KR101008393B1 - Apparatus for planarizing ground of building in digital elevation model using the boundary landmarks leveling of digital terrain data - Google Patents

Apparatus for planarizing ground of building in digital elevation model using the boundary landmarks leveling of digital terrain data Download PDF

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KR101008393B1
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Abstract

PURPOSE: A device for planarizing a building area in a digital elevation model using the boundary landmarks leveling of digital terrain data is provided to be used for constructing three-dimensional territory space information. CONSTITUTION: A device for planarizing a building area in a digital elevation model using the boundary landmarks leveling of digital terrain data comprises a data storage unit(51), a vector polygon generation unit(52), an effective point selection unit(53), a building grid generation unit(54), and a building area planarization unit(55). The vector polygon generation unit creates a vector polygon composed of points for forming the boundary of a building area. The effective point selection unit calculates a first average square root error of the height values of the points except minimum and maximum values.

Description

수치지면자료의 지물경계 평준화를 통한 수치표고모형의 건물영역 평탄화 장치{APPARATUS FOR PLANARIZING GROUND OF BUILDING IN DIGITAL ELEVATION MODEL USING THE BOUNDARY LANDMARKS LEVELING OF DIGITAL TERRAIN DATA}{APPARATUS FOR PLANARIZING GROUND OF BUILDING IN DIGITAL ELEVATION MODEL USING THE BOUNDARY LANDMARKS LEVELING OF DIGITAL TERRAIN DATA}

본 발명은 수치지면자료의 지물경계 평준화를 통한 수치표고모형의 건물영역 평탄화 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지물(地物)이 제거된 지면의 표고를 나타내는 수치표고모형에서 울퉁불퉁하게 표현된 건물영역을 평탄화하는, 수치지면자료의 지물경계 평준화를 통한 수치표고모형의 건물영역 평탄화 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a device for leveling the building area of the digital elevation model through the leveling of the feature boundary of the digital surface data, and more particularly, the building unevenly represented in the numerical elevation model representing the elevation of the ground from which the feature is removed. The present invention relates to a building area planarizing device of the digital elevation model by leveling the feature boundary of the numerical surface data.

일반적으로, 항공레이저측량시스템은 항공기에 탑재되어 레이저모듈(구체적으로는 레이저스캐너)로부터 주사되는 레이저가 지형지물에 반사되어 돌아오는 시간을 측정함과 더불어 항공기의 위치정보(공간정보)와 자세정보를 지피에스(GPS, Global Postioning System)모듈 및 INS(Inertial Navigation System)모듈로부터 획득하여, 이들 정보들을 기반으로 지형지물에 대한 3차원 레이저 측량 데이터를 추출한다.In general, the aviation laser survey system is mounted on an aircraft to measure the return time of the laser beam reflected from the laser module (specifically, the laser scanner) to the feature, as well as position information (spatial information) and attitude information of the aircraft. Is obtained from a Global Postioning System (GPS) module and an Inertial Navigation System (INS) module to extract 3D laser survey data for a feature based on these information.

이러한 항공레이저측량시스템의 도입과 더불어 수치표고모형(DEM : Digital Elevation Model) 및 수치표면모형(DSM : Digital Surface Model)의 제작과 활용이 증대되고 있다.With the introduction of aviation laser surveying system, the production and utilization of digital elevation model (DEM) and digital surface model (DSM) are increasing.

종래의 항공레이저측량성과를 이용한 수치표고모형 제작 방법은, 지면 및 지물에 대한 3차원 점자료인 수치표면자료(DSD : Digital Surface Data)를 필터링하여 지물에 해당하는 점자료를 제거한 수치지면자료(DTD : Digital Terrain Data)를 생성하고, 이렇게 생성한 수치지면자료를 이용하여 불규칙삼각망자료를 생성한 후 이를 이용하여 수치지면자료를 보정한 수치표고자료를 생성하며, 이후 수치표고자료를 이용하여 수치표고모형을 생성하였다.In the conventional method of manufacturing a digital elevation model using aviation laser surveying results, digital surface data (DSD), which is three-dimensional point data of the ground and the features, is filtered to remove the numerical data corresponding to the features. DTD (Digital Terrain Data) is generated, irregular triangular network data is generated using the digital ground data generated in this way, and then digital numerical data is corrected using the digital ground data. A digital elevation model was created.

이때 수치지면자료를 생성하는 과정에서 지물이 있던 위치가 공백으로 나타나게 되고, 이후 수치표고모형화 과정에서 건물이 위치했던 영역의 경계점들을 이용하여 건물영역을 보간하게 되는데, 각 경계점들의 높이가 서로 달라 도 4에 도시된 바와 같이 건물영역이 평탄화되지 않는 문제점이 있었다.At this time, the location of the feature appears as a blank in the process of generating digital ground data, and then the building area is interpolated using the boundary points of the area where the building is located in the numerical elevation modeling process. As shown in FIG. 4, there was a problem that the building area was not flattened.

따라서, 종래의 수치표고모형은 건물 모양에 왜곡을 유발하여 고품질의 정사영상 제작에 사용이 불가능하며, 특히 3차원 국토공간정보 구축에 사용이 불가능한 문제점이 있었다.
Therefore, the conventional digital elevation model causes a distortion in the shape of the building, making it impossible to use high-quality orthoimages, and in particular, it cannot be used to construct 3D national spatial information.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 수치지면자료에서 건물영역과 경계를 이루는 점들의 높이값이 평준화된 건물 그리드를 생성한 후 이를 수치표고모형에 적용하여 수치표고모형의 건물영역을 평탄화함으로써, 고품질의 정사 영상 제작에는 물론 3차원 국토공간정보 구축에 사용될 수 있도록 하는, 수치지면자료의 지물경계 평준화를 통한 수치표고모형의 건물영역 평탄화 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention generates a building grid in which the height values of the points forming the boundary of the building area in the digital ground data are equalized, and then applies it to the numerical elevation model building. It is an object of the present invention to provide a digital elevation model building area flattening device by leveling the feature boundary of digital surface data, which can be used for producing high quality orthoimages as well as constructing 3D national spatial information.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention which are not mentioned can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 수치표고모형의 건물영역 평탄화 장치에 있어서, 다수의 수치지면자료와 각 수치지면자료에 상응하는 수치표고모형을 상호 매칭시켜 저장하고 있는 데이터 저장부; 상기 데이터 저장부에 저장되어 있는 수치지면자료에서 건물영역과 경계를 이루는 점들로 이루어진 벡터폴리곤을 생성하는 벡터폴리곤 생성부; 상기 벡터폴리곤 생성부가 생성한 벡터 폴리곤을 구성하는 점들의 높이값 중에서 최소값 및 최대값을 제외한 나머지 점들의 높이값을 대상으로 제 1 평균제곱근오차를 산출한 후, 상기 나머지 점들 중에서 제 1 평균제곱근오차의 3배를 초과하지 않는 높이값을 가지는 점(이하, 유효점)들을 선별하는 유효점 선별부; 상기 유효점 선별부가 선별한 유효점들의 높이값을 대상으로 제 2 평균제곱근오차를 산출한 후 이를 이용하여 상기 유효점들의 높이를 조절한 건물 그리드를 생성하는 건물 그리드 생성부; 및 상기 건물 그리드 생성부가 생성한 건물 그리드를 상기 수치표고모형에 적용하여 건물영역을 평탄화하는 건물영역 평탄화부를 포함한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a building area planarizing apparatus of a numerical elevation model, comprising: a data storage unit for storing a plurality of numerical ground data and a numerical elevation model corresponding to each numerical ground data; A vector polygon generation unit for generating a vector polygon consisting of points forming a boundary with a building area in the numerical surface data stored in the data storage unit; After calculating a first mean square error with respect to the height values of the remaining points excluding the minimum and maximum values among the height values of the points constituting the vector polygon generated by the vector polygon generator, a first mean square error among the remaining points. An effective point selecting unit for selecting points having a height value not exceeding three times (hereinafter, referred to as effective points); A building grid generation unit configured to calculate a second mean square error of heights of the valid points selected by the valid point selecting unit and to generate a building grid by adjusting the heights of the valid points using the calculated mean square error; And a building area planarizing unit configured to planarize the building area by applying the building grid generated by the building grid generating unit to the numerical elevation model.

상기와 같은 본 발명은, 수치지면자료에서 건물영역과 경계를 이루는 점들의 높이값이 평준화된 건물 그리드를 생성한 후 이를 종래의 방식으로 생성된 초기 수치표고모형에 적용하여 건물영역을 평탄화함으로써, 고품질의 정사 영상 제작에는 물론 3차원 국토공간정보 구축에 사용될 수 있도록 하는 효과가 있다.
The present invention as described above, by generating a building grid in which the height value of the points forming the boundary with the building area in the digital surface data is flattened by applying it to the initial numerical elevation model generated in a conventional manner, In addition to producing high quality ortho images, there is an effect that can be used in the construction of 3D national spatial information.

도 1 은 본 발명에 이용되는 수치표고모형 제작 장법에 대한 일실시예 흐름도,
도 2 는 본 발명에 이용되는 수치표면자료에서 건물영역을 제거하는 조건에 대한 일예시도,
도 3 은 본 발명에 이용되는 수치지면자료 생성 과정에 대한 일실시예 설명도,
도 4 는 본 발명에 이용되는 수치표고모형의 일예시도,
도 5 는 본 발명에 따른 수치지면자료의 지물경계 평준화를 통한 수치표고모형의 건물영역 평탄화 장치에 대한 일실시예 구성도,
도 6 은 본 발명에 따른 벡터폴리곤 생성부가 생성한 벡터 폴리곤에 대한 일예시도,
도 7 은 본 발명에 따른 건물 그리드 생성부가 생성한 건물 그리드에 대한 일예시도,
도 8 은 본 발명에 따른 건물영역 평탄화부가 생성한 수치표고모형에 대한 일예시도이다.
1 is a flow chart of an embodiment of a method for manufacturing a digital elevation model used in the present invention;
2 is an exemplary view showing a condition for removing a building area from the numerical surface data used in the present invention;
Figure 3 is an embodiment explanatory diagram for the numerical surface data generation process used in the present invention,
Figure 4 is an example of the numerical elevation model used in the present invention,
5 is a configuration diagram of an embodiment of the flattening device for building area of the digital elevation model by leveling the boundary of the numerical surface data according to the present invention;
6 is an exemplary view of a vector polygon generated by the vector polygon generator according to the present invention;
7 is an exemplary view of a building grid generated by the building grid generating unit according to the present invention;
8 is an exemplary view of a digital elevation model generated by the building area flattening unit according to the present invention.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, It can be easily carried out. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명에 이용되는 수치표고모형 제작 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for manufacturing a digital elevation model used in the present invention.

먼저, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같은 수치표면자료(DSD ; Digital Surface Data)를 입력받는다(101). 여기서 수치표면자료는 항공레이저측량에 의하여 취득한 최초의 점자료인 원시자료(mass point)를, 기준점을 이용하여 기준좌표계에 의한 3차원 좌표(x,y,z)로 조정한 자료로서 지면 및 지물에 대한 점자료를 의미한다.First, digital surface data (DSD) as shown in FIG. 3A is received (101). In this case, the numerical surface data is the data obtained by adjusting the mass point, which is the first point data acquired by aerial laser surveying, to three-dimensional coordinates (x, y, z) by the reference coordinate system using the reference point. The dot data for.

이후, 수치표면자료로부터 수치지면자료(DTD)를 생성한다(102). 여기서 수치지면자료는 수치표면자료에서 인공지물 및 식생 등과 같이 표면의 높이가 지면의 높이와 다른 지물에 해당하는 점자료를 제거한 자료로서, 이러한 수치지면자료(DTD) 제작과정은 크게 ① 자동필터링 과정 ② 수동점편집 과정 ③ 정표고 보정의 3단계로 나뉜다.Thereafter, a digital surface data (DTD) is generated from the digital surface data (102). Here, the digital ground data is obtained by removing point data whose surface height is different from the ground height, such as artificial features and vegetation, from the digital surface data. ② Manual point editing process ③ It is divided into three stages.

① 자동필터링 과정① Auto filtering process

전처리 과정을 거쳐 생성된 원시자료의 코스별 정확도 확인과 인접코스의 중첩부분에 대한 프로파일 점검 등을 실시한다. 이와 함께 연무나 구름 등과 같은 기상현상이나 상공의 미확인 물체 및 동/식물에 의한 과대 오차점을 제거하며, 원인 불명의 하저부 점을 제거한다. 즉, 이러한 이상점(outlier)은 주지관용의 기술인 'Terra Scan'에서 제공하는 분류기능 중 특정 구간의 높이를 지정하여 제거하는 방식(Classify by absolute elvation)을 이용하여 제거한다.It checks the accuracy of each course of the raw data generated through the preprocessing process and checks the profile of the overlapping part of the adjacent course. At the same time, it eliminates excessive errors caused by meteorological phenomena such as haze and clouds, unidentified objects in the air, and animals and plants, and removes bottom points of unknown origin. That is, such an outlier is removed by using a classifying by absolute elvation that designates and removes a height of a specific section among the classification functions provided by 'Terra Scan'.

이렇게 이상점 제거가 완료되면 다음으로 혼재되어 있는 각종 구조물 및 식생, 건물 등과 같은 지물을 제거한 순수한 그라운드 자료를 분류한다. 이 또한 도 2에 도시된 바와 같은 'Terra Scan'의 분류기능을 활용하되, 건물의 경우 최대 건물 크기는 250m, 각 점들 간의 각을 나타내는 고도각은 88도, 각 점들 간의 이격거리는 1.4m 등과 같은 조건에 따라 건물에 해당하는 점들을 제거한다. 이때 그라운드 자료는 일부 비분류점을 포함한 미완성 분류데이터이다.After the removal of the outliers, the mixed ground and the pure ground data are removed. This also utilizes the classification function of 'Terra Scan' as shown in Figure 2, in the case of a building, the maximum building size is 250m, the altitude angle representing the angle between each point is 88 degrees, the distance between each point is 1.4m, etc. Eliminate points that correspond to buildings based on conditions. The ground data is incomplete classification data including some unclassified points.

② 수동점편집 과정② Manual point editing process

그라운드 자료는 완벽한 분류 형태를 갖추지 못한 상태이므로 수작업에 의해 육안으로 확인 후 불완전하게 분류된 점을 편집한다.Since the ground materials do not have a perfect classification form, they are visually checked by hand and edited incompletely classified points.

즉, 비분류된 점은 작업자의 수작업에 의해 확인되며, 이를 'Terra Scan'에서 제공하는 "편집도구"모듈을 이용하여 개별 점 단위로 분류 및 제거하거나 점군 단위로 선택(Select)하여 한번에 많은 점을 동시에 제거 또는 분류한다.In other words, unclassified points are checked by the operator's manual work, and they are classified and removed by individual point units or selected by point group units using the "Edit Tool" module provided by 'Terra Scan'. Remove or classify at the same time.

③ 정표고 보정③ Elevation Correction

정표고 보정은 GPS에 의해 취득된 LAS 데이터를 지오이드 기준의 정표고로 변환해주는 과정을 말한다. 항공기에서 취득된 원시 LAS의 경우 수학적 계산식으로 얻어진 지구타원체(WGS84)를 기반으로 하고 있다. 그러나 우리가 현실적으로 사용하는 표고는 타원체에 의한 것이 아니고 지오이드를 기준으로 한 평균 해수면의 높이를 기반으로 한다. 따라서 GPS에 의해 타원체고로 취득된 원시 LAS데이터를 수준측량에 의해 얻어진 정표고로 보정해 주는 과정을 거쳐야 한다.Elevation correction refers to the process of converting LAS data acquired by GPS to the elevation of geoid. The raw LAS obtained from the aircraft is based on the geospheroid (WGS84) obtained by mathematical calculations. However, the elevations we use in reality are not ellipsoids, but based on the average sea level height relative to the geoid. Therefore, the raw LAS data obtained by the ellipse height by GPS should be corrected by the static elevation obtained by level surveying.

이때 정표고 보정을 위한 수준측량점은 하기의 [표 1]과 같이, **지구 1.141km2에 25개의 점을 취득하고 보정량은 23.49m로 계산한다.At this time, the level measurement point for the correction of the elevation is obtained as follows [Table 1], ** 25 points on the 1.141km 2 of the district and the correction amount is calculated as 23.49m.

Figure 112010065942315-pat00001
Figure 112010065942315-pat00001

이러한 과정을 통해 최종 생성된 수치지면자료는 도 3의 (b)에 도시된 바와 같다.The numerical surface data finally generated through this process is as shown in FIG.

부가적으로, 정표고 보정을 위해서는 전술한 바와 같이 높이를 측정하기 위한 수준측량을 실시하여야 하며, 아울러 수준측량값과 항공레이저측량값의 동일 위치 점을 비교하기 위한 평면 측량을 동시에 실시하여야 한다. 이와 같이 얻어진 결과는 통계적으로 정표고보정량을 결정하고 이를 실제 데이터에 적용하여 타원체고를 정표고로 보정해 주는 과정을 거친다. 이때 정표고 보정은 상용소프트웨어를 이용하여 전체 기준점을 항공레이저측량 성과와 좌표를 기준으로 매칭하여 비교한다. 이를 통해 얻어진 결과는 정확도 평가를 거쳐 항공레이저측량 성과를 정표고로 보정하는데 이용된다.In addition, to correct the elevation, a level survey should be carried out to measure the height as described above, and a planar survey should be conducted simultaneously to compare the same position point of the level survey value and the airborne laser survey value. The results obtained in this way are statistically determined and the correction of the ellipsoid height to the normal height by applying it to the actual data. At this time, the height elevation correction is compared by comparing the total reference point with the airborne laser survey results and coordinates using commercial software. The results obtained are then assessed for accuracy and used to calibrate the results of aerial laser surveys to normal elevation.

이후, 불규칙삼각망(TIN)을 생성한다(103). 여기서, 불규칙삼각망자료(TIN Data)는 수치지면자료(DTD)를 이용하여 불규칙삼각망을 구성하여 제작한 3차원 자료를 말하는데, 수치표면자료(DSD)의 자동분류 및 수동분류를 통해 생성된 수치지면자료(DTD)를 이용해 불규칙삼각망(TIN)을 생성한다.Thereafter, an irregular triangle network (TIN) is generated (103). Here, the irregular triangle network data (TIN Data) refers to the three-dimensional data produced by configuring the irregular triangle network using the digital surface data (DTD), which is generated through the automatic classification and manual classification of the digital surface data (DSD) Digital surface data (DTD) is used to generate an irregular triangle network (TIN).

이러한 불규칙삼각망은 수치지면자료에 비해 가시적으로 명료하여 오류점을 확인하기에 적합하다. 또한 불규칙 삼각망의 매트릭스 구조를 분석하여 점밀도 과소 지역과 지역간 단차의 발생 유/무 확인, 오류 및 분류착오 등의 검수가 가능하며, 수치지면자료와 불규칙삼각망 자료를 중첩하여 실시간으로 점편집을 행하여 보다 정밀하고 정확도 높은 측량 성과를 얻을 수 있도록 한다. 이와 함께 프로파일링 및 자료간 연동(싱크로나이징) 기능을 통해 무결점 수치표고자료를 제작하는데 이용된다.This irregular triangle network is more clearly visible than the numerical ground data, so it is suitable for identifying error points. Also, by analyzing the matrix structure of irregular triangular network, it is possible to check the presence / absence of step density and area difference, error and classification error, etc., and edit the point in real time by superimposing numerical ground data and irregular triangle network data. This results in more accurate and accurate survey results. In addition, it is used to produce flawless numerical elevation data through profiling and interlinking (synchronizing) function.

이후, 상기 생성한 불규칙삼각망을 이용하여 수치표고모형(DEM)을 생성한다(104). 이렇게 생성된 수치표고모형은 도 4에 도시된 바와 같이 건물영역이 평탄하지 않음을 알 수 있다.Thereafter, a digital elevation model (DEM) is generated using the generated irregular triangle network (104). The generated digital elevation model can be seen that the building area is not flat as shown in FIG.

한편, 본 발명은 이상 살펴본 방법을 통해 생성된 수치표고모형만을 대상으로 하지 않고, 생성 방법에 관계없이 평탄하지 않은 건물영역을 가지는 모든 수치표고모형을 대상으로 함을 밝힌다.On the other hand, the present invention is not intended to target only the numerical elevation model generated through the above-described method, it will be revealed that all numerical elevation models having a non-flat building area regardless of the generation method.

도 5 는 본 발명에 따른 수치지면자료의 지물경계 평준화를 통한 수치표고모형의 건물영역 평탄화 장치에 대한 일실시예 구성도이다.FIG. 5 is a diagram illustrating an embodiment of a building area flattening device of a digital elevation model by leveling the boundary of a digital surface data according to the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수치표고모형의 건물영역 평탄화 장치는, 데이터 저장부(51), 벡터폴리곤 생성부(52), 유효점 선별부(53), 건물 그리드 생성부(54), 건물영역 평탄화부(55)를 포함한다.As shown in FIG. 5, the building area planarizing apparatus of the numerical elevation model according to the present invention includes a data storage unit 51, a vector polygon generating unit 52, an effective point sorting unit 53, and a building grid generating unit ( 54, building area planarizing portion 55.

상기 각 구성요소들에 대해 좀 더 상세히 살펴보면, 데이터 저장부(51)는 다수의 수치지면자료(DTD)와 각 수치지면자료에 상응하는 수치표고모형(DEM)을 상호 매칭시켜 저장하고 있다. 이때 수치표고모형은 종래의 방법으로 생성된 수치표고모형으로서 평탄하지 않은 건물영역을 포함하며, 이하 초기 수치표고모형이라 칭한다.Looking at each of the components in more detail, the data storage unit 51 stores a plurality of numerical surface data (DTD) and the digital elevation model (DEM) corresponding to each of the numerical surface data. In this case, the numerical elevation model is a numerical elevation model generated by a conventional method and includes an uneven building area, which will be referred to as an initial numerical elevation model.

벡터폴리곤 생성부(52)는 데이터 저장부(51)에 저장되어 있는 수치지면자료에서 건물영역과 경계를 이루는 점들로 이루어진 벡터폴리곤을 생성한다. 이렇게 생성한 벡터폴리곤은 도 6에 도시된 바와 같다. 이때 수치지면자료는 건물에 대한 점자료가 제거된 자료로서 이를 제외한 모든 점들은 상기 설명한 바와 같이 높이값(z)을 가지고 있다.The vector polygon generation unit 52 generates a vector polygon composed of points forming a boundary with the building area in the numerical surface data stored in the data storage unit 51. The generated vector polygon is as shown in FIG. At this time, the numerical surface data is the point data of the building is removed, and all points except this have a height value (z) as described above.

유효점 선별부(53)는 벡터폴리곤 생성부(52)가 생성한 벡터 폴리곤을 구성하는 점들의 높이값 중에서 최소값 및 최대값을 제외한 나머지 점들의 높이값을 대상으로 제 1 평균제곱근오차(RMSE)를 산출한 후, 상기 나머지 점들 중에서 제 1 평균제곱근오차의 3배(과대오차)를 초과하지 않는 높이값을 가지는 점(유효점)들을 선별한다.The effective point selector 53 is a first mean square error RMSE of the height values of the remaining points excluding the minimum and maximum values among the height values of the points constituting the vector polygon generated by the vector polygon generator 52. After calculating the, points (effective points) having a height value of not exceeding three times the first root mean square error (excess error) among the remaining points are selected.

건물 그리드 생성부(54)는 유효점 선별부(53)가 선별한 유효점들의 높이값을 대상으로 제 2 평균제곱근오차(RMSE)를 산출한 후 이를 이용하여 상기 유효점들의 높이를 조절한 건물 그리드를 생성한다. 즉, 상기 산출한 제 2 평균제곱근오차 값으로 상기 유효점들의 높이를 설정한다. 이렇게 제 2 평균제곱근오차 값으로 유효점들의 높이가 설정된 건물 그리드는 도 7에 도시된 바와 같다.The building grid generator 54 calculates a second root mean square error RMSE for the height values of the valid points selected by the valid point selector 53 and adjusts the heights of the effective points using the building. Create a grid. That is, the heights of the valid points are set using the calculated second mean square root error value. The building grid in which the heights of the effective points are set as the second mean square root error value is shown in FIG. 7.

건물영역 평탄화부(55)는 건물 그리드 생성부(54)가 생성한 건물 그리드를 초기 수치표고모형에 적용하여 건물영역을 평탄화한다. 즉, 초기 수치표고모형과 건물 그리드를 융합하여 건물영역이 평탄화된 최종 수치표고모형을 생성한다. 이렇게 생성된 최종 수치표고모형은 도 8에 도시된 바와 같이, 건물영역이 평탄화된 것을 알 수 있다.The building area flattening unit 55 applies the building grid generated by the building grid generating unit 54 to the initial numerical elevation model to flatten the building area. In other words, the initial numerical elevation model and the building grid are fused to create the final numerical elevation model with flattened building area. As shown in FIG. 8, the final numerical elevation model generated in this way can be seen that the building area is planarized.

본 발명에서 유효점 산출부(53) 및 건물 그리드 생성부(54)는 하기의 [수학식 1]를 이용하여 평균제곱근오차를 산출한다.
In the present invention, the effective point calculator 53 and the building grid generator 54 calculate the root mean square error using Equation 1 below.

Figure 112010065942315-pat00002
Figure 112010065942315-pat00002

여기서, e는 벡터폴리곤을 구성하는 점의 높이값을 의미하고, n(자연수)은 점들의 수를 의미하며, n > 1을 만족한다.
Here, e means the height value of the points constituting the vector polygon, n (natural number) means the number of points, satisfies n> 1.

이하, 본 발명에 따른 수치지면자료의 지물경계 평준화를 통한 수치표고모형의 건물영역 평탄화 방법에 대해 살펴보기로 한다.Hereinafter, a method of leveling the building area of the digital elevation model by leveling the boundary of the numerical surface data according to the present invention will be described.

먼저, 다수의 수치지면자료(DTD)와 각 수치지면자료에 상응하는 수치표고모형(DEM)을 상호 매칭시켜 저장하고 있다.First, a plurality of digital surface data (DTD) and a digital elevation model (DEM) corresponding to each digital surface data are matched and stored.

이후, 상기 저장하고 있는 수치지면자료에서 건물영역과 경계를 이루는 점들로 이루어진 벡터폴리곤을 생성한다.Subsequently, a vector polygon consisting of points forming a boundary with a building area is generated from the stored numerical surface data.

이후, 상기 생성한 벡터 폴리곤을 구성하는 점들의 높이값 중에서 최소값 및 최대값을 제외한 나머지 점들의 높이값을 대상으로 제 1 평균제곱근오차(RMSE)를 산출한 후, 상기 나머지 점들 중에서 제 1 평균제곱근오차의 3배(과대오차)를 초과하지 않는 높이값을 가지는 점(유효점)들을 선별한다.Subsequently, after calculating a first mean square error (RMSE) of the height values of the remaining points except for the minimum and maximum values among the height values of the points constituting the generated vector polygon, the first mean square root of the remaining points is calculated. Points (effective points) are selected to have height values that do not exceed three times the error (excess error).

이후, 상기 선별한 유효점들의 높이값을 대상으로 제 2 평균제곱근오차(RMSE)를 산출한 후 이를 이용하여 상기 유효점들의 높이를 조절한 건물 그리드를 생성한다.Thereafter, a second mean square error (RMSE) is calculated for the height values of the selected effective points, and then the building grid is adjusted using the heights of the effective points.

이후, 상기 생성한 건물 그리드를 초기 수치표고모형에 적용하여 건물영역을 평탄화한다.Then, the generated building grid is applied to the initial numerical elevation model to planarize the building area.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.On the other hand, the method of the present invention as described above can be written in a computer program. And the code and code segments constituting the program can be easily inferred by a computer programmer in the art. In addition, the written program is stored in a computer-readable recording medium (information storage medium), and read and executed by a computer to implement the method of the present invention. The recording medium may include any type of computer readable recording medium.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.

51 : 데이터 저장부 52 : 벡터폴리곤 생성부
53 : 유효점 선별부 54 : 건물 그리드 생성부
55 : 건물영역 평탄화부
51: data storage unit 52: vector polygon generation unit
53: effective point selection unit 54: building grid generation unit
55: building area flattening unit

Claims (2)

항공기에 탑재된 레이저스캐너에 의한 항공레이저측량을 통하여 건물영역을 포함하는 지형지물로부터 얻어지는 원시 자료를 소정의 기준점으로 3차원의 좌표로서 조정한 점 자료인 수치표면자료 중 상기 건물영역으로 인하여 그 표면의 높이가 지면의 높이와 다르게 나타나는 점 자료를 제거한 3차원 좌표 형태의 데이터인 다수의 수치지면자료 및 상기 다수의 수치지면자료에 의하여 불규칙적으로 생성되는 삼각망으로부터 상기 건물영역이 평탄화되지 않은 상태로 생성되는 수치표고모형을 상호 매칭시켜서 저장하는 데이터 저장부;
상기 데이터 저장부에 저장되어 있는 상기 수치지면자료에서 상기 건물영역의 경계를 이루는 점들로 이루어진 벡터폴리곤을 생성하는 벡터폴리곤 생성부;
상기 벡터폴리곤 생성부가 생성한 상기 벡터폴리곤을 구성하는 점들의 높이값 중에서 최소값 및 최대값을 제외한 나머지 점들의 높이값을 대상으로 제 1 평균제곱근오차를 산출한 후, 상기 나머지 점들 중에서 제 1 평균제곱근오차의 3배를 초과하지 않는 높이값을 가지는 유효점들을 선별하는 유효점 선별부;
상기 유효점 선별부가 선별한 유효점들의 높이값을 대상으로 제 2 평균제곱근오차를 산출한 후 이를 이용하여 상기 유효점들의 높이를 조절한 건물 그리드를 생성하는 건물 그리드 생성부; 및
상기 건물 그리드 생성부가 생성한 상기 건물 그리드를 상기 수치표고모형에 적용하여 상기 건물영역이 평탄화된 상태의 최종적인 수치표고모형을 생성하는 건물영역 평탄화부를 포함하고,
상기 유효점 선별부 및 상기 건물 그리드 생성부는, [수학식 A]를 통해 각각 상기 제 1 평균제곱근오차 및 상기 제 2 평균제곱근오차를 산출하되,
상기 [수학식 A]는,
Figure 112010084791239-pat00003
이고,
상기 [수학식 A]에 있어서 상기 RMSE는 평균제곱근오차를 의미하고, 상기 e1 내지 en은 각각 상기 제 1 평균제곱근오차의 산출 대상인 상기 나머지 점 혹은 상기 제 2 평균제곱근오차의 산출 대상인 상기 유효점 선별부가 선별한 유효점의 높이값을 의미하며, 상기 n은 상기 제 1 평균제곱근오차의 연산 시 대상이 되는 상기 나머지 점 혹은 상기 제 2 평균제곱근오차의 연산 시 대상이 되는 상기 유효점 선별부가 선별한 유효점의 개수로서 n > 1을 만족하는 자연수인 것을 특징으로 하는 수치표고모형의 건물영역 평탄화 장치.
The surface area of the numerical surface data, which is a point data obtained by adjusting the raw data obtained from a feature including a building area through three-dimensional coordinates to a predetermined reference point by means of an air laser survey by a laser scanner mounted on an aircraft, the surface due to the building area. The building area is not flattened from a plurality of numerical ground data, which are data in the form of three-dimensional coordinates, and a triangular network irregularly generated by the plurality of numerical ground data. A data storage unit for matching and storing the generated digital elevation model;
A vector polygon generation unit generating a vector polygon consisting of points forming a boundary of the building area in the numerical surface data stored in the data storage unit;
After calculating the first mean square root error with respect to the height values of the remaining points except for the minimum value and the maximum value among the height values of the points constituting the vector polygon generated by the vector polygon generating unit, a first mean square root among the remaining points An effective point selecting unit for selecting effective points having a height value not exceeding three times the error;
A building grid generation unit configured to calculate a second mean square error of heights of the valid points selected by the valid point selecting unit and to generate a building grid by adjusting the heights of the valid points using the calculated mean square error; And
A building area flattening unit configured to apply the building grid generated by the building grid generating unit to the numerical elevation model to generate a final numerical elevation model in which the building area is flattened;
The effective point sorting unit and the building grid generating unit calculate the first root mean square error and the second root mean square error using Equation A, respectively.
Equation A is
Figure 112010084791239-pat00003
ego,
In Equation [A], the RMSE means root mean square error, and e1 to en are the effective point selection targets of the remaining point or the second mean square root error, which are the calculation targets of the first mean square error, respectively. The mean value of the selected effective point is selected, wherein n is selected by the effective point selector that is the target during the calculation of the second point or the root mean square error of the first mean square error. A building area planarizing device of a numerical elevation model, characterized in that it is a natural number satisfying n > 1 as the number of effective points.
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