효과적인 극한지 건설환경 분석을 위한 현지 3차원 가시화 방안 연구

김의명,이우식,홍창희,Kim, Eui Myoung,Lee, Woo Sik,Hong, Chang Hee 한국공간정보학회 2012 한국공간정보학회지 Vol.20 No.6

극한(寒)지에서 건설사업을 수행하기 위해서는 건설의 초기 단계인 기획, 설계단계부터 지형자료와 같은 현지에 대한 기반 데이터가 반드시 요구되며, 필요에 따라 수시로 현지조사를 수행할 필요가 있다. 그럼에도 극한지는 지역적 특성상 대부분 원거리에 있고 접근이 용이하지 않다는 특성이 있으며, 특히 남극과 같은 특수지역은 현지 조사를 수행하는 것 자체가 어렵고, 현지조사를 수행한다 해도 현지를 방문할 수 있는 인원이 매우 제한적이어서 대부분은 현장을 모르고 건설에 참여하게 됨으로써 의사결정 오류나 설계 오류 등이 발생할 확률이 높아지게 된다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제를 해결고자 남극 장보고기지 건설지 주변을 연구대상지로 선정하여 원격탐사를 통해 광역적 지형데이터와 노출지반 암석분류데이터를 구축하는 방법과 건설부지에 대해서는 정밀 지형데이터를 구축하는 방법 등을 살펴보았다. 또한, 3차원 GIS 기술을 통해 이러한 데이터를 통합적으로 관리하고 가시화함으로써 모든 건설참여자가 현장 감각을 익히고 수시로 필요한 분석을 수행할 수 있도록 하는 방법을 제시하고자 하였다. 이를 통해 건설사들이 실제 극한지 건설공사를 수행하고자 할 때 현지 공간데이터를 DB화하고 3차원 가시화함으로써 건설환경을 필요시 마다 분석할 수 있어 의사결정이나 설계 등 건설 업무를 지원할 수 있을 것으로 기대한다. For construction project in extreme cold region, it is essential to establish basic data on the site such as topographical data from the early stage of construction of planning and designing, and it is needed to frequently perform site investigation when necessary. However, extreme cold regions are characteristic of being at long distance and difficult in approaching, and special regions such as Antarctica, in particular, are hard to conduct site investigation. Although a site investigation may be conducted, those who can visit Antarctica are sufficiently limited so that most of the staff may participate in construction without knowledge of the site and increase the risk of errors in decision making or designing. In order to resolve such problems, the authors in this study identified methods of building wide-area topographical data and bedrock classification data of exposed areas via remote sensing and of building precise topographical data on the construction site. Also, the authors attempted to present methods by which such data can be managed and visualized integrally via three-dimensional GIS technology and all the participants in construction can learn sense of field and conduct necessary analysis as frequent as possible. The areas around the Jangbogo Antarctic Station were selected to be the research area for conducting effective integrational management and three-dimensional visualization of various spatial data such as wide-area digital elevation model, ortho-images, bedrock classification data, local precise digital elevation model, and site images. The results of this study may enable construction firms to analyze local environments for construction whenever they need for construction in extreme cold regions and then support construction work including decision making or designing.

기준점 배치에 따른 쿼터니언기반 공간후방교회법의 정확도 분석

김의명(Kim, Eui Myoung),최한승(Choi, Han Seung) 한국측량학회 2018 한국측량학회지 Vol.36 No.4

위성영상을 이용한 풍수해 방재업무의 개선방안

김의명(Eui-Myoung Kim),조두영(Du-Young Cho) 대한공간정보학회 2012 한국지형공간정보학회 학술대회 Vol.2012 No.5

평행투영모형에 의한 IKONOS 위성영상의 수치고도모형 생성

김의명(Kim Eui Myoung),김성삼(Kim Seong Sam),유환희(Yoo Hwan Hee) 대한공간정보학회 2005 대한공간정보학회지 Vol.13 No.1

방향코사인을 이용한 드론영상의 에피폴라 영상제작

김의명(Kim, Eui Myoung),최한승(Choi, Han Seung),홍송표(Hong, Song Pyo) 한국측량학회 2018 한국측량학회지 Vol.36 No.4

영상 및 점기반 자료처리에 의한 항공 라이다 자료의 건물경계추출

김의명(Kim Eui Myoung) 대한공간정보학회 2009 대한공간정보학회지 Vol.17 No.1

라이다 자료는 건물에 대한 3차원 정보를 제공하고 있는 자료원으로서 도시계획을 위한 3차원 모형화와 건물의 가시권 분석과 같은 다양한 모형화에 이용되고 있다. 본 연구에서는 라이다 자료만을 이용하여 영상처리기법과 점자료처리기법에 기반하여 사용자의 개입을 최소화하면서 자동으로 건물을 추출할 수 있는 기법을 제안하였다. 입력된 라이다 자료를 이용하여 건물영역과 비건물영역을 분리하기 위하여 먼저 영상처리기법을 적용하였다. 또한 건물영역은 높이값에 대한 통계분석을 통해서 건물의 주옥상면과 남아있는 부분으로 구분하여 자료처리를 수행하였다. 아파트형, 계단형, 복합형 등의 다양한 유형의 건물이 존재하는 연구대상지역의 실험을 통해서 본 연구에서 제안한 자료처리기법을 적용하여 약 90%의 건물을 자동으로 추출할 수 있었다. LIDAR data, as the source of the 3D information of buildings, are used many modeling fields such as three-dimensional city models in urban planning and the visibility analysis of buildings. This study suggests a methodology, that is characterized by combining image-based and point-based process, for minimizing the user's intervention and automatically extracting building boundary only using the LIDAR data. Image processing methodology is firstly used to separate building and non-building regions from LIDAR data. Moreover, building regions are then classified main roof into remaining parts by the statistical analysis of height values, and the remaining parts are processed separately. Through the experimental results of study areas which exist many types of buildings, for example, apartment-type, stair-type, complex-type, etc. Approximately 90% building boundaries are automatically extracted by the proposed methodology.

단일 카메라 캘리브레이션과 스테레오 카메라의 캘리브레이션의 비교

김의명(Kim, Eui Myoung),홍송표(Hong, Song Pyo) 한국측량학회 2018 한국측량학회지 Vol.36 No.4

수치지도 2.0을 이용한 범죄 취약도로 및 교차점 식별기법

김의명(Kim, Eui Myoung) 대한공간정보학회 2014 대한공간정보학회지 Vol.22 No.4

최근 국가적인 차원에서 사회 안전에 대한 관심도가 증가하면서 범죄를 효율적으로 예방할 수 있는 다양한 활동을 수행하고 있다. 기존의 범죄관련 지도는 주로 범죄발생 현황에 대한 정보를 행정구역 단위로 사용자에게 제공하기 때문에 정작 여성 및 밤길을 이용하는 보행자가 안전한 도로를 사전에 파악할 수는 없었다. 이에 본 연구에서는 수치지도 2.0을 이용하여 손쉽게 범죄에 위험한 지역을 추출할 수 있는 기법을 개발하였다. 수치지도 2.0에서 범죄 발생에 위험한 지역을 찾기 위해서 도로중심선과 건물 레이어의 위치정보와 속성정보를 사용하였다. 도로중심선 레이어에서는 포장재질, 도로폭의 속성정보와 도로와 도로가 교차하는 교차각 정보를 부가적으로 추출하여 활용하였다. 건물 레이어에서는 건물종류에 대한 속성정보를 사용하였다. 도로중심선과 도로교차점에 포장재질, 도로폭, 도로교차각, 건물종류 등을 고려하였을 경우의 위험점수를 모두 합산하여 설정된 임계값을 벗어나는 지역을 범죄 발생이 일어날 수 있는 위험지역으로 추출하였다. 본 연구에서 개발한 방법론을 검증하기 위해서 실험을 수행하였다. 실험을 통해서 수치지도 2.0의 도로와 건물 레이어만을 이용하여 공간적인 측면에서 범죄 발생에 지역을 추출할 수 있었다. 본 연구의 결과는 향후 범죄 예방의 행정적인 측면에서는 식별된 범죄 발생에 취약한 지역에 대해 가로등, 보안등과 같은 안전시설물을 추가적으로 설치함으로 위험지역의 안전도를 높일 수 있을 것으로 사료된다. As interest in social safety has recently increased at the national level, the various activities which can effectively prevent crimes are being carried out. Because the existing maps related to crimes provide the information about the present condition of crimes by administrative district for users, women and pedestrians who go by night could not actually grasp safe roads in advance. Therefore, this study developed the methodology that can easily extract dangerous areas due to crimes by the digital map 2.0. In the digital map 2.0, location and attribute information of center-lines of roads and building layers were used to find dangerous areas of crimes in these layers. Pavement materials and road width which are already built by the attribute information were used in the center-lines of roads. Crossing angles that roads and roads cross each other were additionally extracted and utilized. The attribute information about building types were input in the building layers of the digital map 2.0. The areas that are more the threshold values set by totaling up all the risk scores when considering pavement materials, road width, crossing angles of road, and building types in the center-lines of roads and road crossings were extracted as the dangerous areas that crimes can occur. Verification of the developed methodology was done by experiment. In the spatial apsect, the dangerous areas of crimes could be found by using the digital 2.0, roads, and building layers only through the experiment. In the administrative aspect to prevent crimes, additional installation of safety facilities such as street lights and security lights in the identified areas which are vulnerable for crimes is thought to be increasing safety of dangerous areas.

체커보드의 유형에 따른 스테레오 카메라 캘리브레이션의 정확도 비교

김의명(Kim, Eui Myoung),권상일(Kwon, Sang Il) 한국측량학회 2020 한국측량학회지 Vol.38 No.6

사진측량기법을 이용한 엑스선영상의 3차원 모형화

김의명(Kim Eui Myoung) 대한토목학회 2008 대한토목학회논문집 D Vol.28 No.2D

엑스선 영상은 의료분야에서 많이 활용되고 있으며 특히 인간의 골격형성 과정에서 발생할 수 있는 척추만곡의 변형을 파악하는 데 아주 효율적이다. 본 연구에서는 엑스선 영상의 사진기 검정과 엑스선 영상을 이용한 대상물의 3차원 좌표 결정에 중점을 두었다. 엑스선 사진기를 이용한 대십밸의 좌표결정 과정은 엑스선 사진기 검정을 위해서 방사선이 투과되지 않게 제작된 쇠볼이 배치된 1차 검정대상물을 이용하여 엑스선 영상의 내부표정요소와 외부표정요소를 결정하고 이로부터 엑스선에 교차하게 아크릴로 제작된 두 면을 가지고 있는 엑스선 검정장의 3치원 좌표를 결정하는 2단계 과정을 거쳤다. 사진측량기법에 의해 결정된 엑스선 검정장의 3차원 좌표값은 정밀하게 관측된 CMM과의 비교를 통하여 그 정확도를 평가하였으며 엑스선의 진행방향(X축)에 대한 오차가 Y축과 Z축에 비해 상대적으로 높게 나타났으나 Y축과 Z축에 대한 위치오차는 수 ㎜의 정확도를 나타내었다. 본 연구를 통해서 사진측량기법은 환자의 3차원 위치결정이나 의료용 교정기기를 제작하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다. X-ray images are wildly used in medical applications, and these can be more efficiently find scoliosis which is appearing during the growth of human skeleton than others. This research is focused on the calibration of X-ray image and three-dimensional coordinate determination of objects. Three-dimensional coordinate of objects taken by X-ray are determined by two step procedure. Firstly, interior and exterior orientation parameters are determined by camera calibration using Primary Calibration Object (PCO) which has two sides with embedded radiopaque steel ball. Secondly, calibration cage coordinates which is composed of two acrylic sheets that are perpendicular to X-ray source are determined by the parameters. Three-dimensional coordinates of calibration cage determined by photogrammetric technique are compared with that of Coordinate Measuring Machine (CMM). Though the accuracy analysis, X direction which is parallel to X-ray source error values are relatively higher than those of Y and Z directions. But, the accuracies of Y and Z axis are approximately -3 ㎜ to 3 ㎜. From the research results, it is considered that photogrammetric technique is applied to determine three-dimensional coordinates of patients or assist to make medical devices.