KR101756960B1 - 항공 초분광 영상을 이용한 토양 중금속의 모니터링 방법 - Google Patents

항공 초분광 영상을 이용한 토양 중금속의 모니터링 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 항공 초분광 영상을 이용한 토양 중금속의 모니터링 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 토양의 중금속 모니터링 대상 지역에서 항공촬영으로 얻은 초분광영상을 이용하여 중금속의 종류가 검출된 영상을 생성하고, 중금속의 농도를 검출하여 토양 내 존재하는 중금속을 모니터링하는 방법에 관한 것으로, 항공측량으로 수집한 초분광 영상이미지 데이터에 포함되는 파장데이터를 분류 및 검출하는 모델링을 통해서 특정 중금속을 검출해 중금속별 검출데이터를 생성하는 중금속 종류 검출 영상 생성단계; 상기 중금속별 검출데이터에서 확인한 범위 내 파장데이터를 분류 및 검출하는 모델링을 통해서 특정 중금속을 검출해 농도별 검출데이터를 생성하는 중금속 농도 검출 영상 생성단계;를 포함한다.

Description

항공 초분광 영상을 이용한 토양 중금속의 모니터링 방법{Monitoring method of heavy metals in soil using the aerial hyperspectral images}
본 발명은 항공 초분광 영상을 이용한 토양 중금속의 모니터링 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 토양의 중금속 모니터링 대상 지역에서 항공촬영으로 얻은 초분광영상을 이용하여 중금속의 종류가 검출된 영상을 생성하고, 중금속의 농도를 검출하여 토양 내 존재하는 중금속을 모니터링하는 방법에 관한 것이다.
항공 초분광 영상(Aaerial Hyper Spectral Images)이란, 대상물로부터 수백 개 이상의 연속된 분광밴드를 항공센서로부터 취득함으로써, 지표와 식생의 다양한 대상물에 대한 모니터링에 활용이 가능한 영상이다. 항공 초분광 영상 내 기록된 대상물의 밝기를 분석하면 대상물의 공간적 분포 범위와 종류를 신속하고 용이하게 식별하는 장점이 있다.
토양을 오염한 중금속은 비중 4 이상의 무거운 금속을 말하며, 대표적으로 비소(As), 카드뮴(Cd), 구리(Cu), 납(Pb) 등이 있다. 토양 오염에 취약한 지역으로는 폐금속 광산, 공장 밀집지역, 제련소 등 있으며, 이러한 취약 지역에서 중금속 물질이 주로 폐광미 형태로 주변지형에 유출된다.
유출된 중금속은 주변 농작물과 지하수를 오염시키고 오염된 토양에서 수확된 농작물과 지하수를 섭취함으로써, 결국에는 인체에 중금속이 축적되고 심각한 질병을 야기 시키게 된다. 현재 이러한 취약 및 관심지역에 대해 토양오염 조사를 실행하고 있다. 토양오염조사는 대상지역에 대해 기초 및 개황조사를 실행하여 토양의 오염 여부를 평가하며, 토양오염의 조사자에 따라 조사대상 오염물질의 종류, 시료채취 밀도 등을 고려하여 토양오염 조사를 실행하게 된다.
통상적으로 토양오염조사는 조사자가 직접 현장에 방문하여 시료를 채취하고 정밀 분석하는 것으로, 전국에 산재한 폐 금속광산과 산업단지 등을 고려할 때 현장 조사를 통한 정밀조사 방식으로는 대규모지역의 중금속 종류별, 농도별 오염현황을 신속히 모니터링 하기에는 어려운 문제점이 있었다.
선행기술문헌 1. 특허공개번호 제10-2016-0049305호(2016.05.09 공개)
이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로, 광범위한 지역의 토양 중금속의 오염현황을 신속하게 파악하고, 기존 지상의 정밀조사방법의 효율성과 경제성을 보완하고자 예의 노력한 결과, 토양의 중금속 모니터링 대상 지역이 촬영된 항공 초분광 영상으로부터 토양 내 중금속 종류 검출영상을 생성하고, 중금속의 농도를 검출하여 토양 내 중금속을 모니터링하는 경우, 오염지역을 신속하게 탐지할 수 있다는 사실을 확인하고, 토양의 중금속 모니터링 대상 지역이 촬영된 항공 초분광 영상으로부터 토양 내 중금속을 종류별 검출 영상을 생성하여 중금속 종류별 농도를 검출하여 토양 내 중금속을 모니터링하는 항공 초분광 영상을 이용한 토양 중금속의 모니터링 방법의 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기의 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,
항공측량으로 수집한 초분광 영상이미지 데이터에 포함되는 파장데이터를 분류 및 검출하는 모델링을 통해서 특정 중금속을 검출해 중금속별 검출데이터를 생성하는 중금속 종류 검출 영상 생성단계; 및
상기 중금속별 검출데이터에서 확인한 범위 내 파장데이터를 분류 및 검출하는 모델링을 통해서 특정 중금속을 검출해 농도별 검출데이터를 생성하는 중금속 농도 검출 영상 생성단계;
를 포함하는 항공 초분광 영상을 이용한 토양 중금속의 모니터링 방법이다.
상기의 본 발명은, 토양오염을 조사하기 위해서 대상지역을 조사자가 직접 현장을 방문하거나 토양시료를 샘플링하는 작업이 필요하지 않고, 현장을 방문 조사해야 하는 경우에도 기본 방법에 보완하여 사용하는 경우 샘플링 작업이 최소가 되어 토양오염조사의 경제성을 높이는 효과가 있다.
또한, 조사자가 현장 접근이 어려운 지형에도 신속하게 토양 중금속의 측정이 가능한 장점이 있고 대상 지역 전체의 토양중금속을 모니터링 할 수 있는 장점이 있다.
또한, 토양오염에 대한 시계열적인 자료가 구축되는 경우 오염 상태의 거동파악이 용이한 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 토양 중금속의 모니터링 방법을 수행하는 모니티렁 시스템의 일실시 예를 도시한 블록도이고,
도 2는 본 발명에 따른 토양 중금속의 모니터링 방법의 일실시 예를 도시한 플로차트이고,
도 3은 본 발명에 따른 항공 초분광 영상을 취득하는 모습과, 항공 초분광 영상이미지 데이터에서 모니터링 대상 구역의 영상이미지 모습과, 항공 초분광 영상에서 중금속 종류와 중금속별 농도를 검출해 완료한 오염현황 주제도 이미지 모습이고,
도 4는 본 발명에 따른 항공 초분광 영상의 자료구조와, 임의 한 픽셀에 대한 파장별 연속된 분광자료 형태를 그래프로 도식화한 이미지 모습이고,
도 5는 본 발명에 따른 토양 중금속의 모니터링 방법에서 자료 적합성 확인단계의 다른 실시 예를 도시한 플로차트이고,
도 6은 본 발명에 따른 토양 중금속의 모니터링 방법에서 중금속 종류 검출영상 생성단계의 다른 실시 예를 도시한 플로차트이고,
도 7은 본 발명에 따른 토양 중금속의 모니터링 방법에서 중금속 농도 검출영상 생성단계의 다른 실시 예를 도시한 플로차트이다.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
이하, 본 발명을 구체적인 내용이 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 토양 중금속의 모니터링 방법을 수행하는 모니티렁 시스템의 일실시 예를 도시한 블록도이다.
본 실시의 모니터링 시스템은, 항공촬영으로 수집한 항공 초분광 영상이미지 데이터를 저장하고 관리하는 영상데이터DB(11)와, 영상데이터DB(11)에서 모니터링 대상 구역의 영상이미지 데이터를 검색하여 적합성 여부를 확인하는 적합성 확인모듈(12)과, 중금속 종류별 검출을 위한 중금속 검출 모델링을 기반으로 해서 카드뮬, 비소, 구리, 납 등의 대상 중금속을 검출하고 검출 영상을 생성하는 중금속 검출모듈(13)과, 중금속 종류별 농도 검출을 위한 농도 검출 모델링을 기반으로 해서 대상 중금속의 농도를 검출하고 검출 영상을 생성하는 농도검출모듈(14)과, 중금속 검출모듈(13)의 중금속 검출 데이터와 농도검출모듈(14)의 농도 검출 데이터를 활용하여 중금속의 분포 현황을 이미지화하는 레이아웃 세팅모듈(15)과, 이미지화한 중금속 검출 이미지를 출력하는 출력모듈(16)과, 상기 중금속 검출 이미지의 오류여부를 검사하는 오류검사모듈(17)과, 레이아웃 세팅모듈(15)이 이미지화한 주제도데이터를 저장하는 주제도데이터DB(18)를 포함하는 모니터링 장치(10)와; 출력모듈(16)이 발신한 데이터신호를 수신해서 화면에 출력하는 모니터(20)를 포함한다.
본 실시의 모니터링 시스템을 구성한 상기 모듈들의 구체적인 동작 내용은 본 발명에 따른 토양 중금속의 모니터링 방법을 설명하면서 한다.
도 2는 본 발명에 따른 토양 중금속의 모니터링 방법의 일실시 예를 도시한 플로차트이고, 도 3은 본 발명에 따른 항공 초분광 영상을 취득하는 모습과, 항공 초분광 영상이미지 데이터에서 모니터링 대상 구역의 영상이미지 모습과, 항공 초분광 영상에서 중금속 종류와 중금속별 농도를 검출해 완료한 오염현황 주제도 이미지 모습이고, 도 4는 본 발명에 따른 항공 초분광 영상의 자료구조와, 임의 한 픽셀에 대한 파장별 연속된 분광자료 형태를 그래프로 도식화한 이미지 모습이다.
S100; 자료 적합성 확인단계
적합성 확인모듈(12)은 영상데이터DB(11)에서 모니터링 대상 구역의 영상이미지 데이터를 검색하고 해당 영상이미지 데이터의 모니터링 적합성을 확인한다. 여기서, 영상이미지 데이터는 도 3의 (a)도면에서 보인 바와 같이, 초분광 카메라를 탑재한 항공기가 중금속 오염 조사를 하는 대상지역을 측정함으로써 취득된다. 이렇게 취득한 영상이미지 데이터는 도 3의 (b)도면에서 보인 바와 같은 광반사 이미지로 이미지화한다.
자료 적합성 확인단계(S100)를 좀 더 세분화하면, 적합성 확인모듈(12)이 영상데이터DB(11)에서 대상지역의 영상이미지 데이터를 검색하고 입력하는 영상입력 단계(S110)와, 입력한 영상이미지 데이터 내에 대상지역을 포함하는지 재확인해서 검수하는 대상지역 파악단계(S120)와, 입력한 영상이미지 데이터의 해상도가 기준치에 부합하는지를 확인하는 해상도 파악단계(S130)를 포함한다.
영상데이터DB(11)가 저장 관리하는 항공 초분광 영상이미지 데이터는 GPS위치별로 저장되어질 수 있으므로, 적합성 확인모듈(12)은 GPS위치를 기준으로 영상데이터DB(11)에서 해당 영상이미지 데이터를 검색한다. 또한, 대상지역 파악단계(S120)에서 적합성 확인모듈(12)은 영상이미지 데이터의 지점별로 GPS위치를 확인해서, 모니터링 대상지역의 포함 여부와 대상지역의 위치를 확인한다. 아울러 적합성 확인모듈(12)은 검색한 영상이미지 데이터의 해상도를 확인해서 기준치에 부합하는지를 확인한다.
참고로, 항공 초분광 영상(Aaerial Hyper Spectral Images)은 대상물로부터 수백 개의 연속된 분광밴드를 항공센서부터 취득하여 지표와 식생의 다양한 정보에 대한 식별을 가능하게 한 영상으로, 그림(A)와 같이 공간축, 분광축, 시간축으로 구성된 3차원구조의 자료이다. 그림(A)에서 임의 한픽셀에 대해서 그림(B)는 수백 개의 연속된 분광자료를 얻을 수 있음을 예시로 나타낸 것이다. 이렇듯 연속된 분광 자료의 특성을 이용하면 중금속에 오염된 토양에서 중금속의 종류와 농도를 식별하는 자료로 활용된다.
S200; 중금속 종류 검출 영상 생성단계
본 실시의 중금속 검출모듈(13)은 중금속별로 검출 모델링하고 상기 영상이미지 데이터에 적용해서, 중금속 종류별 검출 영상인 중금속별 검출데이터를 생성한다.
중금속 종류 검출 영상 생성단계(S200)를 좀 더 세분화하면, 중금속별 검출 모델링을 생성하는 중금속별 검출 모델링 단계(S210)와, 상기 모델링에 따라 영상이미지 데이터에 적용해서 검출한 중금속을 종류별로 구분한 영상을 생성하는 중금속별 검출 영상 생성단계(S220)를 포함한다.
중금속 종류 검출 영상 생성에 관한 구체적인 설명은 아래에서 다시 한다.
S300; 중금속 농도 검출 영상 생성단계
본 실시의 농도검출모듈(14)은 중금속별로 농도 검출 모델링하고 상기 영상이미지 데이터에 적용해서, 중금속별 농도 검출 영상인 농도별 검출데이터를 생성한다. 이때, 중금속 농도는 앞서 모델링한 중금속을 기준으로 이루어지며, 따라서 상기 중금속별 검출데이터에서 확인한 범위 내에서 이루어지는 것이 바람직하다.
중금속 농도 검출 영상 생성단계(S300)를 좀 더 세분화하면, 중금속별 농도 검출 모델링해 해당 데이터를 입력하는 중금속별 농도 검출 모델링 단계(S310)와, 상기 모델식에 따라 영상이미지 데이터에 적용해서 검출한 중금속의 농도를 종류별로 구분한 영상을 생성하는 중금속별 농도 검출 영상 생성단계(S220)를 포함한다.
중금속 농도 검출 영상 생성에 관한 구체적인 설명은 아래에서 다시 한다.
S400; 레이아웃 세팅 단계
본 실시의 레이아웃 세팅모듈(15)은 중금속 검출모듈(13)의 중금속별 검출 데이터와 농도검출모듈(14)의 농도별 검출 데이터를 활용하여, 중금속의 분포 현황을 레이아웃 형식으로 중첩해 이미지화한다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 중금속별로 검출된 중금속 검출 데이터는 중금속을 식별할 수 있는 색상 또는 식별기호로 구분 표시해 이미지화할 수 있고, 농도별로 검출된 농도 검출 데이터는 농도별로 식별할 수 있는 색상 또는 식별기호로 구분 표시해 이미자화할 수 있다.
레이아웃 세팅모듈(15)은 이렇게 구분된 중금속 검출 데이터와 농도 검출 데이터 각각의 색상 또는 식별기호를 연계해서 도 3의 (b)도면에서 보인, 중금속과 농도를 시각적으로 일시에 구분할 수 있는 오염현황 주제도를 완성한다.
이렇게 완성한 주제도데이터는 주제도데이터DB(18)에 저장 관리해서, 이후에도 활용할 수 있게 한다.
S500; 모니터링 결과 출력단계
출력모듈(16)은 레이아웃 세팅모듈(15)이 완성한 오염현황 주제도를 모니터(20)를 통해 출력해서, 사용자가 대상지역에 위치별 중금속 오염 여부와 오염 중금속의 종류 및 오염농도를 일시에 확인할 수 있게 하고, 아울러 텍스트 형태로도 오염 중금속과 오염 농도를 확인할 수 있게 한다.
S600; 오류 확인단계
오류검사모듈(17)은 주제도데이터의 오류검사를 실시해서 오류가 있는 부적합으로 확인되면, 레이아웃 세팅모듈(15)이 해당 중금속 검출 데이터와 농도 검출 데이터를 재작업하게 하고, 적합한 것으로 확인하면 작업을 종료한다.
도 5는 본 발명에 따른 토양 중금속의 모니터링 방법에서 자료 적합성 확인단계의 다른 실시 예를 도시한 플로차트이다.
본 실시의 영상입력단계(S110)는 적합성 확인모듈(12)이 영상데이터DB(11)에서 대상지역에 대한 영상이미지 데이터를 검색한다.
대상지역 적합성 파악단계(S120)는 적합성 확인모듈(12)이 영상데이터DB(11)에서 검색한 영상이미지 데이터가 모니터링 작업 대상을 포함하는 영상이미지 데이터인지 확인하는 단계로, 대상지역에 대한 적합성 확인을 위한 영상이미지 데이터를 입력하는 입력영상 확인단계(S121)와, 상기 영상이미지 데이터가 대상지역을 포함하고 있는지를 적합성 확인모듈(12)이 확인하는 구역 적합성 검토 단계(S122)와, 적합성이 확인된 영상이미지 데이터를 모니터링 대상 영상이미지 데이터로 확인하는 대상지역 적합성 확인단계(S123)를 포함한다.
이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 구역 적합성 검토단계(S122)는, 입력된 영상이미지 데이터가 대상지역을 포함하고 있는지 적합성을 확인하며, 공간적으로 촬영제한지역 피하고 대상지역을 포함 여부, 설계에서 요구된 지리좌표계와 좌표원점에 대해 대상지역 적합성을 확인한다. 이를 위해 영상이미지 데이터는 GPS위치 정보를 포함하며, 적합성 확인모듈(12)은 상기 GPS위치 정보와 대상지역 GPS위치 및 기피 지역의 GPS위치를 서로 비교한다.
검토결과, 대상지역이 아닌 것으로 파악되면 영상이미지 데이터를 재검색해 입력하고, 대상지역으로 파악되면 해당 영상이미지 데이터를 모니터링 대상으로 확인한다.
계속해서, 공간해상도 적합성 파악단계(S130)는 적합성 확인모듈(12)이 대상지역으로 확인한 영상이미지 데이터의 공간해상도가 적합한지를 파악하는 단계로, 대상지역으로 확인한 영상이미지 데이터를 입력하는 입력영상 확인단계(S131)와, 상기 영상이미지 데이터가 기준치에 해당하는 공간해상도인지를 적합성 확인모듈(12)이 확인하는 해상도 적합성 검토 단계(S122)와, 적합성이 확인된 영상이미지 데이터를 모니터링 대상 영상이미지 데이터로 확인하는 공간해상도 적합성 확인단계(S123)를 포함한다.
이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 해상도 적합성 검토단계(S122)는, 100개 이상의 분광밴드를 포함하는 해당 영상이미지 데이터의 공간해상도가 설계에서 요구된 해상도와 코스 간 중첩정도를 만족하고 있는지를 검토한다.
검토결과, 공간해상도이 부적합한 것으로 파악되면 영상이미지 데이터를 재검색해 입력하고, 공간해상도가 적합한 것으로 파악되면 해당 영상이미지 데이터를 모니터링 대상으로 확인한다.
도 6은 본 발명에 따른 토양 중금속의 모니터링 방법에서 중금속 종류 검출영상 생성단계의 다른 실시 예를 도시한 플로차트이다.
본 실시의 종류검출 모델링 단계(S210)는 중금속 검출모듈(13)이 초분광 카메라가 수집한 영상이미지의 지역별 토양에 함유된 중금속의 종류를 모니터링하는 것으로, 영상이미지를 분석해서 각 픽셀에서 중금속별 분광에 따른 파장데이터를 확인하는 영상이미지 분석단계(S211)와, 영상이미지의 측정 대상에서 특정지점의 토양을 채취하고 실측자료를 준비하는 실측자료 준비단계(S212)와, 상기 영상이미지에서 특정지점의 해당 픽셀에 대한 실측데이터를 검출하는 검출모델링 단계(S213)를 포함한다.
이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 영상이미지 분석단계(S211)는 중금속 검출모듈(13)이 도 4의 (a)도면에서 보인 영상이미지의 각 픽셀에서 도 4의 (b)도면에서 보인 파장데이터를 확인한다. 이러한 방식으로 상기 영상이미지에서 다양한 중금속별 파장데이터를 파악할 수 있다. 참고로, 중금속 검출모듈(13)은 유효분광밴드를 기준으로 중금속을 검출한다. 여기서 상기 유효분광밴드는 토양에 포함된 중금속별로 유효하게 반응하는 분광파장대를 의미하며, 본 실시의 상기 분광 파장대는 지정된 중금속을 각각 포함하는 토양을 초분광 카메라로 측정해서 확인할 수 있다. 아울러, 중금속의 농도별 유효분광밴드는 농도변화에 따라 변화한 분광 파장대가 지정된 상관계수 이상인지 여부를 확인해서 결정한다. 여기서 상기 상관계수란 자연계에 존재할 수 있는 중금속의 양을 기준으로 중금속의 농도 변화에 따라 변화한 분광 파장대간 변화 정도를 기초로해서 확인되며, 일반적으로 자연계에 존재할 수 있는 중금속의 양인 100ppm ~ 5000ppm 사이에서의 중금속 변화에 따른 분광 파장대 간 상관계수는 '0.7'이다.
실측자료 준비단계(S212)는 모니터링 대상지역 내에 해당 픽셀이 지정하는 실제 지점에서 토양을 채취하고, 이렇게 채취한 토양이 함유한 중금속을 토양시험 기준에 따라 실측해서 확인한다. 여기서 상기 실측이란, 상기 토양을 직접 분석해서 함유된 중금속을 파악하고 그 농도를 측정하는 것과, 초분광 카메라를 활용해서 현장에서 반사파대역 데이터를 수집하는 것이다.
검출모델링 단계(S213)는 실측한 자료와 영상이미지의 해당 픽셀의 파장데이터의 비교를 위한 모델링 데이터를 생성한다.
계속해서, 종류검출 영상 생성단계(S220)는 상기 모델링 데이터를 확인하여 해당하는 픽셀의 파장데이터를 검색 및 입력하는 종류 검출 모델링 입력단계(S221)와, 상기 모델링 데이터를 확인하여 해당하는 반사파대역 데이터 검색 및 입력하는 비교검증자료 준비단계(S222)와, 상기 반사파대역 데이터와 파장데이터를 비교해서 지정기준 이내의 상관성을 갖는지를 확인하고 적합성 여부를 확인하는 종류검출 적합성 검토단계(S223)와, 적합한 것으로 확인되면 확인된 파장데이터를 기초로 해서 상기 영상이미지에 대한 중금속 함유 토양의 분포 지역 범위를 포함한 중금속 검출영상 데이터를 영상데이터DB(11)에 저장하는 중금속 검출영상 저장단계(S224)를 포함한다. 여기서 상기 상관성이란, 해당 특정 지점의 토양이 함유한 중금속을 실측에서 확인하고, 해당 중금속에 대해 현장에서 초분광 카메라로 측정한 분광파장인 반사파대역 데이터를 상기 파장데이터와 비교하여 그 차이에 따라 연산한 계수로, 상기 반사파대역 데이터의 파장과 파장데이터의 파장을 비교해서 해당 중금속 여부를 확인할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 토양 중금속의 모니터링 방법에서 중금속 농도 검출영상 생성단계의 다른 실시 예를 도시한 플로차트이다.
본 실시의 종류검출 모델링 단계(S310)는 중금속 검출모듈(13)이 초분광 카메라가 수집한 영상이미지의 지역별 토양에 함유된 중금속의 농도를 모니터링하는 것으로, 영상이미지를 분석해서 각 픽셀에서 중금속별 분광에 따른 파장데이터를 확인하는 영상이미지 분석단계(S311)와, 영상이미지의 측정 대상에서 특정지점의 토양을 채취하고 실측자료를 준비하는 실측자료 준비단계(S312)와, 상기 영상이미지에서 특정지점의 해당 픽셀에 대한 실측데이터를 검출하는 검출모델링 단계(S313)를 포함한다.
이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 영상이미지 분석단계(S311)는 중금속 검출모듈(13)이 도 4의 (a)도면에서 보인 영상이미지의 각 픽셀에서 도 4의 (b)도면에서 보인 파장데이터를 확인한다. 이러한 방식으로 상기 영상이미지에서 다양한 중금속별 파장데이터를 파악할 수 있다. 여기서, 파장데이터 대상 영상이미지는 중금속 종류 검출 영상 생성단계(S200)에서 확인한 범위의 영상이미지 구간을 기준으로 하며, 대상 중금속 또한 확인된 중금속으로 한다.
실측자료 준비단계(S312)는 모니터링 대상지역 내에 해당 픽셀이 지정하는 실제 지점에서 토양을 채취하고, 이렇게 채취한 토양이 함유한 중금속을 토양시험 기준에 따라 실측해서 확인한다.
검출모델링 단계(S313)는 실측한 자료와 영상이미지의 해당 픽셀의 파장데이터의 비교를 위한 모델링 데이터를 생성한다.
계속해서, 농도검출 영상 생성단계(S320)는 상기 모델링 데이터를 확인하여 해당하는 픽셀의 파장데이터를 검색 및 입력하는 농도 검출 모델링 입력단계(S321)와, 상기 모델링 데이터를 확인하여 해당하는 농도데이터를 검색 및 입력하는 비교검증자료 준비단계(S322)와, 상기 농도데이터와 파장데이터의 농도를 비교해서 지정기준 이내의 상관성을 갖는지를 확인하고 적합성 여부를 확인하는 종류검출 적합성 검토단계(S323)와, 적합한 것으로 확인되면 확인된 파장데이터를 기초로 해서 상기 영상이미지에 대한 중금속의 농도정보를 포함하는 중금속 농도 검출영상 데이터를 영상데이터DB(11)에 저장하는 중금속 검출영상 저장단계(S224)를 포함한다. 여기서 상기 상관성이란, 해당 특정 지점의 토양이 함유한 중금속을 실측에서 확인한 농도데이터를 상기 파장데이터의 농도와 비교하여 그 차이에 따라 연산한 계수로, 상기 농도데이터와 파장데이터의 농도를 비교해서 해당 중금속의 농도의 적합성 여부를 확인할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조해 설명했지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (4)

  1. 항공측량으로 수집한 초분광 영상이미지 데이터에 포함되는 파장데이터를 분류 및 검출하는 모델링을 통해서 특정 중금속을 검출해 중금속별 검출데이터를 생성하는 중금속 종류 검출 영상 생성단계; 상기 중금속별 검출데이터에서 확인한 범위 내 파장데이터를 분류 및 검출하는 모델링을 통해서 특정 중금속을 검출해 농도별 검출데이터를 생성하는 중금속 농도 검출 영상 생성단계;를 포함하는 항공 초분광 영상을 이용한 토양 중금속의 모니터링 방법에 있어서,
    상기 초분광 영상이미지 데이터의 각 픽셀에서 중금속별 분광에 따른 파장데이터를 유효분광밴드를 기준으로 확인하는 단계와, 모니터링 대상지역 내에 특정 지점에서 채취한 토양을 실측하여 중금속의 종류와 농도를 확인하고 해당 현장에서 초분광 카메라로 토양을 촬영하여 반사파대역 데이터를 수집하는 단계와, 실측한 토양의 채취 지점을 표시하는 초분광 영상이미지 데이터의 픽셀의 파장데이터를 확인하고 상기 파장데이터와 반사파대역 데이터를 비교해서 지정기준 이내의 상관성을 갖는지 확인해서 상기 파장데이터의 적합성 여부를 확인하는 단계와, 상기 파장데이터가 적합한 것으로 확인되면 해당 파장데이터가 확인된 초분광 영상이미지 데이터의 영상이미지 범위를 중금속 검출 영상 데이터로 저장하는 단계를 포함하는 것;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 항공 초분광 영상을 이용한 토양 중금속의 모니터링 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중금속 종류 검출 영상 생성단계 이전에, 상기 초분광 영상이미지 데이터의 모니터링 적합성을 확인하는 자료 적합성 확인단계;
    상기 중금속 농도 검출 영상 생성단계 이후에, 상기 중금속별 검출데이터와 농도별 검출데이터를 레이아웃 형식으로 중첩해 이미지화하는 레이아웃 세팅 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항공 초분광 영상을 이용한 토양 중금속의 모니터링 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 자료 적합성 확인단계는,
    검색된 초분광 영상이미지 데이터에 모니터링 대상지역이 포함되었는지 여부를 확인하는 단계와, 검색된 초분광 영상이미지 데이터의 공간해상도가 기준치에 부합하는지 여부를 확인하는 단계를 포함하는 것;
    을 특징으로 하는 항공 초분광 영상을 이용한 토양 중금속의 모니터링 방법.
  4. 삭제
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