무인항공시스템(UAV)을 이용한 접근난해지역의 지적정보 취득 및 활용에 관한 연구 = A study on acquisition and application of cadastral information in inaccessible area using UAV

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 UAV을 이용하여 접근난해지역의 효율적인 지적정보 취득 방안을 제시하고자 하였다. 이를 위해 접근난해지역에 대한 관측측량을 거쳐 관측지역별 제작 영상의 정확도를 분석하고, 이 영상과 지적관련 자료를 활용해 다양한 지적정보를 취득하였다. 그리고 취득 정보에 대한 다양한 분석 작업을 거쳐 활용가능성을 입증하고자 하였다. 연구성과는 다음과 같다.
실험연구를 위한 대상지역으로 섬과 해안절벽지역, 하천지역, 도심지역, 임야지역을 중심으로 선정하였다. 대상지역의 UAV촬영은 회전익인 장비인 PHANTOM2와 INSPIRE1을 이용하였다. 관측은 2015년 6월 30일에서 2015년 7월 3일까지 진행되었고, 일기를 확인해 최적의 환경에서 촬영이 이루어질 수 있도록 하였다.
촬영을 통해 대상지역별 정사영상 자료를 취득하였다. 데이터 처리는 장비사에서 제공하고 있는 Agisoft PhotoScan S/W를 이용하였다. 제작된 정사영상의 정확도를 분석하기 위해 검사점과 비교한 결과, 대상지역별 차이는 있으나 전반적으로 5cm에서 10cm이내의 정확도를 나타내었다. 이러한 결과는 현재 공간정보의 구축 및 관리 등에 관한 법률에서 규정하고 있는 일필지 경계점 좌표의 오차 허용범위인 10cm내의 성과(수치지역 기준)를 보이는 것이다. 따라서 이 영상을 이용해 토지경계 정보를 취득하기에는 무리가 없는 것으로 분석되었다.
제작된 UAV정사영상을 이용해 접근난해지역의 지적정보를 취득하였다. 지적정보의 취득에 있어서는 UAV영상으로부터 취득 가능한 토지경계 정보와 토지이용현황 정보를 중심으로 취득해 분석하였다. 섬지역에서는 필지경계선의 이동량 정보를 취득할 수 있었고, 미등록지 정보에 대한 것도 취득이 가능하였다. 이 지역은 대장등록면적보다 4,227㎡ 증가되는 것으로 나타났다. 토지이용현황 조사에 있어서는 총 24필지를 대상으로 조사 분석한 결과 총 14필지가 토지이용현황이 불일치하는 것으로 나타났다.
해안절벽 지역 분석결과 신규등록 및 해면성말소 필지에 대한 정보의 취득이 가능하였고, 신규등록 필지가 2필지로 면적이 3,652㎡, 해면성 말소 필지는 604㎡로 나타났다.
하천지역의 경우 접근 난해지역에서 분할오류에 대한 정보를 취득할 수 있었고, 이에 대한 조정도 가능한 것으로 나타났다. 도심지역에서는 접근이 어려운 지역에서 지적경계선 정보의 취득이 가능하여 이를 이용해 경계설정이 가능한 것으로 나타났다. 임야지역에서는 시설계획선과의 현황 구조물간의 불일치 정보를 취득할 수 있었다.
공간정보 영역에서의 관련 정보의 취득은 지상측량이나 위상측량 방식만으로는 효율성에 한계가 있다. 따라서 공간정보 분야의 새로운 영역을 개척하기 위해서는 기존 측량 방식과 더불어 새롭게 개발되고 있는 UAV와 같은 기술들에 대한 연구를 통해 정확하고 효율적으로 공간정보를 취득할 수 있는 방식들이 연구되어야 한다.
끝으로 연구에서는 접근난해지역에 대해 5곳의 지형적 특성을 지니고 있는 곳으로 한정하였다는 한계성이 있다. UAV를 이용한 지적정보의 취득의 정확성과 효율성이 보다 타당성을 가지기 위해서는 다양한 사례지역과 광범위한 지역을 대상으로 한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study used UAV to show methods to collect effective cadastral data of inaccessible areas. The five inaccessible areas were observed with UAV, and accuracy of orthophotos extracted from UAV was analyzed. Variable cadastral data were collected and analyzed with these orthophotos. Lastly, this study shows availability of these data from UAV with variable analysis methods.
This study focuses on the five areas of Islands, seashore cliffs, streams, downtowns, mountains. Two instruments, which are PHANTOM2 and INSPIRE1, were used to survey these five inaccessible areas with UAV depending on optimal weather conditions from June 30 to July 3 in 2015.
Surveying with UAV collected data from orthophotos of each study area. The Agisoft PhotoScan Software was used to analyze these data. In order to analyze accuracy of these data, testing points were compared and showed that the collected data had accuracy from 5 cm to 10 cm. This result shows the importance of the collected data because permissible land boundary point error on Act on Geospatial Information Generation and Management in South Korea is 10 cm. Thus, the collected data were accurate and appropriate to use for acquisition of land boundary information.
Cadastral data of inaccessible areas with orthophotos from UAV were also significant data in this study. Land boundary data and land use information from orthophotos were analyzed for cadastral data. These data allow collecting movement information of land boundaries in island areas and accessible areas. These areas had increased area of 4,227㎡ than the area of the land register. Fourteen lots of 24 lots had different land uses in comparison with the land register.
Data from seashore cliffs showed areas for new registration and obliteration by sea level. Two areas of 3,652㎡ needed new registration and areas of 604㎡ need obliteration by sea level.
In the areas of streams, this study collected data of division errors of inaccessible areas, and these data were adjusted for accurate analysis. In the areas of downtown, cadastral boundary data of inaccessible areas were collected and be used for delineating cadastral boundaries. In the areas of mountains, facility protected lines had different locations in comparison with structures.
Existing surveying methods with ground or satellite measurements for land boundaries and properties have limitations to collect geospatial data. Thus, we need to study new measurement technologies such as UAV for creating new surveying fields, increasing accuracy, and collecting useful geospatial data.
This study has limitations of five inaccessible areas because of their physiographic features. Future studies will need to collect UAV data from variable and broad study areas for accuracy and effectiveness.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서 론 1
• 제1절 연구배경 및 목적 1
• 제2절 연구범위 및 방법 3
• 제2장 무인항공시스템(UAV)과 지적정보 5
• 제1절 UAV 5
• 1. UAV의 개념 및 구성 5
• 2. UAV의 분류 및 특징 9
• 3. UAV의 데이터 처리 및 활용 15
• 제2절 지적정보 25
• 1. 지적정보의 개념 및 구성 25
• 2. 지적정보의 취득기법 29
• 제3절 선행연구 및 본 연구의 차별성 39
• 1. 국내연구 39
• 2. 국외연구 42
• 3. 본 연구의 차별성 46
• 제3장 지적정보의 취득 및 분석 49
• 제1절 관측 계획 수립 49
• 1. 관측 절차 및 평가 49
• 2. 대상지역 선정 및 이용자료 50
• 제2절 영상자료 취득 54
• 1. 영상자료 취득 과정 54
• 2. 관측 56
• 3. 영상자료 취득 64
• 제3절 지역별 취득 영상의 정확도 분석 70
• 1. 섬 지역 71
• 2. 해안절벽 지역 73
• 3. 하천지역 75
• 4. 도심지역 77
• 5. 임야지역 79
• 제4절 지역별 지적정보의 취득 및 분석 81
• 1. 섬 지역 영상 81
• 2. 해안절벽 지역 영상 87
• 3. 하천지역 영상 95
• 4. 도심지역 영상 98
• 5. 임야지역 영상 103
• 제5절 UAV영상 취득과 분석 결과의 종합검토 및 활용성 제고 방안 106
• 1. 종합적 검토 106
• 2. UAV영상의 활용성 제고 방안 107
• 제4장 결 론 111
• 제1절 연구결과 요약 111
• 제2절 연구의 한계 및 향후 연구 과제 115
• 참 고 문 헌 117
• ABSTRACT 130

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57. “저고도 무인 항공기 기반의 근접 실시간 공중 모니터링 시스템 구축”, 이임평, 최경아, 이지훈, 한국공간정보학회, 한국공간정보학회, 제19권 제4호, , 2011

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67. “공간정보 구축 및 응용: 저고도 무인 항공기 기 반의 근접 실시간 공중 모니터링 시스템 구축,”, 이임평, 최경아, 이지훈, 한국공간정보학회, 한국공간정보학회 지, 제19권 제4호, , 2011

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