KR19990047500A - Semi-automatic online geocorrection method - Google Patents

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KR19990047500A
KR19990047500A KR1019970065942A KR19970065942A KR19990047500A KR 19990047500 A KR19990047500 A KR 19990047500A KR 1019970065942 A KR1019970065942 A KR 1019970065942A KR 19970065942 A KR19970065942 A KR 19970065942A KR 19990047500 A KR19990047500 A KR 19990047500A
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corrected
correction
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Application number
KR1019970065942A
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Korean (ko)
Inventor
정인숙
김경옥
이재연
이종훈
강태호
Original Assignee
정선종
한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명은 위성 및 항공기에 의해 수집된 영상의 기하학적 왜곡을 보정하는 방법에 관한 것으로서, 기준지도를 부착하여 좌표 독취를 할 수 있는 디지타이저와 기준지도와의 좌표체계를 정합하여 디지타이저 장치를 초기화하는 제 1단계, 보정하고자 하는 영상과 기준지도와의 대응하는 지상기준점(GCP : Ground Control Point) 4개를 이용하여 보정 변환식을 구하는 제 2단계, 지도위의 임의점을 선택하고 그 임의점에 대해 상기2단계에서 구해진 보정변환식의 역 보정변환식을 적용하여 의하여 영상의 대응점을 계산하고, 그 부분을 화면에 줌-업하여 표시하여 새로운 GCP를 선택하여 추가하는 제 3단계, 제 3단계에서 얻어진 새로운 GCP에 대한 보정변환식이 RMS에러의 허용범위내에 있을때까지 상기 제 3 단계를 반복하는 제4단계와, 제 4단계에서 RMS에러를 만족하는 경우 그때의 보정변환식을 이용하여 영상을 보정하고 보정된 영상의 헤더에 좌상단, 우하단 지리 좌표를 입력하여 영상이 정확한 보정된 좌표를 포함할 수 있도록 하는 제 5단계로 구성되며, 각 단계의 기능이 X/Motif를 이용하여 편리한 사용자 인타에이스로 통합적으로 구현되어 사용자의 장치 사용의 숙련도에 의존하지 않고 정확하고 효율적인 GCP 설정 작업 및 연속적인 보정 작업이 이루어 질 수 있다는 장점이 있다.The present invention relates to a method for correcting geometric distortion of an image collected by a satellite and an aircraft. The present invention relates to a method of initializing a digitizer device by matching a coordinate system between a digitizer capable of reading coordinates by attaching a reference map and a reference map. Step 1, the second step of obtaining a correction conversion equation using four ground control points (GCP) corresponding to the image to be corrected and the reference map, selects a random point on the map and the above The new GCP obtained in the third and third stages of calculating the corresponding point of the image by applying the inverse correction transformation formula obtained in step 2, zooming-up and displaying the portion of the image on the screen, and selecting and adding a new GCP. The fourth step of repeating the third step until the correction conversion formula for the error is within the allowable range of the RMS error, and the RMS error is satisfied in the fourth step In this case, the image is corrected using the correction conversion equation at that time, and the fifth and fourth steps of inputting the upper, lower, and lower geographic coordinates into the corrected header of the corrected image include the corrected coordinates. The function is integrated into a convenient user interface using X / Motif, so that accurate and efficient GCP setting and continuous calibration can be performed without depending on the user's skill in using the device.

Description

반자동 온라인 지리보정 방법Semi-automatic online geocorrection method

본 발명은 인공위성이나 항공기에 의해 수집된 영상이 기준지도와의 사이에 가지게 되는 기하학적인 왜곡을 GCP를 이용하여 보정하는 방법에 관한 것으로, 특히 편리한 사용자 인터페이스 구축과 반자동화 GCP 설정 작업을 구현한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for correcting a geometrical distortion that an image collected by a satellite or an aircraft has with a reference map using a GCP, and particularly, a method for implementing a convenient user interface and a semi-automated GCP setting task. It is about.

일반적으로, 인공위성이나 항공기를 통하여 관측된 원격탐사 자료는, 관측시의 기기 상태나 대기 조건, 관측대(platform)의 이동 방향 및 자세, 최종적으로 사용할 지도의 투영법 등에 따라 많은 오류 및 왜곡(distortion)을 포함하고 있다.In general, the remote sensing data observed through satellites or aircrafts are subject to a lot of errors and distortions depending on the state of the device, atmospheric conditions, direction and attitude of the platform, and the projection of the map to be used. It is included.

대부분의 원격탐사 자료를 처리하는 과정은, 먼저 상기 오류 및 왜곡을 복원(restoration)하거나 보정(correction)한 후에 다음 단계의 처리를 수행하게 된다. 이와 같이 본격적인 처리를 하기 전에 영상 자체가 가지는 왜곡을 보정하는 과정을 전처리(preprocessing)라 한다.In the process of processing most of the remote sensing data, the following steps are first performed after restoring or correcting the error and distortion. This process of correcting the distortion of the image itself before performing the full-scale processing is called preprocessing.

상기 전처리 과정은, 대기(air)에 의한 영향을 배제하여 영상을 복원하는 대기 보정(atmospheric correction)처리와, 영상 수집시 발생한 주기적이거나 비주기적인 잡음(noise)을 제거하는 잡음 제거 처리와, 그리고 수집된 영상의 기하학적 형태가 기준 지도와의 사이에 차이가 있는 경우 이를 보정하는 기하학적인 보정(geometric correction)등이 주로 이루어진다.The preprocessing process may include: an atmospheric correction process for restoring an image by removing an air influence, a noise removing process for removing periodic or non-periodic noise generated during image collection, and If there is a difference between the geometric shape of the collected image and the reference map, a geometric correction or the like is mainly performed.

상기 기하학적 보정은, 앞에서 설명한 것처럼 영상이 원초적으로 가지고 있는 기하학적 왜곡을 보정하는 처리 과정이다. 이 보정은, 에러 및 왜곡의 원인을 체계적으로 분석한 결과를 사용하여 보정하는 시스템 보정(system correction) 처리와, 지상 기준점(GCP:Ground Control Point)을 이용하여 보정하는 지상 기준점 보정(GCP correction)처리가 이용된다.As described above, the geometric correction is a process of correcting the geometric distortion that the image originally has. This correction includes system correction processing to correct the cause of errors and distortions, and ground control point (GCP) correction using ground control points (GCP). Processing is used.

상기 시스템 보정은, 영상 수집 단계에서 발생하는 관측대의 고도변화 및 흔들림, 관측 기기의 광학적 특성, 지형의 기복, 지구의 자전, 기준 지도의 지구 투영법 등 모든 왜곡의 원인을 분석한다. 그 분석결과를 사용하여 왜곡된 영상을 원래 상태로 복원시키는 역변환(inverse transformation) 체계를 구하여 왜곡을 보정하는 방법이다.The system correction analyzes the causes of all distortions such as elevation change and shaking of the observation platform, optical characteristics of the observing device, the ups and downs of the terrain, the rotation of the earth, and the projection of the earth on the reference map. It is a method of correcting distortion by obtaining an inverse transformation system that restores a distorted image to its original state using the analysis result.

상기 시스템 보정은, 왜곡의 모든 원인을 정확히 분석하고 역변환 체계를 구하기만 하면, 같은 체계에 포함된 모든 영상의 왜곡을 쉽게 보정할 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 모든 왜곡의 원인을 분석하는 것이 쉽지 않고, 지형의 기복이 심하거나 영상의 분해능이 높은 경우는, 정밀한 보정이 어렵다는 단점이 있다.The system correction has an advantage that the distortion of all images included in the same system can be easily corrected only by accurately analyzing all the causes of the distortion and obtaining an inverse transform system. However, it is not easy to analyze the cause of all the distortions, and when the terrain is undulating or the resolution of the image is high, there is a disadvantage that precise correction is difficult.

상기 지상 기준점 보정은, 왜곡의 원인을 고려하지 않고 단지 왜곡의 정도만을 분석한다. 그 분석결과를 이용하여 수집된 영상과 기준 지도간을 연결할 수 있는 보정식을 구하고, 그 보정식을 이용하여 영상의 왜곡을 보정하는 처리 방법이다.The ground reference point correction only analyzes the degree of distortion without considering the cause of the distortion. Using the analysis result, a correction equation for connecting the collected image and the reference map is obtained, and the distortion is corrected by using the correction equation.

여기서, 상기 지상 기준점이란, 수집된 영상을 기준 지도와 맞추기 위하여 영상과 지도에서 같은 형상을 가진 지점을 추출한 좌표이다. 그 지상 기준점은 보정식을 구하기 위하여 사용되는 제어점(control point)를 의미한다.Here, the ground reference point is a coordinate from which a point having the same shape is extracted from the image and the map in order to fit the collected image with the reference map. The ground reference point means a control point used to obtain a correction equation.

상기 지상 기준점을 이용하는 왜곡 보정 방법은, 왜곡의 원인을 모르거나 분석이 어려운 경우에도 사용할 수 있고, 정확한 지상 기준점만 선택되면 시스템 보정보다 더 정확하게 영상을 보정할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 지상 기준점의 선택에 따라 보정 결과가 크게 달라진다는 단점이 있다. 즉, 지상 기준점을 이용한 보정은 이를 선정하는 오퍼레이터의 숙련도에 상당히 좌우된다. 그러므로 개인에 따라 결과가 달라질 수 있고, 같은 지역이라 하여도 관측일이 바뀌면 이를 다시 구해야 하는 번거로움이 있다. 이러한 이유로 지상 기준점의 좌표를 자동으로 구하는 연구가 많이 이루어지고 있다.The distortion correction method using the ground reference point may be used even when the cause of the distortion is unknown or difficult to analyze, and if only the correct ground reference point is selected, the image correction may be more accurate than the system correction. However, there is a disadvantage that the correction result greatly varies depending on the selection of the ground reference point. That is, the correction using the ground reference point is highly dependent on the skill of the operator selecting it. Therefore, the result may vary depending on the individual, and even if the observation date changes even in the same region, it is cumbersome to obtain it again. For this reason, many studies have been conducted to automatically obtain the coordinates of the ground reference point.

종래에 알려진 지상 기준점의 좌표를 자동으로 구하는 방법은, GCP 칩(Chip)을 사용하여 자동으로 지상 기준점을 추출하거나 기하학적 특성을 추출하여 정합하는 방법 등이 있다. GCP 칩을 사용하는 방법이 특히 많이 사용된다. GCP 칩이란 영상에서 다른 지역과 뚜렷이 구분이 될 수 있고 시간적인 변화에 따라 위치나 밝기가 변하지 않는 일정 지역을 미리 추출하여 이 지점의 지상 좌표와 스캐너(scene)에서의 대체적인 좌표를 기록한 일종의 영상 데이타 베이스(data base)를 말한다.Conventionally known methods of automatically obtaining the coordinates of the ground reference point, there is a method of automatically extracting the ground reference point or a geometrical feature using a GCP chip (Chip) to match. The use of GCP chips is particularly common. GCP chip is a kind of image that records the ground coordinates of this point and the alternative coordinates in the scene by extracting a certain region that can be clearly distinguished from other regions in the image and whose position or brightness does not change according to time change. It is a database.

이와 같은 GCP 칩은, 새로운 영상이 입력될 때 특성이 일치하는 지역을 자동적인 매칭(matching) 방법으로 찾기 위하여 사용된다. 이같은 방법을 사용하면 한 화소 이하의 정밀도(sub-pixel)로 좌표의 추출이 가능한 것으로 알려져 있다.Such a GCP chip is used to find an area where characteristics match when a new image is input by an automatic matching method. Using this method, it is known that the coordinates can be extracted with sub-pixel precision.

그러나 이 방법은 미리 데이터 베이스화 된 지역이 아닌 경우 사용할 수 없다는 단점이 있다.However, this method has the disadvantage that it cannot be used if it is not a pre-database area.

따라서, 본 발명에서는 장차 보급될 대용량 및 광역지역을 포함하게 될 위성 및 항공영상에서 요구되는 기하보정작업의 지상기준점 설정 작업을 반자동화할 수 있는 장치를 제공하기 위한 것이다.Accordingly, the present invention is to provide an apparatus capable of semi-automating the ground reference point setting of the geometric correction required in the satellite and aerial image that will include the large-capacity and wide area to be spread in the future.

본 발명은, 처음의 4개의 지상기준점만 설정하여 주면 다음의 지상기준점을 생성할 수 있고, 이를 이용하여 정확한 보정을 실행할 수 있도록 한다. 또한 편리한 사용자 인터페이스에 의하여 용이한 작업이 이루어 질 수 있도록 하기 위한 것이다.According to the present invention, if only the first four ground reference points are set, the following ground reference points can be generated, and accurate correction can be performed by using the following ground reference points. It is also intended to facilitate the operation by a convenient user interface.

본 발명은, 변환식을 계산하기 위하여 필요하게 되는 최소한의 지상 기준점 갯수로서 변환식의 차수가 N인 경우 (N+2)*(N+1)/2 개가 필요하다는 데 착안하였다. 그리고 다음의 GCP를 설정해야할 때 비교적 설정이 용이한 디지타이저 상의 기준 지도에서 설정할 경우, 그와 대응되는 영상의 GCP를 오차를 포함하고 있는 이전에 계산된 변환식으로 계산해 내어 예상되는 좌표로서 영상 화면위에 그려준다.The present invention focuses on the fact that (N + 2) * (N + 1) / 2 is required when the order of the conversion equation is N as the minimum number of ground reference points required to calculate the conversion equation. When setting the next GCP in the reference map on the digitizer, which is relatively easy to set, the GCP of the corresponding image is calculated by using a previously calculated conversion formula including an error, and drawn on the image screen as expected coordinates. give.

사용자는 이 좌표 주위 혹은 바로 이 좌표를 선택하여 새로운 GCP 한 개를 추가할 수 있게 된다. 또한 실시간으로 변환식을 보정할 영상에 적용하여 보정된 결과를 확인 및 정밀도를 판독할 수 있게 된다. 모든 과정은 X/Motif로 구현된 편리한 사용자 인타페이스를 사용하여 대부분이 버튼과 마우스로 쉽게 사용할 수 있돌 한다.You can add a new GCP by selecting around or just this coordinate. In addition, by applying the conversion equation to the image to be corrected in real time, it is possible to confirm the corrected result and to read the precision. The whole process uses a convenient user interface implemented in X / Motif, most of which is easy to use with buttons and mouse.

본 발명을 달성하기 위한 수단은, 기준지도를 부착하여 지도의 좌표를 독취하기 위한 디지타이저와 기준지도와의 좌표체계를 정합하는 제 1 단계와, 보정하고자 하는 영상과 기준지도와의 대응하는 지상기준점(GCP : Ground Control Point) 4개를 선택하여 보정 변환식을 구하는 제 2 단계와, 상기 기준지도의 임의의 지점을 선택하고, 상기 제 2 단계에서 구해진 보정변환식의 역 보정변환식을 이용하여 상기 지점에 대응하는 영상의 예상 지점을 구하여 그 예상지점이 포함된 영역을 화면에 출력하고, 그 화면에서 상기 임의의 지점에 대응된 영상의 지점을 선택하여 지상 기준점을 추가 선택하는 제 3 단계와, 상기 제 3 단계에서 추가 선택된 지상기준점에 의거한 보정 변환식을 구하고 허용된 RMS 에러 범위내에 있는 지를 체크하여 허용된 RMS 에러 범위를 벗어난 경우에는, 상기 새로운 지상 기준점을 추가하는 제 3단계를 반복 수행하는 제 4단계와, RMS에러가 허용된 범위내에 속하는 경우, 보정 변환식에 의하여 영상을 보정하고 보정된 영상의 출력 좌표 지정 및 재배열 옵션을 변환시켜 보정된 영상을 출력하는 제 5단계를 포함하여 반자동 온라인 지리보정 방법이 구성된다.Means for achieving the present invention, the first step of matching the coordinate system of the digitizer and the reference map for reading the coordinates of the map by attaching the reference map, and the ground reference point corresponding to the image to be corrected and the reference map (GCP: Ground Control Point) is selected in the second step to obtain a correction conversion equation, and an arbitrary point of the reference map is selected, and using the inverse correction conversion equation of the correction conversion equation obtained in the second step to the point A third step of obtaining an expected point of the corresponding image and outputting an area including the expected point to the screen, and further selecting a ground reference point by selecting a point of the image corresponding to the arbitrary point on the screen; Obtain the calibration conversion equation based on the ground reference point selected in step 3 and check whether it is within the allowed RMS error range, In this case, the fourth step of repeating the third step of adding the new ground reference point, and if the RMS error falls within the allowable range, correct the image by the correction conversion equation and specify and rearrange the output coordinates of the corrected image A semi-automatic on-line geographic correction method is constructed, including a fifth step of converting options to output a corrected image.

모든 과정은 X/Motif를 이용하여 편리한 사용자 인터페이스를 사용하여 통합적으로 구현되어 사용자의 장치 사용의 숙련도에 의존하지 않고 정확하고 효율적인 GCP 설정 작업 및 연속적인 보정 작업이 이루어 질 수 있다.All processes are integrated using X / Motif using a convenient user interface, allowing accurate and efficient GCP setup and continuous calibration without relying on the user's skill in using the device.

도 1은 본 발명을 적용하기 위한 반자동 온라인 지리보정 시스템 의 예시도.1 is an illustration of a semi-automatic online geographic correction system for applying the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 반자동 온라인 지리보정 방법의 전체 흐름도.2 is an overall flowchart of a semi-automatic online geographic correction method according to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 디지타이저와 지도 정합 흐름도.Figure 3 is a digitizer and map matching flow chart according to the present invention.

도 4은 본 발명의 보정할 영상과 디지타이저의 GCP 설정 설명도 ,4 is an explanatory diagram of a GCP setting of an image to be corrected and a digitizer according to the present invention;

도 5는 본 발명에 의한 새로운 GCP 추가 설정 흐름도.5 is a flowchart illustrating a new GCP addition setting according to the present invention.

도 6는 본 발명의 보정 변환식 적용에 따른 재배열 옵션 설정흐름도.6 is a flowchart illustrating a rearrangement option setting according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

100 : 유닉스 환경 워크스테이션 110 : 디지 타이저100: Unix Environment Workstation 110: Digitizer

120 : 키보드 130 : 마우스120: keyboard 130: mouse

140 : CD-롬 드라이브 150 : 칼라모니터140: CD-ROM drive 150: color monitor

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

도 1은 본 발명의 데스크탑인 선 워크스테이션과 연결된 칼콤프(Calcomp)사의 24000X36000 해상도를 가지는 디지타이저가 연결되어 있는 그림이다. 키보드(120)와, 마우스(130)와, CD-롬 드라이브(140)와, 칼라 모니터(150)등이 주변기기로서 구비되어 있는 유닉스 환경의 워크스테이션(100)과, 기준지도를 부착하여 지도위의 좌표를 독취하기 위한 디지 타이저(110)를 포함하여 구성된다. 현재 유닉스(unix)환경에서 직렬포트(serial port)로 연결되어 포인트 모드만의 디지타이징 수신 모드로 고정된 드라이브 장치가 구축되어 있다. 사용되는 포인터 장치는 무선 커서이며 16개의 입력 버튼이 있다.FIG. 1 is a view illustrating a connection of a digitizer having a Calcomp 24000 × 36000 resolution connected to a sun workstation which is a desktop of the present invention. The keyboard 120, the mouse 130, the CD-ROM drive 140, the color monitor 150, and the like are equipped with a workstation 100 in a Unix environment equipped with a peripheral device and a reference map. It is configured to include a digitalizer 110 for reading the coordinates of. Currently, a fixed drive device is constructed by connecting to a serial port in a Unix environment and fixed in a digitizing receiving mode only in point mode. The pointer device used is a wireless cursor and has 16 input buttons.

도 2는 본 발명에 의한 반자동 온라인 지리보정 방법의 전체 흐름도로서, 이에 도시된 바와 같이, 제1단계는, 지도 좌표계 선택사항을 결정(S1)하고, 디지타이저와 기준지도와의 좌표체계를 정합(S2) 시킨다. 제 2 단계는, 보정할 영상을 선택하여 로드시키고(S3), 지도위의 점과 대응되는 영상의 점을 GCP로 선택(S5)한다. 그 GCP 갯수 4개 인지를 체크(S4)하여, 보정 변환식을 계산한다(S6). 제 3 단계는, 지도위의 임의점에 대해 상기 보정 변환식의 역 보정 변환식을 적용하여 영상의 점을 찾아 그 부분을 출력하고, 출력된 영상에서 지도위의 임의점에 대응되는 점을 찾아 새로운 GCP로 추가 선택한다(S8). 제 4단계는 새로운 GCP를 포함하는 보정변환식을 계산(S6)하여 RMS 에러 범위를 만족하는지를 체크한다(S7). RMS 에러 범위를 만족 할때까지 새로운 GCP를 선택하여 보정변환식을 구하는 과정을 반복한다. 제 5 단계는, RMS 에러 범위를 만족하는 경우에, 이때의 보정변환식을 이용하여 영상을 보정(S9)하고, 보정된 영상에 대한 재배열 옵션을 변화시켜 영상을 출력한다(S10).FIG. 2 is a flowchart of a semi-automatic online geographic correction method according to the present invention. As shown in FIG. 1, the first step is to determine a map coordinate system option (S1) and match a coordinate system between a digitizer and a reference map ( S2) In the second step, the image to be corrected is selected and loaded (S3), and the point of the image corresponding to the point on the map is selected by the GCP (S5). It is checked whether the GCP number is four (S4), and a correction conversion equation is calculated (S6). The third step is to apply the inverse correction conversion formula of the correction conversion formula to the arbitrary point on the map to find the point of the image and output the part, and to find the point corresponding to the arbitrary point on the map in the output image, the new GCP Select further (S8). The fourth step checks whether the RMS error range is satisfied by calculating a correction conversion formula including the new GCP (S6) (S7). Repeat the process of selecting the new GCP to obtain the calibration conversion formula until the RMS error range is satisfied. In the fifth step, when the RMS error range is satisfied, the image is corrected using the correction conversion equation (S9), and the image is output by changing the rearrangement option for the corrected image (S10).

도 3은 본 발명에 의한 기준지도의 좌표체계를 독취하기 위한 디지타이저를 사용하기 위해서는 부착할 기준지도와 디지타이저의 좌표체계를 정합하는 작업을 보인 것으로서, 제 1단계를 나타낸다.3 illustrates a first step of matching a reference map to be attached with a coordinate system of a digitizer in order to use a digitizer for reading a coordinate system of a reference map according to the present invention.

사용자는 기준 지도를 디지타이저 위에 곧게 펴서 고정시킨다. 지도 좌표계 선택사항을 결정하고, 지구체 타입 및 지도의 주 좌표계를 선택, 지도지역의 존(zone)축 지대번호 및 지도지역의 존(zone)횡 지대번호를 입력한다(S31).The user straightens and anchors the reference map on the digitizer. The map coordinate system selection is determined, the earth type and the main coordinate system of the map are selected, and the zone axis zone number of the map area and the zone transverse zone number of the map area are input (S31).

이어서, 디지타이저와 지도의 정합을 위해서 정합 GCP를 선택(S32)하고, 정합 GCP 갯수가 4개 인지를 체크한다(S33). 정합 GCP갯수가 4개가 아닌 경우, 지도위의 4점과 이에 대응하는 디지타이저의 4점에 대한 좌표를 정합 GCP로 선택한다.Subsequently, a matching GCP is selected for matching the digitizer and the map (S32), and it is checked whether the number of matching GCPs is four (S33). If the number of matching GCPs is not four, the coordinates of four points on the map and four points of the corresponding digitizer are selected as the matching GCPs.

정합 GCP를 선택하는 방법은, 지도 위의 모서리 한점을 선택한다(S34). 이는 디지타이저 위에 부착된 지도에서 한 점, 즉 모서리를 디지타이저의 커서를 이용하여 선택한다. 이때, 화면에 표시되는 가상 디지타이저 화면내에서 상기 선택한 점의 위치가 표시된다(S35). 이 선택점의 좌표를 지도에서 읽어서 지도좌표로서 입력한다(S36). 상기 선택점의 지도좌표와 디지타이저 좌표값과 디지타이저 좌표값을 접합 GCP값으로 선택(S37)한다.In order to select the matching GCP, one corner point on the map is selected (S34). This selects a point, or corner, on the map attached to the digitizer using the digitizer's cursor. At this time, the position of the selected point is displayed in the virtual digitizer screen displayed on the screen (S35). The coordinates of this selection point are read from a map and input as map coordinates (S36). A map coordinate, a digitizer coordinate value and a digitizer coordinate value of the selection point are selected as a junction GCP value (S37).

선택된 정합 GCP가 정합 RMS 에러의 혀용범위를 만족하는 지(S38)를 판단하고, 만족하지 못하면 새롭이 정합 GCP를 선택하며, 만족하는 경우에는 정합 결과를 확정(S39)한다.It is determined whether the selected matching GCP satisfies the allowable range of the matching RMS error (S38). If not, the new selection selects the matching GCP, and if it is satisfied, the matching result is determined (S39).

도 4는 본 발명에 의한 보정할 영상과 지도 정합을 위한 GCP선택 과정을 보인 흐름도로서, 이는 제 2단계를 나타낸다.4 is a flowchart illustrating a GCP selection process for map matching with an image to be corrected according to the present invention, which represents a second step.

제 2 단계에서는 보정할 영상과 디지타이저의 GCP 설정을 한다. 정합된 디지타이저위의 지도위의 한 점과 이와 대응되는 보정할 영상위의 한 점을 선택하여 지상 기준점으로 설정하여 준다. 지상 기준 점은 변환식의 차수가 N인 경우, (N+2)*(N+1)/2 개의 지상 기준점을 선택해 준다. 예컨데, 1차식인 경우 4개의 지상기준점이 필요하게 된다. 처음 4개 이하의 지상기준점 설정 작업은 앞에서 계산된 보정 변환식이 없으므로 자동 예측이 불가능하기 때문에 그 보정 결과를 신뢰하기 어렵다. 처음 4개의 지상기준점이 설정되면, RMS오차를 포함하는 보정 변환식이 계산된다.In the second step, GCP settings of the image to be corrected and the digitizer are made. Select one point on the map of the matched digitizer and one point on the image to be corrected and set it as the ground reference point. The ground reference point selects (N + 2) * (N + 1) / 2 ground reference points when the conversion order is N. For example, in the first case, four ground control points are needed. It is difficult to trust the result of the ground control point setting of the first four or less because the automatic conversion is impossible because there is no correction conversion formula calculated previously. When the first four ground control points are set, a correction equation involving the RMS error is calculated.

보정할 영상과 지도 정합을 위해 GCP를 선택하여 GCP갯수가 4개인지를 체크(S42) 한다. GCP를 선택하는 방법은, 디지타이저 위에 부착된 지도에서 교차로 혹은 다리 끝등 영상에서도 대응되는 점이 잘 보이는 한 점을 디지 타이저의 커서를 이용하여 선택한다(S43). 가상 디지타이저 화면에 상기 선택점의 위치가 표시된다(S44). 상기 선택점에 해당되는 지점을 영상에서 찾는다(S45). 대응된 영상의 선택점을 클릭(CLICK)하여 선택한다(S46). 지도상의 좌표값과 영상 파일 좌표값을 GCP로 선택(S47)하고, 보정변환식을 구한다(S48). 이와같이 4개의 GCP에 대하여 보정변환식을 구하고 역 보정변환식을 구하여(S49) 다음 단계 준비를 한다.The GCP is selected to match the image to be corrected with the map to check whether the number of GCPs is 4 (S42). In the method of selecting the GCP, a point on the map attached to the digitizer, the intersection point or the end of the leg, which is well seen in the corresponding image, is selected using the cursor of the digitizer (S43). The position of the selection point is displayed on the virtual digitizer screen (S44). A point corresponding to the selection point is found in the image (S45). The selection point of the corresponding image is clicked (CLICK) and selected (S46). The coordinate value on the map and the image file coordinate value are selected by GCP (S47), and a correction conversion equation is obtained (S48). In this way, a correction conversion equation is obtained for the four GCPs, and an inverse correction conversion equation is obtained (S49) to prepare for the next step.

도 5는 본 발명의 제 3 단계 및 제 4단계를 나타낸다. 제 3 단계에서는 지도 위에서 선택하기 좋은 점을 선택한다(S51). 사용자가 기준 지도위에서 비교적 지도에서 선택하기 쉬운 도로의 교차점이나 하천, 댐 등등의 임의의 점을 마우스로 선택한다. 그 선택된 점에 대하여 앞에서 계산 되어진 역 보정변환식을 적용하여 상기 선택점에 대응되는 영상의 지점을 자동으로 계산한다(S52). 그 계산된 영상위의 지점을 포함하는 주위에 은선의 사각형을 표시하여 화면에 출력한다(S53). 화면에 출력하는 부분은 영상과 기준지도의 영역을 즉, 상기 은선으로 표시되는 사각형 및 그 주변을 화면의 가운데 부분에 줌-업하여 출력하여 준다. 사용자는 출력된 영상의 지점, 혹은 주위만 조사하여 기준지도와 대응되는 영상의 대응점을 최종적으로 선택하고, 이를 또 다른 지상 기준점으로 추가하여 준다(S54).5 shows a third step and a fourth step of the present invention. In the third step, a good point to select on the map is selected (S51). The user selects an arbitrary point of a road intersection, a river, a dam, etc. that is relatively easy to select on a map on a reference map with a mouse. The point of the image corresponding to the selection point is automatically calculated by applying the inverse correction conversion equation calculated above to the selected point (S52). A rectangle of hidden lines is displayed around the point including the calculated point on the image and output to the screen (S53). The portion to be displayed on the screen zooms up the region of the image and the reference map, that is, the rectangle represented by the hidden line and the periphery thereof to the center portion of the screen. The user finally selects the corresponding point of the image corresponding to the reference map by examining only the point or the surrounding of the output image, and adds it as another ground reference point (S54).

영상과 기준지도의 지상기준점 추가 설정이 완료되면, 제 4단계에서는 새로이 추가된 GCP에 대한 보정 변환식이 RMS 에러의 허용 범위를 만족하는지를 체크(S55)한다. 만약, 허용범위를 만족하지 못하면, 새로운 GCP를 추가 선택하여 RMS에러의 허용범위를 만족할때까지 상기 지도위의 새로운 점 선택(S51) 부터 제 3 단계를 반복한다.When the ground reference point addition setting of the image and the reference map is completed, the fourth step checks whether the correction conversion equation for the newly added GCP satisfies the allowable range of the RMS error (S55). If the allowable range is not satisfied, a new GCP is additionally selected to repeat the third step from the new point selection (S51) on the map until the allowable range of the RMS error is satisfied.

이와같이 GCP를 추가하여 RMS에러를 만족하는 경우에 재배열 버튼을 눌러 그때의 보정변환식에 의하여 보정할 영상을 보정한다(S56).In this way, when the GCP is added to satisfy the RMS error, the rearrangement button is pressed to correct the image to be corrected by the correction conversion equation (S56).

그리고, 제 5단계는 도 6에 도시된 바와 같다.And, the fifth step is as shown in FIG.

보정된 영상을 생성하는 재배열 작업의 선택사항이 다양하게 제공되므로 사용자는 여러 가지 선택 옵션을 바꾸어 가며 결과 파일을 생성할 수 있다. 선택사항으로는, 기준지도에서 원하는 영역에 해당하는 부분을 선택, 기준지도와 보정할 영상과의 해상도 비율 선택, 출력될 영상의 크기 선택등이 가능하다. 먼저, 보정 변환식을 보정할 영상에 적용하여 보정된 영상을 출력한다(S61). 영상 전체 혹은 원하는 부분만을 적용하여 보정된 영상을 얻을 수 있다. 이때 원하는 지역의 지도상의 좌표로서 좌상단, 우하단 값을 지정하여 좌표값을 추출해낸다(S62). 또, 보정할 영상의 재배열 방법을 선택한다(S63). 이에따라 보정할 영상의 크기와 그에 해당하는 지도상의 좌표값에 의해서 출력될 영상의 해상도인 재배열 크기가 자동으로 계산된다(S64). 그리고, 보정 영상을 출력하기 위해 실행 버튼인 '확인'버튼을 누르면 보정된 영상이 출력된다(S65).A variety of rearrangement options are available to create the corrected image, allowing the user to create a result file with different selection options. Optionally, the portion corresponding to the desired area of the reference map may be selected, the resolution ratio between the reference map and the image to be corrected, and the size of the image to be output may be selected. First, a corrected image is output by applying a correction conversion formula to a corrected image (S61). The corrected image can be obtained by applying the entire image or only a desired portion. At this time, the coordinate value is extracted by specifying the upper left and lower right values as coordinates on a map of a desired region (S62). In addition, a rearrangement method of an image to be corrected is selected (S63). Accordingly, the rearrangement size, which is the resolution of the image to be output, is automatically calculated based on the size of the image to be corrected and the coordinate value on the map corresponding thereto (S64). In addition, when the 'OK' button, which is an execution button, is pressed to output the corrected image, the corrected image is output (S65).

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, 위성 및 항공기등을 이용하여 수집된 영상에서 요구되는 기하 조정 작업의 지상 기준점 설정작업을 반자동화 할 수 있는 효과가 있다. 또한, 실시간으로 변환식을 조정할 영상에 적용하여 보정된 결과를 확인 및 절밀도를 판독할 수 있는 효과가 있고, 모든 과정을 X/Motif로 구현된 편리한 사용자 인터페이스를 사용하여 대부분이 버튼과 마우스로 쉽게 이용할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention has an effect of semi-automating the ground reference point setting operation of the geometric adjustment operation required in the image collected using the satellite and the aircraft. In addition, by applying the conversion formula to the image to be adjusted in real time, it is possible to check the corrected result and to read the density, and the entire process is easily performed with the button and mouse using the convenient user interface implemented with X / Motif. There is an effect available.

Claims (4)

기준지도를 부착하여 지도의 좌표를 독취하기 위한 디지타이저와 기준지도와의 좌표체계를 정합하는 제 1 단계와,A first step of matching a coordinate system between a digitizer and a reference map for reading the coordinates of the map by attaching the reference map; 보정하고자 하는 영상과 기준지도와의 대응하는 지상기준점(GCP : Ground Control Point) 4개를 선택하여 보정 변환식을 구하는 제 2 단계와,A second step of selecting four ground control points (GCP) corresponding to the image to be corrected and the reference map to obtain a correction conversion equation; 상기 기준지도의 임의의 지점을 선택하고, 상기 제 2 단계에서 구해진 보정변환식의 역 보정변환식을 이용하여 상기 지점에 대응하는 영상의 예상 지점을 구하여 그 예상지점이 포함된 영역을 화면에 출력하고, 그 화면에서 상기 임의의 지점에 대응된 영상의 지점을 선택하여 지상 기준점을 추가 선택하는 제 3 단계와,Selects an arbitrary point of the reference map, obtains an expected point of an image corresponding to the point by using an inverse correction conversion equation of the correction conversion equation obtained in the second step, and outputs an area including the expected point on the screen; A third step of further selecting a ground reference point by selecting a point of an image corresponding to the arbitrary point on the screen; 상기 제 3 단계에서 추가 선택된 지상기준점에 의거한 보정 변환식을 구하고 허용된 RMS 에러 범위내에 있는 지를 체크하여 허용된 RMS 에러 범위를 벗어난 경우에는, 상기 새로운 지상 기준점을 추가하는 제 3단계를 반복 수행하는 제 4단계와,In the third step, if the correction conversion equation based on the ground reference point additionally selected is obtained, and it is within the allowable RMS error range, the third step of adding the new ground reference point is repeated. The fourth step, RMS에러가 허용된 범위내에 속하는 경우, 보정 변환식에 의하여 영상을 보정하고 보정된 영상의 출력 좌표 지정 및 재배열 옵션을 변환시켜 보정된 영상을 출력하는 제 5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반자동 온라인 지리보정 방법.And a fifth step of correcting the image by a correction conversion equation, converting output coordinate designation and rearrangement options of the corrected image, and outputting the corrected image if the RMS error falls within the allowable range. Geographic correction method. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 단계는,The method of claim 1, wherein the first step, 지구체 타입 및 지도의 주 좌표계를 선택, 지도지역의 존(zone)축 지대번호 및 지도지역의 존(zone)횡 지대번호를 입력하는 스텝과,Selecting the earth type and the main coordinate system of the map, inputting the zone axis zone number of the map area and the zone transverse zone number of the map area, 기준 지도를 디지타이저 위에 곧게 펴서 고정시키고, 디지타이저 위의 4개의 점을 선택하고 이와 대응하는 지도 좌표계의 좌표를 입력하는 정합 CGP선택 스텝과,A matching CGP selection step of straightening the reference map on the digitizer to fix it, selecting four points on the digitizer and inputting the coordinates of the corresponding map coordinate system; 상기 4개의 점과 이에 대응하는 지도 좌표계의 좌표가 허용된 RMS 범위내에 속하는지를 판단하는 스텝과,Determining whether the coordinates of the four points and the corresponding map coordinate system are within an allowed RMS range, 허용된 RMS 범위내에 속할때까지 상기 디지타이저 위의 4개의 점을 선택하고 대응되는 지도좌표계를 입력하여 RMS 에러범위를 판단하는 과정을 반복한 후 허용된 RMS 범위내에 속하는 경우 초기화를 종료하는 스텝으로 구성된 것을 특징으로 하는 반자동 온라인 지리보정 방법.Repeating the process of determining the RMS error range by selecting four points on the digitizer and inputting the corresponding map coordinate system until it is within the allowed RMS range, and terminating the initialization when it falls within the allowed RMS range. Semi-automatic online geographic correction method, characterized in that. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 단계는,The method of claim 1, wherein the second step, 상기 기준지도 위의 한 점과 이와 대응되는 보정할 영상위의 한 점을 선택하여 지상 기준점(GCP)으로 설정하되,Select one point on the reference map and one point on the image to be corrected to set the ground reference point (GCP), 지상 기준 점은 보정 변환식의 차수가 N인 경우,If the ground reference point is of order N of the correction conversion equation, (N+2)*(N+1)/2 개의 지상 기준점을 선택하는 것을 특징으로 하는 반자동 온라인 지리보정 방법.(N + 2) * (N + 1) / 2 Semi-automatic online geocorrection methods characterized by selecting two ground reference points. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 단계는,The method of claim 1, wherein the third step, 사용자가 디지타이저 위의 기준 지도위에서 주변의 점들과 쉽게 구별되는 도로의 교차점이나 하천, 댐 등등의 임의의 점을 마우스로 선택하는 스텝과,A step in which the user selects an arbitrary point such as an intersection of a road, a river, a dam, etc., which is easily distinguished from surrounding points on a reference map on the digitizer, 그 선택된 점에 대하여 제 2 단계에서 계산되어진 보정 변환식을 반대로 적용하여 상기 선택점에 대응되는 영상의 지상 기준점을 생성하는 스텝과,Generating a ground reference point of the image corresponding to the selection point by applying the correction conversion equation calculated in the second step to the selected point in reverse; 새로이 선택된 지상기준점을 포함하는 영역을 화면의 가운데 부분에 줌-업하여 출력하는 스텝과,Zoom-up and outputting the area including the newly selected ground control point to the center of the screen; 사용자가 상기 화면내에서 상기 제1스텝에서 선택된 기준지도의 임의점에 해당되는 영상의 점을 최종적으로 선택하여, 또다른 지상 기준점으로 추가하는 스텝을 수행하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 반자동 온라인 지리보정 방법.Semi-automatic online geographic correction method characterized in that the user finally selects the point of the image corresponding to the arbitrary point of the reference map selected in the first step in the screen, and adds it as another ground reference point .
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