KR101574636B1 - 면형방식 디지털 항공카메라로 촬영한 시계열 항공사진을 입체시하여 좌표를 연동하고 변화지역을 판독하는 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 과거에 촬영된 항공 사진과 최근에 촬영된 항공 사진을 포함하는 시계열 항공 사진을 각각 입체시 모델로 제공하고, 입체시 모델로 제공된 항공 사진들을 서로 비교하여 과거와 현재 사이에 변화된 지역이 있는지 판독할 수 있게 하는 면형방식 디지털 항공카메라로 촬영한 시계열 항공사진을 입체시하여 좌표를 연동하고 변화지역을 판독하는 시스템에 관한 것이다.

Description

면형방식 디지털 항공카메라로 촬영한 시계열 항공사진을 입체시하여 좌표를 연동하고 변화지역을 판독하는 시스템{Change region detecting system using time-series aerial photograph captured by frame type digital aerial camera and stereoscopic vision modeling the aerial photograph with coordinate linkage}
본 발명은 측지 분야 중 과거에 촬영된 항공 사진과 최근에 촬영된 항공 사진을 포함하는 시계열 항공 사진을 각각 입체시 모델로 제공하고, 입체시 모델로 제공된 항공 사진들을 서로 비교하여 과거와 현재 사이에 변화된 지역이 있는지 판독할 수 있게 하는 면형방식 디지털 항공카메라로 촬영한 시계열 항공사진을 입체시하여 좌표를 연동하고 변화지역을 판독하는 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 도시 변화 탐지(Urban Change detection)는 과거부터 현재까지 서로 다른 시기의 지도, 항공사진 등을 사용하여 비교함으로써 도시의 변화 양상이나 불법 건축물 등을 파악하는 것을 말한다.
또한 지리 정보 시스템(GIS: geographic information system)에서도 공간 정보 갱신에 대한 연구는 꾸준히 계속되어 왔으며, 점차 시간과 비용적인 면에서 효율적인 방식이 요구되고 있다.
그러나 종래부터 사용된 방법은 인화된 좌안 및 우안 사진을 작업자가 직접 스테레오스코프를 이용하여 판독하는 등 하나의 입체모델을 이용하는 방식이기 때문에 다년도에 걸친 분석이나 비교 판독이 어렵다.
이러한 문제를 일부 해결한 종래기술로 대한민국 특허 등록번호 제10-0948101호(2010.03.10)에 의한 것으로 "시계열 영상의 스테레오 뷰어 다중 연동을 이용한 변화지역 공간정보 추출 시스템"이 있다.
이러한 종래기술에서는 외부표정요소를 이용하여 입체 영상을 구현하고, 다수의 연동 뷰어를 통해 시계열 영상으로 디스플레이하여 비교하며, 좌표 연동을 통해 시계열 영상의 변화지역을 추출하는 방법을 제안하고 있다.
그러나 도 1 에서와 같이 종래기술은 2개의 입체 영상(과거 및 현재)을 비교하여 변화지역을 판독할 수는 있지만, 입체 영상이 외부표정요소만을 이용한 것이기 때문에 멀티 화면상에서 비교 대상이 차지하는 위치가 서로 다르다(도 1의 좌측 상하 영상 참조).
따라서 비교 판독이 쉽도록 비교하고자 하는 과거 및 현재의 입체 영상 중 어느 하나를 멀티 화면상에서 이동시키는 입체 영상의 위치 보정(도 1의 중심부 좌우 영상)을 해야 하지만, 이러한 경우 보정 자체가 쉽기 않고 작업 시간도 길어져서 판독 효율성이 떨어진다.
또한, 종래기술은 멀티 화면에서 2개의 입체 영상이 동시에 이동, 확대 및 축소되는 좌표 연동 기능을 제공하지만, 이는 단순히 2개의 입체 영상을 동시에 움직인다는 것일 뿐, 서로 다른 2개의 입체 영상 내 비교 지점을 멀티 화면의 동일 위치로 매칭시키는 것은 아니어서 판독 효율성이 떨어진다.
대한민국 특허 등록번호 제10-0948101호(2010. 03. 10.) '시계열 영상의 스테레오 뷰어 다중 연동을 이용한 변화지역 공간정보 추출 시스템'
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 시계열 입체시 모델로 제공된 항공 사진들을 서로 비교하여 과거와 현재 사이에 변화된 지역이 있는지 판독할 수 있게 하는 면형방식 디지털 항공카메라로 촬영한 시계열 항공사진을 입체시하여 좌표를 연동하고 변화지역을 판독하는 시스템를 제공하고자 한다.
특히 본 발명은 시계열 입체시 모델에 각각 부점을 표시하고, 상기 부점의 사진좌표를 절대좌표로 변환함으로써, 시계열 입체시 모델의 비교 대상 지점을 절대좌표를 이용하여 자동으로 일치시키는 면형방식 디지털 항공카메라로 촬영한 시계열 항공사진을 입체시하여 좌표를 연동하고 변화지역을 판독하는 시스템에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명에 따른 면형방식 디지털 항공카메라로 촬영한 시계열 항공사진을 입체시하여 좌표를 연동하고 변화지역을 판독하는 시스템는 동일한 위치를 서로 다른 시간에 촬영한 시계열 항공 사진을 저장하되, 각각의 촬영 시점별로 서로 다른 촬영 각도를 갖는 여러 장의 항공 사진을 저장하는 사진 저장부와; 상기 사진 저장부에 저장된 항공 사진을 촬영할 당시 항공 카메라의 좌표정보 및 기울기 정보를 제공하는 GPS/INS부와; 상기 GPS/INS부에서 제공된 좌표정보 및 기울기 정보로 항공삼각측량을 수행하여 외부표정요소(X0, Y0, Z0, omega, phi, kappa)를 제공하는 외부표정요소 입력부와; 항공 촬영시 사용된 상기 항공 카메라의 초점거리를 포함한 카메라 보정 정보를 이용하여 카메라 캘리브레이션(camera calibration)을 수행하는 캘리브레이션 적용부와; 상기 외부표정요소 입력부의 외부표정요소 및 캘리브레이션 적용부의 카메라 보정 정보를 공선조건식(collinerity condition)에 대입하여 상기 항공 사진상의 특정 위치에 대한 절대좌표를 제공하는 공선조건식 적용부와; 시계열 영상의 비교 판독을 위해, 제1 촬영 시점의 제1 입체시 모델이 디스플레이되는 제1 작업창 및 제2 활영 시점의 제2 입체시 모델이 디스플레이되는 제2 작업창을 제공하는 디스플레이부와; 상기 제1 작업창 및 제2 작업창 내의 동일한 위치에 각각 부점(floating mark)을 생성하고, 상기 제1 입체시 모델 및 제2 입체시 모델 내의 사진좌표 중 상기 부점이 위치한 지점의 사진좌표를 추출하는 부점 관리부와; 상기 부점 관리부로부터 사진좌표를 제공받고, 상기 공선조건식 적용부로부터 상기 사진좌표에 해당하는 검색용 절대좌표를 제공받으며, 상기 여러 장의 항공 사진 중 동일한 검색용 절대좌표를 갖는 좌안용 항공 사진 및 우안용 항공 사진을 검색하는 사진 검색부와; 상기 사진 검색부에 의해 검색된 제1 촬영 시점의 좌안용 항공 사진 및 우안용 항공 사진을 이용하여 제1 입체시 모델을 생성하고, 제2 촬영 시점의 좌안용 항공 사진 및 우안용 항공 사진을 이용하여 제2 입체시 모델을 생성하는 입체시 모델링부; 및 상기 제1 작업창에 표시된 제1 입체시 모델 및 제2 작업창에 표시된 제2 입체시 모델이 동시에 이동, 확대 혹은 축소될 수 있도록, 제1 입체시 모델 또는 제2 입체시 모델 중 어느 하나의 입체시 모델이 이동하여 부점의 사진좌표가 변동되면 상기 변동된 사진좌표를 연동용 절대좌표로 변환하고, 상기 연동용 절대좌표에 해당하는 사진좌표를 이용하여 다른 하나의 입체시 모델을 연동하여 이동시키며, 상기 제1 입체시 모델 또는 제2 입체시 모델 중 어느 하나가 확대 또는 축소시 상기 확대 또는 축소 비율을 다른 하나에 연동하여 적용시키는 절대좌표 연동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명은 과거와 현재에 대한 시계열 입체시 모델을 2개의 작업창을 통해 동시에 디스플레이한 상태에서 서로 비교함으로써 과거와 현재 사이에 변화된 지역이 있는지 판독할 수 있게 한다.
특히 본 발명은 시계열 입체시 모델에 각각 부점을 표시하고, 상기 부점의 사진좌표를 절대좌표로 변환함으로써, 시계열 입체시 모델의 비교 대상 지점을 절대좌표를 이용하여 자동으로 일치시키므로 판독 효율성을 향상시킨다.
도 1은 종래기술에 따른 변화지역 공간정보 추출 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 면형방식 디지털 항공카메라로 촬영한 시계열 항공사진을 입체시하여 좌표를 연동하고 변화지역을 판독하는 시스템를 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명에서 사용하는 외부표정요소 중 항공 카메라의 절대위치를 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명에서 사용하는 외부표정요소 중 항공 카메라의 회전각도를 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명에서 사용하는 공선조건을 나타낸 도이다.
도 6은 본 발명에 따른 면형방식 디지털 항공카메라로 촬영한 시계열 항공사진을 입체시하여 좌표를 연동하고 변화지역을 판독하는 시스템의 디스플레이부를 나타낸 도이다.
도 7은 본 발명에서 사용하는 입체시 모델링의 개념을 나타낸 도이다.
도 8a는 본 발명에 적용 가능한 좌안용 항공 사진을 나타낸 실시예이다.
도 8b는 본 발명에 적용 가능한 우안용 항공 사진을 나타낸 실시예이다.
도 8c는 상기 도 8a 및 도 8b의 좌안용 항공 사진 및 우안용 항공 사진을 결합한 입체시 모델을 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 면형방식 디지털 항공카메라로 촬영한 시계열 항공사진을 입체시하여 좌표를 연동하고 변화지역을 판독하는 시스템에 대해 상세히 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 면형방식 디지털 항공카메라로 촬영한 시계열 항공사진을 입체시하여 좌표를 연동하고 변화지역을 판독하는 시스템(100)은 사진 저장부(110), GPS/INS부(120a), 외부표정요소 입력부(120b), 캘리브레이션 적용부(120c), 공선조건식 적용부(120d)를 포함한다.
또한, 본 발명은 이사와 같은 구성 이외에 디스플레이부(130), 부점 관리부(140), 사진 검색부(150), 입체시 모델링부(160) 및 절대좌표 연동부(170)를 더 포함한다.
이러한 구성에 의하면, 사진 저장부(110)에서 제공된 항공 사진 내의 특정 지점을 GPS/INS부(120a), 외부표정요소 입력부(120b), 캘리브레이션 적용부(120c) 및 공선조건식 적용부(120d)를 이용하여 절대좌표로 변환한다. 절대좌표는 촬영된 특정 지역에 대응하는 현실 세계의 3차원 절대위치를 의미한다.
디스플레이부(130)는 제1 작업창(130-1) 및 제2 작업창(130-2)을 나란히 제공한다. 2개의 작업창(130-1, 130-2)은 과거와 현재의 입체시 모델(stereoscopic vision model)이 각각 디스플레이됨으로써 작업자가 과거와 현재를 동시에 살펴보면서 변화지역이 있는지 판독할 수 있게 한다.
부점 관리부(140)는 제1 작업창(130-1) 및 제2 작업창(130-2)에 각각 고정 표시되는 부점(floating mark)에 대한 사진좌표를 제공한다. 사진좌표는 상술한 입체시 모델 내의 좌표를 의미하는 것으로 이러한 사진좌표는 외부표정요소, 카메라 보정 자료(내부표정요소) 및 공선조건식에 의해 절대좌표로 변환된다.
사진 검색부(150)는 사진좌표 및 절대좌표를 이용하여 좌안용 항공 사진(도 8a의 L-P 참조) 및 그와 한 쌍을 이루는 우안용 항공 사진(도 8b의 R-R 참조)을 검색하여 제공한다. 이러한 사진 검색은 제1 작업창(130-1) 및 제2 작업창(130-2)에 대해 동일하게 실행된다.
입체시 모델링부(160)는 검색된 좌안용 항공 사진(L-P) 및 우안용 항공 사진(R-R)을 이용하여 3D 입체시 모델을 생성하고, 절대좌표 연동부(170)는 제1 작업창(130-1) 및 제2 작업창(130-2)에 각각 표시된 입체시 모델을 절대좌표를 기준으로 연동시켜 동시에 동일한 판독 지점을 위치시킬 수 있게 한다.
따라서 본 발명은 과거와 현재에 대한 시계열 입체시 모델을 2개의 작업창을 통해 동시에 디스플레이한 상태에서 서로 비교함으로써 과거와 현재 사이에 변화된 지역이 있는지 판독할 수 있게 한다.
또한, 시계열 입체시 모델에 각각 부점을 표시하고, 부점의 사진좌표를 절대좌표로 변환함으로써, 시계열 입체시 모델의 비교 대상 지점을 절대좌표를 이용하여 자동으로 일치시키므로 판독 효율성을 월등히 향상시킨다.
이를 위해, 상기 사진 저장부(110)는 동일한 위치를 서로 다른 시간에 촬영한 시계열 항공 사진을 저장하되, 각각의 촬영 시점별로 서로 다른 촬영 각도를 갖는 여러 장의 항공 사진을 저장한다.
이러한 사진 저장부(110)는 항공 사진을 저장하는 기억장치에 해당하는 것으로, 동일한 위치에 대해 여러 장의 항공 사진을 저장한다. 동일한 위치는 산, 강, 해안선, 건물 및 그외 여러 지형지물을 의미한다.
항공 사진은 항공기가 비행하면서 디지털 항공카메라(예: 면형방식 카메라)로 촬영하기 때문에 동일 위치에 대해 여러 각도로 촬영한 여러 장의 사진이 저장되며 이들 사진 중 2장(좌안 및 우안)을 선택하여 입체시 모델링을 한다.
또한, 항공 사진 촬영은 일정 간격(예: 1년 주기)마다 시계열적으로 촬영하기 때문에 후술하는 바와 같이 과거의 사진 2장 및 현재의 사진 2장을 선택하여 각각 과거와 현재의 입체시 모델이 제공된다.
GPS/INS부(120a)는 항공 카메라의 좌표정보 및 기울기 정보를 제공한다. 제공되는 좌표정보 및 기울기 정보는 사진 저장부(110)에 저장된 항공 사진을 촬영할 당시의 GPS/INS 장치로부터 제공된 정보이다.
이때, GPS는 위성으로부터 항공기의 절대좌표 등을 제공받고, 관성항법장치인 INS는 일 예로 관성센서인 자이로와 가속도계 등을 이용하여 측정된 카메라의 각속도 및 가속도(즉, 속도 및 자세) 정보를 제공한다.
이와 같은 GPS/INS 데이터는 디스플레이부(130)의 화면상에 제공되는 GUI 입력부에서 제공하는 입력란에 직접 입력하거나, 혹은 불러오기 방식 등을 비롯한 다양한 방식으로 입력할 수 있으며, 이는 이하에서 설명하는 다른 정보 역시 마찬가지이다.
외부표정요소 입력부(120b)는 이상과 같이 GPS/INS부(120a)에서 제공된 좌표정보 및 기울기 정보를 이용하여 항공삼각측량을 수행한 외부표정요소(X0, Y0, Z0, omega, phi, kappa)를 입력한다.
도 3과 같이 외부표정요소 중 X0, Y0, Z0는 항공 사진을 촬영할 당시의 항공 카메라의 절대좌표(절대위치)를 의미하며, 도 4와 같이 omega, phi, kappa는 동시점의 항공 카메라의 회전각도(자세)를 의미한다.
캘리브레이션 적용부(120c)는 항공 촬영시 사용된 항공 카메라의 초점거리를 포함한 보정 정보(즉, 내부표정요소)를 이용하여 카메라 캘리브레이션(camera calibration)을 수행하고, 수행 결과에 따라 캘리브레이션 데이터를 제공한다.
도 5와 같이 카메라 캘리브레이션 데이터는 항공 카메라의 렌즈 중심과, 촬영된 2차원 영상 및 지상의 3차원 건물 사이의 관계를 재조정하는데 사용되며, 초점거리, 픽셀 사이즈 및 이미지 사이즈 등의 값을 포함한다.
본 발명은 아래에서 다시 설명하는 바와 같이 카메라 캘리브레이션 데이터(카메라 보정 정보) 및 외부표정요소를 이용하면 항공 사진에 포함된 모든 지점에 대해 3차원 지상좌표를 획득할 수 있다는 점을 이용한다.
공선조건식 적용부(120d)는 항공 사진에 대한 외부표정요소 및 캘리브레이션 적용부(120c)의 카메라 보정 정보를 공선조건식(collinerity condition)에 대입하여 항공 사진상의 특정 위치에 대한 절대좌표를 제공한다.
항공 사진에 대해 아래의 <수학식 1>과 같은 공선조건식을 적용하면 수치사진측량기술에서 정의하는 바와 같이 항공 사진 내 특정 지점(즉, 사진좌표)에 대한 현실 세계의 실제 3차원 절대좌표가 산출된다.
이때, <수학식 1>에서 'f'는 초점거리를 의미하고, 'm11 내지 m33'은 항공 카메라의 각 방향에 대한 회전각인 상기 omega, phi, kappa를 의미하며, 그 외 파라미터는 도 5에 나타나 있다.
<수학식 1>
Figure 112015071848716-pat00001

디스플레이부(130) 제1 촬영 시점의 제1 입체시 모델이 디스플레이되는 제1 작업창(130-1) 및 제2 활영 시점의 제2 입체시 모델이 디스플레이되는 제2 작업창(130-2)을 제공함으로써 시계열 영상의 비교 판독을 용이하게 한다.
도 6에 도시한 바와 같이 디스플레이부(130)는 대표적으로 작업용 컴퓨터 모니터가 사용되며, 작업자가 입체시로 보면서 판독을 하기 위해서는 OpenGL과 스테레오 기능을 지원하는 그래픽카드가 내장된 워크스테이션으로부터 입체시 모델을 제공받으며, 작업자는 3D 안경을 착용하고 판독한다.
부점 관리부(140)는 제1 작업창(130-1) 및 제2 작업창(130-2) 내의 동일한 위치에 각각 부점(floating mark)을 생성하고, 제1 입체시 모델 및 제2 입체시 모델 내의 사진좌표 중 부점이 위치한 지점의 사진좌표를 추출한다.
사진좌표는 제1 입체시 모델 및 제2 입체시 모델의 사진상 좌표 즉 영상좌표를 의미하며, 이러한 사진좌표는 2차원 좌표로서 외부표정요소, 카메라 보정 자료 및 공선조건식에 의해 절대좌표로 변환된다.
또한, 아래에서 다시 설명하는 바와 같이 부점은 제1 작업창(130-1) 및 제2 작업창(130-2)에 생성된 후 고정되며, 이를 통해 제1 입체시 모델 및 제2 입체시 모델을 이동시켜도 부점은 고정된 상태를 유지한다.
바람직하게 부점은 제1 작업창(130-1) 및 제2 작업창(130-2)의 중심에 고정되어 있으며 노란색 십자 형상이 사용된다. 따라서 부점을 기준으로 제1 입체시 모델 및 제2 입체시 모델을 이동, 확대 혹은 축소시켜 판독한다.
사진 검색부(150)는 부점 관리부(140)로부터 사진좌표를 제공받고, 공선조건식 적용부(120d)로부터 사진좌표에 해당하는 검색용 절대좌표를 제공받으며, 여러 장의 항공 사진 중 동일한 검색용 절대좌표를 갖는 좌안용 항공 사진(L-P) 및 우안용 항공 사진(R-R)을 검색한다.
이러한 사진 검색부(150)의 기능은 작업자가 직접 수행할 수도 있다. 그러나 작업자가 직접 지명이나 지번 혹은 좌표를 이용하여 항공 사진을 찾는 것보다는 절대좌표를 이용하여 자동으로 추출한 항공 사진을 제1 작업창(130-1) 및 제2 작업창(130-2)에 디스플레이하는 것이 더욱 효과적이다.
입체시 모델링부(160)는 사진 검색부(150)에 의해 검색된 제1 촬영 시점의 좌안용 항공 사진(L-P) 및 우안용 항공 사진(R-R)을 이용하여 제1 입체시 모델을 생성하고, 제2 촬영 시점의 좌안용 항공 사진(L-P) 및 우안용 항공 사진(R-R)을 이용하여 제2 입체시 모델을 생성한다.
도 7과 같이 항공 사진을 촬영할 때에는 특정 지점에 대해 일정한 중복률을 주어 촬영하므로 인접한 영상끼리 그룹을 만들어 주는 것을 모델링(붉은색 사각형)이라 한다.
또한 생성된 모델에서 좌안용 항공 사진(L-P) 및 우안용 항공 사진(R-R)이 중첩하는 부분(붉은 사선)에 대해 입체시(stereoscopic vision) 기술을 적용하여 제1 작업창(130-1) 및 제2 작업창(130-2)에 입체시 모델이 디스플레이되게 한다.
예컨대, 도 8a와 같은 좌안용 항공 사진(L-P)에서 부점(노란색 십자 형상)이 위치한 사진좌표를 추출하고, 이 사진좌표를 외부표정요소, 카메라 보정 자료 및 공선조건식을 이용하여 절대좌표로 변환한다.
그 후 도 8b와 같은 우안용 항공 사진(R-R)에서 위 절대좌표에 해당하는 사진좌표를 계산하기 위해 다시 외부표정요소, 카메라 보정 자료 및 공선조건식을 이용한다.
따라서 도 8c와 같이 부점을 기준으로 좌안용 항공 사진(L-P) 및 우안용 항공 사진(R-R) 내의 특정한 지점이 동일한 위치(즉, 절대좌표)에 위치함으로써 Y시차(Y-parallax)가 소거되어 입체시가 된다.
또한, 변화지역 비교 판독 대상의 절대좌표를 이용하여 제1 입체시 모델 및 제2 입체시 모델 상의 비교하고자 하는 지점이 제1 작업창(130-1) 및 제2 작업창(130-2) 내에서 차지하는 위치를 서로 일치시키고 판독 효율성을 향상시킨다.
절대좌표 연동부(170)는 상기 제1 작업창(130-1)에 표시된 제1 입체시 모델 및 제2 작업창(130-2)에 표시된 제2 입체시 모델이 동시에 이동, 확대 혹은 축소될 수 있도록 제1 작업창(130-1) 및 제2 작업창(130-2)을 링크(link)시킨다.
일 예로 워크스테이션의 작업용 모니터에서 제공하는 GUI 버튼 중 좌표 연동 시작 버튼을 눌러 연동 작업이 시작되면 LinkID를 추가하고, 제1 작업창(130-1)을 선택한 상태에서 LinkID에 제1 작업창(130-1)에 대한 LinkView를 추가한다.
또한 제2 작업창(130-2)을 선택한 상태에서 동일한 LinkID에 제2 작업창(130-2)에 대한 LinkView를 추가함으로써 제1 작업창(130-1) 및 제2 작업창(130-2)의 연동이 완료된다. 바람직하게는 작업자는 하나의 LinkID에 두 개의 LinkView가 추가되었는지 확인한다.
한편, 좌표 연동에 의해 제1 입체시 모델 또는 제2 입체시 모델 중 어느 하나의 입체시 모델이 이동하여 부점의 사진좌표가 변동되면 그 변동된 사진좌표를 연동용 절대좌표로 변환하고, 연동용 절대좌표에 해당하는 사진좌표를 이용하여 다른 하나의 입체시 모델을 연동하여 이동시킨다.
예컨대, 사용자가 마우스(181)를 드래그하여 제1 작업창(130-1)의 제1 입체시 모델을 이동(dX, dY)시키면, 부점이 고정된 상태에서 제1 입체시 모델이 이동되었기 때문에 부점이 위치한 지점의 사진좌표가 변동된다.
따라서 변동된 사진좌표를 공선조건식 등을 이용하여 연동용 절대좌표(즉, 변동된 사진좌표에 대한 절대좌표)로 변환하고, 그와 연동되는 제2 작업창(130-2)에서는 연동용 절대좌표를 다시 제2 작업창(130-2)의 부점에 대한 사진좌표로 변환함으로써 제2 입체시 모델 역시 동일 위치로 이동(즉, 연동)되게 한다.
이와 같이 본 발명은 제1 입체시 모델 및 제2 입체시 모델 내의 변화지역 판독 지점을 절대좌표를 이용하여 정확히 추출하고 연동시키므로 넓은 지역이나 건물 밀집 지역 등의 경우에도 판독 대상을 정확하면서도 편리하게 찾도록 한다. 따라서 판독 효율성을 향상시킨다.
나아가 본 발명은 제1 입체시 모델 또는 제2 입체시 모델 중 어느 하나가 확대 또는 축소시 확대 또는 축소 비율을 다른 하나에 연동하여 적용시킴으로써 확대 또는 축소 역시 동시에 이루어지게 한다.
예컨대, 사용자가 제1 작업창(130-1)을 활성화시킨 상태에서 마우스(181)의 휠을 위/아래로 돌려 제1 입체시 모델을 확대 또는 축소시키면, 마우스 휠이 이동한 값(zDelta)을 이용하여 줌 스케일을 산출하고 이를 제2 작업창(130-2)에도 적용시킨다. 따라서 판독 편의성을 더욱 향상시킨다.
한편, 위에서 설명을 생략한 중앙처리장치(CPU)(180)는 위에서 설명한 본 발명의 여러 구성들을 전반적으로 제어하며, 결과 보고서 저장부(182)에는 변화지역 판독 결과를 다양한 파일 형식(사진, 테이블, 벡터 포맷 등)으로 기록한다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
110: 사진 저장부 120a: GPS/INS부
120b: 외부표정요소 입력부 120c: 캘리브레이션 적용부
120d: 공선조건식 적용부 130: 디스플레이부
130-1, 130-2: 제1 작업창, 제2 작업창 140: 부점 관리부
150: 사진 검색부 160: 입체시 모델링부
170: 절대좌표 연동부

Claims (1)

  1. 면형방식 디지털 항공카메라로 촬영한 시계열(time-series) 항공사진을 입체시하여 좌표를 연동하고 변화지역을 판독하는 시스템에 있어서,
    동일한 위치를 서로 다른 시간에 촬영한 시계열 항공 사진을 저장하되, 각각의 촬영 시점별로 서로 다른 촬영 각도를 갖는 여러 장의 항공 사진을 저장하는 사진 저장부(110)와;
    상기 사진 저장부(110)에 저장된 항공 사진을 촬영할 당시 항공 카메라의 좌표정보 및 기울기 정보를 제공하는 GPS/INS부(120a)와;
    상기 GPS/INS부(120a)에서 제공된 좌표정보 및 기울기 정보로 항공삼각측량을 수행하여 외부표정요소(X0, Y0, Z0, omega, phi, kappa)를 제공하는 외부표정요소 입력부(120b)와;
    항공 촬영시 사용된 상기 항공 카메라의 초점거리를 포함한 카메라 보정 정보를 이용하여 카메라 캘리브레이션(camera calibration)을 수행하는 캘리브레이션 적용부(120c)와;
    상기 외부표정요소 입력부(120b)의 외부표정요소 및 캘리브레이션 적용부(120c)의 카메라 보정 정보를 공선조건식(collinerity condition)에 대입하여 상기 항공 사진상의 특정 위치에 대한 절대좌표를 제공하는 공선조건식 적용부(120d)와;
    시계열 영상의 비교 판독을 위해, 제1 촬영 시점의 제1 입체시 모델이 디스플레이되는 제1 작업창(130-1) 및 제2 활영 시점의 제2 입체시 모델이 디스플레이되는 제2 작업창(130-2)을 제공하는 디스플레이부(130)와;
    상기 제1 작업창(130-1) 및 제2 작업창(130-2) 내의 동일한 위치에 각각 부점(floating mark)을 생성하고, 상기 제1 입체시 모델 및 제2 입체시 모델 내의 사진좌표 중 상기 부점이 위치한 지점의 사진좌표를 추출하는 부점 관리부(140)와;
    상기 부점 관리부(140)로부터 사진좌표를 제공받고, 상기 공선조건식 적용부(120d)로부터 상기 사진좌표에 해당하는 검색용 절대좌표를 제공받으며, 상기 여러 장의 항공 사진 중 동일한 검색용 절대좌표를 갖는 좌안용 항공 사진(L-P) 및 우안용 항공 사진(R-R)을 검색하는 사진 검색부(150)와;
    상기 사진 검색부(150)에 의해 검색된 제1 촬영 시점의 좌안용 항공 사진(L-P) 및 우안용 항공 사진(R-R)을 이용하여 제1 입체시 모델을 생성하고, 제2 촬영 시점의 좌안용 항공 사진(L-P) 및 우안용 항공 사진(R-R)을 이용하여 제2 입체시 모델을 생성하는 입체시 모델링부(160); 및
    상기 제1 작업창(130-1)에 표시된 제1 입체시 모델 및 제2 작업창(130-2)에 표시된 제2 입체시 모델이 동시에 이동, 확대 혹은 축소될 수 있도록, 제1 입체시 모델 또는 제2 입체시 모델 중 어느 하나의 입체시 모델이 이동하여 부점의 사진좌표가 변동되면 상기 변동된 사진좌표를 연동용 절대좌표로 변환하고, 상기 연동용 절대좌표에 해당하는 사진좌표를 이용하여 다른 하나의 입체시 모델을 연동하여 이동시키며, 상기 제1 입체시 모델 또는 제2 입체시 모델 중 어느 하나가 확대 또는 축소시 상기 확대 또는 축소 비율을 다른 하나에 연동하여 적용시키는 절대좌표 연동부(170); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 면형방식 디지털 항공카메라로 촬영한 시계열 항공사진을 입체시하여 좌표를 연동하고 변화지역을 판독하는 시스템.
KR1020150104603A 2015-07-23 2015-07-23 면형방식 디지털 항공카메라로 촬영한 시계열 항공사진을 입체시하여 좌표를 연동하고 변화지역을 판독하는 시스템 KR101574636B1 (ko)

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