항공사진측량의 공정

(1)

항공사진측량의 공정

가천대학교 토목환경공학과

박 홍 기

(2)

Aerial Mapping Service

가천대학교 박홍기 2

Workflow:

Traditional Analog System

Digital System

LIDAR or Digital Camera

Batymetry

RMK TOP Camera AGFA Film Film Processing B/W or Color

Digital WorkStation Summit Evolution

Scanners DTM

Othophotos Line Map Update Revision 3D Images Analysis DSM GIS

Raw Data process OPS

INPHO Suites Altexis TopIt

Temporary Mass Storage Digital Cam

Falcon II LIDAR

Analog Stereo Ploter

Archive System Vexcel Ultra Scan 5000

Printer LAMBDA 130 Zeiss

SCAI

자료원; Aeromap Technology Systems

(3)

Aerial Mapping Service

Photogrammetric Activities (Digital Process):

B&W Orthophotos

Line Map

Color Orthophoto

GIS Application

Contour map

Hard Copy or Digital

Summit Evolution WS

자료원; Aeromap Technology Systems

(4)

항공사진측량의 이용한 수치지도 제작

(5)

항공사진측량의 자료처리 과정

자료취득시스템

위성영상 GPS 항공사진/LiDAR

모바일매핑시스템

지상측량

• on-line/real time화

• 디지털화

• 고정밀화

항공사진영상 자료처리

• 사진측량의 자동화 자료처리시스템

사진측량의 출력물 : 수치지도, 정사사진/영상지도, DEM,DSM GIS

• 3차원 고품질데이터 요구 자료활용

(자료원; 한진정보통신) 가천대학교 박홍기 5

(6)

항공사진측량에 의한 수치지도제작

항공사진측량에 의한 수치지도제작 공정

Ⅱ

기준점측량 및 항삼(AT)

Ⅲ

세부도화(수치도화)

Ⅳ

현지조사 및 보완측량

Ⅴ

^{편 집}

항공사진 촬영

Ⅰ

^촬영계획 ^항공사진촬영

측량계획 지상기준점측량

항공삼각 측량(AT)

대공표지 설치

항공사진 필름

수치도화 도화원도

(전산화일)

도화원도 출 력

출력도화원도 (도면)

지리조사 수정도화원도

(도면)

정위치편집

현지보완측량

구조화편집 도면제작편집

사진기준점측량

도면출력 수치지도

수치지도 (출력도면)

(7)

촬영계획

항공사진측량 촬영계획

 항공사진 측량방법으로 지형도를 제작하기 위해서는 사진축척, 사진의 중복도, 기준점 배치 등을 고려하여 능률적이고 경제적으 로 수행하기 위해 촬영 계획을 수립한다.

 촬영 승인 인허가 (일반지역 : 국방부, 특별한 지역 : 기무사령부)

 촬영 코스, 축척 결정 (촬영지역의 평균표고를 촬영기준면으로 설정)

 촬영 계획도 작성

<촬영계획도> <촬영인허가 공문>

(자료원; 중앙항업) 가천대학교 박홍기 7

(8)

촬영 설계

고려사항

1. 촬영용역의 대상 면적 및 범위 2. 기존 및 계획 기준점

3. 시간 일정

4. 최종 요구 결과물 5. 최적 비행 시즌 6. 지상 피복 조건

목표

1. 비행라인을 따라 최적의 사진간격 조건 결정 2. 비행라인의 간격 및 수

3. 허용 안전율을 고려

4. 촬영지역과 비행장간의 거리

(9)

촬영 설계

C. 촬영 패턴

1. 전적으로 종중복(overlap)과 횡중복(sidelap)에 의존.

 23cm x 23cm (9”x 9”) 사진과 152mm(6”) 초점거리를 갖는 이상 적인 조건하에서는 종중복 60%, 횡중복 30% 이면 빈 틈이 없 는 최대 입체 범위를 제공할 수 있다.

– 추가적인 안전율을 고려한다면 종중복 70-75%, 횡중복 50%까지 증가할 수 있다.

(10)

촬영계획 계산

 비행라인, 촬영간격, 및 필요한 필름의 양을 계산하는 데 요구되는 데이터.

1. 카메라 초점거리.

2. 촬영고도 또는 촬영축척 3. 사진의 크기

4. 촬영대상지역의 범위 5. 비행라인의 위치

6. 종중복 7. 횡중복

8. 촬영계획도의 축척 9. 비행기의 속도

(11)

항공사진 촬영

항측용비행기

항측용카메라

필름인화장비

 항공사진은 동일한 경로 내의 인접사진 간의 입 체상을 얻기 위해 비행방향으로 종중복 60%, 인 접한 촬영경로와 횡중복 30%의 중복도로 촬영 하여 필름을 현상하고, 밀착사진 및 양화필름을 만들어 촬영의 성과를 검사한다.

 <촬영 검사>

 구름이나 구름의 그림자

 스모그(Smog)

 사진축척(계획된 축척과의 차이)

 중복도(최소 종중복 50%이상, 횡중복 5%

이상)

 사진의 경사(경사 3˚이내, 편류각 5˚이내)

(12)

측량용항공기(CESENA, L-19)

항공사진측량용 사진기시스템

측량용 항공기 내부

항공사진 촬영 시스템

(13)

항공사진측량용 사진기

분리된 중심투영 사진 취득 중복도를 고려, FMC기능

동일 대상물이 사진상에 3번 촬영

Push Broom 방식의 스캐닝(영상) Forward/Nadir/Backward

모든 물체가 3번 촬영됨

항공사진카메라 디지털항공사진카메라

디지털항측카메라 Leica ADS40 항공사진카메라

WILD RC30

(14)

Film vs. Digital Image

14

Digital Image Film

(15)

15

칼라 및 근적외선 디지털 영상

근적외선 영상

칼라(RGB) 영상

가천대학교 박홍기

(자료원; 한진정보통신)

(16)

16

고해상도 디지털 항공사진영상

15cm 해상도 5cm 해상도

(자료원; 한진정보통신)

(17)

17

사진제작

 촬영성과인 항공필름을 이용하여, 해석도화에 필요한 양화필름, 지상기준점측량에 필요한 밀착인화사진, 현지조사 및 집성도 제 작을 위한 확대사진을 제작하고, 촬영경로를 한눈에 알아 볼 수 있 도록 표정도를 작성한다.

 밀착사진

 확대사진

 양화필름

 표정도 작성(사진의 주점, 촬영경로 및 사진번호, 촬영 년월일, 사진축 척 등)

<사진촬영 성과> <표정도 작성>

(자료원; 중앙항업)

(18)

지상기준점측량 및 항공삼각측량

지상기준점측량

항공삼각측량 및 세부 도화에 필요한 지상기준점(수평위치 및 표고)의 3차원 좌표를 현지에서 직접 측량

항공삼각측량(Aerial Triangulation)

소수의 지상기준점 성과를 기준으로 도화기 또는 좌표측정기로

사진기준점을 관측하여, 세부도화에 필요한 촬영 당시 카메라의 위치 및 기준점의 지상좌표를 결정하는 작업

GPS수신기

기준점측량 토털 스테이션

점이사기

해석도화기

(19)

지상기준점측량

 해석도화에 필요한 평면 및 표고기준점 측량을 현지에서 직접 관 측하는 측량으로서, 국토지리정보원의 국가기준점 성과표를 기 본으로 한다. 측정방법으로는 GPS측량(Global Positioning System) 법으로 실시하고, 후속 공사측량을 고려할 경우에는 표석점을 매 설한다.

 측량계획 (기존의 기준점 성과, 현지 여건 등)

 선점 및 조표

 관측

<평면기준점측량> <표고기준점 측량>

(사진자료원; 중앙항업) 가천대학교 박홍기 19

(20)

항공삼각측량(사진기준점측량)

 항공삼각측량(Aerial Triangulation 또는 Photo Triangulation)은 사진 기준점측량이라고도 하며, 사진상에서 관측된 점들의 좌표(X, Y, Z)를 관측한 다음, 현장에서 관측된 소수의 지상기준점 성과를 이 용하여, 사진상에서 관측된 점들의 좌표를 해석적 방법(프로그램) 으로 절대좌표를 환산한다.

 계획준비 (양화사진, 점이사기, 표정도)

 선점

 점각

<점이사기> <표정 기록부>

(사진 자료원; 중앙항업) 가천대학교 박홍기 20

(21)

항공삼각측량



항공삼각측량

 넓은 의미: 항공사진에서의 사진좌표를 이용 하여 미지 지상점의 3차원 좌표를 구하는 것

 좁은 의미: 항공사진을 이용하여 지상기준점 의 수를 늘이는 것

• 종접합점와 횡접합점의 지상좌표를 구하고 지 상기준점으로 삼는 것

 현재는 GPS를 항공기에 장착하여, 카메라의 위치 3요소를 결정하여 지상기준점을 최소화 할 수 있는 방법이 도입되었음

(22)



항공삼각측량의 장점

 실내 작업으로 지상기준점(GCP)을 얻을 수 있다.

 측량 대상지역 내로 진입하는 것을 최소화 할 수 있다.

 지상측량이 어려운 지역의 측량을 최소화 할 수 있다.

 항공삼각측량을 통하여, 실제 관측된 GCP의 정 밀도를 검정할 수 있다.



항공삼각측량 분류

 기계식 항공삼각측량(analog AT)

 반해석식 항공삼각측량(semi-analytical AT)

 해석식 항공삼각측량(analytical AT)

(23)

해석 도화

 해석도화기 상에서 지상기준점 성과와 항공삼각측량 성과를 이용 하여 필요한 지형 지물을 묘사하는 작업으로서, 지상기준점 및 사 진기준점 성과를 이용하여 3차원의 입체지형모델을 형성한 후 대 상지역 내의 지형 지물 높이 등을 판독 묘사하며 지정된 NGIS CODE로 구분하여 수치입력 및 조사원도 출력까지의 과정을 말한 다.

 표정 및 인접 접합

 판독 및 묘사

<해석도화기> <도화 DATA>

(24)

수치 도화

항공삼각측량(AT) 측량 성과를 기준으로 지도표현에 필요한 사항을 도화장비를 이용, 지도의 최초 원도를 작성하는 공정 해석 및 수치도화기를 이용하여 수치자료 취득을 위한 수치 도화 실시(지형지물을 3차원의 점, 선, 면으로 표현)

해석도화기

수치도화기

도화데이터를 이용한 3차원 모델링

도화원도

(25)

도화기의 종류

Intergraph ImageStation-Z 수치사진측량 장비

Wild B8 기계식 도화기 Zeiss p2 해석도화기

Leica-Helava SOCET Set

(26)

현지조사 및 보완측량

현지조사는 해석도화 원도와 2배 확대사진을 이용하여

지리지명, 행정경계 등 도화내용의 미비점을 보완하여 지형 데이타베이스 내용을 충실히 하기 위한 작업 공정

현지보완측량은 항공사진에 명확히 나타나지 않는 각종 지형 지물 등을 현지에서 조사, 측량, 측정하여 해석 도화된 내용을 보완하기 위한 현지 측량 작업 공정

현지조사 및 현지보완측량 실시전경 2배 확대사진

도화원도

(27)

현지조사

 정위치 편집을 하기 위하여 항공사진을 기초로 도면상에 나타내어 야 할 지형∙지물과 이와 관련된 사항을 현지에서 조사하는 것으로 서, 수치지도를 출력한 도화원도 및 2배 항공사진을 이용하여 조사 내용을 정확하게 표기하는 작업이다.

 자료 수집

 현지조사

<현지조사원도> <현지조사도면>

(28)

지적도 복제 및 입력

 지형과 병합될 지적 데이터를 취득하기 위하여 자동 독취 또는 수 동입력방식으로 기존도면을 해석 도화된 지형도와 중첩시켜 일 치되지 않는 부분을 수정한다.

 지적도 복제

 지적도 자동입력

 도엽별 기준점 설정

<지적도 복제> <지적도면 입력>

 축척 변환

 정리 점검

(29)

편집공정

현지조사사항 입력은 현지조사 및 항측보완측량 조사사항을 수치형태로 입력하는 작업

정위치편집은 입력된 현지조사 및 항측 보완측량 데이터를 이용 하여 해석도화된 데이터를 정위치로 수정 편집하는 작업

도면제작편집은 지형도 도식기준에 맞도록 지형, 지하시설물, 기호, 명칭 등을 표준화하여 편집하는 작업

도화원도

현지조사 사항입력

정위치편집

도면제작편집

수치지도

(30)

정위치편집

 현지조사 및 보완측량에서 얻어진 성과 및 자료를 이용하여, 도화 성과 또는 지리데이터 입력 성과에 데이터를 추가 · 삭제 · 수정 · 보완하는 작업이다.

 현지조사 자료 입력

 지형 편집

<현지조사도면> <정위치 편집 도면>

 데이터 작성

 데이터 검수

(31)

도면제작 편집 및 출력

<도면제작편집성과> <출력도면>

 지하시설물도 작성기준에 의거 지형, 시설물, 심볼, 기호, 명칭 등을 편집하여 준공도면을 작성하는 작업 및 작성된 최종도면을 Plotter로 출력하는 작업이다.

 정위치데이터

 정위치 편집파일

 도면제작편집파일

(32)

성과목록

항공촬영

• 항공사진 원필름

• 밀착사진

• 양화필름

기준점측량

• 기준점 성과철

• 기준점 계산부

• 점의 조서

해석도화

• 수치도화 DATA

• 표정 기록부

• 도화원도

현지조사

• 현지조사 원도

• 현지조사 도면

• 기타수집자료

도면제작

• 정위치 편집 DATA

• 도면제작편집 DATA

• 최종 출력도면

• 확대사진

• 촬영 기록부 및 표정도

• 기준점 망도

• 관측 기록부

• 사진기준점 성과

(33)

Cost/Benefit Applications

Technology

Standards

Digital Mapping

GIS/LIS Coordinates

Datum AM/FM

Photogrammetry?

Engr.

Surveying?

The End

Land Surveying?

Geodetic Surveying?

E-mail:

hgpark@gachon.ac.kr