KR101217855B1

KR101217855B1 - 지표면 수준측량과 지형간 거리를 측량하는 측지정보 확인시스템

Info

Publication number: KR101217855B1
Application number: KR1020120055844A
Authority: KR
Inventors: 김형준
Original assignee: 동아항업주식회사
Priority date: 2012-05-25
Filing date: 2012-05-25
Publication date: 2013-01-02

Abstract

GPS 수신기를 구비하며 일정 시점에 해당 위치의 GPS 3차원 위치정보를 발송할 수 있도록 이루어지는 복수의 통신용 억세스 포인트(AP:acess point), 상기 GPS 3차원 위치정보를 받아 처리하는 수치정보 모집 센터, 상기 억세스 포인트에서 상기 GPS 3차원 위치정보를 받아 통신 네트워크를 통해 상기 수치정보 모집 센터로 전송하는 전송 포인트(TP), 측각 및 측거 기능을 가지는 실측량 장비(55)를 구비하고, 수치정보 모집 센터는 수치지도를 구성하는 수치정보를 가지는 수치정보 데이타베이스(DB), 전송 포인트들로부터 전달받은 복수의 억세스 포인트의 GPS 3차원 위치정보를 받아 이들 억세스 포인트 해당 지점에 대한 수치정보 데이타베이스의 수치정보와 비교하여 일정 오차 범위를 벗어난 다른 값을 가지는 경우 그 다른 값을 가지는 억세스 포인트를 확인할 수 있는 위치정보와 서로 다른 두 정보 사이의 차이값을 추출하는 특이점 추출 모듈을 가져 상기 특이점을 발견하면 상기 실측량 장비를 통해 인근 측량 기준점에서 상기 특이점에 대한 측량을 실시하도록 하고 그 측량값을 수치정보 모집 센터로 전송하여 수치정보 베이타 베이스를 수정할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 측지정보 확인시스템이 개시된다.
본 발명에 따르면 기존의 수치지도 수정의 필요성을 적은 비용으로 수시로 점검할 수 있고, 이런 점검을 통해 수정이나 확인의 필요성이 발견되면 실측을 통해 정확한 확인 및 수정을 할 수 있으므로 안정적으로 수치지도의 정확도를 유지할 수 있게 된다.

Description

지표면 수준측량과 지형간 거리를 측량하는 측지정보 확인시스템 {system for maintaining proper topography measurement information by measuring position level and distance between positions}

본 발명은 측량 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일차로 지형의 좌표와 수준 측량을 통해 기존의 측지 정보의 부정확성을 파악하고, 보다 정확한 측량을 통해 얻은 위치정보로 기존 측지 정보를 수정할 수 있는 측량 시스템에 관한 것이다.

3차원 수치지도의 일반적인 제작 과정은 항공사진을 촬영하고 기준점을 측량한 데이터로부터 도화해석 또는 수치도화를 하고 실제 지리조사를 한 결과에 따라 3차원 정위치 편집을 하고 이를 검수한다. 다음에 구조화편집을 하고 이를 검수하여 최종 성과물인 3차원 수치지도를 얻는다.

그러나, 항공사진을 얻는 항공촬영은 비용이 많이 들어가므로 지형이나 지물의 변화를 수시로 반영하기 위한 항공촬영 작업을 빈번하게 실시하기 어렵다. 한편, 고층건물이 밀집된 도심지의 경우엔 해상도가 높은 카메라로 지상을 촬영하더라도 번잡한 지상 모습과 카메라 렌즈의 곡률 및 촬영 각도 등의 광학적 한계로 인해서 완벽한 평면 모습이 촬영될 수 없다. 이런 문제를 해결하기 위해 여러가지 표정 작업이 이루어져야 하고, 이런 작업 역시 적지 않은 시간과 노력이 요구되며, 여전히 완전성은 제한된다.

그러므로 이러한 문제를 해소하여 수시로 수치지도가 정확한 상태를 유지하고 있는지를 확인하고, 필요시에는 이를 현실에 맞게 수정할 수 있는 정보 수집 및 측지 기술이 요구되고 있으며, 이런 문제를 해결하기 위한 방법의 하나로 지피에스(GPS: Global Positioning System)를 이용하는 측량으로 측지 정보를 수집하고 수치지도를 제작하거나 보정하는 작업을 생각할 수 있다.

GPS를 이용하여 측지 정보를 얻는 종래 방법의 하나의 예가 도1을 통해 개시되어 있다. 여기서는 발신노드가 설치된 지상구조물 근방을 통행하는 수집차량의 주행모습을 개략적으로 도시하고 있다. 수집차량(V)에는 측량장치가 설치되고, 지상구조물(B)의 외벽에는 지상구조물 발신노드(200a 내지 200d, 이하 '200'), 교차로(C)의 코너에는 교차로 발신노드(300a 내지 300d, 이하 '300')가 설치되어 있다.

수집차량(V)은 도심지의 도로를 주행할 수 있는 통상적인 차량이며, 측량장치는 GPS용 인공위성(미도시)과 통신하면서 현재 위치를 확인하는 GPS와 , 발신노드(200, 300)의 위치를 확인하고 이를 통해 지상구조물 및 교차로의 위치와 형상 등을 파악해 도화하는 도화모듈과, 수집차량(V)을 중심으로 일정 반경 내의 발신노드(200, 300)가 동작하도록 동작신호를 발신하는 발신모듈과, 발신노드(200, 300)로부터 알에스에스아이(RSSI:Received signal strength indication) 신호와 식별코드와 수준정보를 수신하는 수신모듈과, RSSI신호와 식별코드, 수준정보 및 도화이미지를 저장하는 메모리와, 지상구조물(B) 및 교차로(C) 등을 촬영하고 해당 지상구조물(B) 및 교차로(C)와 링크되도록 해당 촬영이미지를 메모리에 저장하는 카메라를 구비하여 이루어진다.

이런 종래의 예에서는 측량장치가 지상구조물에 대한 수평 위치정보와 고도 위치정보를 실시간으로 수집해서 지형에 대한 3차원 측지측량을 수행할 수 있고, 이를 통해 수치지도 제작이나 수치지도 보정을 위한 기초 정보를 수집할 수 있다.

그러나, 많은 도심 건물에 이런 모듈을 설치하는 것은 비록 도심 건물 일부에 한정한다고 해도 숫자가 많아 쉽지 않은 작업이며, 그 숫자가 적어지면 누락된 지형, 지물로 인하여 기초 정보가 부실하거나 부정확하게 될 수 있으므로 문제가 된다.

또한, 수집 차량과 모듈 상호간의 통신도 도심에서는 제한을 받기 쉽고, 비록 가능하다고 해도 모듈의 숫자가 많을 경우 간섭을 일으킬 수 있어서 누락 정보가 생길 가능성이 커진다. 이런 문제를 해결하기 위해서는 수집 차량이 상당 수의 도로를 꼼꼼하게 다니면서 통신의 정확도를 높이는 것이 필요하지만 이를 위해서는 많은 노력과 비용이 필요하고, 시간도 많이 소요된다.

1. 대한민국 등록특허공보 제10-1111069호 2. 대한민국 등록특허공보 제10-0971790호

본 발명은 상술한 기존의 수치지도 제작 및 수정에서의 문제점을 극복할 수 있는 측지정보 확인시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 지형지물의 변화가 예상되는 수치지도상의 특이점을 쉽게 발견하고 이 특이점을 중심으로 주변의 지형지물 변화를 정확하게 측정하여 수치지도상에 반영할 수 있는 측지정보 확인 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 측지정보 확인시스템은, GPS 수신기를 구비하며 일정 시점에 해당 위치의 GPS 3차원 위치정보를 발송할 수 있도록 이루어지는 복수의 통신용 억세스 포인트(AP:acess point), 상기 GPS 3차원 위치정보를 받아 처리하는 수치정보 모집 센터, 상기 억세스 포인트에서 상기 GPS 3차원 위치정보를 받아 통신 네트워크를 통해 상기 수치정보 모집 센터로 전송하는 전송 포인트(TP), 측각 및 측거 기능을 가지는 실측량 장비를 구비하고,

상기 수치정보 모집 센터는 수치지도를 구성하는 수치정보를 가지는 수치정보 데이타베이스(DB), 전송 포인트들로부터 전달받은 복수의 억세스 포인트의 GPS 3차원 위치정보를 받아 이들 억세스 포인트 해당 지점에 대한 수치정보 데이타베이스의 수치정보와 비교하여 일정 오차 범위를 벗어난 다른 값을 가지는 경우 그 다른 값을 가지는 억세스 포인트를 확인할 수 있는 위치정보와 서로 다른 두 정보 사이의 차이값을 추출하는 특이점 추출 모듈을 가져 상기 특이점을 발견하면 상기 실측량 장비를 통해 인근 측량 기준점에서 상기 특이점에 대한 측량을 실시하도록 하고 그 측량값을 수치정보 모집 센터로 전송하여 수치정보 베이타 베이스를 수정할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 억세스 포인트에서 측량한 GPS 3차원 위치정보는 수치지도가 지표면을 기준으로 제작되고, 억세스 포인트가 지면이 아닌 건물 상층부에 설치된 경우 미리 실측된 억세스 포인트의 설치 표고를 감안하여 해당 좌표의 지면의 3차원 위치정보로 보정하고, 이 것을 수치정보 데이타베이스의 수치정보와 비교하도록 한다.

또한, 실측량 장비가 측량하는 대상은 억세스 포인트가 설치된 지점의 지면으로 할 수도 있지만, 지면을 직접 측량하기 어렵고 이 억세스 포인트가 설치된 지점의 지면이 아니라면, 억세스 포인트를 대상으로 측량하면서 억세스 포인트의 설치 표고를 감안하여 실측량 장비의 측량값을 처리하고 그 값을 수치정보 데이타베이스 수정에 사용하게 된다.

본 발명에서 수치정보 데이타베이스를 실측량 장비가 측량한 억세스 포인트의 최신 시점 GPS 3차원 위치정보로 대체하여 수정하는 기능은 보정처리모듈을 통해 이루어질 수 있으며, 통상, 수치정보 데이타베이스의 수치정보를 수치지도로 영상처리하기 위한 영상처리모듈이 구비된다.

본 발명에서 수치정보 모집 센터 내에서 이루어진 추출된 억세스 포인트 위치 정보와 차이값은 그 검출 시점별로 수치정보 모집 센터 내에 별도의 추출정보 데이타베이스 형태로 저장될 수 있으며, 이 억세스 포인트 위치정보와 실측량 장비가 실측한 억세스 포인트 위치정보는 서로 비교되어 관리자가 쉽게 파악하고 GPS 3차원 위치정보의 정확성을 평가하는 자료로 사용될 수 있다.

본 발명에서 하나의 전송 포인트에 대해 자신의 3차원 위치정보를 전달하는 복수의 이동통신용 억세스 포인트(AP)는 각각이 별도로 그 전송 포인트에 대해 자신의 3차원 위치정보를 전달할 수도 있지만, 복수의 이동통신용 억세스 포인트가 서로 연결되어 AP 네트워크를 만들고, 그 AP 네트워크를 이루는 억세스 포인트들 가운데 적어도 하나에서 복수개의 억세스 포인트에 대한 3차원 위치정보가 전송 포인트로 전달되는 형태가 될 수 있다.

이런 경우, 억세스 포인트는 무선 네트워크로 이루어지는 것이 설치 상의 편의나 관리를 위해 바람직하다. 좀 더 구체적으로, 이런 네트워크에서는 무선 통신 가능 영역의 억세스 포인트 사이에서 각 억세스 포인트의 GPS 수신기를 통해 얻은 3차원 위치정보의 송수신과 수신된 자료의 저장을 통해 교류가 이루어지고, 네트워크를 이루는 억세스 포인트 가운데 적어도 하나의 억세스 포인트에 연결된 전송 포인트는 그 억세스 포인트에 수집된 인근 억세스 포인트들의 GPS 3차원 위치정보를 받아 인터넷이나 이동통신 네트워크를 통해 수치정보 모집 센터에 송신한다.

억세스 포인트는 GPS 수신기를 가지고 있으므로 언제나 위성에서 송출되는 GPS 정보를 받아 자신의 3차원 위치정보를 얻을 수 있지만, 전송 포인트가 수치정보 모집 센터의 명령을 받아 일정한 활성 신호를 송출할 때에만 GPS 관련부가 활성화되어 3차원 위치정보를 얻고, 이를 다른 무선 통신 가능 영역 내의 억세스 포인트 혹은 전송 포인트와 교류하도록 이루어질 수도 있다.

본 발명의 실측량 장비는 토탈 스테이션으로 불리는 전자식 세오돌라이트(electronic theodolite)와 광파측거기(EDM:electro-optical instruments)가 하나의 기기로 통합되는 전자식 측거·측각기가 될 수 있다. 토탈 스테이션은 통상, 망원경의 상하 이동으로 생기는 연직각을 측정하는 연직각 검출부와 본체의 좌우 회전으로 생기는 수평각을 측정하는 수평각 검출부, 광학적 방법으로 본체의 중심부에서 프리즘까지의 거리를 측정하는 거리 측정부, 본체의 수평을 측정하고 보정하는 틸팅부의 4가지 요소를 구비하여 이루어지는 토탈 스테이션을 구비하여 이루어진다.

이런 토탈 스테이션에는 측량 기준점에 고정설치되고 상기 망원경의 상하방 회전이동을 제어하는 연직각 조절 모터, 본체 좌우 회전을 제어하는 수평각 조절 모터, 상기 망원경의 관찰자측에 설치되는 카메라를 구비되고, 상기 연직가 조절 모터, 상기 수평각 조절 모터 및 상기 카메라는 상기 토탈 스테이젼에 연결된 단말 컴퓨터및 상기 단말 컴퓨터와 상기 수치정보 모집 센터를 연결하는 통신 네트워크를 통해 상기 수치정보 모집 센터에 연결되어, 상기 수치정보 모집 센서에서 원격으로 조절될 수 있도록 이루어질 수 있다.

본 발명에 따르면 기존의 수치지도 수정의 필요성을 적은 비용으로 수시로 점검할 수 있고, 이런 점검을 통해 수정이나 확인의 필요성이 발견되면 실측을 통해 정확한 확인 및 수정을 할 수 있으므로 안정적으로 수치지도의 정확도를 유지할 수 있게 된다.

본 발명의 시스템은 통신용으로 만드는 AP에 GPS 안테나와 신호 연산을 할 수 있고 필요정보를 저장하거나 직접 송신하거나 AP의 송신기를 통해 송신할 수 있는 GPS 수신기를 내장시키거나 기존에 설치된 AP에 별도의 GPS 수신기를 결합시켜 만들면 새로 설치되는 AP뿐 아니라 기존 AP를 사용할 수도 있어 더 조밀하게 분포된 지점들로부터 3차원 위치정보를 얻을 수 있고, AP의 전원을 공용할 수 있으므로 GPS 수신기만 독자적으로 운용하는 경우에 비해 많은 포인트를 적은 비용으로 운영할 수 있으며, 비교적 안정적인 포인트에 설치되어 도심에서도 GPS 위성과의 연결성을 높일 수 있으며, 통신용 AP를 사용하여 비록 대상면적을 완전히 일반적으로 커버할 수는 없어도 인구 활동이 많고 빈번한 인구 및 시설 밀집 지역에서는 그만큼 지도의 지형 지물의 변동을 빠르고 꼼꼼하게 발견하고 반영할 수 있게 되며, 서비스 영역 확대에 따라 통신용 AP 설치 지역이 확대됨에 따라 더 많은 영역에서 매우 간편하게 수치지도 보정 작업이 이루어질 수 있도록 한다.

도1은 GPS를 이용하여 측지 정보를 얻는 종래 방법의 예를 설명하기 위한 개념도,
도2는 본 발명의 측지정보 확인시스템의 개략적 구성을 나타내는 구성개념도,
도3은 본 발명의 측지정보 확인시스템의 억세스 포인트에서 이루어지는 GPS 측량 및 위치정보 전송을 개략적으로 나타내는 개념도,
도4 및 도5는 본 발명의 측지정보 확인시스템에서 이루어질 수 있는 억세스 포인트 네트워크 구성예를 나타내는 구성개념도들,
도6은 본 발명의 측지정보 확인시스템에서 토탈 스테이션이 특이점을 이루는 억세스 포인트를 측량하는 상황을 나타내는 개념도이다.

이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도2를 참조하면, 본 발명의 측지정보 확인시스템은 크게 특이점 수집부와 중앙처리부, 실측부 및 이들을 연결하는 네트워크로 이루어진다. 중앙처리부는 수치정보 모집 센터(10)를 구비하여 이루어지며, 수치정보 모집 센터(10)는 수치지도를 구성하는 수치정보를 가지는 수치정보 데이타베이스, 전송 포인트(20)들로부터 전달받은 복수의 억세스 포인트(30)의 GPS 3차원 위치정보 가운데 기존 수치정보 데이타베이스의 수치정보와 일정 범위 이상 차이가 나는 특이점의 위치와 차이값을 검출 시점별로 보관하는 추출정보 데이타베이스, 실측량 장비(55)의 토탈 스테이션이 특이점 억세스 포인트(30')에 대한 실측량 위치정보를 전송하면 이 위치정보를 가지고 수치정보 데이타베이스의 해당 수치정보를 대체하여 수정하는 보정처리모듈, 수치정보 데이타베이스의 수치정보를 수치지도로 영상처리하는 영상처리모듈을 구비하여 이루어진다.

특이점 수집부는 다시 복수의 전송 포인트(20)와 각 전송 포인트(20)에 자신의 GPS 3차원 위치정보를 보내는 통신용 AP(30)를 구비하여 이루어진다. 통신용 AP(30)는 물론 자신의 GPS 3차원 위치정보를 보내기 위해서는 그 정보를 획득해야 하며, GPS 수신기(33)를 구비하여야 한다. GPS 수신기(33)가 GPS 위성(50)의 반송파를 받아 내장된 프로그램 및 처리장치를 통해 3차원 위치정보를 획득하는 과정 및 원리는 이미 잘 알려진 것이므로 구체적 설명은 생략한다.

통신용 AP(30)는 주로 이동통신용 AP를 의미하게 되며, 송수신 거리가 짧은 와이파이 방식의 AP보다는 전송 거리가 1KM에 달하고 2.3 GHz대의 사용 주파수대를 가지는 와이브로 방식의 AP를 이용하는 것이 바람직하지만, 지역 사정에 따라 와이파이 방식의 AP와 그에 대응하는 전송 포인트, 와이브로 방식의 AP와 그에 대응하는 전송 포인트를 혼합 구성하여 사용할 수도 있다.

전송 포인트(20)는 통신용 AP(30)와 연결된 별도 컴퓨터의 형태를 가질 수도 있고, AP에 통신장치, 중앙처리장치와 저장장치 등 적절한 장치가 보완되고, 다른 AP들로부터 GPS 3차원 위치정보를 받아 저장하고 내장 타이머에 의해 일정 주기마다 혹은 주어진 전송 신호에 반응하여 이들 GPS 3차원 위치정보를 수치정보 모집 센터에 전송하도록 프로그래밍된 펌웨어 칩이나 소프트웨어를 내장하고 있다면 AP(30) 자체가 전송 포인트(20)의 역할을 하는 경우도 생각할 수 있다.

복수의 전송 포인트(20)와 수치정보 모집 센터(10)는 인터넷(40')이나 기타 통신 네트워크(40)를 이용하여 연결되므로 이들 통신 네트워크(40)도 본 발명의 시스템의 일부를 이루게 된다.

본 발명에서 최초 수치지도는 통상적으로는 항공촬영을 이용하여 만들어진 수치지도로, 항공영상 촬영단계, 표정을 위한 기준점 측량단계, 내부표정단계, 외부표정단계, 수치표고 제작단계, 정사영상 제작단계, 정사영상에 대한 영상 및 백터 편집단계 등 통상의 항공지도 제작방법에 의해 만들어질 수 있고, 지도 각점에 대한 3차원 위치정보는 기준점을 기준으로 하는 표정단계 및 수치표고 제작단계를 거쳐 결정되어 수치정보 데이타 베이스에 정리된다.

수치정보 데이타베이스의 수치정보와 수치지도는 영상처리모듈을 통해 서로 변환될 수 있어서 수치정보 데이타베이스가 주어지면 영상처리모듈을 통해 그 데이타베이스에 해당하는 영역의 수치지도를 구현할 수 있다.

본 발명 실시예에서 중앙처리부인 수치정보 모집 센터(10)는 통신 네트워크(40)에 연결된 하나의 컴퓨터 시스템으로 볼 수 있다.

이 컴퓨터 시스템에는 중앙처리장치(11)와 저장장치(13), 통신 네트워크(40)를 통해 자료를 송수신하기 위한 통신부(12), 지도를 프린트아웃 할 수 있는 프린터(17)나 화상으로 표시하기 위한 모니터(15)와 같은 출력장치, 입력장치(16)가 구비된다.

수치지도를 구성하는 수치정보를 가지는 수치정보 데이타베이스, 전송 포인트(20)들로부터 전달받은 복수의 억세스 포인트(30)의 GPS 3차원 위치정보 가운데 특이점에 대해 추출 시점별로 특이점 위치정보와 차이값을 보관하는 추출정보 데이타베이스는 수치정보 모집 센터(10)를 이루는 컴퓨터 시스템의 하드 디스크 등 저장장치(13)에 기록되며, 전송 포인트(20)들로부터 전달받은 복수의 억세스 포인트(30)의 GPS 3차원 위치정보를 받아 이들 억세스 포인트 해당 지점에 대한 수치정보 데이타베이스의 수치정보와 비교하여 일정 오차 범위를 벗어난 다른 값을 가지는 경우 그 다른 값을 가지는 억세스 포인트(30)를 확인할 수 있는 위치정보와 서로 다른 두 정보 사이의 차이값을 추출하는 특이점 추출모듈, 실측량 장치가 실측한 특이점에 대한 위치정보를 반영하여 수치정보 데이타베이스의 수치정보를 보정하는 보정처리모듈, 수치정보 데이타베이스의 수치정보를 수치지도로 영상처리하는 영상처리모듈은 컴퓨터의 저장장치에 내재된 각각의 처리프로그램과 이를 수행하는 중앙처리장치에 의해 구현될 수 있다. 이러한 처리프로그램들 가운데 비교적 간단한 연산을 수행하는 것은 직접 작성하여 사용할 수 있고, 영상처리모듈을 이루는 처리프로그램은 기존에 이미 개발되어 사용되고 있는 것이므로 프로그램 자체에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

실측량 장치로 가장 대표적인 것으로 토탈 스테이션(TS: total station; 51)을 들 수 있다. 토탈 스테이션(51)은 '광파기'로 속칭되기도 하며, 전자식 세오돌라이트(electronic theodolite)와 광파측거기(EDM:electro-optical instruments)가 하나의 기기로 통합되어 있어 측정한 자료를 빠른 시간 안에 처리하고, 결과를 출력하는 전자식 측거·측각기이다. 통상적 구조는 망원경의 상하 이동으로 생기는 연직각을 측정하는 연직각 검출부와 본체의 좌우 회전으로 생기는 수평각을 측정하는 수평각 검출부, 본체의 중심부에서 프리즘까지의 거리를 측정하는 거리 측정부, 본체의 수평을 측정하고 보정하는 틸팅 센서의 4가지 요소를 구비하여 이루어진다.

수치지도를 만들 때 이용하는 측량 기준점에서 특이점이 되는 억세스 포인트(30')를 직접 측량할 수 있다면 좋지만 여러번에 나누어 측량한 결과를 합하여 측량을 하는 경우가 있으므로 토탈 스테이션(51)은 전용 운반차량에 설치하여 운반을 자유롭게 형성할 수 있으며, 토탈 스테이션(51)의 현위치를 파악하기 위한 간이적인 방법으로 토탈 스테이션(51) 일부에 GPS 수신기가 장착될 수 있고, 토탈 스테이션(51)과 수치정보 모집 센터(10) 사이의 자료나 정보 교환을 위해 토탈 스테이션(51)은 단말 컴퓨터(53)와 결합된 상태로 무선 인터넷 등의 무선 통신 네트워크에 연결될 수 있다.

한편, 수치정보 데이타베이스의 수치정보가 나타내는 3차원 위치정보 체계와 억세스 포인트(30)에서 획득하여 전송 포인트(20)를 통해 보내오는 3차원 위치정보 체계 및 토탈 스테이션 측량에 의한 3차원 위치정보 체계는 서로 다를 수 있으며, 이런 경우에는 수치정보 모집 센터(10)를 이루는 컴퓨터 시스템에 들어오는 3차원 위치정보를 일단 변환 모듈에 의해 수치정보 데이타베이스에 입력된 3차원 위치정보 체제로 변환한 뒤에 특이점 추출모듈이나 보정처리모듈이 정보처리를 하거나 각종 데이타베이스가 정보저장을 할 수 있도록 한다.

한편, 바람직하게는 수치정보 데이타베이스의 입력 자료인 GPS 3차원 위치정보를 얻는 최초 시점은 수치지도를 얻기 위한 항공사진 촬영의 시점과 가깝게 하여 되도록 시점을 일치시키도록 하고, 항공사진에 의한 수치지도에 따른 억세스 포인트의 수치정보와 GPS 측량에 의한 억세스포인트의 위치정보의 차이값을 먼저 추출한 뒤 이후 억세스 포인트(30)를 이용한 GPS 3차원 위치정보를 이용하여 최근 지형 변화를 반영하는 지도 보정을 할 때에도 먼저 추출된 이 차이값을 반영하여 수치정보 데이타베이스의 업데이트 혹은 수정을 실시할 수 있다.

이는 항공촬영에 의한 수치지도와 GPS 측량에 의한 수치지도 어느 것이나 자체 고유의 한계로 불완전성을 가지고 있으며, 수치정보 데이타베이스의 수치정보가 항공촬영에 의해 얻어진 것일 때에는 본 발명 시스템에서 이용하는 GPS 측량 3차원 위치정보와 항공촬영에 의해 얻는 항공사진을 기존 처리방법으로 통해 분석하여 얻어낸 수치지도의 수치정보가 처음부터 일부 차이가 날 수 있기 때문이다. 만약 최초의 수치지도가 토탈 스테이션(51) 등에 의한 실제 측량에 의해 보완된 정보까지 고려하여 수치정보를 얻어 이루어지는 것이라면 이는 항공사진 분석에 의해 얻어진 수치정보에서 실제측량에 의해 확인된 오차값을 반영한 것이고, 또한 해당 지점의 항공촬영 시점의 GPS 측량에 의해 얻은 3차원 위치정보와 실제 측량을 반영한 수치지도를 이루는 수치정보도 일정 오차 패턴을 가질 수 있으므로 이후에 본 발명에서 사용되는 억세스 포인트(30)의 GPS 측량 기반의 3차원 위치정보를 통해 특이점을 찾아낼 때에는 그 오차 패턴을 반영하여 특이점을 찾아내는 것이 보다 실제 지형지물 변화 감지에 적합한 것이 될 수 있기 때문이다.

또한, 본 발명과 같이 통신용 AP(30)를 사용할 때에는 각 AP는 지표면에만 있는 것이 아니고 위성의 반송파를 받기 쉬운 건물의 상층 벽체나 옥상 등에 설치되기 쉬운 것이므로 각 지점의 AP(30)에 대해서 수치정보 데이타베이스가 지표면을 기준으로 하는 것이라면 미리 건물에서 해당 AP가 설치되는 고도를 측정하여 수치정보 모집 센터(10)에 데이타베이스 형태로 저장하고 AP(30)들의 GPS 3차원 위치정보를 받으면 이를 반영하여 보정된 GPS 3차원 위치정보로 변환한 뒤 특이점 추출모듈을 동작시켜 특이점을 찾게 된다.

억세스 포인트는 주변 건물이나 이미 설치된 전선에서 전기를 공급받아 작동하지만 이들로부터 멀리 떨어져 설치되는 억세스 포인트의 경우, 태양전지와 배터리 같은 별도의 전원시스템을 갖출 수 있고, 이런 경우, 전기를 절약하는 것이 필요하다. 따라서, 이런 억세스 포인트(30)에서는 설치된 GPS 수신기(33)가 언제나 GPS 위성(50)에서 송출되는 GPS 정보를 받아 자신의 3차원 위치정보를 얻을 수도 있지만, 전송 포인트(20)가 수치정보 모집 센터(10)의 명령을 받아 일정한 활성 신호를 송출할 때에만 GPS 수신기 관련부가 활성화되어 3차원 위치정보를 얻고, 이를 다른 무선 통신 가능 영역 내의 억세스 포인트 혹은 전송 포인트와 교류하도록 이루어질 수도 있다. 이런 한시적인 활성화는 GPS 수신기 관련부에 설치된 시간지연회로에 의해 쉽게 이루어질 수 있다.

각 억세스 포인트(30)에서 수신한 GPS 3차원 위치정보가 네트워크를 통해 전송 포인트(20)로 수집되는 경로와, 수치정보 모집 센터(10)에서 지시한 활성 신호 송출이 전송 포인트(20)에서 각 억세스 포인트(30)로 도달하는 경로는 단순하게 다수의 억세스 포인트(30)가 직접 하나의 전송 포인트(20)와 연결되어 서로 역방향의 관계에 있을 수도 있고, 도4와 같은 다층 피라미드형 구조에서의 계층별 상향 및 하향 구조를 가지면서 집중되거나 확산될 수도 있으며, 무선 송수신을 이용하는 경우, 도5와 같은 복잡한 망상의 네트워크를 이루어 다수의 경로를 통해 전달될 수도 있다. 이런 경우, 하나의 경로가 사용할 수 없게 되는 경우에도 다른 경로로 정보가 전달될 수 있으므로 매우 안정적인 정보 수집이 가능하게 된다.

이런 측지정보 확인시스템의 실시예에서 측지 정보의 확인이 이루어지는 과정을 살펴보면, 먼저, 수치정보 모집 센터(10)에서 일정 주기로 전체 지역에 대한 측지 정보 확인 신호를 네트워크를 통해 전송 포인트(20)로 확인 지령을 발송하거나, 특정 시점에서 특정 지역에 지형지물의 변화를 예상할 수 있는 상당한 이유가 있을 때에 그 특정 지역의 전송 포인트(20)로 확인 지령을 발송한다.

수치정보 모집 센터(10)의 확인 지령을 받은 전송 포인트(20)는 이 확인 지령을 받아 연관된 억세스 포인트(30)에 GPS 수신기(33) 관련부 활성 신호를 송출한다. 각 AP(30)의 GPS 수신기(33) 관련부는 활성 신호에 의해 활성화되어 GPS 위성(50)들의 송출신호를 받아 특정 시점에서의 GPS 3차원 위치정보를 획득한다. 그리고, 각 AP에서는 GPS 3차원 위치정보를 통신부를 통해 직접 혹은 다른 AP를 경유하여 전송 포인트(20)로 전송한다. 그리고, 시간지연회로에 의해 정해진 시간 후에는 억세스 포인트(30)의 GPS 수신기(33) 관련부는 다음 활성 신호가 있을 때까지 활성 신호를 받을 준비만 하고 다른 동작은 멈추는 휴면 상태에 들어감으로써 전력소모를 줄이고 GPS 수신기(33) 가동에 따른 억세스 포인트의 통신 중계 등 다른 기능 저하를 방지할 수 있다.

전송 포인트(20)는 그와 연관된 AP(30)들 모두에 대한 GPS 3차원 위치정보를 수신하고, 수신 완료 시점에서의 이들 3차원 위치정보를 내부 저장장치에 데이타 베이스 형태로 저장하고, 자체 통신부 및 전송 포인트(20)가 연결된 통신 네트워크(40)를 통해 수치정보 모집 센터(10)를 구성하는 컴퓨터 시스템에 전송한다.

수치정보 모집 센터(10)는 전송 포인트(30)로부터 전달받은 억세스 포인트(30)의 GPS 3차원 위치정보를 받아 시점별로 수집정보 데이타 베이스에 보관하고, 한편으로는 특이점 추출모듈이 동작하여 현 시점의 수집정보 데이타베이스의 3차원 위치정보와 수치정보 데이타베이스 내의 해당 억세스 포인트의 3차원 위치정보를 비교하고 차이값이 GPS 측량에 따른 허용치로 인정되는 일정 한도범위를 넘는지를 판단한다. 만약 그 차이값이 한도범위를 초과하면 수치지도를 구성하는 수치정보를 가지는 수치정보 데이타 베이스에서 차이값이 발생한 억세스 포인트를 특이점으로 지정하고, 그 지점을 알 수 있도록 위치정보와 차이값을 추출정보 데이타베이스에 저장하고, 토탈 스테이션(51)에 인근의 측량 기준점에서 특이점의 억세스 포인트(30')에 대해 측량을 실시하도록 지령을 하게 된다.

토탈 스테이션(51)의 운영자는 측량 기준점에서 억세스 포인트(30)까지의 실측을 진행하여 억세스 포인트(30)에 대한 실측 3차원 위치정보를 얻는다. 토탈 스테이션(51)은 측정 대상물에서 별도 반사판을 운영하지 않는 무반사판형으로 할 수도 있지만 토탈 스테이션(51)에서 억세스 포인트(30)에 대한 측량을 실시하는 것을 용이하도록 하기 위해 억세스 포인트(30)의 GPS 수신기(33) 외부에는 억세스 포인트(30) 설치시부터 토탈 스테이션(51)이 있는 측량 기준점에서 잘 드러나도록 프리즘과 같은 반사판을 설치하는 것이 바람직하다.

측량 기준점의 주변 환경이 잘 개방되고, 토탈 스테이션(51)을 움직이면서 복수번의 측량을 연속할 필요없이 억세스 포인트(30)까지의 측량이 가능한 경우, 가령 토탈 스테이션이 높은 건물의 옥상의 기기 보호가능한 구역에 설치되는 경우, 토탈 스테이션을 측량 기준점에 고정설치하고, 토탈 스테이션(51)의 각 요소 조절이 정밀한 수치제어 모터에 의해 이루어질 수 있도록 상하회전축 주변에 망원경의 상하방 회전이동을 제어하는 연직각 조절 모터, 좌우회전축 주변에 본체 좌우 회전을 제어하는 수평각 조절 모터를 구비하도록 하고, 연직각 조절 모터, 수평각 조절 모터는 토탈 스테이션(51)에 연결된 단말 컴퓨터(53) 및 통신 네트워크(40)를 통해 수치정보 모집 센터(10)에서 원격으로 조절되도록 하고, 토탈 스테이션(51)이 측량할 대상물을 지향할 수 있는 토탈 스테이션의 망원경에 대상물 관측용 카메라를 설치하여 수치정보 모집 센터에서 조준된 측량 대상물을 보는 것이 가능하도록 할 수 있다. 이런 경우, 별도의 고정 운영인 없이도 측량 기준점의 토탈 스테이션이 운영될 수 있다.

토탈 스테이션(51)이 측량한 대상물의 위치정보는 다시 수치정보 모집 센터(10)에 전달되어 보정처리모듈이 수치정보 데이타베이스를 수정하도록 한다. 통상 실측 3차원 위치정보는 측량 즉시 토탈 스테이션에서 계산되어 토탈 스테이션과 접속된 단말 컴퓨터(53), 단말 컴퓨터(53)와 연결된 네트워크를 통해 수치정보 모집 센터(10)로 전송되지만 측정자가 위치정보를 수치정보 모집 센터(10)의 운영자에게 통화로 전달하고 운영자가 컴퓨터 시스템에 입력장치를 통해 수동으로 입력한 뒤 컴퓨터 시스템에 의해 보정처리모듈이 수치정보 데이타베이스를 수정하도록 할 수도 있다.

이렇게 바뀐 수치정보에 의한 수치지도는 수치정보 데이타베이스의 수치정보를 수치지도로 영상처리하는 영상처리모듈 혹은 처리프로그램에 의해 컴퓨터 시스템의 모니터(15) 화면에 표시되거나 프린터(17)에 의해 종이지도형태로 출력될 수 있다.

한편, 특이점의 차이값이 큰 급격한 변동을 하는 경우나 실측량 장비 운영자가 현장에서 지형지물의 변화가 크거나 넓다고 판단되는 경우, 특이점 억세스 포인트(30')뿐만 아니라 인근 지역의 복수 개소에 대해 실제 측량을 함으로써 지형지물의 변동상황을 보다 정확하게 수치지도에 반영하도록 할 수 있다.

또한, 특정 억세스 포인트에서의 GPS 3차원 위치정보가 누락되는 경우, 해당 AP 자체나 해당 AP의 GPS 수신기에 이상이 생기거나 해당 AP가 철거된 것으로 볼 수 있고, 이런 철거는 인위적인 지형지물의 변화에 수반된 것일 수 있으므로 실사를 통해 수리나 실제 측량을 할 수 있다.

실측량 장비(55)인 토탈 스테이션(51)은 종래의 측량기에 비해 월등한 성능을 가지고 직접 측각 작업 및 레이저 펄스에 의한 측거 작업을 하면서 자체의 컴퓨터에 의해 측량 데이타를 기반으로 계산작업까지 하여 실시간으로 측량 결과물 데이타를 산출할 수 있어 측량작업을 간편화하고 있으며, 그 구체적인 운용방법은 이미 잘 알려져 있는 것이므로 측량방법에 대한 설명은 생략하기로 한다.

결국, 본 발명의 측지정보 확인시스템에 의하면 많은 지역에 다수 분포되는 통신용 억세스 포인트(30)를 활용하여 현재 억세스 포인트(30)가 있는 지점의 수치지도 상의 3차원 좌표와 GPS 측량을 통한 실시간 3차원 위치정보 비교를 통해 수치지도가 정확성을 유지하고 있는지를 확인하고, 수정 필요성을 확인하여 실제 측량을 함으로써 수치지도가 상시적으로 정확하게 현실을 반영하도록 유지하는 역할을 하게 된다.

이상, 본 명세서에서는 기재된 실시예와 도면을 중심으로 본 발명을 설명하지만 여기서 기재되어 도시된 구성은 본 발명의 한 실시예에 불과한 것이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명의 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

10: 수치정보 모집 센터 20: 전송 포인트(TP)
30: 억세스 포인트(AP) 33: GPS 수신기
40: 통신 네트워크 55: 실측량 장비
51: 토탈 스테이션 53: 단말 컴퓨터

Claims

지피에스(GPS) 수신기를 구비하며 자신의 GPS 3차원 위치정보를 발송할 수 있도록 이루어지는 복수의 통신용 억세스 포인트(AP:acess point), 상기 GPS 3차원 위치정보를 받아 처리하는 수치정보 모집 센터, 상기 억세스 포인트에서 상기 GPS 3차원 위치정보를 받아 통신 네트워크를 통해 상기 수치정보 모집 센터로 전송하는 전송 포인트(TP), 실측량 장비를 구비하고,
상기 수치정보 모집 센터는 수치지도를 구성하는 수치정보를 가지는 수치정보 데이타베이스(DB), 상기 억세스 포인트나 상기 실측량 장비에서 보내는 위치정보를 상기 수치정보 데이타베이스의 수치정보 체계에 맞도록 수정하고 상기 억세스 포인트의 3차원 위치정보를 상기 억세스 포인트가 위치한 지점의 지표면에 대한 3차원 위치정보로 변환시키는 변환모듈, 전송 포인트들로부터 전달받은 복수의 억세스 포인트의 GPS 3차원 위치정보를 받아 이들 억세스 포인트 해당 지점에 대한 수치정보 데이타베이스의 수치정보와 비교하여 일정 오차 범위를 벗어난 다른 값을 가지는 경우 그 다른 값을 가지는 억세스 포인트를 확인할 수 있는 위치정보와 서로 다른 두 정보 사이의 차이값을 추출하는 특이점 추출모듈, 상기 실측량 장비가 측량한 상기 특이점에 대한 위치정보를 가지고 상기 수치정보 데이타베이스의 수치정보를 수정하는 보정처리모듈, 수치정보 데이타베이스의 수치정보를 수치지도로 영상처리하기 위한 영상처리모듈을 구비하며,
상기 전송 포인트에 대해 자신의 3차원 위치정보를 전달하는 복수의 통신용 억세스 포인트(AP)는 무선으로 서로 연결되어 무선 AP 네트워크를 만들고, 상기 무선 AP 네트워크를 이루는 억세스 포인트들 가운데 적어도 하나에서 복수개의 억세스 포인트에 대한 GPS 3차원 위치정보가 상기 전송 포인트로 전달되도록 이루어지며,
상기 억세스 포인트에 구비된 GPS 수신기는 시간지연회로에 의해 상기 전송 포인트가 상기 수치정보 모집 센터의 명령을 받아 일정한 활성 신호를 송출할 때에만 활성화되어 위성 신호를 받음으로써 GPS 3차원 위치정보를 얻고, 일정 시간 경과시 활성 신호를 받을 준비만 하고 다른 동작은 중지하는 휴면상태로 전환되도록 이루어지며,
상기 실측량 장비는 전자식 세오돌라이트(electronic theodolite)와 광파측거기(EDM:electro-optical instruments)가 하나의 기기로 통합되는 전자식 측거·측각기로, 망원경의 상하 이동으로 생기는 연직각을 측정하는 연직각 검출부와 본체의 좌우 회전으로 생기는 수평각을 측정하는 수평각 검출부, 본체의 중심부에서 프리즘까지의 거리를 측정하는 거리 측정부, 본체의 수평을 측정하고 보정하는 틸팅 센서의 4가지 요소를 구비하여 이루어지는 토탈 스테이션을 구비하며,
상기 토탈 스테이션은 측량 기준점에 고정설치되고 상기 망원경의 상하방 회전이동을 제어하는 연직각 조절 모터, 본체 좌우 회전을 제어하는 수평각 조절 모터, 상기 망원경의 관찰자측에 설치되는 카메라를 구비하며, 상기 연직각 조절 모터, 상기 수평각 조절 모터 및 상기 카메라는 상기 토탈 스테이젼에 연결된 단말 컴퓨터및 상기 단말 컴퓨터와 상기 수치정보 모집 센터를 연결하는 통신 네트워크를 통해 상기 수치정보 모집 센터에 연결되어 상기 수치정보 모집 센서에서 원격으로 조절될 수 있도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 측지정보 확인시스템.