KR101078238B1 - 항공 레이저 측량의 점군 집합을 활용한 하천 지역 내 3차원 인공 제방선 추출 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따르면, 얕은 물을 관통하는 능력과 높은 수직 정확도를 가진 항공 레이저 측량 기술을 이용하여 하천구역의 중요한 지형적 변화를 감시함으로써 하천 지형의 변화중 제방선을 정밀하게 추출하는 것이 가능하게 된다.
Description
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 항공 레이저 측량 데이터를 이용하여 제방선을 추출하는 제방선 추출 장치(150)의 시스템 블럭도이다.
도 3은 일반적으로 구분되는 하천 지형도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 항공 레이저 측량 데이터를 이용하여 제방선을 추출하는 과정을 보여주는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 항공 레이저 측량 점군 자료들로 이루어진 2.5 차원 들로네 삼각형 메쉬로부터 중요한 선들을 추출하는 제 1 추출 방법을 보여주는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따라 항공 레이저 측량 점군 자료들로 이루어진 2.5 차원 들로네 삼각형 메쉬로부터 중요한 선들을 추출하는 제 2 추출 방법을 보여주는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 라이더(즉, 항공 레이저 측량) 데이터를 통해 생성된 3차원 제방선과 종래 기술에 따른 항공 정사영상을 통해 생성된 3차원 제방선을 보여주는 도면이다.
기준선 대 본 발명의 일실시예를 통해 생성된 3차원 제방선 | 기준선 대 항공 정사영상을 통해 생성된 3차원 제방선 | |||
수평 정확도(M) | 수직 정확도(M) | 수평 정확도(M) | 수직 정확도(M) | |
최대값 | 0.301 | 0.659 | 4.023 | 0.655 |
평균 | 0.164 | 0.182 | 2.645 | 0.186 |
표준편차 | 0.094 | 0.191 | 0.698 | 0.202 |
110: GPS 위성
120: GPS 지상 기준국
130: 통신망
140: 항공 레이저 측량 데이터 제공 서버
141: 항공 레이저 측량 데이터베이스
150: 제방선 추출 장치
Claims (11)
- 원시 항공 레이저 측량 데이터를 취득하는 원시 데이터 취득 단계;
상기 원시 항공 레이저 측량 데이터를 분류 처리하는 분류 처리 단계;
분류 처리된 원시 항공 레이저 측량 데이터로부터 최종적인 3차원 레이저 점들의 위치 정보를 획득하는 3차원 위치 정보 획득 단계;
획득된 3차원 위치 정보로부터 노이즈를 제거하는 노이즈 제거 단계;
노이즈가 제거된 3차원 위치 정보로부터 3개의 점들을 순차적으로 선택하여 다수의 들로네 삼각형을 생성하는 들로네 삼각형 생성 단계;
생성된 다수의 들로네 삼각형의 메쉬로부터 선을 추출하는 선추출 단계; 및
추출된 선을 연결하여 최종 3차원 제방선을 추출하는 제방선 추출단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공 레이저 측량의 점군 집합을 활용한 하천 지역 내 3차원 인공 제방선 추출 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 선추출 단계는,
상기 다수의 들로네 삼각형 중 인접한 2개의 삼각형 중 특정 모서리에 인접하고, 상기 2개의 삼각형에 각각 수직인 2개의 법선 벡터를 산출하는 단계;
수학식 1인 및 수학식 2인(여기서, A1(e),A2(e)는 모서리(e)를 공유하는 인접한 두 삼각형들의 두 개의 법선 벡터들로 정의되는 두 면 사이의 각도값이고, ni,nj는 모서리(e)를 공유하는 인접한 두 삼각형들의 두 개의 법선 벡터들이며, ||ni||,||nj||는 두 법선 벡터들의 놈(norm)이며, Ni,Nj는 모서리(e)를 마주하는 정점(xi,xj)의 평균 법선 벡터들을 정의하며, ||Ni||,||Nj||는 평균 법선 벡터들의 놈을 나타낸다)을 이용하여 상기 2개의 법선 벡터간 각도를 계산하는 단계; 및
계산된 법선 벡터간 각도가 소정 각도 범위 내이면 상기 특정 모서리를 각각 중요 모서리로 정의하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공 레이저 측량의 점군 집합을 활용한 하천 지역 내 3차원 인공 제방선 추출 방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제방선 추출 단계는,
상기 수학식 1을 이용하여 산출된 모서리와 상기 수학식 2을 이용하여 산출된 모서리를 다음식
(여기서, i는 각도 값들의 범위를, Ai는 범위 i에서 수학식 1을 이용하여 추출되는 모서리 집합을, Bi는 범위 i에서 수학식 2를 이용하여 추출되는 모서리 집합을, Ci는 범위 i에서 교차 모서리 집합을 나타낸다)을 이용하여 교차시키는 단계; 및
교차 결과 교차된 모서리를 추출하여 연결함으로써 제방선을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공 레이저 측량의 점군 집합을 활용한 하천 지역 내 3차원 인공 제방선 추출 방법.
- 제 2 항에 있어서,
노이즈 제거는 메디안 필터(median filter)를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 항공 레이저 측량의 점군 집합을 활용한 하천 지역 내 3차원 인공 제방선 추출 방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 3차원 위치 정보는 레이저 포인트의 발사각도, 발사시간, 포인트 거리를 포함하는 레이저 포인트 정보, 항공기 위치 및 자세 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공 레이저 측량의 점군 집합을 활용한 하천 지역 내 3차원 인공 제방선 추출 방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 다수의 들로네 삼각형은 2.5 차원인 것을 특징으로 하는 항공 레이저 측량의 점군 집합을 활용한 하천 지역 내 3차원 인공 제방선 추출 방법.
- 삭제
- 삭제
- 제 2 항에 있어서,
최종 3차원 제방선은 지수핵(exponential kernel)을 통한 다항근사(PAEK: Polynomial Approximation with Exponential Kernel) 알고리즘이 적용되여 생성된 제방선인 것을 특징으로 하는 항공 레이저 측량의 점군 집합을 활용한 하천 지역 내 3차원 인공 제방선 추출 방법.
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