UAV 영상을 활용한 Edge Detection 기반 객체추출에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

원격탐사는 환경생태 파악, 인문·사회과학, 군사작전 등 실생활의 전반에 사용되고 있으며 특히 수치지형도 제작 과정에서 작업자의 시간적 비용과 노동력을 획기적으로 감소시켰다. 앞서 언급한 바와 같이 원격탐사는 크게 위성영상, 항공영상, 지상촬영으로 이루어져 있었으며 최근 UAV(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)의 등장은 인간을 대체하기 위한 기계의 급속한 발전의 결과이다. UAV의 국제적 활약상으로는 2010년 아이티 대지진 재난정보수집, 인도네시아 동식물 분포연구, 미국·캐나다의 대규모 농장의 농약 및 비료살포의 자동화, 국제사회의 수치지도 제작이 있으며 국내에서도 재난정보수집, 군사작전, 국지지역의 환경생태감시 등 다양한 목적으로 UAV에 대한 활용 및 연구가 진행 중이다.
UAV항공촬영의 대표적인 장점으로 앞서 언급한 두 가지 영상과의 차이점은 즉각적인 촬영이 가능하며 항공사진측량규정에 구애받지 않고 측량이 요구되는 소규모 지역의 영상을 얻을 수 있는 장점이 있다.
본 연구에서는 국지지역을 UAV를 이용한 항공사진측량 방식으로 촬영하고 보정을 거쳐 제작된 정사영상을 이용하여 건축물의 외곽선을 추출하는 연구를 진행하였다. 실험에 사용된 UAV는 DJI사의 Inspire-1이며 평균고도는 95.6459m, 해상도 0.0345574m/pix 촬영범위는 0.116853 sq km이다. 여기서 1.27495pix의 에러가 발생하였다. 총 26장의 사진을 정합하여 정사영상을 만들고 DSM과 융합하여 건축물의 외곽선을 추출하였다. 추출한 외곽선은 공간정보 처리 상용프로그램으로 Raster자료를 Vector자료로 변환하였으며 정확도를 비교하기 위하여 수동으로 도화한 결과물과 비교하였다. 비교방법은 같은 위상의 두 외곽선에 포인트 데이터를 생성하여 좌표를 입력, 좌표의 상이차를 회귀분석으로 비교분석하였다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• 1.1 연구배경 및 목적 1
• 1.2 연구 범위 및 방법 3
• Ⅱ. 이론적 배경 및 선행연구 검토 5
• 2.1 UAV 5
• 2.1.1 UAV 기술개발 동향 6
• 2.2 무인항공시스템의 데이터 처리 13
• 2.2.1 UAV 획득영상 전처리 13
• 2.2.2 입체 영상 처리 16
• 2.3 영상 기반 객체 추출 기법 22
• 2.3.1 Gaussian Blur 28
• 2.3.2 Canny Edge Detection 30
• Ⅲ. UAV 영상을 활용한 객체추출 35
• 3.1 연구대상지역 선정 35
• 3.2 UAV를 활용한 영상 취득 및 정합 36
• 3.2.1 실험 준비 및 영상취득 36
• 3.2.2 GPS측량을 활용한 GCP 취득 40
• 3.3 객체 추출 및 Vectorizing 43
• 3.3.1 Edge Detection을 위한 이미지 전처리 43
• 3.3.2 가공된 이미지를 이용한 외곽선 Vectorizing 48
• Ⅳ. 객체 추출 결과물 정확도 평가 50
• 4.1 정확도 평가방법 선정 50
• 4.2 객체 추출 정확도 평가 및 분석 51
• Ⅴ. 결 론 60
• 참 고 문 헌 62
• Abstract 65