KR101046508B1 - 3차원 음향영상 탐사시스템 - Google Patents

3차원 음향영상 탐사시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 3차원 음향영상 탐사시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 간섭계측면음향영상탐사장치를 이용하여 해저지형 탐사를 수행하여 해저면의 지형영상 정보추출 및 해양시설물의 위치 정보를 획득하여 3차원 지형공간 정보 자료추출과 동시에 해저지형의 기복 및 위치자료 분석을 수행하고 고품질 해저등고선도 생성 및 해저지형의 모형도를 생성하는 3차원 음향영상 탐사시스템에 관한 것이다.
본 발명인 3차원 음향영상 탐사시스템은,
3차원 음향영상 탐사시스템에 있어서,
수중에서 미리 정해진 주파수 대역을 갖는 음파를 출력하여 수중 바닥 지형에 대한 음향영상 데이터를 획득하는 간섭계측면음향영상탐사장치;
상기 간섭계측면음향영상탐사장치로부터 획득된 음향영상 데이터를 영상데이터로 변환시키는 영상데이터변환부;
획득되는 음향영상데이터의 위치 정보를 획득하기 위한 지피에스수신기;
획득되는 음향영상 데이터의 방위각 정보를 획득하기 위한 방위각계;
상기 영상데이터 정보와 위치 정보 및 방위각 정보를 동기화시키는 동기화처리부;
각각의 탐사 경로로부터 얻은 음향영상 데이터를 전체 모자이크하여 탐사지구 내의 좌표계 도곽상 탐사지역 전체에 대한 수중바닥 영상도를 작성하고 작성된 배스메트리 파일을 이용하여 수중 바닥 전체에 대한 3차원 좌표를 추출하는 3차원좌표추출부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 통해 간섭계측면음향영상탐사장치를 이용하여 해저지형 탐사를 수행하여 해저면의 지형영상 정보추출 및 해양시설물의 위치 정보를 획득하여 3차원 지형공간 정보 자료추출과 동시에 해저지형의 기복 및 위치자료 분석을 수행하고 고품질 해저등고선도 생성 및 해저지형의 모형도를 생성함으로써, 영상정보를 활용한 해저지형 분석에 적용하여 정보화의 효율성을 제공하게 된다.

Description

3차원 음향영상 탐사시스템{three dimension image and sound exploration system.}
본 발명은 3차원 음향영상 탐사시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 간섭계측면음향영상탐사장치를 이용하여 해저지형 탐사를 수행하여 해저면의 지형영상 정보추출 및 해양시설물의 위치 정보를 획득하여 3차원 지형공간 정보 자료추출과 동시에 해저지형의 기복 및 위치자료 분석을 수행하고 고품질 해저등고선도 생성 및 해저지형의 모형도를 생성하는 3차원 음향영상 탐사시스템에 관한 것이다.
해양이 담고 있는 가치는 미개발 자원의 원천이자 보고로서 선진국에서는 1960년대 후반부터 미래의 식량난과 에너지자원 고갈에 대비하고 생활공간 확대를 위하여 개발에 힘쓰고 있었다.
1982년 유엔 해양법의 협약 발효에 따라 새로운 해양질서가 만들어졌으며 각나라마다 해양법을 제정하여 해양관리, 개발, 탐사, 자원활용, 보전등 다양한 정책 수립과 집행 속에서 투자와 연구활동을 수행하고 있었다.
우리나라는 1970년대 경제개발과 함께 해양정책의 수립과 개발의 추진에 필요한 한국해양연구원을 설립 운영하고 있으며 이후 2000년 5월 해양개발기본계획을 수립하여 21세기를 맞이하는 해양비전을 제시한 바 있다.
해양자원은 활용 뿐만 아니라, 종합적으로 관리되고 체계적으로 접근되며 향후 국가의 미래를 개척하고 이끌어 나갈 수 있는 활동 공간으로 자리매김이 이루어져야 하며 해양을 육직의 연장선으로 하여 인간 활동 영역에 대한 재조명이 이루어져야 한다.
해양 공간 활동 중 가장 중요한 사항은 활동에 따른 영역 설정 및 이해관계로 인한 분쟁의 소지가 항상 상존하는 공간을 체계적으로 관리할 수 있는 해양공간의 지적제도 정립으로 볼 수 있다.
하지만 아직까지 우리나라 해양지적에 대한 인식은 걸음마 단계로 머물러 있다.
향후 해양활동에서 생성되는 권리의 보호, 경계의 설정, 경제/사회/문화적 운영체계의 정립 등 해양관리를 위한 노력이 활발하게 이루어져야 할 것이다.
특히, 최근에 연안해역의 해저 및 수중탐사에 대한 관심이 증대되고 있는 시점에서 이에 수반되는 능률적이고 안전한 활동을 위한 효과적인 방법과 연구가 이루어져야 할 것이다.
육지의 경우에는 지적제도의 확립으로 토지의 이용과 개발을 위한 의사결정이 빠르겐 진행됨에 반해 해양의 경우에는 그러하지 못하다.
따라서, 해양에서도 국가의 영토이자 주권이 미치는 범위의 명확성과 해양자원의 관리에 수반되는 의사결정을 신속하게 처리할 수 있는 제도의 도입이 시급한 실정이다.
해양에서도 육지의 지적제도와 같이 권리의 경계를 설정하고 법률적으로 보장될 수 있는 해양지적제도의 도입이 절실한 실정이다.
따라서, 본 발명에서는3차원 지적 등록제도 도입방안에 관한 연구가 활발하게 이루어지고 있는 시점에서 우리나라 해양의 체계적인 관리를 위해 효율적인 3차원 해양지적을 처리할 수 있는 탐사시스템을 제공하고자 한다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 간섭계측면음향영상탐사장치를 이용하여 해저지형 탐사를 수행하여 해저면의 지형영상 정보추출 및 해양시설물의 위치 정보를 획득하여 3차원 지형공간 정보 자료추출과 동시에 해저지형의 기복 및 위치자료 분석을 수행하고 고품질 해저등고선도 생성 및 해저지형의 모형도를 생성하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 음향영상 탐사시스템은,
3차원 음향영상 탐사시스템에 있어서,
수중에서 미리 정해진 주파수 대역을 갖는 음파를 출력하여 수중 바닥 지형에 대한 음향영상 데이터를 획득하는 간섭계측면음향영상탐사장치와;
상기 간섭계측면음향영상탐사장치로부터 획득된 음향영상 데이터를 영상데이터로 변환시키는 영상데이터변환부;
획득되는 음향영상데이터의 위치 정보를 획득하기 위한 지피에스수신기;
획득되는 음향영상 데이터의 방위각 정보를 획득하기 위한 방위각계;
상기 영상데이터 정보와 위치 정보 및 방위각 정보를 동기화시키는 동기화처리부;
각각의 탐사 경로로부터 얻은 음향영상 데이터를 전체 모자이크하여 탐사지구 내의 좌표계 도곽상 탐사지역 전체에 대한 수중바닥 영상도를 작성하고 작성된 배스메트리 파일을 이용하여 수중 바닥 전체에 대한 3차원 좌표를 추출하는 3차원좌표추출부;를 포함하여 구성되어 본 발명의 과제를 해결하게 된다.
이상의 구성 및 작용을 지니는 본 발명에 따른 3차원 음향영상 탐사시스템은,
간섭계측면음향영상탐사장치를 이용하여 해저지형 탐사를 수행하여 해저면의 지형영상 정보추출 및 해양시설물의 위치 정보를 획득하여 3차원 지형공간 정보 자료추출과 동시에 해저지형의 기복 및 위치자료 분석을 수행하고 고품질 해저등고선도 생성 및 해저지형의 모형도를 생성함으로써, 영상정보를 활용한 해저지형 분석에 적용하여 정보화의 효율성을 제공하게 된다.
또한, 해저지형 탐사를 통하여 취득된 자료 분석결과를 토대로 해저지형 환경보존을 위한 제한적 개발과 자연재해에 대한 예방 및 해양건축물 조성, 기초자료 제공 등 미래 해양환경에 대한 방향제시와 효율적인 개발환경을 도모하여 해양개발을 확장할 수 있는 제도적 발판으로 적용할 수 있게 된다.
또한, 해양지형의 3차원 지적등록을 통하여 해양지형과 각종 해양시설물에 대한 정기적인 관리점검을 실시할 수 있으며 해양지형의 변형과 이에 따른 재해 예방 및 환경영향평가 등 각종 예방관리를 수행할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 음향영상 탐사시스템의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 음향영상 탐사시스템의 경도 및 위도 탐사경로를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 음향영상 탐사시스템의 항내도면상 탐사경로를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 음향영상 탐사시스템의 음향영상을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 음향영상 탐사시스템의 위상영상을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 음향영상 탐사시스템의 데이터 동기화 결과 파일을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 음향영상 탐사시스템의 주변지형 및 탐사결과를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 음향영상 탐사시스템의 경로1의 3차원 모형도를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 음향영상 탐사시스템의 바닥 음향영상 모자이크도를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 음향영상 탐사시스템의 해저지형 등고선도를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 음향영상 탐사시스템의 항내 전체 수중바닥 3차원 모형도를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 음향영상 탐사시스템의 항내 전체 수중바닥 3차원 모델링 및 수심도를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 음향영상 탐사시스템의 면 단위 영상으로 변환되는 예를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 음향영상 탐사시스템의 탐사된 영상이 지도의 도곽상에 나타난 예시도이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 음향영상 탐사시스템은,
3차원 음향영상 탐사시스템에 있어서,
수중에서 미리 정해진 주파수 대역을 갖는 음파를 출력하여 수중 바닥 지형에 대한 음향영상 데이터를 획득하는 간섭계측면음향영상탐사장치;
상기 간섭계측면음향영상탐사장치로부터 획득된 음향영상 데이터를 영상데이터로 변환시키는 영상데이터변환부;
획득되는 음향영상데이터의 위치 정보를 획득하기 위한 지피에스수신기;
획득되는 음향영상 데이터의 방위각 정보를 획득하기 위한 방위각계;
상기 영상데이터 정보와 위치 정보 및 방위각 정보를 동기화시키는 동기화처리부;
각각의 탐사 경로로부터 얻은 음향영상 데이터를 전체 모자이크하여 탐사지구 내의 좌표계 도곽상 탐사지역 전체에 대한 수중바닥 영상도를 작성하고 작성된 배스메트리 파일을 이용하여 수중 바닥 전체에 대한 3차원 좌표를 추출하는 3차원좌표추출부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 3차원 음향영상 탐사시스템은,
3차원 음향영상 탐사시스템에 있어서,
수중에서 미리 정해진 주파수 대역을 갖는 음파를 출력하여 수중 바닥 지형에 대한 음향영상 데이터를 획득하는 간섭계측면음향영상탐사장치;
상기 간섭계측면음향영상탐사장치로부터 획득된 음향영상 데이터를 영상데이터로 변환시키는 영상데이터변환부;
획득되는 음향영상데이터의 위치 정보를 획득하기 위한 지피에스수신기;
획득되는 음향영상 데이터의 방위각 정보를 획득하기 위한 방위각계;
상기 영상데이터 정보와 위치 정보 및 방위각 정보를 동기화시키는 동기화처리부;
각각의 탐사 경로로부터 얻은 음향영상 데이터를 전체 모자이크하여 탐사지구 내의 좌표계 도곽상 탐사지역 전체에 대한 수중바닥 영상도를 작성하고 작성된 배스메트리 파일을 이용하여 수중 바닥 전체에 대한 3차원 좌표를 추출하는 3차원좌표추출부;
3차원좌표추출부에 의해 추출된 3차원 좌표 데이터를 획득하여 등고선도 및 수심음영기복도를 생성시켜 3차원모형도를 생성하는 3차원모형도생성부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 3차원모형도생성부에 의해,
생성된 3차원 모형도에 색채를 처리하는 색채처리부;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 영상데이터변환부에 의해,
음향영상데이터 및 위상영상데이터를 획득하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 3차원 음향영상 탐사시스템의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 음향영상 탐사시스템의 전체 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 음향영상 탐사시스템은,
수중에서 미리 정해진 주파수 대역을 갖는 음파를 출력하여 수중 바닥 지형에 대한 음향영상 데이터를 획득하는 간섭계측면음향영상탐사장치(100)와;
상기 간섭계측면음향영상탐사장치로부터 획득된 음향영상 데이터를 영상데이터로 변환시키는 영상데이터변환부(200);
획득되는 음향영상데이터의 위치 정보를 획득하기 위한 지피에스수신기(500);
획득되는 음향영상 데이터의 방위각 정보를 획득하기 위한 방위각계(600);
상기 영상데이터 정보와 위치 정보 및 방위각 정보를 동기화시키는 동기화처리부(300);
각각의 탐사 경로로부터 얻은 음향영상 데이터를 전체 모자이크하여 탐사지구 내의 좌표계 도곽상 탐사지역 전체에 대한 수중바닥 영상도를 작성하고 작성된 배스메트리 파일을 이용하여 수중 바닥 전체에 대한 3차원 좌표를 추출하는 3차원좌표추출부(400);을 포함하여 구성된다.
상기 간섭계측면음향영상탐사장치는 수중에서 미리 정해진 주파수 대역을 갖는 음파를 출력하여 수중 바닥 지형에 대한 음향영상 데이터를 획득하는데, 고해상도의 음향 영상과 정밀도 높은 3차원 데이터를 추출하는 기능을 수행하게 된다.
즉, 상기 수중에서 미리 정해진 주파수 대역을 갖는다고 설명하고 있는데 이는 하기의 표 1 및 표 2에 도시하였다.
3차원 음향영상탐사시스템의 기술적 특성
sounding signal type tone, chirp
slant range resolution 1 ~ 150cm
maximal slant range 70 ~ 15000m
beam width for each board 5~7 depths
relief shaping precision in the band up to 6 depths(ISSS) 0, 5%
power supply ~220v/50hz
간섭계측면음향영상탐사장치의 기술적 특성
frequency resolution max recommended depth max slant range
500khz 1cm 20m 120m
240khz 4cm 50m 300m
100khz 8cm 100m 600m
30khz 150cm 1500m 7500m
종래의 수중탐사장치로는 단빔 음향 탐사기, 다중빔 음향 탐사기, 음향영상 탐사기등이 있었으며, 경로를 벗어난 곳은 탐사가 안되며 암초나 대륙붕 등을 놓치기가 쉬우며 탐사시간이 오래 걸리는 문제점이 있어 대개 하천이나 저수지 수심 측량에 이용되고 있다.
또한, 상기 종래의 다중빔 음향 탐사기는 n개의 단빔을 설치 수심의 3배까지 측면을 탐사할 수 있으며 3차원 데이터를 추출할 수 있으나, 송신기와 수신기가 여러 개 달려 있어 복잡하며 점 단위로 송수신함으로써 놓치는 부분이 발생하여 해도 작성 및 수로 조사작업에 활용되고 있다.
또한, 상기 종래의 음향영상 탐사기는 수심의 10배~ 14배의 면적을 탐사하며 고해상도의 음향영상을 추출할 수 있으나, 측면 음향영상에 대하여 위치데이터(X,Y)만 취득하고 깊이는 알 수 없는 문제점으로 인하여 수중 침몰 물체 탐색 및 수중 관로상태 조사 등에만 활용되고 있다.
반면에 본원 발명에서 활용하고 있는 간섭계측면음향영상탐사장치는 고해상도의 음향 영상과 정밀도 높은 3차원 데이터를 추출하며, 고해상도의 음향영상은 수심의 10배~ 14배의 폭으로 면적 단위로 탐사가 가능하며, 수심의 6배에 대해 면적 단위로 빠짐없이 정밀도 높은 기복 정보를 획득할 수 있게 된다.
상기 영상데이터변환부는 간섭계측면음향영상탐사장치로부터 획득된 음향영상 데이터를 영상데이터로 변환시키게 된다.
도 13을 예를 들어 설명하자면, 간섭계측면음향영상탐사장치로부터 좌측 3개 음향영상 데이터와 우측 3개 음향영상 데이터가 영상데이터변환부를 통해 탐사와 동시에 변환되어 진다.
즉, 측면으로 40°~ 50°, 이동 방향으로 0.5°~ 1.5°로 빔이 방사되고, 방사된 신호를 연속적으로 수신함과 동시에 면 단위 영상으로 변환하게 되는 것이다.
상기 변환된 영상데이터는 모니터를 통해 화면에 출력하게 되는 것이다.
영상데이터로 변환함과 동시에 지피에스수신기를 통해 음향영상데이터의 위치 정보를, 방위각계를 통해 음향영상 데이터의 방위각 정보를 획득하게 된다.
이때, 상기 동기화처리부를 통해 상기 영상데이터 정보와 위치 정보 및 방위각 정보를 동기화시키게 된다.
다음은 탐사 과정을 통해 구체적으로 설명하도록 하겠다.
간섭계측면음향영상탐사장치를 배의 밑면으로부터 1미터 정도 위치되도록 하였다.
지피에스수신기 및 방위각계를 동기화처리부에 연결한 후 탐사를 실시하였다.
상기 지피에스수신기는 일반적으로 수중이 아닌 탐사를 실행하는 배에 설치 구성하는 것으로서, 배의 송수신기에 방해를 최대한 받지 않는 곳에 설치 구성하게 된다.
이러한 지피에스수신기의 위치 정보를 획득하는 기술 및 동작 원리는 이미 당업자들에게 널리 알려진 기술이므로 상세한 설명은 생략하겠다.
간섭계측면음향영상탐사장치로부터 탐사되는 신호데이터를 영상데이터변환부를 이용하여 영상데이터로 변환시킨 후 영상데이터와 지피에스수신기에 의한 좌표 데이터 및 방위각계에 의한 방위각 정보를 동시에 동기화처리부에서 획득하여 동기화시키게 된다.
상기와 같이 동기화시킬 경우에 도 2와 같은 경도 및 위도 탐사경로를 획득하게 되며 다시 도 3과 같은 항내도면 정보를 저장하고 있는 데이터베이스(미도시)를 참조하여 항내도면상 탐사 경로를 화면에 출력할 수 있게 된다.
상기 영상데이터변환부를 통해 도 4와 같은 음향영상을 획득할 수 있으며, 도 5와 같은 위상영상 데이터를 획득할 수 있게 되는 것이다.
또한, 상기 동기화처리부에 의해 영상데이터, 좌표 데이터, 방위각 정보(데이터)를 동기화시키게 되며 그 결과는 도 6과 같이 나타나게 된다.
상기 3차원좌표추출부는 각각의 탐사 경로로부터 얻은 음향영상 데이터를 전체 모자이크하여 탐사지구 내의 좌표계 도곽상 탐사지역 전체에 대한 수중바닥 영상도를 작성하고 작성된 배스메트리(bathymetry) 파일을 이용하여 수중 바닥 전체에 대한 3차원 좌표를 추출하게 된다.
상기 도곽상이란 도 14에 도시한 바와 같이, 탐사된 영상이 지도의 경도와 위도로 구성된 좌표계 위에 나타내는 것을 의미하여 상기한 정도의 설명으로도 당업자들은 도곽상이란 의미를 이해할 수 있을 것이다.
또한, 상기 각각의 탐사 경로로부터 얻은 음향영상 데이터를 전체 모자이크하여 탐사지구 내의 좌표계 도곽상 탐사지역 전체에 대한 수중바닥 영상도를 작성하게 되며 작성된 파일을 배스메트리 파일로 정의한 것이다.
도 7에 도시한 바와 같이 음향영상은 탐사경로1로부터 경로1 지역일대의 해저지형과 서방파제의 수중부분이 탐사된 결과이며 전체 탐사길이 350미터 중 150미터 부분을 보여주고 있다.
좌측면은 탐사중심으로부터 100미터, 우측면은 70미터에 해당하는 지역을 탐사하였으며, 탐사지역의 수심은 13미터에서 17미터로 변하는 지형으로 되어있다.
또한, 좌측 영상에서 서방파제의 시설물이 탐사되었으며 시설물과 해저면 과의 경계를 음향영상으로 선명하게 보여주고 있다.
또한, 상기 3차원좌표추출부는 배스메트리 파일로 변환한 후 좌우로 나뉘어진 영상을 모자이크 처리하게 된다.
상기 좌우 음향영상을 모자이크 처리한 결과를 이용하여 3차원좌표추출부를 통해 음향영상의 해상도인 6cm X 6cm 격자간격에 대한 수심 및 위치좌표를 추출한 후 3차원 데이터파일을 작성한다.
상기 작성된 3차원 데이터 파일은 3차원모형도생성부를 이용하여 등고선도 및 수심음영기복도를 제작하여 3차원 모형도를 작성하게 되며, 상기 경로1의 3차원 모형도는 도 8과 같으며 경로1에 해당하는 서방파제의 음향탐사를 이용하여 3차원모형도를 작성하는 과정을 보여주고 있다.
도 7과 같이 좌우로 탐사된 음향영상에 대해 모자이크 처리한 후 도 8의 배스메트리 파일로 변환하였으며, 파일 변환자료로부터 우측의 등고선도로 나타낼 수 있도록 해상도 6cm X 6cm의 격자간격의 각 지점의 위치좌표 및 수심을 산출 표시하였다.
도 8의 중간 도면은 배스메트리 파일과 등고선도, acoustic 이미지와 등고선도를 중첩하여 작성한 파일을 보여주고 있다.
또한, 도 8의 하단 도면은 3차원데이터파일로 작성된 결과를 이용하여 3차원모형도생성부를 이용하여 모형도를 작성한 영상이다.
즉, 도 8은 해저지형의 기복형태와 수심 13미터 ~ 17미터의 변화, 기복변화에 따른 등고선의 형태로 3차원으로 세밀한 해양지형 정보를 나타내고 있다.
상기 3차원좌표추출부는 각각의 탐사 경로로부터 얻은 음향영상 데이터를 전체 모자이크하여 탐사지구 내의 좌표계 도곽상 탐사지역 전체에 대한 수중바닥 영상도를 작성하고 작성된 배스메트리 파일을 이용하여 수중 바닥 전체에 대한 3차원 좌표를 추출하게 된다.
즉, 바닥 전체 음향영상과 해저지형도의 제작을 위해서 각 항로별로 탐사된 음향영상과 배스메트리 파일을 모자이크 처리하여 도 9와 같이 출력하게 된다.
이를 통해 얻어진 항내 수중바닥 음향영상으로 동방파제(A), 서방파제(B), 북방파제(C)의 해양시설물이 설치되어 있는 부분을 좌표 도곽으로 확인할 수 있으며, 음향영상 모자이크도 제작을 통하여 추출된 항내 전체경로의 3차원데이터를 이용하여 도 10과 같은 해저등고선도를 제작할 수 있다.
상기 해저등고선도에 포함되어 있는 해저면의 공간정보자료를 활용하여 3차원 모형도를 완성하게 되는 것이다.
또한, 항내 전제 수중바닥을 3차원모형도생성부를 이용하여 항내 전체에 대한 3차원 영상으로 표현할 수 있는데, 항내의 해저지형과 해저기복의 형태 및 방파제 설치 형태 및 위치정보 등을 세밀하게 분석할 수 있게 된다.(도 11참조)
한편, 본 발명의 부가적인 양상에 따라 상기 3차원 모델링 화면을 색채처리부에 의해 색채수심도로 처리할 수 있게 되어 사용자에게 식별력을 제공할 수 있게 된다.
즉, 도 12에 도시한 바와 같이 표면 0미터 ~ 19미터의 수심에 따른 해저지형 기복형태와 방파제 위치 및 설치형태, 항내 방파제 위치정보를 동시에 제공하고 있다.
수심기준선은 항내 해면을 평균 해수면으로 정하여 표현하였으며, 방파제, 물양장 해안선에 대해서 기호(A~G)와 동일하게 표시하였다.
상기와 같은 구성을 통해 간섭계측면음향영상탐사장치를 이용하여 해저지형 탐사를 수행하여 해저면의 지형영상 정보추출 및 해양시설물의 위치 정보를 획득하여 3차원 지형공간 정보 자료추출과 동시에 해저지형의 기복 및 위치자료 분석을 수행하고 고품질 해저등고선도 생성 및 해저지형의 모형도를 생성함으로써, 영상정보를 활용한 해저지형 분석에 적용하여 정보화의 효율성을 제공하게 된다.
이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 간섭계측면음향영상탐사장치
200 : 영상데이터변환부
300 : 동기화처리부
400 : 3차원좌표추출부
500 : 지피에스수신기
600 : 방위각계

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 3차원 음향영상 탐사시스템에 있어서,
    수중에서 미리 정해진 주파수 대역을 갖는 음파를 출력하여 수중 바닥 지형에 대한 음향영상 데이터를 획득하는 간섭계측면음향영상탐사장치;
    상기 간섭계측면음향영상탐사장치로부터 획득된 음향영상 데이터를 영상데이터로 변환시키는 영상데이터변환부;
    획득되는 음향영상데이터의 위치 정보를 획득하기 위한 지피에스수신기;
    획득되는 음향영상 데이터의 방위각 정보를 획득하기 위한 방위각계;
    상기 영상데이터변환부에 의해 변환된 영상데이터 정보와 지피에스수신기에 의해 획득된 위치 정보 및 방위각계에 의해 획득된 방위각 정보를 동기화시키는 동기화처리부;
    각각의 탐사 경로로부터 얻은 음향영상 데이터를 전체 모자이크하여 탐사지구 내의 좌표계 도곽상 탐사지역 전체에 대한 수중바닥 영상도를 작성하고 작성된 배스메트리 파일을 이용하여 수중 바닥 전체에 대한 3차원 좌표를 추출하는 3차원좌표추출부;
    3차원좌표추출부에 의해 추출된 3차원 좌표 데이터를 획득하여 등고선도 및 수심음영기복도를 생성시켜 3차원모형도를 생성하는 3차원모형도생성부와;
    3차원모형도생성부에 의해 생성된 3차원 모형도에 색채를 처리하는 색채처리부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 음향영상 탐사시스템.
  4. 3차원 음향영상 탐사시스템에 있어서,
    수중에서 미리 정해진 주파수 대역을 갖는 음파를 출력하여 수중 바닥 지형에 대한 음향영상 데이터를 획득하는 간섭계측면음향영상탐사장치;
    상기 간섭계측면음향영상탐사장치로부터 획득된 음향영상 데이터를 영상데이터로 변환시키는 영상데이터변환부;
    획득되는 음향영상데이터의 위치 정보를 획득하기 위한 지피에스수신기;
    획득되는 음향영상 데이터의 방위각 정보를 획득하기 위한 방위각계;
    상기 영상데이터변환부에 의해 변환된 영상데이터 정보와 지피에스수신기에 의해 획득된 위치 정보 및 방위각계에 의해 획득된 방위각 정보를 동기화시키는 동기화처리부;
    각각의 탐사 경로로부터 얻은 음향영상 데이터를 전체 모자이크하여 탐사지구 내의 좌표계 도곽상 탐사지역 전체에 대한 수중바닥 영상도를 작성하고 작성된 배스메트리 파일을 이용하여 수중 바닥 전체에 대한 3차원 좌표를 추출하는 3차원좌표추출부;를 포함하여 구성되되,
    상기 영상데이터변환부에 의해,
    음향영상데이터 및 위상영상데이터를 획득하는 것을 특징으로 하는 3차원 음향영상 탐사시스템.

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