드론 영상의 광학적 원격탐사 방법을 이용한 얕은 하천에서의 수심 추정에 관한 연구 = A Study on Water Depth Estimation in Shallow Rivers Using Optical Remote Sensing Method of Drone Images

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study is to present a method for estimating water depth in shallow rivers using optical remotesensing techniques using drone images. In order to solve the disadvantages of existing bathymetry methods,bathymetry methods based on optical remote sensing have been recently studied, but research on environmentalconditions and data processing methods for bathymetry in shallow water areas is insufficient. Therefore, in this paper,we presented a water depth estimation formula in shallow rivers using drone images taken under various conditionsand directly surveyed bathymetric values using GNSS, and tried to verify the accuracy using checkpoints. As aresult, it was found that the water depth can be estimated more quickly and efficiently than the direct survey methodwhen the index is calculated and estimated with drone images in shallow rivers. In addition, when the reflected lightwas removed using a polarizing filter and high-resolution images were taken at noon without shadows, about 88%of them were within the acceptable range for bathymetry, and about 94% were within the acceptable range whenconverted to low resolution. Finally, when estimating the water depth using the optical remote sensing technique, itwas found that the accuracy was low at deep water depths, and errors could occur due to distortion of pixel valuesdue to water plants or shadows.

국문 초록 (Abstract)

본 연구의 목적은 드론 영상으로 부터 광학적 원격탐사 기법을 적용하여 얕은 하천에서의 수심을 추정하기 위한 방법을 제시하는 데 있다. 기존의 수심측량 방법의 단점을 해결하기 위해 최근 광학적 원격탐사 기법에 따른 수심측량방법이 연구되고 있으나 얕은 수심 지역에서의 수심 측정을 위한 환경 조건과 자료처리 방법에 관한 연구가 미흡한실정이다.
따라서 본 논문에서는 다양한 조건에서 촬영한 드론 영상과 GNSS를 이용한 직접 측량된 수심 측정값을 이용하여얕은 하천에서의 수심 추정식을 제시하고, 검사점을 이용하여 정확도를 검증하고자 하였다. 그 결과 수심이 얕은 하천에서 드론 영상으로 지수를 산출하여 추정할 경우 직접 측량에 의한 방법보다는 좀 더 빠르고 효율적으로 수심을 추정할 수 있음을 알 수 있었다. 또한 편광필터를 이용하여 반사광을 제거하고, 그림자가 없는 정오에 고해상도로 촬영한 경우 약 88%가 수심측량 허용범위에 만족하고, 저해상도로 변환한 경우 약 94%가 허용범위에 만족하는 것을 알수 있었다. 마지막으로 광학적 원격탐사 기법을 이용한 수심을 추정할 경우 깊은 수심에서는 정확도가 낮고, 너울, 수초, 그림자 등으로 인한 화소값의 왜곡으로 인해 오차가 발생될 수 있음을 알 수 있었다.

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