KR102345140B1 - 드론 정사영상을 이용한 일필지 측량정보 획득 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 지적측량 및 지적재조사 사업 시 일필지측량의 정확한 사전정보 추출, 업무 시작 전 조사대상필지의 현황파악 및 분석, 현장 측량 시 일필지측량의 정확한 위치 파악 및 이동경로의 네비게이션 자료로 활용이 가능하며, 일필지측량 종료 후 사업지역 현황파악 및 분석이 가능하도록 드론 영상을 이용하여 신속 정확한 일필지측량을 계획하고 작업자의 경험과 노하우에 관계없이 정확한 일필지측량을 실시 할 수 있는 활용화 방안을 제시한다.
이를 위해 드론 정사영상에서 일필지측량 현실경계의 개략 상황을 파악할 수 있는 드론 정상영상을 추가하여 디지타이징 방법과 더불어 보다 정확한 일필지측량 상황을 파악 할 수 있는 3D 도화를 실시하여 일필지측량 네비게이션 정보를 제작 할 수 있다. 또한, 실제 일필지측량 시 업무에 사전정보도로 활용하는 방법과 측량작업 후 사전 정보도와 실제 일필지측량 성과와의 차이를 비교 분석함으로써 차회 측량 작업실시에 있어 오류를 보완 할 수 있는 기초자료로 활용이 가능하다.

Description

드론 정사영상을 이용한 일필지 측량정보 획득 방법 및 장치 {Cadastral Survey Data Acquisition Apparatus using Ortho Image of Drone and Method Thereof}

본 발명은 지적측량 및 지적재조사 작업 시 보다 정확한 일필지측량을 위해 고화소의 드론 정사영상을 이용하여 사전 필지 정보 및 도면을 생성하여 현장 측량에 적용할 수 있도록 함으로써 정밀한 일필지측량이 가능하도록 하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

지적측량 또는 지적재조사 사업 시 일필지측량은 지적경계의 중요한 기초자료로 소유자 간의 최종 경계를 결정하는 중요한 지적 공간정보이다.

그러나, 현재 도해지역 및 지적 불부합지의 지적도 및 연속지적도는 제작 배경이 과거 일제 식민지하의 조세포탈 목적으로 일본 지적기술자에 의해 제작된 지적도가 다수로서, 오차를 포함 할 수 밖에 없는 측량 방법에 의해 제작된 지적도란 이유로 현장에서 정확도를 확인해 보면 그 위치 오차가 2~10m 이상 발생하는 곳이 다량으로 발생하는 문제가 있다.

또한, 실제적으로도 지적측량 또는 지적재조사 작업 시, 산악지, 논, 밭, 구거 등은 수풀, 나무 등으로 인해 현장에서 현실 경계를 고려한 일필지측량 시 정확한 경계를 찾기가 용이하지 않은 문제를 항상 내포하고 있다.

따라서, 보다 정확한 일필지측량을 위한 사전 필지정보 및 도면을 생성하여 정확한 일필지측량을 시행하고, 일필지 측량 데이터의 분석, 활용 등이 가능한 방안이 요구되고 있다.

위의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대해 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 지적측량 및 지적재조사 측량에 있어 고화소의 드론 영상을 이용하여 일필지측량의 사전 필지 정보 및 도면과 필지 예상 경계의 위치를 추출하여 현장 측량에 적용할 수 있어, 보다 신속하면서도 정밀한 일필지 측량이 가능하도록 하는 일필지 측량정보 획득 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, (a) 사용자 단말에 저장된 드론 촬영 설계안에 따라 조사대상 필지에 드론 영상촬영을 실시하는 단계; (b) 조사대상 필지내 거리뷰 미제공 지역을 확인하고, 사용자 단말의 제어 모듈의 촬영 명령에 따라 거리뷰 미제공 지역에 대해 차량 및 카메라를 이용하여 거리뷰 촬영을 실시하는 단계; (c) 사용자 단말의 편집 모듈을 통해 상기 드론 영상촬영을 통해 획득한 촬영한 영상 이미지들을 이용하여 드론 정사영상을 제작하고, 사용자 단말의 위치 확인 모듈을 통해 드론 정사영상의 위치정확도 확인 시 위치 오차가 발생되는 경우 GNSS 켈리브레이션에 의해 러버시트 작업을 수 회 실시하는 단계; (d) 사용자 단말 내 데이터 베이스에, 조사대상 필지에 대한 지구계, 기존 지적도, 기존 항공사진, 거리뷰 미제공 지역의 촬영동영상 및 러버시트된 드론 정사영상을 입력하는 단계; (e) 사용자 단말의 디지타이징 모듈을 통해 러버시트된 드론 정사영상에 기반하여 기존 지적도에 필지별 디지타이징을 실시하는 단계; (f) 사용자 단말의 도화모듈 의해 기존 항공사진, 거리뷰 미제공 지역의 촬영동영상 및 상기 필지별 디지타이징을 통해 획득되는 예상 경계점의 위치를 이용하여 필지 경계 예상 데이터를 추출하고 이를 이용하여 사전 필지측량 도면을 편집하는 3D 도화 단계; (g) GNSS 시스템 또는 토탈스테이션 시스템 상에서 사용자 단말이 송신하는 사전 필지측량 도면을 현출하고, 러버시트된 드론 정사영상 및 지구계를 이용하여 실제 필지측량을 실시하는 단계; (h) GNSS 시스템 또는 토탈스테이션 시스템 상에서 실제 측량된 필지 측량 데이터를 사용자 단말에 송신하고, 사용자 단말의 데이터 분석모듈에서 기존 항공사진, 기존 지적도, 거리뷰 미제공 지역의 촬영동영상 및 러버시트된 드론 정사영상과 대비하여 필지측량 데이터를 분석하는 단계; 및 (i) 사용자 단말의 도화모듈에서 사전 필지측량 도면에 상기 필지 측량 데이터를 반영하여 최종 필지측량 도면을 제작하고 데이터베이스에 저장하는 단계; 를 포함하는 드론 정사영상을 이용한 일필지 측량정보 획득 방법을 제공한다.

본 발명에서 상기 (a) 단계에서 드론 촬영 설계안은, 드론의 촬영 높이는 70m 이내로 설정하고, 드론의 촬영 중복도는 단위 거리 당 종중복 80%, 횡중복 70%로 설정하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 (c)단계에서 러버시트 작업은, 위치 확인 모듈이 GNSS 시스템으로부터 기준점 및 현장 체크점들을 전송받고, 이를 이용하여 드론 정사영상의 위치 정확도 확인결과 위치오차가 발생될 경우, 현장 체크점이 기준점 대비 5cm 이내에 위치하도록 드론 정사영상을 2~4회 반복하여 러버시팅하고 재저장하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 (g)단계는, GNSS 시스템 또는 토탈스테이션 시스템 상에서 기존 지적도와 필지 경계 예상 데이터를 합성화면, 러버시트된 드론 정사영상, 지구계 및 실측되는 현재 지적도가 디스플레이 화면에서 다중레이어 형태로 현시되는 것이 바람직하다.

본 발명의 드론 정사영상을 이용한 일필지측량 사전정보 획득방법 및 장치에 의하면, 일필지측량 시 정밀한 예상 측량점을 사전에 확보할 수 있으므로 지적측량 및 지적재조사측량 시 정확성을 확보하기 어려운 산악지, 논, 밭, 구거 지역 등의 일필지측량 시 현실경계 설정에 있어 위치정확성을 어느 정도 미리 확보함으로써 신속하고 정확하게 현실경계 지적도를 생성할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 사전 필지측량 도면 상에서 일필지측량 경계점을 디지타이징하면서 현장 상황을 파악 할 수 있으므로 현장 일필지측량만을 수행하는 경우보다 정확하고 완벽한 일필지측량을 실시 할 수 있으며, 일필지측량의 경계 예상점의 갯수를 사전 필지 측량 도면 상에서 거의 대부분 파악할 수 있으므로 업무 수행의 효율이 증대되며, 일필지측량 정보를 필요로 하는 사용자에게 모니터링 및 예측 가능한 일필지측량 계획 및 시행에 필요한 정보를 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 드론 정사영상과 수치지도의 담장 경계, 철조망, 항공사진 등을 통합 분석한 결과는 담장이나 현실 경계의 상황을 도상에서 정확히 파악 할 수 있으므로 현장 답사 전 사전 필지 경계의 정확한 위치를 분석 할 수 있고, 현장에서 일필지측량 시에도 기존 지적도 및 필지측량 지점의 정확한 위치 파악 및 이동 경로를 정확히 알 수 있으므로, 복잡한 지형이나 경계가 불분명한 지점의 측량 시 기준을 정립해 주고 오측을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 드론 정사영상을 이용한 일필지측량 정보 획득 장치의 구성도.
도 1b 및 도 1c는 본 발명의 실시예에 따른 드론 정사영상을 이용한 일필지측량 정보 획득 방법의 단계별 순서도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 일필지측량 3차원 모델링을 위한 드론의 촬영설계안을 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 거리뷰 미제공 지역에 대해 차량 및 카메라를 이용하여 촬영하는 모습을 나타낸 예시도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 드론 정사영상을 GNSS 재 켈리브레이션에 의해 러버시트된 드론 정사영상의 제작 모습을 나타낸 예시도.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 조사대상 필지의 기존 지적도의 예시도.
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 러버시트된 드론 정사영상 및 기존 지적도를 이용하여 필지별 디지타이징을 하는 모습을 나타낸 예시도.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 필지 경계예상 데이터를 이용하여 필지측량 도면을 편집하는 3D 도화 모습을 나타낸 예시도.
도 6b은 본 발명의 실시예에 따른 거리뷰 미제공 지역 촬영 이미지를 활용한 3D 도화 모습을 나타낸 예시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 GNSS 시스템 및 토탈스테이션 시스템을 운용하는 모습을 나타낸 예시도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 사전 필지 측량 도면과 실제 필지 측량 결과를 비교하는 모습을 나타낸 예시도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 논, 제방, 담장, 구거 등에 대한 사전 필지측량 도면의 위치와 실제 측량된 필지측량 결과의 위치를 비교하는 모습을 나타낸 예시도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 일필지 경계가 되는 담장, 건축물, 옹벽, 축대, 석축, 도로. 제방, 구거, 자연물 경계 등의 현장에서 실제 측량된 필지 측량데이터를 최종 필지측량 도면에 반영하는 모습을 나타낸 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 지적측량 또는 지적재조사 작업에 있어서, 해상도가 탁월한(예:4,000만 화소 이상, 3~5cm 범위의 분석 가능) 드론 정사영상을 이용하여 정밀한 일필지측량 사전정보를 획득하여 일필지측량에 활용하고, 일필지측량 후 분석 및 모니터링 업무 활용할 수 있도록 고안되었다.

지적측량 및 지적재조사측량 시 수반되는 일필지측량은 지적업무에 있어서 가장 기초적이고 중요한 측량이라고 할 수 있다. 일필지측량이란 토지대장에 등록하는 단위의 토지, 즉 하나의 필지마다 경계선을 정하는 측량 작업을 의미한다.

그러나, 일필지측량은 통상 발주처 등에 의해 설정된 일필지측량 방법 및 규정이 있음에도 불구하고 사전에 충분한 경험 및 노하우를 가진 고도로 숙련된 기술자 외에는 사실상 측량이 불가능한 현실적 어려움이 있다.

본 발명은 각 필지별 경계의 기준인 담장, 건축물, 옹벽, 축대, 석축, 도로, 제방, 구거, 자연물 경계 등의 총체적인 일필지측량 현장 전체 상황을 파악할 수 있도록 고안되었다.

일반적으로 일필지측량은 현장에서 경계의 기준을 곧바로 적용하여 설정하기에 기준 및 규정이 있음에도 전문 기술자들의 성향이나 현장 상황판단에 따라 그 위치가 달라질 수 있는 특징이 있다. 따라서 이런 특징들은 현장의 정확한 일필지 경계를 설정하는데에는 제약 상황으로 인해 보다 객관화할 필요성이 대두된다. 본 발명은 이러한 주관성을 해소하고 보다 객관성 있는 일필지측량의 나침판 역할을 할 수 있는 장치 및 시스템으로 기능하여, 경험이 다소 떨어지는 기술자도 일필지측량이 가능하도록 한다.

덧붙여서, 지적측량 및 일필지측량 시 때론 산악지 구간에 일필지측량의 경계를 명확히 설정해야 할 필요성 있는 구간이 존재한다. 이러한 경우는 사실상 일필지측량의 전문가도 현장에서 어디가 현실 경계인지가 명확하지 않아 어려움을 겪는 것이 현실이다. 따라서, 본 발명의 방법 및 장치를 적용하면 일필지측량이 어려운 구간의 측량 시 작업자의 경험 및 노하우에 관계없이 용이하게 측량 작업을 수행할 수 있다.

일필지측량은 통상 측량 사업지구가 광범위하므로, 일정 기간동안 수행해야 하는 특징이 있다. 본 발명의 방법 및 장치에 적용되는 작일(昨日) 측량 데이터나 재확인이 필요한 과거 일필지측량 구간에서는 미리 선행측량 자료를 입력하여 현장측량에 실질적인 조력을 할 수 있도록 구성되었다.

또한, 본 발명의 일필지측량 사전 정보는 일필지측량 완료 후에도 실제 일필지 측량결과와 그 사전 정보를 비교 분석해 봄으로 숙달되지 않은 작업자들이 일필지측량의 기술력을 향상시킬 수 있도록 고안되었다.

이하, 본 발명의 드론 영상을 이용한 일필지측량 정보 획득 장치 및 방법에 관한 것을 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 드론 정사영상을 이용하여 일필지측량 정보 획득 장치의 구성도이다.

먼저, 본 발명의 사용자 단말(100)은 도화 모듈(110), 디지타이징 모듈(120), 제어 모듈(120), 편집 모듈(140), 위치 확인 모듈(150), 데이터 분석 모듈(160) 및 데이터베이스(170)를 포함하여 구성된다.

상기 도화 모듈(110)은 조사대상 필지의 드론 정사영상, 거리뷰 미제공 지역의 촬영동영상 및 필지별 디지타이징을 통해 획득되는 예상 경계점의 위치를 이용하여 필지 경계 예상 데이터를 추출하고 이를 이용하여 필지측량 도면을 편집하는 기능을 수행한다. 또한, 도화 모듈(110)은 사전 필지측량 도면에 필지 측량 데이터를 반영하여 최종 필지측량 도면을 제작하고 데이터베이스(170)에 저장하는 기능도 수행할 수 있다.

상기 디지타이징 모듈(120)은 러버시트된 드론 정사영상과 기존 항공사진에 기반하여 기존 지적도에 필지별 디지타이징을 실시하는 기능을 수행한다.

상기 제어 모듈(120)는 도화 모듈(110), 디지타이징 모듈(120), 편집 모듈(140), 위치 확인 모듈(150), 데이터 분석 모듈(160) 및 데이터 베이스(170)의 기능과 동작을 제어한다.

또한 제어 모듈(120)은 드론(200) 및 차량(300)에 해당 필지에 대한 촬영 명령을 전송하며, GNSS 시스템(400) 및 토탈스테이션 시스템(500)에 필지 경계 예상 데이터를 전송하고, 역으로 실제 측량된 필지 측량데이터를 수신하는 통신 모듈의 기능도 병행하여 수행할 수 있다.

상기 편집모듈(140)은 드론 영상촬영을 통해 획득한 촬영한 영상 이미지들을 이용하여 드론 정사영상을 제작하는 기능을 수행한다.

상기 위치 확인 모듈(150)은 드론 정사영상의 위치정확도 확인 시 위치 오차가 발생되는 경우 GNSS 켈리브레이션에 의해 러버시트 작업을 실시하는 기능을 수행한다.

상기 데이터 분석 모듈(160)은 기존 항공사진, 기존 지적도, 거리뷰 미제공 지역의 촬영동영상 및 러버시트된 드론 정사영상과 대비하여 필지측량 데이터를 분석하는 기능을 수행한다.

상기 데이터베이스(170)는, 드론의 촬영설계안, 드론의 촬영 영상 이미지, 드론 정사영상, 러버시트된 드론 정사영상, 거리뷰 제공 지역의 이미지, 차량 및 카메라가 촬영한 거리뷰 미제공 지역의 이미지, 조사대상 필지의 지구계, 기존 지적도, 기존 항공사진, 필지별로 디지타이징된 지적도, 필지 경계 예상 데이터, 사전 필지측량 도면, 필지 측량 데이터, 최종 필지측량 도면을 저장할 수 있으며, 데이터베이스(170)에 저장된 각종 데이터는 사용자 단말(100)의 각종 모듈과 송수신이 가능하며, 더 나아가 드론(200), 차량(300), GNSS 시스템(400) 또는 토탈스테이션 시스템(500)과도 송수신이 가능하다.

본 발명의 드론(200)은 드론 촬영 설계안에 따라 조사대상 필지를 항공 촬영하는 기능을 수행하며, 공지의 드론을 이용할 수 있다. 한편, 차량(300)은 거리뷰를 촬영할 수 있는 광각 카메라를 탑재할 수 있으며, 경우에 따라서는 휴대폰 거치대에 장착된 휴대폰을 통해 거리뷰를 촬영할 수도 있을 것이다.

GNSS 시스템(Global Navigation Satellite System; 400)은 위성항법시스템의 일종으로서 복수개의 인공위성과 지상 수신기들을 이용하여 목표물의 위치를 파악하고 시각정보를 제공하기 위한 일련의 시스템으로서, 공지의 GNSS 시스템이 적용될 수 있다.

도 1a를 보면, GNSS 시스템(400)과 토탈스테이션 시스템(500)을 구분하여 현시하고 있으나, 발명의 필요에 따라 GNSS 시스템이 연계된 토탈스테이션 시스템이 적용될 수도 있을 것이다.

도 1b 및 도 1c는 본 발명의 실시예에 따른 드론 정사영상을 이용하여 일필지측량 정보 획득 방법의 단계별 순서도로서, 이하 도 1b 및 도 1c를 기준으로 본 발명에 대해 단계별로 서술하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일필지측량 방법은, 사전준비단계, 데이터 베이스 구축단계, 일필지측량 위치 디지타이징 또는 3D 도화 단계, 현장 일필지측량 작업 단계, 일필지측량 결과 분석 단계의 공정 과정을 거쳐 사전 일필지측량 정보 추출, 현장측량 시 적용, 현장측량 후 일필지측량의 사후 분석이 가능한 장점이 있다.

먼저, (a) 사용자 단말에 저장된 드론 촬영 설계안에 따라 조사대상 필지에 드론 영상촬영을 실시하는 단계를 거친다(S10).

본 발명에서 사용자 단말(100)을 이용하여 미리 드론의 촬영설계안을 데이터베이스(170)에 저장해 놓을 수 있으며, 제어 모듈(130)을 통해 드론(200)으로 촬영설계안을 전송하고 이에 맞춰 드론이 촬영을 실시할 수 있도록 제어할 수 있다.

먼저, 사전준비 단계 중 드론촬영 및 정사영상 제작 공정은, 일필지측량의 경계를 추출하기 위한 공정이므로 바람직하게는 4,000만 화소 이상의 해상도의 촬영 이미지를 현출할 수 있는 카메라가 부착된 드론의 적용이 바람직하다.

또한, 상기 드론 촬영 설계안은, 드론의 촬영 높이는 70m 이내로 설정하고, 드론의 촬영 중복도는 단위 거리 당 종중복 80%, 횡중복 70%로 설정하는 것이 바람직한데, 이 때 단위 거리는 50m~200m의 범위 내에서 선택될 수 있다. 위와 같이 드론의 촬영 높이 및 단위 거리 당 종중복, 횡중복을 설정하여야 조사대상 필지를 빈틈없이 정확하게 촬영할 수 있고, 정사영상 제작도 정밀하게 수행될 수 있다.

한편, 도 2를 참조하면, 특히 드론 정사영상의 복잡한 지형 및 건물 밀집 지역에 대한 설계는 다음과 같다. 본 발명에서 드론 촬영 설계안은 일방항 그리드 설계, 격자 설계, POI 설계 중 어느 하나 이상에 경사 촬영 설계 또는 수평 촬영 설계를 추가 하여 건물 밀집지역 및 복잡지형의 3D 모델링 드론 촬영 영상 및 그 이미지들을 용이하게 확보할 수 있다.

이어서, (b) 조사대상 필지내 거리뷰 미제공 지역을 확인하고, 사용자 단말의 제어 모듈의 촬영 명령에 따라 거리뷰 미제공 지역에 대해 차량 및 카메라를 이용하여 거리뷰 촬영을 실시하는 단계를 거친다(S20).

본 발명에서 거리뷰 이미지는 드론 정사영상과 기존 지적도 매칭 시 정밀하게 판단되지 않는 부분에 대해 보조적으로 이용될 수 있다. 상기 거리뷰 이미지는 지도 제공사이트 또는 포털사이트에서 제공하는 거리뷰 이미지면 충분하나, 거리뷰 이미지가 제공되지 않는 지역이 있다.

이 때에는 제어 모듈(130)에서 해당 조사대상 필지 내에서 거리뷰 이미지가 제공되지 않는 영역을 확인하여 차량(300)에 거리뷰 미제공 지역에 대한 정보를 송신하면, 차량 탑승자가 이를 확인하여 거리뷰 미제공 지역에 차량을 운행하면서 거리뷰 미제공 지역에 대한 촬영동영상을 촬영하여 확보하게 된다.

거리뷰 미제공 지역에 대해 확보된 촬영동영상은 차량의 통신모듈(미도시)를 통해 사용자 단말의 데이터 베이스(170)로 송신되어 저장되게 되며, 후술할 3D 도화 단계에서 사전 필지측량 도면을 편집하는 과정에 이용되게 된다.

이어서, (c) 사용자 단말의 편집 모듈을 통해 상기 드론 영상촬영을 통해 획득한 촬영한 영상 이미지들을 이용하여 드론 정사영상을 제작하고, 사용자 단말의 위치 확인 모듈을 통해 드론 정사영상의 위치정확도 확인 시 위치 오차가 발생되는 경우 GNSS 켈리브레이션에 의해 러버시트 작업을 수 회 실시하는 단계를 거친다(S30).

상기 편집 모듈(140)이 해당 조사대상 필지에 대한 드론의 촬영 영상 이미지들을 이용하여 드론 정사영상으로 제작하는 것은 공지의 정사영상 제작방법을 이용할 수 있다.

그리고, 위 러버시트 작업은, 사용자 단말의 위치 확인 모듈(150)이 GNSS 시스템(400)으로부터 기준점 및 현장 체크점들을 전송받고, 이를 이용하여 드론 정사영상의 위치 정확도 확인결과 위치오차가 발생될 경우, 현장 체크점이 기준점 대비 5cm 이내에 위치하도록 드론 정사영상을 2~4회 반복하여 러버시팅하고 재저장하는 작업을 거친다.

본 발명에서 상기 러버시트 작업에 이용되는 GCP(Ground Control Point: 지상 기준점)의 개수는 1㎢ 당 기준점 9점 이상, 현장 체크점 4점 이상을 갖고 작업에 이용하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 드론 정사영상 제작 후 영상의 정확도 검증 및 영상 재 켈리브레이션을 위해 측량 현장의 GNSS 시스템(400)에서 추가로 5~6점의 현장 체크점들을 측량하고, GNSS 기준점 및 현장 체크점들을 사용자 단말로 전송한다.

여기서, 상기 기준점 및 현장 체크점은 분석이 비교적 용이한 차선 끝, 속도 표지 끝, 차선 끝 등 명확한 지점 등에 대해 선점을 실시하며, 전술한 바대로 드론 정사영상은 4,000만 화소 이상의 품질을 확보하는 것을 전제로 한다.

이와 같이 제작된 드론 정사영상의 정확도를 확인하기 위해 현장의 GNSS 시스템(400)에서 추가로 측량한 5~6점의 현장 체크점들을 활용하여 위치 확인 모듈(150)에서 드론 정사영상의 위치 정확도를 확인할 수 있다.

위치 확인 모듈(150)에서 정사영상의 위치 정확도 확인결과, 사용자 단말(100)의 디스플레이 화면 기준으로 현장 체크점의 위치에 따라 기준점과 5~15cm의 위치오차가 발생될 경우, 이 기준점의 위치에 맞게 정사영상을 러버시팅하고 영상을 재저장한다. 이와 같은 과정을 2~3번 수행하면 사용자 단말의 디스플레이 기준으로 기준점과 현장 체크점이 5cm이내의 위치 정확도를 갖는 러버시트된 드론 정사영상의 제작이 가능하다.

도 4 a를 참조하면, 이러한 GNSS 시스템에 의한 드론 정사영상의 러버시트 작업 과정을 현시하고 있는데, 최소 5~6점의 현장 GNSS 확인측량 데이터가 필요하며, 오픈소스 프로그램인 QGIS의 지오래퍼런싱 기능을 활용해 러버시팅 작업을 실시할 수 있다.

도 4b는 위치 확인 모듈에 의해 현장 체크점과 기준점의 위치오차 발생 여부를 판별하는 모습을 나타내고 있다.

이어서, (d) 사용자 단말 내 데이터 베이스에, 조사대상 필지에 대한 지구계, 기존 지적도, 기존 항공사진, 거리뷰 미제공 지역의 촬영동영상 및 러버시트된 드론 정사영상을 입력하는 단계를 거친다(S40).

본 발명에서 상기 데이터베이스(170)는, 드론의 촬영설계안, 드론의 촬영 영상 이미지, 드론 정사영상, 러버시트된 드론 정사영상, 거리뷰 제공 지역의 이미지, 차량 및 카메라가 촬영한 거리뷰 미제공 지역의 이미지, 조사대상 필지의 지구계, 조사대상 필지의 기존 지적도, 조사대상 필지의 기존 항공사진, 필지별로 디지타이징된 지적도, 필지 경계 예상 데이터, 사전 필지측량 도면, 현장 필지 측량 데이터, 최종 필지측량 도면을 저장할 수 있다.

조사대상 필지의 지구계, 조사대상 필지의 기존 지적도 및 조사대상 필지의 기존 항공사진은 통신 기능을 포함하고 있는 제어 모듈(130)을 통해 국가지리정보원의 서버 또는 각 지방자치단체의 서버와 접속하여 데이터베이스(170)에 다운로드 받을 수 있을 것이다.

편집모듈(140)과 위치확인 모듈(150)을 통해 제작된 러버시트된 드론 정사영상은 데이터베이스(170)에 곧바로 입력되게 되며, 차량(300) 및 이에 탑재된 카메라로 촬영한 거리뷰 미제공 지역의 이미지도 제어모듈(130)을 통해 데이터 베이스(170)로 입력되게 된다.

이와 같이 데이터베이스를 구축하는 단계는 후술할 일필지측량 위치 디지타이징 및 3D 도화 작업을 위한 것으로서, 발명의 필요에 따라 제어 모듈(130)에 의해 조사 대상 필지의 지구계, 기존 지적도, 러버시트된 드론 정사영상을 한 개의 파일로 합쳐서 저장하고, 추후 디지타이징, 3D 도화, 필지 측량 데이터 분석, 최종 필지측량 도면 제작에도 이용이 가능하다.

이어서 (e) 사용자 단말의 디지타이징 모듈을 통해 러버시트된 드론 정사영상 에 기반하여 기존 지적도에 필지별 디지타이징을 실시하는 단계를 거친다(S50).

먼저, 개략용 일필지측량 위치를 도면에서 추출하기 위해 앞에서 준비한 데이터베이스(170)에서 조사대상 필지의 기존 지적도와 러버시트된 드론 정사영상을 입력받은 디지타이징 모듈(120) 상에서 필지별 디지타이징을 실시한다.

본 발명에서 디지타이징(digitizing)은 일필지측량 시 그 위치를 비교적 쉽게 판단할 수 있는 논, 밭부터 디지타이징을 실시하고, 그 후 건물이나 복잡한 지형의 일필지측량 위치에 대해 디지타이징을 실시하는 것이 바람직하다.

또한, 일필지측량의 인자에 대한 추가정보가 필요 시 추가 디지타이징을 실시 후, 현장의 GNSS 시스템(400) 또는 토탈스테이션 시스템(500)에서 확인이 필요한 부분은 디지타이징 도면에 메모를 추가하여 현지 조사를 용이하게 하고, 종국적으로는 현지 조사 결과로 산출되는 필지 측량 데이터를 추가한 최종 필지 측량 도면이 정확하게 산출될 수 있도록 한다.

디지타이징 모듈(120)의 구동 시 사용자 단말(100)의 디스플레이 화면 상에서 러버시트된 드론 영상, 기존 지적도, 기존 항공사진 등에 대한 다중 레이어가 현시될 수 있으며, 디지타이징 작업은 오픈소스 프로그램인 QGIS를 사용하여 실시될 수 있으며, QGIS 프로그램에서 러버시트된 드론 정사영상 및 기존 지적도를 레스터 포맷으로 프로그램에서 불러들여 QGIS의 그리기 기능을 활용해 필요한 구역의 디지타이징 작업을 실시할 수 있다.

도 5a는 조사대상 필지의 기존 지적도이고, 도 5b는 러버시트된 드론 정사영상 및 기존 지적도를 이용하여 필지별 디지타이징을 하는 모습을 나타낸다.

즉, 상기 디지타이징 모듈(120)은 러버시트된 드론 정사영상과 기존 지적도를 비교하거나 또는 매칭시켜 필지별 예상 경계선 또는 예상 경계점을 구획하게 되며, 도 5b 상에서 디지타이징 된 작업은 붉은 색으로 표시된 기존 지적도 상에 파란 색으로 표시된 필지별 예상 경계선/예상 경계점으로 나타나게 된다.

이와 같은 디지타이징 도면 제작 후 해당 파일은 현장의 GNSS 시스템(400)이나 토탈스테이션 시스템(500)에서 불러 올 수 있는 *.DXF 및 *.SBD파일 포맷으로 데이터베이스(170)에 저장될 수 있다.

이어서, (f) 사용자 단말의 도화모듈 의해 기존 항공사진, 거리뷰 미제공 지역의 촬영동영상 및 상기 필지별 디지타이징을 통해 획득되는 예상 경계점의 위치를 이용하여 필지 경계 예상 데이터를 추출하고 이를 이용하여 사전 필지측량 도면을 편집하는 3D 도화 단계를 거친다(S60).

위의 디지다이징 작업은 개략적인 일필지측량 위치를 파악하기 위한 것이라면, 필지별 3D 도화작업은 정밀도 확보용 일필지측량 위치를 파악하기 위한 것이라 할 수 있다.

3D 도화 작업도 디지타이징 작업과 마찬가지로 일필지측량 시 그 인자들의 위치를 비교적 쉽게 판단할 수 있는 논, 밭부터 3D 도화를 실시하고, 그 후 건물이나 복잡한 지형의 3D 도화 실시하는 것이 바람직하다.

또한, 일필지측량의 인자에 대한 추가정보가 필요 시 추가 3D 도화 작업을 실시 후, 현장의 GNSS 시스템(400) 또는 토탈스테이션 시스템(500)에서 확인이 필요한 부분은 사전 필지측량 도면에 메모를 추가하여 현지 조사를 용이하게 하고, 종국적으로는 현지 조사 결과로 산출되는 필지 측량 데이터를 추가한 최종 필지 측량 도면이 정확하게 산출될 수 있도록 한다.

3D 도화 작업을 위한 도화 모듈(110)의 구동 시 사용자 단말(100)의 디스플레이 화면 상에서 기존 지적도, 기존 항공사진, 거리뷰 미제공 지역의 촬영동영상 등에 대한 다중 레이어가 현시될 수 있으며, 더 나아가 발명의 필요에 따라 러버시트된 드론영상, 디지타이징 도면 등의 레이어가 추가적으로 생성될 수 있다. 본 발명에서 3D 도화는 공지의 도화 전문 프로그램인 HIST DPW를 사용하여 도화 작업을 수행할 수 있다.

도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 필지 경계예상 데이터를 이용하여 필지측량 도면을 편집하는 3D 도화 모습을 나타낸 예시도이다. 본 발명은 사용자 단말의 도화 모듈(110)에서 데이터베이스(170)에 저장되어 있는 조사대상 필지의 기존 항공사진 및 상기 필지별 디지타이징을 통해 획득되는 예상 경계점을 비교하거나 매칭시켜 정밀한 3D 도화 작업을 수행한다.

한편, 도 6b은 본 발명의 실시예에 따른 거리뷰 미제공 지역 촬영 이미지를 활용한 3D 도화 모습을 나타낸 예시도인데, 사용자 단말의 도화 모듈(110)에서 거리뷰 미제공 지역의 촬영동영상 및 필지별 디지타이징을 통해 획득되는 예상 경계점을 이용하여 보조적인 3D 도화 작업을 수행한다.

즉, 조사대상 필지의 기존 항공사진 및 상기 필지별 디지타이징을 통해 획득되는 예상 경계점을 비교하거나 매칭시켜도 불분명한 구역인 경우에는 거리뷰 미제공 지역의 촬영동영상 및 필지별 디지타이징을 통해 획득되는 예상 경계점을 비교하거나 매칭시켜 보다 더 정확한 사전 필지측량 도면을 완성하게 된다.

상기 사전 필지측량 도면은 결국 조사대상 필지의 기존 지적도에 3D 도화 작업을 통해 보정된 필지별 경계 예상 데이터가 합성된 형태의 도면이라고 할 수 있다.

이와 같은 사전 필지측량 도면 제작 후 해당 파일은 디지타이징 도면과 마찬가지로 현장의 GNSS 시스템(400)이나 토탈스테이션 시스템(500)에서 불러 올 수 있는 *.DXF 및 *.SBD파일 포맷으로 데이터베이스(170)에 저장될 수 있다.

이어서 (g) GNSS 시스템 또는 토탈스테이션 시스템 상에서 사용자 단말이 송신하는 기존 지적도와 필지 경계 예상 데이터를 합성하여 현출하고, 러버시트된 드론 정사영상 및 지구계를 이용하여 실제 필지측량을 실시하는 단계를 거친다(S70).

현장 일필지측량 과정은, 사용자 단말 데이터베이스(170)에 저장된 기존 지적도와 필지 경계 예상 데이터를 합성한 사전 필지측량 도면(*.DXF 및 *.SBD파일 포맷)을 현장의 GNSS 시스템(400)이나 토탈스테이션 시스템(500)으로 불러온다.

그리고, GNSS 시스템(400)이나 토탈스테이션 시스템(500)은 필지 경계 예상 데이터가 현시되도록 디스플레이를 설정하고, 현장에서 GNSS 측량 또는 토탈스테이션 측량을 실시한다.

또한, 상기 GNSS 시스템(400) 또는 토탈스테이션 시스템(500) 상에서 기존 지적도와 필지 경계 예상 데이터의 합성화면(사전 필지측량 도면), 러버시트된 드론 정사영상, 지구계 및 실측되는 현재 지적도가 디스플레이 화면에서 다중레이어 형태로 현시되도록 구성된다.

그리고, GNSS 시스템(400) 또는 토탈스테이션 시스템(500)은 디스플레이 화면에 현시된 다중 레이어 중 어느 하나 이상의 레이어의 ON-OFF를 자유로이 진행할 수 있으며, 현장 측량 시 필요한 레이어별 정보(러버시트된 드론 영상, 사업구역 경계, 기존 지적도, 사전 필지측량 도면, 기타 필요사항 등)를 수신하여 현장 측량을 실시하게 된다.

이 과정을 통해 GNSS 시스템(400) 또는 토탈스테이션 시스템(500) 각 필지별 실제 경계 데이터 등 실제로 측량된 필지 측량 데이터를 획득하게 된다.

이어서, (h) GNSS 시스템 또는 토탈스테이션 시스템 상에서 실제 측량된 필지 측량 데이터를 사용자 단말에 송신하고, 사용자 단말의 데이터 분석모듈에서 기존 항공사진, 기존 지적도, 거리뷰 미제공 지역의 촬영동영상 및 러버시트된 드론 정사영상과 대비하여 필지측량 데이터를 분석하는 단계를 거친다(S80).

사용자 단말의 데이터 분석모듈(160)은 GNSS 시스템(400) 또는 토탈스테이션 시스템(500)로부터 송신된 필지 측량데이터와, 기존 지적도와 필지 경계 예상 데이터, 3D 도화로 보정된 필지 예상 경계 데이터를 비교하여 각 일필지 측량의 인자들의 위치데이터가 일치하는지 여부를 판별하게 된다.

즉, 데이터 분석모듈(160)은 실제 필지 측량데이터와 사전 필지측량 도면을 비교하거나, 발명의 필요에 따라 실제 필지 측량데이터와 기존 항공사진, 기존 지적도, 거리뷰 미제공 지역의 촬영동영상 및 러버시트된 드론 정사영상과 종합적으로 대비하여 사전에 마련된 각종 자료의 정확성 및 정밀성을 판별하게 된다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 사전 필지측량 도면과 실제 필지 측량 결과를 비교하는 모습을 나타낸 예시도이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 논, 제방, 담장, 구거 등에 대한 사전 필지측량 도면의 위치와 실제 측량된 필지측량 결과의 위치를 비교하는 모습을 나타낸 예시도이다.

즉, 현장 측량 전 사전정보도인 사전 필지측량 도면과, 실제 필지 측량데이터와 기존 지적도를 합성한 후, 양자를 재합성하여 비교함으로써, 도면 대 도면으로 최종 필지측량점의 위치와 정확도를 비교하여 산출할 수 있다.

이 때, 필지 경계점 등 특별히 차이가 많이 나는 구역은 사전 필지측량 도면 제작 시 경계 기준을 잘못 설정하거나 오차가 있는 영역으로서, 최종 필지측량 도면 산출시 필지 측량데이터를 기준으로 최종 필지측량 도면을 산출하고, 사전 필지측량 도면의 정보와 실측된 필지 측량 데이터의 정보가 동일하거나 극히 유사한 영역의 경우에는 그 부분 그대로 최종 필지측량 도면을 산출하면 될 것이다.

마지막으로 (i) 사용자 단말의 도화모듈에서 사전 필지측량 도면에 상기 필지 측량 데이터를 반영하여 최종 필지측량 도면을 제작하고 데이터베이스에 저장하는 단계를 거친다(S90).

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 일필지 경계가 되는 담장, 건축물, 옹벽, 축대, 석축, 도로. 제방, 구거, 자연물 경계 등의 현장에서 실제 측량된 필지 측량데이터를 최종 필지측량 도면에 반영하는 모습을 나타내고 있다.

상기 도화 모듈(110)은 사전 필지측량 도면에 상기 필지 측량 데이터를 반영하여 최종 필지측량 도면을 제작하되, 사전 필지측량 도면의 정보와 실측된 필지 측량 데이터의 정보가 동일하거나 극히 유사한 영역의 경우에는 사전 필지측량 도면을 그대로 두되, 양자의 정보가 다른 경우에는 실측된 필지 측량 데이터의 정보를 우선하여 사전 필지측량 도면의 정보를 수정함으로써 최종 필지측량 도면을 완성하게 된다.

이와 같이 제작된 최종 필지 측량 도면은 다른 사용자 단말기로 송신되어 공유될 수 있으며, 해당 조사필지에 대한 차회 현장 측량시 기존 지적도로 기능할 수 있을 것이다.

위와 같이 본 발명은 일필지측량 네비게이션 역할을 할 수 있는 사전 필지측량 도면 정보를 GNSS 장비 또는 토탈스테이션 시스템에 특수 포맷 형식의 네비게이션 데이터로 적용 시 작업자의 경험 및 숙련도에 관계없이 일필지측량을 용이하게 수행 할 수 있는 이점을 가지고 있다.

또한, 사전필지 측량 도면의 정보와 실제 필지 측량 결과를 용이하게 비교하여 그 데이터를 분석할 수 있도록 함으로써, 추후 필지 측량시 보다 완성도 높은 사전 정보도 제작을 할 수 있으며, 이와 같은 사전 정보, 데이터 분석 정보를 활용해 데이터베이스 구축, 현장측량, 측량 후 분석을 3~4번 반복하면 적합한 일필지측량 선점 위치를 분석 할 수 있으며 보다 완성도 높은 일필지측량 네비게이션 정보도를 추출할 수 있다.

이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

100: 사용자 단말
110: 도화 모듈
120: 디지타이징 모듈
130: 제어 모듈
140: 편집 모듈
150: 위치 확인 모듈
160: 데이터 분석 모듈
170: 데이터 베이스
200: 드론
300: 차량
400: GNSS 시스템
500: 토탈스테이션 시스템

Claims (4)

1. (a) 사용자 단말에 저장된 드론 촬영 설계안에 따라 조사대상 필지에 드론 영상촬영을 실시하는 단계;
   (b) 조사대상 필지내 거리뷰 미제공 지역을 확인하고, 사용자 단말의 제어 모듈의 촬영 명령에 따라 거리뷰 미제공 지역에 대해 차량 및 카메라를 이용하여 거리뷰 촬영을 실시하는 단계;
   (c) 사용자 단말의 편집 모듈을 통해 상기 드론 영상촬영을 통해 획득한 촬영한 영상 이미지들을 이용하여 드론 정사영상을 제작하고, 사용자 단말의 위치 확인 모듈을 통해 드론 정사영상의 위치정확도 확인 시 위치 오차가 발생되는 경우 GNSS 켈리브레이션에 의해 러버시트 작업을 수 회 실시하는 단계;
   (d) 사용자 단말 내 데이터 베이스에, 조사대상 필지에 대한 지구계, 기존 지적도, 기존 항공사진, 거리뷰 미제공 지역의 촬영동영상 및 러버시트된 드론 정사영상을 입력하는 단계;
   (e) 사용자 단말의 디지타이징 모듈을 통해 러버시트된 드론 정사영상에 기반하여 기존 지적도에 필지별 디지타이징을 실시하는 단계;
   (f) 사용자 단말의 도화모듈 의해 기존 항공사진, 거리뷰 미제공 지역의 촬영동영상 및 상기 필지별 디지타이징을 통해 획득되는 예상 경계점의 위치를 이용하여 필지 경계 예상 데이터를 추출하고 이를 이용하여 사전 필지측량 도면을 편집하는 3D 도화 단계;
   (g) GNSS 시스템 또는 토탈스테이션 시스템 상에서 사용자 단말이 송신하는 사전 필지측량 도면을 현출하고, 러버시트된 드론 정사영상 및 지구계를 이용하여 실제 필지측량을 실시하는 단계;
   (h) GNSS 시스템 또는 토탈스테이션 시스템 상에서 실제 측량된 필지 측량 데이터를 사용자 단말에 송신하고, 사용자 단말의 데이터 분석모듈에서 기존 항공사진, 기존 지적도, 거리뷰 미제공 지역의 촬영동영상 및 러버시트된 드론 정사영상과 대비하여 필지측량 데이터를 분석하는 단계; 및
   (i) 사용자 단말의 도화모듈에서 사전 필지측량 도면에 상기 필지 측량 데이터를 반영하여 최종 필지측량 도면을 제작하고 데이터베이스에 저장하는 단계; 를 포함하는 드론 정사영상을 이용한 일필지 측량정보 획득 방법.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계에서 드론 촬영 설계안은,
   드론의 촬영 높이는 70m 이내로 설정하고, 드론의 촬영 중복도는 단위 거리 당 종중복 80%, 횡중복 70%로 설정하는 것을 특징으로 하는 드론 정사영상을 이용한 일필지 측량정보 획득 방법.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 (c)단계에서 러버시트 작업은,
   위치 확인 모듈이 GNSS 시스템으로부터 기준점 및 현장 체크점들을 전송받고, 이를 이용하여 드론 정사영상의 위치 정확도 확인결과 위치오차가 발생될 경우, 현장 체크점이 기준점 대비 5cm 이내에 위치하도록 드론 정사영상을 2~4회 반복하여 러버시팅하고 재저장하는 것을 특징으로 하는 드론 정사영상을 이용한 일필지 측량정보 획득 방법.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 (g)단계는,
   GNSS 시스템 또는 토탈스테이션 시스템 상에서 기존 지적도와 필지 경계 예상 데이터를 합성화면, 러버시트된 드론 정사영상, 지구계 및 실측되는 현재 지적도가 디스플레이 화면에서 다중레이어 형태로 현시되는 것을 특징으로 하는 드론 정사영상을 이용한 일필지 측량정보 획득 방법.

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