KR101795547B1 - 디지털 고도모델 생성방법 및 장치 - Google Patents

디지털 고도모델 생성방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디지털 고도모델 생성방법 및 시스템에 관한 것으로서, 디지털 표면모델과, 상기 디지털 표면모델로부터 제거될 구조물 영역에 대한 판단 정보를 포함하는 마스크 데이터를 입력받는 단계; 상기 디지털 표면모델을 다수의 세그먼트로 구분하는 단계; 상기 마스크 데이터에 기초하여 상기 구분된 다수의 세그먼트 각각을 지형 또는 구조물로 판정하는 단계; 및 상기 판정 결과에 기초하여 디지털 고도모델을 생성하는 단계를 포함한다. 본 발명은 디지털 표면모델을 생성하는 과정에서 지형 또는 구조물로 잘못 처리되는 영역에 대한 판정을 보완함에 따라 디지털 고도모델의 정확도를 향상시키고 나아가 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 디지털 고도모델의 정확도를 향상시키기 위해 프로세싱 윈도우의 크기를 지나치게 작게 할 필요가 없으므로 과도한 데이터 처리를 방지할 수 있으며 이에 따라 시스템 자원의 효율성을 향상시키고 신속한 데이터 처리를 도모할 수 있다.

Description

디지털 고도모델 생성방법 및 장치 {The method and apparatus for generating Digital Elevation Model}
본 발명은 디지털 고도모델 생성에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디지털 표면모델로부터 디지털 고도모델을 생성하거나, 또는 디지털 고도모델의 지형 정확도를 향상시키는 디지털 고도모델 생성방법 및 시스템에 관한 것이다.
디지털 고도모델(DEM; Digital Elevation Model)은 지형의 높이 정보를 포함하는 자료로, 넓은 의미에서는 지리정보 시스템의 구축을 위해 사용되는 3차원 좌표로 나타낸 자료를 통칭한다. 지형의 높이정보를 도시하고 있으므로 각종 토목 공사 분야에서 댐, 도로, 철도 건설을 위한 기초 자료로 활용되거나 임의의 위치에서 가시 지역 분석을 통한 전파의 중계를 위한 송신탑의 건설 또는 레이더 시설물의 적정 위치 선정을 위한 적지 분석에도 사용된다.
이러한 디지털 고도모델은 기본적으로 위성사진이나 항공사진으로부터 얻을 수 있으며, 위성사진이나 항공사진으로부터 얻을 수 있는 여러 일반적인 방식 중 하나는 상기 위성사진이나 항공사진으로부터 디지털 표면모델(DSM; Digital Surface Model)을 생성하고, 생성된 디지털 표면모델에서 지형 정보를 제외한 구조물 정보를 제거하는 것이다.
구조물은 각 화소에 대한 높이 정보를 기초로 필터링 등의 처리 기법을 이용하여 제거될 수 있는데, 구조물과 지형의 높이 차가 상당하다 하더라도 지형 자체가 불규칙적인 표면높이를 가지고 있으므로 필터링 과정에서 의도치 않게 지형 일부가 함께 제거되는 경우가 발생한다.
도 1 및 도 2 는 종래 기술에 따른 디지털 고도모델 생성방법의 문제점이 간략하게 도시된 도로서, 도 1은 지형의 일부가 과도하게 제거되는 경우가 도시된 도이며, 도 2는 구조물의 일부가 잔존하는 경우가 도시된 도이다.
즉, 도 1(a)에 도시된 바와 같이 절벽이나 비탈면이 도시된 디지털 표면모델의 경우 절벽이나 비탈면의 경계가 필터링 윈도우(W1) 내에 속하게 되면 구조물을 제거하는 것과 유사하게 제거되어 도 1(b)에 도시된 바와 같이 존재해야 함에도 불구하고 절벽이나 비탈면의 일부 영역(A)이 손실된다.
마찬가지로, 도 2(a)에 도시된 바와 같이 필터링 윈도우의 크기보다 큰 면적의 구조물이 도시된 디지털 표면모델의 경우에는 지면과의 경계가 속하는 부분에서는 정상적으로 필터링되어 제거되나, 필터링 윈도우 전체에 구조물이 속하는 부분에서는 도 2(b)에 도시된 바와 같이 제거되어야 함에도 불구하고 해당 부분(B)이 그대로 존재하게 된다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같은 문제점을 보완하기 위한 방안으로 필터링 윈도우의 크기를 작게 하면 필터링 횟수가 증가하면서 이에 따른 데이터 처리 횟수도 증가하게 되며, 결과적으로 처리시간이 늘어나게 되는 문제점이 발생한다.
뿐만 아니라 데이터 처리 횟수가 증가하면 할당되어야 하는 시스템 자원도 늘어나게 되므로 자원의 효율성이 저하되고 비용이 증가하는 여러 문제점들이 차례로 발생할 수 있다.
이에 반해, 도 2에 도시된 바와 같은 문제점을 보완하기 위한 방안으로 필터링 윈도우의 크기를 크게 하면 다소 높은 고도로 형성된 언덕 등의 지형이 제거되는 문제점이 발생한다.
도 3 은 대형의 구조물을 제거하고자 하는 경우 필터링 윈도우 적용의 문제점이 도시된 도이다.
도 3(a)에 도시된 바와 같이, 높이가 다양한 구조물과 언덕의 지형이 함께 도시되는 디지털 표면 모델의 경우, 높이가 높은 대형의 구조물을 제거하기 위하여 그에 맞는 정도로 필터링 윈도우(W2)를 크게 하면 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 구조물 뿐만 아니라 언덕의 지형까지도 함께 제거(A')되는 문제점이 발생하게 되는 것이다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 보완하고자 도출된 것으로, 디지털 표면모델을 처리하는 과정에서 과도하게 제거되는 지형 영역을 보완함에 따라 디지털 고도모델의 정확도를 향상시키고 나아가 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 디지털 고도모델 생성방법 및 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 디지털 고도모델을 생성할 때 이용되는 프로세싱 윈도우의 크기에 관계 없이, 결과로 얻어지는 디지털 고도모델의 품질을 일정 수준 이상으로 확보할 수 있는 효과적인 디지털 고도모델 생성방법 및 장치를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 고도모델 생성방법은, 디지털 표면모델과, 상기 디지털 표면모델로부터 제거될 구조물 영역에 대한 판단 정보를 포함하는 마스크 데이터를 입력받는 단계; 상기 디지털 표면모델을 다수의 세그먼트로 구분하는 단계; 상기 마스크 데이터에 기초하여 상기 구분된 다수의 세그먼트 각각을 지형 또는 구조물로 판정하는 단계; 및 상기 판정 결과에 기초하여 디지털 고도모델을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 구분된 다수의 세그먼트 각각을 지형 또는 구조물로 판정하는 단계는, 상기 마스크 데이터에 기초하여 상기 다수의 세그먼트 각각에 대해 지형으로 판단된 영역과, 구조물로 판단된 영역을 구분하는 단계; 및 상기 다수의 세그먼트 각각에 대해, 상기 지형으로 판단된 영역과 상기 구조물로 판단된 영역의 넓이의 비가 임계값 이상이면 해당 세그먼트를 지형으로 판정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 상기 디지털 고도모델을 생성하는 단계는, 상기 판정 결과 및 상기 마스크 데이터에 기초하여 상기 지형 또는 상기 구조물에 대한 보완된 판단 정보를 생성하는 단계; 및 상기 보완된 판단 정보에 기초하여 상기 디지털 고도모델을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때 다수의 세그먼트 각각은, 디지털 표면모델의 2차원 좌표 각각에 대응하는 높이 정보에 기초하여, 인접한 영역이 하나의 세그먼트로 설정되는 기법에 의하여 구분될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 고도모델 생성장치는, 디지털 표면모델과, 상기 디지털 표면모델로부터 제거될 구조물 영역에 대한 판단 정보를 포함하는 마스크 데이터를 입력받는 수신부; 및 상기 디지털 표면모델을 다수의 세그먼트로 구분하고, 상기 다수의 세그먼트 각각을 지형 또는 구조물로 판정하여 디지털 고도모델을 생성하는 제어부를 포함할 수 있다.
이 때 제어부는, 상기 디지털 표면모델의 2차원 좌표 각각에 대응하는 높이 정보에 기초하여 인접한 영역을 하나의 세그먼트로 설정하는 세그먼트 생성부; 상기 마스크 데이터에 기초하여 상기 다수의 세그먼트 각각의 특성을 지형 또는 구조물로 판정하는 세그먼트 판정부; 및 상기 세그먼트 판정부의 판정 결과로 얻어진 상기 다수의 세그먼트 각각의 특성 및 상기 마스크 데이터에 기초하여 상기 지형 또는 상기 구조물에 대한 보완된 판단 정보를 생성하고, 상기 보완된 판단 정보에 기초하여 상기 디지털 고도모델을 생성하는 고도모델 생성부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 종래의 기술에 따른 디지털 표면모델을 생성하는 과정에서 제기되는 문제점을 보완할 수 있다. 특히 종래 기술에서는 기계적인 필터링 등의 기법에 의하여 지형 또는 구조물에 대한 판정의 오류가 발생하기 때문에 이를 수동적인 작업에 의하여 보정하는 등의 추가적인 노력이 필요하였다.
그러나 본 발명은 디지털 표면 모델의 품질을 향상시킴으로써 많은 시간과 노력이 들어가는 수동적인 후보정 작업을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한 종래의 기술에서는 디지털 고도모델의 정확도를 높이기 위해서는 처리 시 이용되는 프로세싱 윈도우의 크기 또는 면적을 작게 해야 하는 등의 제약이 있었으나, 본 발명에 따르면 프로세싱 윈도우의 크기를 비교적 편리하게 조절할 수 있다.
종래 기술에서는 프로세싱 윈도우의 크기가 지나치게 작으면 처리해야 할 데이터 양이 과도하게 증가하는 등의 문제점이 있었으나, 본 발명에서는 이러한 문제점을 최소화하면서도 결과물인 디지털 고도모델의 품질을 일정 수준 이상으로 확보할 수 있는 효과가 있다. 이로써 본 발명에 따르면 시스템 자원의 효율성을 향상시키고 신속한 데이터 처리를 도모할 수 있다.
도 1 및 도 2 는 종래 기술에 따른 디지털 고도모델 생성방법에 있어서 지형이 과도하게 제거되는 문제점이 간략하게 도시된 도이다.
도 3 은 대형의 구조물을 제거하고자 하는 경우 필터링 윈도우 적용의 문제점이 도시된 도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 디지털 고도모델의 생성의 개념이 간략하게 도시된 도이다.
도 5 는 도 3에 따른 디지털 고도모델 생성방법의 기본적인 흐름이 도시된 순서도이다.
도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 고도모델 생성방법의 흐름이 보다 상세하게 도시된 순서도이다.
도 7 은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 고도모델 생성장치의 구성이 개략적으로 도시된 블록도이다.
도 8 는 도 7에 도시된 디지털 고도모델 생성장치의 각 구성이 보다 상세하게 도시된 블록도이다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.
본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 4 는 본 발명에 따른 디지털 고도모델 생성의 개념이 간략하게 도시된 도이다.
본 발명에 따른 디지털 고도모델 생성방법의 기본적인 개념은 디지털 표면모델로부터 디지털 고도모델을 생성하는 과정에서, 상기 디지털 표면 모델을 세그먼트 단위로 구분하고 각 세그먼트를 지형 또는 구조물로 판정함으로써 과도하게 제거되는 지형 영역은 복원하고, 잔존하는 구조물 영역은 제거하는 등 일차로 판단된 데이터를 보완하여 정확성을 높이는 것이다.
이 때 지형은 적어도 자연지형을 포함하는 개념이고, 구조물은 적어도 인공구조물을 포함하는 개념이다. 지형 또는 구조물의 정의는 디지털 고도모델 데이터의 사용 목적에 따라서 달라질 수 있으며, 이는 해당 분야의 종사자에게는 자명한 것이다.
즉, 도 4(a)에 도시된 바와 같이 디지털 표면모델에 대해 구조물을 제거(빗금으로 표시된 영역)하거나 표기한 마스크 데이터를 입력받고, 도 4(b)에 도시된 바와 같이 디지털 표면모델에 대해 비슷한 높이를 갖는 인접한 화소들을 하나의 세그먼트로 묶어 다수의 세그먼트로 구분한다. 마스크 데이터는 디지털 표면 모델의 2차원 좌표 각각에 대하여 지형 또는 구조물에 대한 일차적인 판단 정보를 포함하는 데이터이다.
도 4(b)에 도시된 각 세그먼트에 속하는 영역을 비교하여 S1, S4 및 S5는 구조물인 것으로 판정되고, S2 내지 S3은 지형인 것으로 판정된 경우, 도 4(c)에 도시된 바와 같이 구조물로 판정된 S1, S4 및 S5의 영역은 모두 제거하거나 제거하도록 표기하고, 지형으로 판정된 S2 내지 S3의 영역은 그대로 유지한다.
즉, 디지털 표면모델을 세그먼트 단위로 구분하고 구조물 또는 지형을 다시 구별함으로써 일차로 판단된 결과물인 도 4(a)를 보완하게 되는데, 도 4(b)에서 인공 구조물로 판정된 세그먼트(S1)의 경우 이에 대응하는 도 4(a)의 해당 위치에는 구조물로 추정되는 가운데 영역이 지형인 것처럼 그대로 존재하고 있다. 유사하게, 도 4(b)에서 지형으로 판정된 세그먼트들의 경우 도 4(a)의 해당하는 위치에는 지형으로 추정됨에도 불구하고 구조물로서 제거되거나 제거를 위해 표기되어 있다.
따라서, 도 4(b)에서 지형 또는 구조물로 판정된 세그먼트들을 기초로 하여 디지털 고도모델을 생성하게 되면, 과도한 데이터 처리가 요구되지 않으면서도 종래보다 정확도가 높은 디지털 고도모델이 생성될 수 있는 것이다.
이때, 상기 도 4(a)에 도시된 바와 같이 일차적인 판단에 의해 구조물이 이미 제거되었거나 별도로 표기되는 데이터는 마스크 데이터로서 도 4(b)의 각 세그먼트들을 지형 또는 구조물로 판정하기 위한 비교 데이터가 된다.
도 4(a)에 도시된 바와 같은 마스크 데이터를 비교데이터의 관점으로 이해하는 것은 도 4(b)에 도시된 세그먼트 데이터를 디지털 고도모델의 기초데이터로 이해한 데 따른 것으로, 일반적으로 디지털 고도모델은 배경기술에서 상술한 바와 같이 디지털 표면모델의 각 2차원 좌표에 대하여 처리하는 것으로부터 생성되므로 상기 마스크 데이터를 디지털 고도모델의 일차적인 데이터로 놓고, 상기 세그먼트 데이터를 마스크 데이터를 보완하기 위해 생성된 데이터로 이해할 수도 있다.
다만 본 발명의 핵심적인 특징은 마스크 데이터와 세그먼트 데이터 중 어느 쪽이 기본적인 데이터인지에 관계없이, 양 데이터에 기초하여 종래기술보다 정확성을 높인 디지털 고도모델을 생성하는 것이라 할 수 있을 것이다.
한편, 상술한 본 발명에 따른 디지털 고도모델 생성 개념을 여러 단계로 나누어 설명하면 다음과 같다.
도 5 는 도 3에 따른 디지털 고도모델 생성 방법의 기본적인 흐름이 도시된 순서도이다.
우선, 디지털 고도모델을 생성하기 위한 기초 데이터로서 디지털 표면모델(DSM; Digital Surface Model)이 입력된다(S10).
또한, 디지털 표면모델에 대하여 구조물과 지형에 대한 일차적인 판단 정보가 포함된 마스크 데이터가 입력된다(S20).
이 때 마스크 데이터의 형태는 그 명칭에 사용된 단어인 "마스크"에 구애받지 않으며, 디지털 표면모델에 기초한 판단 정보(지형 영역과 구조물 영역이 구분된 정보를 포함함)가 포함된 데이터를 모두 포함하는 개념임은 해당 분야의 종사자에게 자명할 것이다.
마스크 데이터의 일 실시예로는 디지털 표면모델에 대하여 구조물이 제거되거나, 구조물이 별도로 표기된 형태가 있을 수 있다.
단계 S10에서 입력된 디지털 표면모델의 각 2차원 좌표에 대해 비슷한 높이 값을 가지는 인접한 지점들을 그룹핑하여 하나의 세그먼트로 각각 구분한다(S30)
단계 S20에서 입력된 마스크 데이터와 단계 S30에서 생성된 디지털 표면모델에 대한 다수의 세그먼트 데이터를 비교하여 각 세그먼트의 특성을 구조물 또는 지형으로 판정한다(S40).
판정결과, 구조물로 판정된 세그먼트에 대해서는 높이 정보(세그먼트로 지정된 영역의 높이 정보일 수도 있고, 또는 구조물로 인식된 높이 정보일 수도 있음)가 제거되고, 지형으로 판정된 세그먼트에 대해서는 높이 정보를 그대로 유지하여 디지털 고도모델(DEM; Digital Elevation Model)을 생성한다(S50).
도 5에 도시된 본 발명에 따른 디지털 고도모델 생성방법을 상술한 문제점인 도 2에 적용하면, 도 2(a)에 도시된 각 건물들은 모두 각각의 세그먼트로 구분될 수 있으며, 도 2(b)의 필터링된 데이터는 입력되는 마스크 데이터가 된다. 세그먼트 데이터와 도 2(b)의 마스크 데이터를 비교하면, 각 세그먼트들은 구조물인 것으로 판정될 수 있으며 구조물로 판정된 세그먼트 영역은 제거된다.
즉, 종래의 경우 도 2(b)와 같이 구조물의 일부 영역이 지형처럼 잔존하는 데 반해, 본 발명의 경우에는 세그먼트 단위로 지형과 구조물 영역을 판정하여 제거하게 되므로 구조물의 일부 영역이 잔존할 여지가 줄어들 수 있는 것이다.
도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 고도모델 생성방법의 흐름이 보다 상세하게 도시된 순서도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 디지털 고도모델 생성방법은, 우선 디지털 고도모델을 생성하기 위한 기본 데이터로서 디지털 표면모델(DSM) 데이터가 입력된다(S110).
디지털 표면모델 데이터는 다수의 항공사진 또는 위성사진들로부터 스테레오 매칭 방식 등을 통해 얻을 수 있는데, 이에 대한 상세한 설명은 본 발명의 논지를 흐릴 수 있으므로 생략하도록 한다.
단계(S110)에서 입력된 디지털 표면모델을 다수의 세그먼트로 구분한다(S130). 상기 세그먼트는 디지털 표면모델의 각 2차원 좌표의 높이 값에 따라 인접한 지점들을 하나의 세그먼트로 그룹핑하는 기법을 적용할 수 있다. 이 경우 하나의 세그먼트 내에 포함되는 지점들은 일정 범위 내의 유사한 높이 정보를 가질 수 있다. 높이 정보가 급격하게 변화하는 지점은 세그먼트의 경계가 될 수 있다.
디지털 표면모델의 세그먼트화 과정에 적용될 수 있는 구체적인 알고리즘의 예로는, 일반적인 세그먼트화 알고리즘인 K-Means Clustering, Mean Shift, Region Growing, Graph Cut등이 있다.
디지털 표면 모델에 대한 일차적인 지형/구조물 판단 정보를 포함하는 마스크 데이터가 입력된다(S120).
단계 S120에서 입력된 마스크 데이터와 단계 S130에서 구분된 세그먼트 정보를 비교하고(S140), 다수의 세그먼트 각각을 지형 또는 구조물로 판정한다(S150 내지 S170).
세그먼트 내의 각 지점에 대응하는 마스크 데이터를 참고하면, 세그먼트 내의 일부 영역은 마스크 데이터 내에서 지형으로 판단되고 나머지 영역은 구조물로 판단되었을 수 있다.
세그먼트 내에 지형으로 판단된 영역과 구조물로 판단된 영역의 크기를 비교하여(S150), 지형으로 판단된 영역이 구조물로 판단된 영역보다 크면 해당 세그먼트의 특성을 지형으로 판정한다(S160). 또는 단계 S150의 판단 결과, 구조물로 판단된 영역보다 지형으로 판단된 영역이 크면 해당 세그먼트의 특성을 구조물로 판정한다(S170).
세그먼트 각각에 대하여 단계 S150 내지 S170을 수행하여 단계 S130에서 구분된 모든 세그먼트에 대한 판정 작업을 수행한다.
단계 S150에서 지형으로 판단된 영역과 구조물로 판단된 영역의 비교는 단순히 영역의 크기를 비교하는 것으로 설명되었으나, 본 발명의 사상은 여기에 제한되지 않는다. 실시예에 따라서는, 지형으로 판단된 영역과 구조물로 판단된 영역의 비율이 소정의 임계값보다 크거나 작은지를 판정하여 세그먼트의 특성을 판단할 수도 있다. 또한 소정의 임계값은 해당 세그먼트의 환경 또는 지형적 특성 등을 고려하여 결정될 수 있다.
단계 S150 내지 S170를 거친 세그먼트와 이에 대응하는 마스크 데이터를 비교하여, 지형으로 판정된 세그먼트 내의 영역 중 지형이 누락된 부분, 즉, 과도하게 지형이 제거된 부분이 있는지 확인하고, 마스크 데이터에 지형 영역의 일부가 제거되어 있는 경우에는 제거된 영역을 지형으로 다시 복원한다(S180).
단계 S150 내지 S170를 거쳐 구조물로 판정된 세그먼트와 이에 대응하는 마스크 데이터를 비교하여, 마스크 데이터에 구조물로 판정되지 않고 남은 영역이 있는지 확인하고, 마스크 데이터에 구조물 영역의 일부가 처리되지 않은 경우에는 처리되지 않고 남은 영역을 구조물 영역으로서 처리한다.
단계 S180은 단계 S150 내지 S170의 판정 결과와, 마스크 데이터에 기초하여 지형 또는 구조물에 대한 보완된 판단 정보를 생성하는 단계이다. 이 때 생성된 보완된 판단 정보는 보완된 마스크 데이터일 수도 있으나, 본 발명의 사상이 이에 국한되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예에 따라서는 세그먼트 데이터에 상기 보완된 판단 정보가 포함될 수도 있으므로, 이 경우 단계 S180은 생략될 수도 있다.
다수의 세그먼트 각각을 구조물 또는 지형으로 판정한 데이터 또는 세그먼트 데이터에 의해 보완된 판단 정보에 기초하여 최종적인 디지털 고도모델을 생성한다(S190).
상술한 바와 같이 동작하는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 고도모델 생성장치는 다음과 같이 구성된다.
도 7 은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 고도모델 생성장치의 구성이 개략적으로 도시된 블록도이며, 도 8 은 도 7에 도시된 디지털 고도모델 생성장치의 구성이 보다 상세하게 도시된 블록도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 디지털 고도모델 생성장치는 도 7에 도시된 바와 같이 마스크 데이터 수신부(120), 제어부(110) 및 출력부(150)를 포함한다.
마스크 데이터 수신부(120)는 디지털 표면모델 데이터를 입력받고, 디지털 표면모델에 대해 구조물을 제거하거나 구조물이 표시된 마스크 데이터를 입력받는다.
제어부(110)는 상기 마스크 데이터 수신부(120)를 통하여 입력된 마스크 데이터에 기초하여 지형/구조물 판단 정보를 보완한다. 이를 위해 제어부(110)는 도 8에 도시된 바와 같이 세그먼트 생성부(210), 세그먼트 판정부(220) 및 고도모델 생성부(230)를 포함한다.
세그먼트 생성부(210)는 상기 디지털 표면모델 데이터에 도시된 영역을 다수의 세그먼트로 구분하는데, 상기 다수의 세그먼트는 디지털 표면모델의 2차원 좌표 각각의 높이 정보에 기초하여 구분될 수 있다. 세그먼트를 생성하는 구체적인 알고리즘의 예로는 일반적인 세그먼트화 알고리즘인 K-Means Clustering, Mean Shift, Region Growing, Graph Cut 등의 방식이 적용될 수 있다.
세그먼트 판정부(220)는 상기 세그먼트 생성부(210)에서 생성된 각 세그먼트를 상기 마스크데이터와 대응시켜 각 세그먼트의 특성을 지형 또는 구조물로 판정한다. 이를 보다 상세하게 설명하면, 상기 마스크 데이터 및 다수의 세그먼트는 모두 디지털 표면 모델을 기초로 생성된 데이터이므로 동일 위치에 대응하는 데이터들이 각각 존재한다. 따라서 하나의 세그먼트 영역에 대응하는 마스크 데이터 영역이 존재하게 되는데, 이러한 하나의 세그먼트 영역에 대해 마스크 데이터에서 지형으로 존재하는 제 1 영역과 구조물로서 표기된 제 2 영역이 존재하게 된다. 따라서, 제 1 영역과 제 2 영역의 넓이의 비율을 비교하여, 임계값보다 제1 영역의 비율이 높은 경우에는 해당 세그먼트를 지형인 것으로 판정하고, 제 2 영역의 비율이 높은 경우에는 해당 세그먼트를 구조물인 것으로 판정한다.
고도모델 생성부(230)는 상기 세그먼트 판정부(220)에서 판정된 각 세그먼트 데이터(각 세그먼트에 대한 지형/구조물 판정 정보를 포함함)와 상기 마스크 데이터에 기초하여 지형 또는 구조물에 대한 판단 정보를 보완하고, 최종적인 디지털 고도모델 데이터를 생성한다. 생성된 최종의 디지털 고도모델 데이터는 출력부(150)를 통해 도시될 수 있다.
또한, 상기 디지털 고도모델 생성장치는 각 구성요소에 입력 또는 출력되는 데이터를 저장하는 데이터베이스(DB, 140)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 구체적으로 상기 데이터베이스(140)는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 디지털 표면모델 데이터가 저장되는 표면모델 저장부(410), 상기 마스크데이터가 저장되는 마스크데이터 저장부(420) 및 최종 생성된 디지털 고도모델 데이터가 저장되는 고도모델 저장부(430)를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 디지털 고도모델 생성방법 및 장치는 구체적인 방식에 따라 다수의 실시예로 구현될 수 있다. 이후에서는 상술한 설명을 바탕으로 보다 구체화된 구성요소에 대해서만 설명하며, 그 외 동일한 동작 또는 구성요소에 대해서는 그 설명을 생략한다.
실시예 1
본 발명의 일실시예에 따른 디지털 고도모델 생성 또는 보완 방법 및 장치에 있어서, 세그먼트의 판정 시 지형의 영역과 구조물의 영역의 넓이를 비교하는 방식은 지형의 영역에 대한 구조물의 영역의 비를 수치로 산출하고, 지형 영역의 비율이 지형 판정 임계값보다 작은 경우에는 해당 세그먼트를 지형으로 판정하고, 구조물 영역의 비율이 구조물 판정 임계값 이상인 경우에는 해당 세그먼트를 구조물로 판정할 수 있다.
예를 들어, 임계값을 1이라 가정하고, 소정 세그먼트에 대해 지형의 영역 넓이를 a, 구조물의 영역 넓이를 b라 할 때 b/a가 1 미만이면 해당 세그먼트를 지형인 것으로 판정하고, 1 이상인 경우에는 해당 세그먼트를 구조물인 것으로 판정할 수 있는 것이다. 이 때 임계값은 반드시 1일 필요는 없으며, 디지털 고도모델을 생성하고자 하는 지형적 특성 또는 환경 등을 고려하여 결정될 수 있다.
실시예 2
본 발명의 일실시예에 따른 디지털 고도모델 생성 또는 보완 방법 및 장치에 있어서, 세그먼트의 판정 시 지형의 영역과 구조물의 영역의 넓이를 비교하는 방식은, 단순히 해당 세그먼트 내에서 지형에 해당하는 화소의 수와 구조물에 해당하는 화소의 수를 비교하여 지형에 해당하는 화소수가 더 많으면 해당 세그먼트를 지형인 것으로 판정하고, 구조물에 해당하는 화소수가 더 많으면 해당 세그먼트를 구조물인 것으로 판정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 고도모델 생성 또는 보완 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 기술의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 종래의 기술을 통해 디지털 고도모델을 생성하는 과정에서 과도하게 제거된 지형 영역을 복원하여 더 정교한 디지털 고도모델을 생성하는 본 발명의 기술사상은 설명된 실시예에 국한되어 한정되어서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
110: 제어부 120: 마스크 데이터 수신부
140: 데이터베이스(DB) 150: 출력부
210: 세그먼트 생성부
220: 세그먼트 판정부 230: 고도모델 생성부

Claims (7)

  1. 디지털 표면모델과, 상기 디지털 표면모델로부터 제거될 구조물 영역에 대한 판단 정보를 포함하는 마스크 데이터를 입력받는 단계;
    상기 디지털 표면모델을 다수의 세그먼트로 구분하는 단계;
    상기 마스크 데이터에 기초하여 상기 구분된 다수의 세그먼트 각각을 지형 또는 구조물로 판정하는 단계; 및
    상기 판정 결과에 기초하여 디지털 고도모델을 생성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 구분된 다수의 세그먼트 각각을 지형 또는 구조물로 판정하는 단계는,
    상기 마스크 데이터에 기초하여 상기 다수의 세그먼트 각각에 대해 지형으로 판단된 영역과, 구조물로 판단된 영역을 구분하는 단계; 및
    상기 다수의 세그먼트 각각에 대해, 상기 지형으로 판단된 영역과 상기 구조물로 판단된 영역의 넓이의 비가 임계값 이상이면 해당 세그먼트를 지형으로 판정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 고도모델 생성방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털 고도모델을 생성하는 단계는,
    상기 판정 결과 및 상기 마스크 데이터에 기초하여 상기 지형 또는 상기 구조물에 대한 보완된 판단 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 보완된 판단 정보에 기초하여 상기 디지털 고도모델을 생성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 고도모델 생성방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 세그먼트로 구분하는 단계는,
    상기 디지털 표면모델의 2차원 좌표 각각에 대응하는 높이 정보에 기초하여, 인접한 영역을 하나의 세그먼트로 설정하는 것을 특징으로 하는 디지털 고도모델 생성방법.
  5. 디지털 표면모델과, 상기 디지털 표면모델로부터 제거될 구조물 영역에 대한 판단 정보를 포함하는 마스크 데이터를 입력받는 수신부; 및
    상기 디지털 표면모델을 다수의 세그먼트로 구분하고, 상기 다수의 세그먼트 각각을 지형 또는 구조물로 판정하여 디지털 고도모델을 생성하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 마스크 데이터에 기초하여 상기 다수의 세그먼트 각각에 대해 지형으로 판단된 영역과 구조물로 판단된 영역을 구분하며, 상기 다수의 세그먼트 각각에 대해 상기 지형으로 판단된 영역과 상기 구조물로 판단된 영역의 넓이의 비가 임계값 이상이면 해당 세그먼트를 지형으로 판정하는 세그먼트 판정부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 고도모델 생성장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 디지털 표면모델의 2차원 좌표 각각에 대응하는 높이 정보에 기초하여 인접한 영역을 하나의 세그먼트로 설정하는 세그먼트 생성부; 및
    상기 세그먼트 판정부의 판정 결과로 얻어진 상기 다수의 세그먼트 각각의 특성 및 상기 마스크 데이터에 기초하여 상기 지형 또는 상기 구조물에 대한 보완된 판단 정보를 생성하고, 상기 보완된 판단 정보에 기초하여 상기 디지털 고도모델을 생성하는 고도모델 생성부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 고도모델 생성장치.
  7. 제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체.
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