레이저 스캐닝 데이터를 이용한 터널 시설물 및 손상부위 검측 알고리즘

윤정숙,이준석,이규성,사공명,Yoon, Jong-Suk,Lee, Jun-S.,Lee, Kyu-Sung,SaGong, Myung 한국터널지하공간학회 2007 한국터널지하공간학회논문집 Vol.9 No.1

시설물의 안전성을 위한 유지 관리는 시간과 인력에 따른 경비가 상당히 소모되는 작업이다. 특히 인력에 의한 육안 검사에 의해 이루어지는 터널과 같은 시설물 관리에는 많은 시간과 경비가 요구되고 있으며, 데이터의 보관이나 저장 등에 어려움이 많다. 본 연구에서는 이러한 단점을 극복하기 위하여 최근 신기술로 떠오르는 레이저 스캐닝 기술에 의하여 획득한 데이터를 이용하여 터널의 유지 관리에 필요한 정보를 추출하는 접근방법을 제안하고자 한다. 터널의 레이저 스캐닝 데이터는 시작품으로 제작된 레이저 스캐너를 이용하여 촬영하였으며, 고밀도 점 데이터의 형태로 저장된 자료를 이용하였다. 터널의 스캐닝 데이터의 기하학,광학적 특성을 이용하여 터널 내부에 장착된 시설물들을 제거 한 후, 터널의 라이닝 상에 나타나는 물리적인 손상부위나 균열을 탐지하는 방법을 제시한다. 물리적인 손상부위는 터널의 라이닝이 성립하는 면을 기준으로 근접성을 바탕으로 탐지된다. 이 연구에서는 제안된 알고리즘을 적용하여 현장의 디지털 사진에서 확인할 수 있는 물리적인 손상 부위를 탐지 할 수 있었다. Tunnel management is a time-consuming and expensive task. In particular, visual analysis of tunnel inspection often requires extended time and cost and shows problems on data gathering, storage and analysis. This study proposes a new approach to extract information for tunnel management by using a laser scanning technology. A prototype tunnel laser scanner developed was used to obtain point clouds of a railway tunnel surface. Initial processing of laser scanning data was to separate those laser pulses returned from the installations attached to tunnel liner using radiometric and geometric characteristics of laser returns. Once the laser returns from the installations were separated and removed, physically damaged parts on tunnel lining are detected. Based on the plane formed by laser scanner data, damaged parts are detected by analysis of proximity. The algorithms presented in this study successfully detect the physically damaged parts which can be verified by the digital photography of the corresponding location on the tunnel surface.

산림지역에서 항공 Lidar 자료의 특성 및 지면점 분리

윤정숙 ( Jong Suk Yoon ),이규성 ( Kyu Sung Lee ),신정일 ( Jung Il Shin ),우충식 ( Choong Shik Woo ) 大韓遠隔探査學會 2006 大韓遠隔探査學會誌 Vol.22 No.6

Lidar는 정확도 높은 고밀도의 점 자료를 제공함으로써 지형공간에 대한 3차원 정보를 제공한다. 특히, 산림과 같은 식생 지역에서는 레이저 신호가 투과되어 지면에서 반사되는 자료가 기록되므로 산림이 밀집하여 존재하는 공간에 대한 수치고도모델 제작에 용이하다. 이 연구에서는 우리 나라 중부지역의 산림에서 획득한 Lidar 자료의 수직적 분포 특성을 살펴 보고자 하며, 산림자원정보를 추출 및 수치고도자료(DEM)를 획득하기 위한 필수 과정인 지면점들을 분리하는 방법을 제안하고자 한다. Lidar 자료의 수직적인 분포는 산림을 구성하는 수종, 밀도 및 수관의 형태 등에 따라 영향을 많이 받으며, 이러한 산림에서 나타나는 Lidar 자료의 특성을 이용하여 제안된 지면점 분리 방법은 초기 수신신호(First return: FR) 및 말기 수신신호(Last Return: LR)를 함께 이용함으로써 일반적으로 지면점을 분리하는데 요구되는 임계치를 고려하지 않아도 된다는 효율성을 가진다. 제시된 방법으로 분리된 지면점을 이용하여 수치고도모델을 제작하였으며, 이를 기반으로 산림의 중요한 정보가 되는 수고, 수관울폐도 등의 임목의 생물리학적 인자를 보다 정확하게 추출할 수 있다. Lidar point clouds provide three dimensional information of terrain surface and have a great advantage to generate precise digital elevation model (DEM), particularly over forested area where some laser signals are transmitted to vegetation canopy and reflected from the bare ground. This study initially investigates the characteristics of lidar-derived height information as related to vertical structure of forest stands. Then, we propose a new filtering method to separate ground points from Lidar point clouds, which is a prerequisite process both to generate DEM surface and to extract biophysical information of forest stands. Laser points clouds over the forest stands in central Korea show that the vertical distribution of laser points greatly varies by the stand characteristics. Based on the characteristics, the proposed filtering method processes first and last returns simultaneously without setting any threshold value. The ground points separated by the proposed method are used to generate digital elevation model, furthermore, the result provides the possibilities to extract other biophysical characteristics of forest.

비행 시험을 통한 레이더 전파고도계 특성 분석

윤정숙 ( Jong Suk Yoon ),곽희준 ( Hee Jun Kwak ),김윤형 ( Yoon Hyoung Kim ),신영종 ( Young Jong Shin ),유기정 ( Ki Jeong Yoo ),유명종 ( Myeong Jong Yu ) 대한원격탐사학회 2013 大韓遠隔探査學會誌 Vol.29 No.1

레이더 전파고도계는 레이더 신호를 지표면으로 송신하여 반사되어 돌아오는 신호로 항공기에서 지표면까지의 거리를 측정하는 센서이다. 이러한 레이더 전파고도계의 특성 분석을 위하여 비행 시험을 통해 레이더 전파고도계와 LiDAR를 동시에 획득하여 LiDAR DSM을 레이더 전파고도계 분석을 위한 참조자료로 사용하였다. LiDAR로 획득한 지표면의 점 자료들은 격자로 보간하여 DSM을 제작하였다. 비행 시험은 2012년 6월에 수행하였으며, 레이더 전파고도계 자료에 대하여 레이더 방정식에서 거리(range) 및 RCS와 관련된 반사되는 지표면의 면적에 따른 특성 측면에서 해석하였다. 결과적으로 빔폭이 넓은 항공기용 레이더 전파고도계는 가까운 거리에 있는 최근점의 영향보다는 RCS와 관련이 있는 지표면의 면적이나 반사도에 더 많은 영향을 받고 있다는 것을 알 수 있다. The Radar altimeter transmits radio signals to the surface, receives the backscattered signals and measures the distance between the airplane and the nadir surface. The measurements of radar altimeter are affected by various factors on the surface below the aircraft. This study performed flight campaigns in June 2012 and acquired raw data from radar altimeter, LiDAR and other sensors. Based on the LiDAR DSM (Digital Surface Model) as a reference data, the characteristics of radar altimeter were analyzed in the respect of range and surface area affecting on the receiving power of the radar altimeter. Consequently, the radar altimeter was strongly affected by the surface area within beam width and reflectivity related to RCS (Radar Cross Section) rather than range.

시계열 MODIS를 이용한 토지피복의 반사율 패턴: 2004년~2008년

윤정숙 ( Jong Suk Yoon ),강성진 ( Sung Jin Kang ),이규성 ( Kyu Sung Lee ) 大韓遠隔探査學會 2009 大韓遠隔探査學會誌 Vol.25 No.2

Terra와Aqua 위성에서 촬영되는 MODIS 영상은 매일 수신되는 중해상도 영상으로써 광범위한 지역에 대한 모니터링을 하는데 여러 가지 장점을 제공한다. 특히, MODIS 영상은 신뢰성 있는 알고리즘을 적용하여 만들어진 대기/해양/육상 관련한 여러 가지 영상(products)들을 함께 제공함으로써 사용자가 데이터를 확보하여 바로 사용할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한 북한이라는 제도적으로 제약이 따르는 지역을 포함하는 한반도의 경우, 활용상의 제약이 따르지 않는 점이 중해상도급 MODIS 영상의 큰 장점이라고 할 수 있다. 본 연구는 기존의 시계열 모니터링에서 주로 식생지수를 모니터링하는 방법과는 달리, 대기 보정을 거쳐 대기의 효과를 제거한 250m급 MODIS 반사율 영상을 이용하여 시계열로 변화되는 반사율을 대상으로 하였다. 2004년에서 2008년까지 5년 동안의 각 토지 피복이 보이는 반사율 패턴과 함께, 토지 피복이 변화된 지역에서 관찰되는 반사율의 변화를 살펴 보았다. 7개의 토지 피복별 근적외선, 적색광 반사율과 NDVI의 시계열 자료에서 토지 피복과 계절적 영향이 근적외선 반사율에서 가장 민감하게 반영되고 있는 것을 알 수 있다. 토지 피복에 따른 반사율 패턴은 토지 피복 분류 및 변화된 지역을 탐지하는데 기본적으로 이용될 가능성을 제시한다. With high temporal resolution, four times receiving during a day, MODIS images from Terra and Aqua satellites provide several advantages for monitoring spacious land. Especially, diverse MODIS products related to land, atmosphere, and ocean have been provided with radiance MODIS images. The products such as surface reflectance, NDVI, cloud mask, aerosol etc. are based on theoretical algorithms developed in academic areas. Comparing with other change detection studies mainly using the vegetation index, this study investigated temporal surface reflectance of landcovers for five years from 2004 to 2008. The near infrared (NIR) reflectance in urbanized and burned areas showed considerable difference before and after events. The specific characteristics of surface reflectance temporal profiles are possibly useful for the detection of landcover changes and classification.

논문편 : 대학생의 생활자원 절약 의식과 태도에 관한 기초연구

손경희,윤정숙,곽동경,조길수,천종숙 ( Kyung Hee Sohn,Chung Sook Yoon,Tong Kyung Kwak,Gil Soo Cho,Jong Suk Chun ) 대한가정학회 1997 Human Ecology Research(HER) Vol.35 No.5

수치임도망도 제작방법 및 정확도 비교

김태근,윤정숙,우충식,이규성,홍창희,Kim Tae-Geun,Yoon Jong-Suk,Woo Choong-Shik,Lee Kyu-Sung,Hong Chang-Hee 한국공간정보학회 2005 한국공간정보학회지 Vol.13 No.3

임도는 산림자원을 효율적으로 관리하기 위한 주요 기간 시설물로서, 임업 시업측면뿐만 아니라 휴양, 산림재해, 산촌경제 등의 다양한 목적에 반드시 필요한 시설물이다. 우리나라에서는 지난 1980년대 이래 효율적 산림자원 관리를 위한 국가적 사업으로 임도개설이 활발하게 이루어져 왔으나, 저예산의 사업특성에 따라 정확한 임도 위치를 나타내는 임도망도가 제대로 갖추어져 있지 않다. 산림지리정보체계 사업의 중요 주제도로서 수치 임도망도의 개선이 시급한 실정이다. 본 연구의 목적은 현존 임도망의 위치를 정확히 보여줄 수 있는 수치임도망도의 제작 및 갱신 방법에 따른 수치지도의 정확도와 제작과정의 효율성을 비교분석하고자 한다. 국공유림과 민유림에 다양한 임도가 분포하고 있는 충남 오서산 지역의 35km 임도를 대상으로 GPS 측량, 위성영상, 정사항공사진, 수치항공사진 도화 등 네 가지 방법으로 수치 임도망도를 제작 비교하였다. 벡터지도의 정확도는 수치사진측량시스템으로 도화된 임도망도가 GPS를 이용한 실측 임도망과 가장 일치된 결과를 보여주고 있으나, 작업에 소요되는 시간은 다른 방법에 비하여 가장 길게 나타났다. Forest road has been an essential infrastructure for various forestry practices as well as for recreational use, disaster management, and local economics promotion. Since 1980s, extensive network of forest roads has been constructed as an national project in Korea. However, due to the minimal-budget of the project, accurate maps of forest road are not usually available. Although forest road map is a main thematic layer for the forest Geographic Information System (FGIS), its locational accuracy has not been sufficient for the practical applications and, therefore, the update of digital forest road maps is urgent. The objectives of this study is to compare ae methodology of generating and updating digital forest road maps from the aspects of the map accuracy and the efficiency of methods. Four mapping methods (GPS surveying, satellite imagery, ortho aerial photograph, and digital photogrammetry) were applied to generate the forest road maps over the study area of Mt. Oseo in Chungchungnam-do, which has a 35km forest roads distributed in national, public and private forests. The forest road Imp produced by digital photogrammetric method is the most accurate and comparable to GPS surveying although it required the greatest amount of labor time.

항공 Lidar 데이터를 이용한 산림지역의 개체목 자동 인식 및 수고 추출

우충식 ( Choong Shik Woo ),윤정숙 ( Jong Suk Yoon ),신정일 ( Jung Il Shin ),이규성 ( Kyu Sung Lee ) 한국산림과학회 2007 한국산림과학회지 Vol.96 No.3

임상도와 위성영상자료를 이용한 산림지역의 녹지자연도 추정기법 개발

이규성(Kyu Sung Lee),윤정숙(Jong Suk Yoon) 한국환경영향평가학회 1999 환경영향평가 Vol.8 No.3

The degree of green naturality (DGN) has played a key role for maintaining the environmental quality from inappropriate developments, although the quality and effectiveness of the mapping of DGN has been under debate. In this study, spatial distribution of degree of green naturality was initially estimated from forest stand maps that were produced from the aerial photo interpretation and extensive field survey. Once the boundary of initial classes of DGN were defined, it were overlaid with normalized difference vegetation index (NDVI) data that were derived from the recently obtained Landsat Thematic Mapper data. NDVI was calculated for each pixel from the radiometrically corrected satellite image. There were no significant differences in mean values of vegetation index among the initial DGN classes. However, the satellite derived vegetation index was very effective to delineate the developed and damaged forest lands and to adjust the initial value of DGN according to the distribution of NDVI within each class.

항공기 레이다의 GMTI 모드를 위한 Sigma-Delta STAP의 적용 설계와 성능 분석 시뮬레이션

김태형(Tae-Hyung Kim),윤정숙(Jong-Suk Yoon),정재훈(Jae-Hoon Jung),유성현(Seong-Hyun Ryu) 한국전자파학회 2017 한국전자파학회논문지 Vol.28 No.4

Sigma, Delta 및 Guard 수신 채널을 가진 항공기 레이다의 공대지 GMTI(Ground Moving Target Indication) 모드를 위한 Sigma-Delta STAP(Space Time Adaptive Processing) 적용 방법, GMTI 처리 방법을 제시하였다. 제시한 방법들을 ICM (Internal Clutter Motion) 환경을 고려한 클러터 모의 환경 및 신호처리 시뮬레이션, MDV(Minimum Detectable Velocity)를 통해 성능을 분석하여 그 결과들을 보였다. 제시한 Sigma-Delta STAP 처리 방법 및 GMTI 처리 방법들은 특정 항공기레이다 시스템에 의한 제약 사항에 덜 영향 받으면서 실제 적용이 용이하다. Applications of Sigma-Delta STAP, and a method of GMTI processing are presented for GMTI(Ground Moving Target Indication) mode of airborne radar with sigma, delta, and guard channels. We showed results of performance analyses of presented methods by clutter simulation with ICM(Internal Clutter Motion), signal processing simulation and MDV(Minimum Detectable Velocity). Presented methods for Sigma-Delta STAP and GMTI processing are easy to apply practically in GMTI mode of airborne radar without restriction by specific airborne radar system.

밀리미터파대역(W-대역)공대지 레이다의 이중편파 채널을 활용한 지상 표적 식별 기법에 관한 연구

박성호,공영주,유성현,윤정숙,Park, Sungho,Kong, Young-Joo,Ryu, Seong-Hyun,Yoon, Jong-Suk 한국인터넷방송통신학회 2018 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.18 No.3

In this paper, we propose a method for recognizing ground target using dual polarization channels in millimeter waveband air-to-surface radar. First, the Push-Broom target detection method is described and the received signal is modeled considering flight-path scenario of air-to-surface radar. The scattering centers were extracted using the RELAX algorithm, which is a time domain spectral estimation technique, and the feature vector of the target was generated. Based on this, a DB for 4 targets is constructed. As a result of the proposed method, it is confirmed that the target classification rates is improved by more than 15% than the single channel using the data of the dual polarization channel. 본 논문에서는 밀리미터파대역의 공대지 레이다에서 이중 편파 채널을 활용한 지상 표적을 식별하기 위한 방법을 제안한다. 먼저 공대지 레이다의 조우 상황에서 Push-Broom 표적 탐지 방법을 설명하고 수신 신호를 모델링한다. 시간 영역 스펙트럼 추정 기법인 RELAX 알고리즘을 이용하여 산란점을 추출하고 표적의 특성 벡터를 생성하였다. 그리고 이를 기반으로 각각의 4표적에 대한 DB를 구성하였다. 제안하는 방법으로 표적 식별 시뮬레이션을 수행한 결과 이중 편파 채널의 데이터를 이용하면 단일 채널에 비해서 표적 식별률이 최대 15% 이상 높아지는 것을 확인할 수 있었다.