for geo-registered imagery, Mobile Mapping Systems(MMS), which can quickly construct geographic information, has become important. The main part of MMS is the high-precision observation system, which collects geographic information at a certain speed. MMS has a complex data generation process and requires a standard-specific vehicle for its use, limiting its application range. In this paper, lightweight MMS is proposed to overcome its complexity by replacing the time synchronizer with a high-speed camera and by stabilizing motion with MEMS IMU/GPS. The proposed low-cost, portable method is expected to produce of geo-registered imagery efficiently.

일관된 해안선 길이 산출을 위한 프랙탈 차원 적용 방안 연구

우희숙(Woo, Hee Sook),권광석(Kwon, Kwang Seok),김병국(Kim, Byung Guk),조석현(Cho, Seck Hyun) 대한공간정보학회 2016 대한공간정보학회지 Vol.24 No.4

일관적인 해안선의 사용은 지자체간의 이해관계와 해상경계를 일관적으로 체계적으로 관리하기 위한 중요한 요소가 된다. 국립해양조사원에서는 일관된 해안선 생산을 위해 2001년 이후 전 국토를 대상으로 전수조사를 시행하였다. 그 결과 체계적인 관리의 미비, 부정확한 자료 등으로 연도별 해안선의 길이는 상이하였다. 또한 지형 표현 방법의 현실화를 위해 해도에 있는 해안선을 수치지형도에 표시하도록 개정[국토지리정보원 수치지형도 작업규정-제 19조 제3항]하였으나 다양한 측량기술과 해안선 추출방법에 따른 해안선 길이의 편차(불일치)가 발생하였다. 본 연구에서는 자기유사성의 특성을 가지고 있는 프랙탈 기법인 수정 분할자법(modified divider method)를 사용하여 제주도 해안선 길이 특성을 분석하였다. 적절한 분할자 사용을 위해 수치지형도 작업규정 공공측량 개정안에 있는 벡터화의 정확도를 실제거리로 환산하여 결정하였다. 수행 결과 1:5,000 자료에서 제주시는 1.14, 서귀포시는 1.12이며, 1:25,000 자료에서 제주시는 1.13, 서귀포시는 1.10로 제주시가 복잡한 것을 확인할 수 있었다. 해안선의 길이가 복잡도와 축척에 따라 전체 해안선 대비 산출길이의 비율이 변화하는 것을 확인할 수 있었다. 향후 일관된 해안선 길이 산출을 위해 실제 해안선을 표현할 수 있는 최소 정점 간격에 대한 연구 및 최소 해안선 길이 비율에 대한 기준 제시도 필요할 것으로 판단된다. The use of consistent coastlines is an important element for the systematic management of maritime boundaries and the interests of local governments. The Hydrographic and Oceanographic Agency conducted a preliminary survey for consistent coastline production , since 2001. As a result, the length of coastline was different by year. Because of the lack of systematic management, the use of incorrect data, etc. We also changed the coastline on the sea chart to show on a digital map for realization of terrain expression method. However, there was a variation in shoreline length due to various surveying techniques and shoreline extraction methods. In this paper, the characteristics of Jeju-do coastline were analysed by using a modified divider method of fractal dimension. The accuracy of the vectorization was determined by converting the actual distance in the Public Survey Amendment for proper divider use. With 1:5,000 and 1:25,000 digital maps of Jeju-si and Seogwipo-si each fractal dimensions were calculated. Jeju-si=1.14 and Seogwipo-si=1.12 in 1: 5,000. Jeju-si=1.13 and Seogwipo-si=1.10 in 1: 25,000. Calculated fractal dimension were correlated to data from digital maps. It was considered that complexity and scale of coastlines affected. In the future coastline length statistics and minimum ratio of calculated coastline length to original length need to be determined for consistency of coastline length statistics.

해안선 측량을 위한 다중센서 기반 모바일매핑시스템 연구

김종찬(Kim, Jong-Chan),권광석(Kwon, Kwang-Seok),홍준표(Hong, Jun-Pyo),김병국(Kim, Byung-Guk) 한국측량학회 2016 한국측량학회 학술대회자료집 Vol.2016 No.4

수치사진측량을 이용한 수중 파이프 비디오 모자익 영상 제작에 관한 연구

강진아 ( Jin A Kang ),권광석 ( Kwang Seok Kwon ),김병국 ( Byung Guk Kim ),오윤석 ( Yoon Seuk Oh ) 한국지리정보학회 2008 한국지리정보학회지 Vol.11 No.4

현재 국내의 수중 및 해양 시설물 관리는 아날로그 필름에 의한 육안분석에 의존하고 있다. 본 연구에서는 이러한 방법을 개선하기 위하여 보다 정량적인 수중시설물의 공간적인 상태를 분석하고자 하였다. 본 연구는 수중영상 왜곡보정과 모자익 제작의 두 단계로 나누어 진행하였다. 수중영상 왜곡보정 단계에서는 수중 타겟을 제작하고 타겟 격자점으로부터 왜곡계수를 산출한 후, 수중영상으로 포착한 영상점을 왜곡이 보정된 영상점으로 위치 보정하는 기술을 개발하였다. 그리고 모자익 제작 단계에서는 먼저, 수중에 송유관 형태의 파이프를 설치한 후 영상을 획득하였으며, 왜 곡보정을 실시한 후 보정된 파이프 영상을 좌표 변환 후, 산출된 특이점을 바탕으로 모자익 영상을 제작하고 필터링을 통해 외곽선 추출하고 파이프와 수중바닥과의 거리를 계산하였다. 그 결과, 실제 파이프와 수중지반과의 거리가 6cm일 때 평균 RMSE 0.3cm로 나타났다. The present domestic underwater and ocean facilities management depends on analysis with the naked eye. This study performs quantitative analysis to improve conventional methods, analyze spatial situation of underwater facilities. This research is divided into two steps; underwater image distortion correction and image mosaic step. First, underwater image distortion correction step is for the production of underwater target, calculates the correction parameters, and then developed the method that convert the original image point to whose distortion is corrected. Second step is for the obtaining pipe images installed in the underwater, corrects the distortion, and then transforms a coordinates of the correction pipe image. After coordinate transformation, we make the mosaic image using the singularities. As a result, when we measure the distance between pipe and underwater ground and compare with calculation value on mosaic image, it is showed that RMSE is 0.3cm.

야간도로 시인성에 대한 공간적 평가를 위한 자료관리체계 연구

우희숙(Woo, Hee Sook),권광석(Kwon, Kwang Seok),김병국(Kim, Byung Guk),윤천주(Yoon, Chun Jo),김영록(Kim, Young Rok) 대한공간정보학회 2014 대한공간정보학회지 Vol.22 No.4

야간도로 노면 밝기는 운전자가 도로 상 장애물을 인지하고 안전하게 운행하는데 있어 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 정량적인 야간도로 시인성을 평가에 필요한 야간 도로 노면 영상정보 수집 및 처리용 모바일 체계를 제시하였다. 야간 도로 노면에서 수집되는 영상정보를 효율적으로 변환하고 야간도로 시인성에 대한 공간적인 분포를 파악할 수 있는 선형자료를 구축하였다. 이를 위해 저전력 컴퓨팅기술, 개방형 영상처리 기술, GPU 기반 가속 기술 및 도큐멘트데이터베이스 기술 등을 적용하였고 RGB영상으로부터 YUV색상체계로 변환하고 밝기에 해당하는 요소만 추출하여 공간정보와 통합하였다. 그 결과 고성능 안드로이드 단말기를 이용하여 도로밝기 자료를 취득하고 제안한 프로토타입으로 야간도로 시인성에 대한 공간적인 평가를 위한 자료 구축의 공간적 분포를 파악할 수 있었다. Visibility of the road influence the safe driving because it recognizes the obstacle on the road. In this paper, we propose a mobile data acquisition and processing system for evaluating road visibility at night. And it was converted efficiently with mobile images and archived for spatial analysis of road-visibilities at night. This was applied to the following techniques to the system. Low-power computing units, open an image processing library, GPU-based acceleration techniques and document database techniques, etc. And converting the RGB image to the YUV color system, which was integrated the brightness component and the spatial information. High performance Android devices were used to collect brightness data on roads and it was confirmed whether this prototype was to determine the spatial distribution of such acquisition and management systems for spatial-assessments of road visibility at night.

해안정보 취득을 위한 스테레오 카메라 활용 방안에 관한 연구

김종찬(Kim Jong-Chan),권광석(Kwon Kwang-Seok),김병국(Kim Byung-Guk) 대한공간정보학회 2017 한국지형공간정보학회 학술대회 Vol.2017 No.10

경량 모바일매핑시스템을 위한 도심지 내 MEMS 기반 IMU/GPS 통합센서(MTi-G) 특성 연구

우희숙(Woo Hee Sook),권광석(Kwon Kwang Seok),김병국(Kim Byung Guk) 대한공간정보학회 2012 대한공간정보학회지 Vol.20 No.1

MEMS(Micro Electro Mechanical System)기술이 발전하여 작고 저렴한 IMU(Initial Measurement Unit)와 GPS(Global Positioning System)통합센서가 생산되어 다양한 분야에서 활용되고 있다. 본 연구에서는 모바일매핑시스템을 경량화하기 위해서 MEMS 기반 IMU/GPS 통합센서가 적합할 것으로 판단하고 XSens사 MEMS 기반 IMU/GPS 통합센서(MTi-G)의 특성 분석을 위한 실험을 수행하였다. 차량 대시보드에 통합센서를 고정하고 인천 송도 국제도시 도로구간과 터널구간을 주행하여 후처리 과정을 거치지 않은 좌표성과를 취득하였다. 전반적으로 위치결정 성과가 양호했지만 일부 구간(정지구간, 과속방지턱, 터널구간 등)에서 센서 특성, XKF(칼만필터) 특성 및 GPS 신호 수신환경 제한으로 인해 양호하지 못한 부분이 확인되었다. 실험결과 경량 모바일매핑시스템의 활용 가능성을 확인할 수 있었으며, 향후 다양한 GPS 신호 수신환경과 주행 조건에서의 실험과 보다 정밀한 정확도 분석이 요구된다. With the development of MEMS, small and low-priced sensors integrating IMU and GPS have produced and exploited for diverse field. In this research, we have judged that MEMS-based IMU/GPS sensor is suitable for light-weighted mobile mapping system and carried out experiments to analyze the characteristics of MTi-G, which was developed from XSens company. From a sensor which fixed to dashboard, coordinates results with no post-processing were achieved for test area. On the whole, the results show satisfactory performances but some errors also were discovered from parts of the road due to sensor properties, XKF characteristics and GPS reception environment. We could confirm the potential of light-weighted mobile mapping system. Experiments considering various GPS reception environments and road condition and more detailed level of accuracy analysis will be performed for further research.