LiDAR에 의하여 생성한 DEM의 정확도 평가 = Accuracy Assessment of DEM Generated from LiDAR

국문 초록 (Abstract)

최근 지형정보공학의 발달로 보다 나은 정확도의 데이터 베이스(Data Base) 구축은 중요한 사안이 되고 있다. 그리고 이들 자료에서 생성한 수치표고모델(DEM ; Digital Elevation Model)은 그 용도가 매우 다양하여 토목, 군사, 통신, 환경, 국토계획 등의 분야에서 그 활용이 날로 증가하고 있다. 이러한 DEM의 수요급증에도 불구하고, 변화하는 지형에 대한 새로운 DEM을 수정․갱신하여 공급하기에는 기존의 제작 방식은 많은 어려움이 뒤따르고 있다. 그러나 1990년대 중반부터 경제적이며 효율적인 지형정보 획득 수단으로서 인식되고 있는 LiDAR(Light Detection And Ranging)를 이용한 DEM 생성방식의 등장으로 이러한 부분이 상당 부분 해소 되어가고 있다.
본 연구에서는 연구대상지역에 대하여 항공 LiDAR 측량을 실시하여 레이저 스캐닝(Laser Scanning)을 통해 획득한 LiDAR 자료와 기체 내에 함께 탑재된 GPS/INS와 지상 GPS 기준국 및 GPS 상시관측소의 자료를 연계하여 3차원 공간정보를 획득하였다.
이 자료를 바탕으로 DEM을 생성한 후 정확도 검증을 위하여 현지 GPS 관측을 실시하였다. 이 때 보조 자료로서 기체 내 탑재된 디지털 카메라를 통해 촬영된 항공사진과 기존의 수치지도를 이용하여 LiDAR와 DEM 자료만으로 표현이 어려운 지형에 대한 정보를 획득하여 현지 GPS 측량 작업의 효율성을 더욱 높였다.
LiDAR에 의하여 생성된 DEM과 현지 GPS 측량 성과와의 상호비교를 통해 △z에 대하여 분석한 결과 평균제곱근오차(RMSE)는 ±0.107m를 보였으며, 이는 국토지리정보원에서 고시한 축척 1:1,000 기준의 최대오차 이내의 값으로 이를 통해 DEM의 정확도를 검증하였다.
위 결과에 의거하여 LiDAR 측량을 통해 생성한 DEM에 대하여 정확도 측면에서 기본지리정보로서의 활용 가능성을 검증하였으며, 향후 정확성 측면에서 기본지리정보분야 뿐만 아니라 이와 관련된 산업의 각 분야에서 기초자료로서의 활용이 가능하리라 기대된다.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 1
• 1.1 연구목적 1
• 1.2 연구동향 2
• 1.3 연구내용 및 방법 5
• 제2장 LiDAR에서의 DEM 생성 이론 8
• 2.1 항공 LiDAR 측량 8
• 2.1.1 LiDAR의 특성 8
• 2.1.2 항공 LiDAR 측량의 구성 9
• 2.1.3 항공 LiDAR 측량의 원리 12
• 2.2 LiDAR에 의한 지형 자료 획득 17
• 2.2.1 연구대상지역 선정 17
• 2.2.2 비행설계 및 기능별 구성 18
• 2.2.3 LiDAR 원시 자료 획득 23
• 2.3 LiDAR 자료 처리 24
• 2.3.1 자료 전처리 24
• 2.3.2 자료 후처리 25
• 2.4 LiDAR에 의한 DSM/DEM 생성 및 등고선도 제작 25
• 2.4.1 가상격자 제작 26
• 2.4.2 DSM 생성 27
• 2.4.3 DEM 생성 28
• 2.4.4 등고선도 제작 29
• 제3장 정확도 검증을 위한 GPS 측량 및 자료처리 30
• 3.1 GPS 측량 30
• 3.1.1 기준점 측량 30
• 3.1.2 비교 측점 측량 31
• 3.2 GPS 자료처리 35
• 3.2.1 기준점 GPS 자료 처리 35
• 3.2.2 비교 측점 GPS 자료 처리 36
• 제4장 결과의 비교분석 40
• 4.1 LiDAR에 의한 DEM 성과와 GPS 성과 비교 40
• 4.2 수치지도 수정․갱신 활용 가능성 검토 47
• 제5장 결 론 48
• 참고문헌 49
• Abstract 53