지상측량과 UAV 연계를 통한 임야지역 경계설정 방향 연구 = A Study on Boundary Delimitation Methods of Forest Area Through Connecting Ground Surveying and UAV

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This research aims to review the current status of boundary delimitation and its limits, and seek methods of efficiently delimitating boundaries in a forest area in connection with ground surveying and an unmanned aerial vehicle (UAV) as an alternative of overcoming limits. And it intends to suggest feasibility of delimitating boundaries of the forest area by applying and verifying the means in the selected region.
We adopted an empirical research method; to be specific we selected a region to study methods of delimitating boundaries in the forest area in connection with ground surveying and the UAV. And we compared and analyzed the boundaries measured by ground surveying and images from the UAV and those in the forestry map about the distinction of distance, positional errors, and relevant regulations in the selected region. As for a research approach, we compared boundaries collected by UAV shooting and those measured by ground surveying on the existing cadastral map, and verified the accuracy and reviewed whether it is instrumental to use the UAV in delimitating the boundaries in the forest area.
As a result of designing a research method and applying it to the selected area, there was an average distinctive distance of 1.779m between the boundaries in the images and those in the cadastral map, and RMSE on X-coordinate is 0.357m and RMSE on Y-coordinate is 0.485m. Theses figures are within a 1.80m tolerance on a scale of 1/6,000 as set out in the current regulations but not falling into a tolerance of a boundary point as stated in the cadastral resurvey project. Though there is a restriction to absolute comparison as this research extracted the accurate boundaries based on the current status while the existing forest boundaries were not delimitated reflecting the current status due to characteristics of establishing the boundaries. For this reason, if the said elements are taken into account the accuracy of this research method will be improved.
With the aforementioned research outcomes we propose improvement points of future setting of boundaries in the forest area: first, the need for developing a model in connection with gleaning information on forest boundaries; second, the need for easing standards of setting boundaries in the cadastral resurvey; and third, in relation to revision of relevant policies on UAV application, the need for the current regulations indicating clear grounds of applying UAV and ensuing details in a form of guidelines.
The method for general land survey is used in delimitating boundaries in the forest area without an exclusive means for the forest survey, and the existing satellite survey and aerial photographic survey pose limitations to forest survey in terms of topographic characteristics and efficiency. If a convergence of the UAV and other relevant technologies is applied to not only delimitating boundaries in the forest area but also collecting various spatial information, it is expected to boost efficiency. Therefore, if relevant officials review the regulations related to the UAV and make revisions and establish detailed guidelines, it can be used in a wide range of cadastral areas.
This research has limitations; thus, follow-up study needs to be undertaken. We established the boundaries by using the UAV imagery, cadastral maps, boundaries on the forestry map, and ground surveying data. If researchers use cadastre-related data and materials on vegitation, soil, and contour lines on a follow-up research it is thought to extract current boundaries in the forestry area more accurately. Moreover, this research suggests feasibility of the research method on a small forest region of around ten land parcels having difficulty surveying directly.
Further experiment research should be conducted on the forest area in the cadastral resurvey district to have this research method validated.

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 현행 임야지역의 경계설정 현황과 한계성을 검토하고 이의 극복을 위한 대안으로 지상측량과 UAV를 연계해 임야지역의 효율적인 경계설정 방법을 모색하고자 하였다. 그리고 정립된 방법을 사례지역을 선정해 적용·검증해 봄으로써 임야지역 경계설정에 적용 가능성을 제시하고자 하였다.
연구방법은 실험에 기반 한 실증적 연구로써 구체적으로 지상측량과 UAV 연계를 통한 임야지역 경계설정 방법을 연구 할 사례지역을 선정하였다. 그리고 사례지역에 대해 지상측량과 UAV를 통한 획득한 영상을 활용하여 취득한 경계와 기존 임야도면 경계에 대해 이격량, 위치오차량, 관련법규를 통하여 비교·분석하였다. 연구의 접근방법은 비교론적 접근방법으로 UAV촬영으로 취득한 영상을 이용하여 추출한 경계선과 지상측량을 기초로 한 기존의 지적도, 임야도의 경계선을 비교하여 정확성을 검증하고임야지역 경계설정에서의 UAV의 활용 여부를 검토하는데 이용하였다.
연구의 방법을 설계하고 이를 사례지역에 적용하여본 결과, 영상에서 추출한 경계선과 기존 임야경계선을 비교 시 이격거리는 평균적으로 1.779m의 차이를 보였고, X좌표의 RMSE는 0.357m, Y좌표의 RMSE는 0.485m로산출되었다. 이러한 결과는 현행 법률에서 규정하고 있는 1/6,000 지역에서 오차허용범위인 1.80m 내의 성과이나 지적재조사사업에서 규정하고 있는
경계점의 오차허용범위에는 미치지 못하는 것으로 나타났다. 다만, 연구에서는 현황을 중심으로 정확한 경계선을 추출하였으나 기존 임야경계선은 경계설정의 특성상 명확히 현황을 중심으로 설정되어 있지 못하기 때문에 절대적인 비교에는 한계성이 있다. 따라서 이러한 요인들을 고려할 경우 연구 방법의 정확도는 더 높을 것으로 예측된다.
이상과 같은 연구 성과로 향후 임야지역 경계설정의 개선 방향을 제시하였다. 첫째, 임야경계 정보 취득 연계 모형의 개발의 필요성을 제안하였다. 둘째, 지적재조사측량의 경계설정 기준의 완화의 필요성을 제시하였다. 셋째, UAV 적용을 위한 관련 규정의 개정에 있어서는 현재의 법률에 명확한 UAV 적용 근거를 수록하고, 이에 부수적으로 수반되는 세부적인 내용들을 지침 형태로 작성할 필요가 있음을 제시하였다.
임야지역을 경계설정 함에 있어 현재 별도의 방법이 없이 토지에서 이용하는 측량방식을 준용하고 있고, 기존의 위성측량과 항공사진측량방법은 지형적인 특성과 효율성 등의 문제로 인하여 임야지역 경계설정에 적용하기에 한계성이 있다. 이에 UAV와 관련 기술들을 융합해 임야지역의 경계설정은 물론 다른 다양한 공간정보의 취득에 활용한다면 많은 효율성이 기대된다. 이를 위해서는 UAV에 관한 관련 법규를 종합적으로 검토하고, 적용을 위해 필요한 법령의 개정과 세부지침을 마련한다면 지적 분야에서 광범위한 활용을 기대할 수 있을 것으로 사료된다.
본 연구의 한계성과 향후 연구과제는 다음과 같다. 첫째, UAV영상과 지적도, 임야도 경계선과 지상측량 자료를 이용하여 경계를 설정하였다. 향후 연구에서는 UAV 영상을 기반으로 지적 관련 자료들과 식생·토질·등고선 등의 관련 자료를 함께 이용한다면 보다 정확하게 임야지역의 현황 경계선을 추출할 것으로 판단된다. 또한, 본 연구에서는 임야지역과 관련하여 직접측량이 어려운 10필지 내외의 소규모 지역을 선정해 연구 방법의 적용가능성을 제시하였다. 본 연구의 방법이 타당성을 얻기 위해서는 지적재조사사업 지구에 포함되는 임야지역 규모를 대상으로 추가적인 실험 연구가 있어야 할 것으로 판단된다.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서 론 1
• 제1절 연구배경 및 목적 1
• 1. 연구배경 1
• 2. 연구목적 2
• 제2절 연구범위 및 방법 3
• 1. 연구범위 3
• 2. 연구방법 3
• 제2장 임야지역의 경계설정 및 선행연구 7
• 제1절 임야지역의 경계설정 7
• 1. 토지경계의 개념 및 유형 7
• 2. 임야지역 경계설정 방법 및 기준 12
• 제2절 지상측량 및 UAV 17
• 1. 지상측량 17
• 2. UAV 21
• 제3절 선행연구 및 차별성 26
• 1. 선행연구 26
• 2. 선행연구와의 차별성 32
• 제3장 임야지역의 경계설정 현황 및 한계 33
• 제1절 임야지역의 경계설정 현황 33
• 1. 도해지역 경계설정 현황 33
• 2. 지적재조사 경계설정 현황 39
• 3. 새로운 측량기술의 도입 현황 44
• 제2절 임야지역의 경계설정의 한계 50
• 1. 도해지역 경계설정의 한계 50
• 2. 지적재조사 경계설정의 한계 51
• 3. 새로운 측량기술 도입의 한계 53
• 제4장 지상측량과 UAV연계를 통한 임야지역 경계설정 방법 56
• 제1절 임야지역 경계설정 방법의 구상 및 설계 56
• 1. 임야지역 경계설정 방법의 구상 56
• 2. 임야지역 경계설정 방법의 설계 57
• 제2절 사례지역 적용 및 분석 60
• 1. 사례지역 선정 60
• 2. 사례지역 관측 및 자료취득 62
• 3. 경계설정 및 분석 73
• 제3절 임야지역 경계설정의 개선 방향 84
• 1. 공간정보취득 연계 모형의 개발 84
• 2. 지적재조사측량의 경계설정 기준의 완화 86
• 3. 관련 규정의 개정 87
• 제5장 결론 89
• 제1절 연구요약 및 결론 89
• 제2절 연구의 한계 및 과제 93
• 참고문헌 94
• ABSTRACT 99