KR20170103535A - System and method for constructing database of dangerous reservoir using unmanned aerial vehicle - Google Patents

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KR20170103535A
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Abstract

The present invention relates to a system and a method for establishing a database of reservoirs having a disaster risk. The system of the present invention comprises: an unmanned aerial vehicle (UAV) which flies in air, and photographs a reservoir; a database for storing information on the reservoir; and a server for receiving and preprocessing a plurality of images photographed by the UAV, combining the preprocessed images, generating an orthophotograph and a digital surface model (DSM) from the combined images, generating a three-dimensional model of the reservoir from the orthophotograph and the DSM, analyzing the risk of the reservoir through the 3D model, and reflecting analyzed data to update the database. According to the present invention, data on disaster information of reservoirs is collected by using the UAV such that operation costs are inexpensive, and information on reservoirs can be promptly and accurately obtained.

Description

무인 비행기를 이용한 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 시스템 및 방법 {System and method for constructing database of dangerous reservoir using unmanned aerial vehicle}[0001] The present invention relates to a system and method for constructing a database of disaster risk reservoirs using an unmanned airplane,

본 발명은 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무인 비행기를 이용한 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 시스템 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a system and method for constructing a disaster risk reservoir database, and more particularly, to a system and method for constructing a disaster risk reservoir database using an unmanned airplane.

전 세계적인 이상기후 현상으로 저수지 붕괴 사고가 빈번하게 발생하고 있으며, 이에 기인하는 인자들은 저수지의 노후화, 국지성 호우의 증가로 인한 저수지 안정성 저해, 지자체의 저수지 관리체계 및 위험도 평가 데이터베이스(Database, DB)의 부족 등을 들 수 있다. The causes of the collapse of reservoirs are frequent due to the extreme weather phenomena in the world. The factors that result from this are the deterioration of the reservoir stability due to the aging of the reservoir, the increase of the local storm, the reservoir management system of the municipality, And lack thereof.

이러한 상황에서 저수지를 보다 체계적으로 관리하기 위해서는 지자체 저수지 DB의 보완과, 국가 재난관리 정보 시스템(National Disaster Management System, NDMS)의 저수지 DB의 고도화가 필요하다.In order to manage the reservoir more systematically in this situation, it is necessary to complement the local reservoir DB and to upgrade the DB of the National Disaster Management System (NDMS).

한편, 무인 항공기(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)는 사람이 탑승하지 않는 항공기를 의미하는 것으로서, 우리나라의 항공법 상에서는 “사람이 탑승하지 않는 것으로 무인동력비행장치의 경우 연료의 중량을 제외한 자체중량이 150킬로그램 이하인 무인항공기 또는 무인회전익비행장치, 무인비행선의 경우 연료의 중량을 제외한 자체 중량이 180킬로그램 이하이고, 길이가 20미터 이하인 무인비행선”으로 규정되어 있다. Unmanned Aerial Vehicle (UAV) means an aircraft that does not carry a person on board. In the aviation law of Korea, the term "unmanned aerial vehicle" Of unmanned aerial vehicles or unmanned aerial vehicles, or unmanned aerial crafts of less than 180 kilograms and not exceeding 20 meters in length, excluding the weight of fuel.

무인 항공기는 비교적 가격이 저렴하고, 운용이 용이하기 때문에 과거에는 주로 정찰, 표적을 위한 군사용으로 많이 사용되어 왔으나, 최근에는 농업분야, 어업분야, 기상관측분야, 통신분야, 엔터테인먼트 분야 등에서 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 광범위한 활용에도 불구하고 측량분야에서는 지형의 변화를 탐지하거나 현황파악용 등 그 활용이 비교적 제한적이었다. 그러나, 최근에는 디지털 카메라의 성능 향상과 GPS/IMU 등의 항법장치의 경량화 및 정밀도 향상 등으로 인해 무인 항공기를 이용한 지도 제작 및 국토모니터링 등에 활용하고자 하는 시도가 증가하고 있다. 이러한 무인 항공기를 이용한 지형 모니터링은 비교적 운용 비용이 저렴하고, 데이터를 신속하고 정확하게 얻을 수 있다는 장점이 있다. Unmanned aerial vehicles are relatively inexpensive and easy to operate, so they have been widely used for military purposes mainly for reconnaissance and targeting in the past. Recently, they have been used extensively in fields of agriculture, fishery, meteorological observation, have. In spite of this widespread use, in the field of surveying, it was relatively limited to detect change of the topography or to grasp the status. However, in recent years, there have been increasing attempts to improve the performance of a digital camera and to utilize a navigation device such as a GPS / IMU for lightweighting and improving the precision and the like, for making a map using an unmanned aerial vehicle and for monitoring the land. Terrain monitoring using such unmanned aerial vehicles is relatively inexpensive to operate and has the advantage that data can be obtained quickly and accurately.

대한민국 공개특허 10-2015-0140247Korean Patent Publication No. 10-2015-0140247

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 저수지를 보다 체계적으로 관리하기 위한 방안으로, 국가재난관리 정보 시스템(National Disaster Management System, NDMS)의 저수지 DB를 고도화하기 위하여, 무인 항공기를 이용하여 저수지에 대한 수치 정보 및 3D 지형 모델을 생성하고, 이를 활용하여 저수지 위험도 산정에 기초 자료로 활용할 수 있는 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Disclosure of the Invention The present invention has been conceived to solve the above-mentioned problems. It is an object of the present invention to provide a system for more efficiently managing a reservoir DB of a National Disaster Management System (NDMS) The present invention provides a system and method for constructing a disaster risk reservoir database that can generate numerical information and 3D terrain models for reservoirs and utilize them as basic data for estimating reservoir risk.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 시스템은 상공을 비행하며 저수지를 촬영하기 위한 무인 비행기(Unmanned Aerial Vehicle, UAV), 저수지에 대한 정보를 저장하기 위한 데이터베이스 및 상기 무인 비행기에서 촬영된 다수의 영상을 수신하여 전처리하고, 전처리된 다수의 영상을 접합하고, 접합된 영상으로부터 정사영상 및 DSM(Digital Surface Model)을 생성하고, 상기 정사영상 및 DSM으로부터 저수지의 3D 입체모델을 생성하고, 상기 3D 입체모델을 통해 상기 저수지의 위험도를 분석하고, 분석된 데이터를 반영하여 상기 데이터베이스를 업데이트하는 서버를 포함한다. In order to achieve the above object, the disaster risk reservoir database building system of the present invention includes a unmanned aerial vehicle (UAV) for photographing a reservoir, a database for storing information on a reservoir, A plurality of captured images are received and preprocessed, a plurality of preprocessed images are joined, an orthoimage image and a DSM (Digital Surface Model) are generated from the merged image, a 3D stereoscopic model of the reservoir is generated from the orthoimage and DSM Analyzing the risk of the reservoir through the 3D stereoscopic model, and updating the database by reflecting the analyzed data.

상기 서버는 상기 전처리된 다수의 영상 접합 시에, GPS(Global Positioning System)를 이용하여 측량한 지상기준점(Ground Control Point, GCP)을 삽입하고, 상기 지상기준점이 삽입된 영상으로부터 저수지 제체의 단면정보를 보정하여 도출할 수 있다. The server inserts a ground control point (GCP), which is measured using a GPS (Global Positioning System), at a plurality of preprocessed image joining processes, and extracts cross-sectional information Can be derived and corrected.

상기 서버는 상기 3D 입체모델을 주기적으로 수집하여, 저수지 수치 정보의 변화 정도를 분석하여 저수지의 정량적 위험도를 산출할 수 있다. The server periodically collects the 3D stereoscopic model and can analyze the degree of change of the numerical value information of the reservoir to calculate the quantitative risk of the reservoir.

상기 저수지 수치 정보는 연한, 제당 높이, 제당 길이, 제당 폭, 방수로, 여수로, 재료 및 단면 정보를 포함할 수 있다. The reservoir numerical information may include softness, sugar height, sugar length, sugar width, watertightness, oyster, material and cross-sectional information.

상기 서버는 특정 시기별로 저수지의 위험도를 평가할 수 있으며, 위험도 분석 결과, 해당 저수지의 피해 예상 규모를 산출할 수 있다. The server can evaluate the risk of a reservoir at a specific time, and as a result of the risk analysis, it is possible to calculate the estimated damage of the reservoir.

본 발명의 일 실시예에서 상기 서버는 해당 저수지의 위험도를 색깔로 구분하여 지도에 표시하여 디스플레이할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the server may display the risk of the reservoir on a map by color.

상기 서버는 다수의 저수지들에 대한 위험도를 평가하고, 그 결과에 따라 저수지들에 대한 보수 보강 우선순위를 선정할 수 있다. The server can assess the risk to a plurality of reservoirs and select a maintenance and reinforcement priority order for the reservoirs according to the result.

본 발명의 상공을 비행하며 저수지를 촬영하기 위한 무인 비행기(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)를 이용한 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 시스템에서의 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 방법에서, 상기 무인 비행기에서 촬영된 다수의 영상을 수신하여 전처리하는 단계, 전처리된 다수의 영상을 접합하는 단계, 접합된 영상으로부터 정사영상 및 DSM(Digital Surface Model)을 생성하는 단계, 상기 정사영상 및 DSM으로부터 저수지의 3D 입체모델을 생성하는 단계, 상기 3D 입체모델을 통해 상기 저수지의 위험도를 분석하는 단계 및 분석된 데이터를 반영하여 상기 데이터베이스를 업데이트하는 단계를 포함한다. A method for constructing a disaster risk reservoir database in a disaster risk reservoir database construction system using an unmanned aerial vehicle (UAV) for shooting a reservoir by flying the air space of the present invention, Generating a stereoscopic image of a reservoir from the orthoimage and the DSM, and generating a 3D stereoscopic model of the reservoir from the orthogonal image and the DSM, Analyzing the risk of the reservoir through the 3D stereoscopic model, and updating the database reflecting the analyzed data.

상기 전처리된 다수의 영상을 접합하는 단계에서, GPS(Global Positioning System)를 이용하여 측량한 지상기준점(Ground Control Point, GCP)을 삽입하는 과정을 더 포함하며, 상기 지상기준점이 삽입된 영상으로부터 저수지 제체의 단면정보를 보정하여 도출할 수 있다. Further comprising the step of inserting a ground control point (GCP) surveyed using GPS (Global Positioning System) in the step of joining the plurality of preprocessed images, The cross-sectional information of the article can be corrected and derived.

상기 3D 입체모델을 주기적으로 수집하여, 저수지 수치 정보의 변화 정도를 분석하여 저수지의 정량적 위험도를 산출할 수 있다. 여기서, 상기 저수지 수치 정보는 연한, 제당 높이, 제당 길이, 제당 폭, 방수로, 여수로, 재료 및 단면 정보를 포함할 수 있다. The 3D stereoscopic model is periodically collected and the degree of change of the reservoir numerical information is analyzed to calculate the quantitative risk of the reservoir. Here, the reservoir numerical information may include softness, sugar height, sugar length, sugar width, watertightness, oyster, material, and section information.

상기 저수지의 위험도를 분석하는 단계에서, 특정 시기별로 저수지의 위험도를 평가할 수 있으며, 위험도 분석 결과, 해당 저수지의 피해 예상 규모를 산출할 수 있다. In the step of analyzing the risk of the reservoir, the risk of the reservoir can be evaluated at a specific time, and the expected damage scale of the reservoir can be calculated as a result of the risk analysis.

상기 저수지의 위험도를 분석하는 단계에서, 해당 저수지의 위험도를 색깔로 구분하여 지도에 표시하여 디스플레이할 수 있다. In the step of analyzing the risk of the reservoir, the risk of the reservoir may be color-coded and displayed on a map.

상기 저수지의 위험도를 분석하는 단계에서, 다수의 저수지들에 대한 위험도를 평가하고, 그 결과에 따라 저수지들에 대한 보수 보강 우선순위를 선정할 수 있다. In the step of analyzing the risk of the reservoir, the risk for the plurality of reservoirs can be evaluated, and the maintenance and reinforcement priority order for the reservoirs can be selected according to the result.

본 발명에 의하면, 무인 비행기를 이용하여 재해 정보 저수지에 대한 자료를 수집함으로써, 운용 비용이 저렴하고, 신속하고 정확하게 저수지 정보를 획득할 수 있다는 효과가 있다. According to the present invention, by collecting data on a disaster information reservoir by using an unmanned airplane, operation cost is low, and reservoir information can be obtained quickly and accurately.

또한, 본 발명에서는 무인 비행기를 이용하여 주기적이고 반복적으로 저수지 자료를 수집함으로써, 용이하게 저수지 제체의 손상 및 단면 손실 파악이 가능하다는 장점이 있다. In addition, in the present invention, there is an advantage that it is possible to easily grasp the damages and the cross-sectional loss of the reservoir by collecting the reservoir data periodically and repeatedly by using an unmanned airplane.

또한, 본 발명은 저수지 3D 입체모델을 제공함으로써, 국가재난관리 정보 시스템의 사용자가 실질적 제체 모델을 통하여 재해 위험 저수지를 체계적으로 유지 관리할 수 있을 것으로 기대된다. In addition, the present invention is expected to provide a 3D model of a reservoir to enable a user of a national disaster management information system to systematically maintain a disaster risk reservoir through a physical model.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행기를 이용한 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 시스템의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행기를 이용한 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행기를 이용한 2D 평면도 및 3D 지형도를 작성하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사진 접합을 보여주는 화면예이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지상 기준점을 삽입하는 과정을 보여주는 화면예이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정사영상 및 DSM을 보여주는 화면예이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 입체 모델을 보여주는 화면예이다. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a system for building a disaster risk reservoir database using an unmanned airplane according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for constructing a disaster risk reservoir database using an unmanned airplane according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
3 is a diagram illustrating a process of creating a 2D and 3D topographical map using an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view showing an example of a photo joint according to an embodiment of the present invention.
5 is a view illustrating a process of inserting a ground reference point according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a screen view illustrating orthoimages and DSMs according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing a 3D stereoscopic model according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted in an ideal or overly formal sense unless expressly defined in the present application Do not.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In the following description of the present invention with reference to the accompanying drawings, the same components are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant explanations thereof will be omitted. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행기를 이용한 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 시스템의 구성을 보여주는 블록도이다. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a system for building a disaster risk reservoir database using an unmanned airplane according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 시스템은 무인 비행기(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)(10), 서버(110) 및 데이터베이스(DB)(120)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a disaster risk reservoir database building system according to an embodiment of the present invention includes an unmanned aerial vehicle (UAV) 10, a server 110, and a database 120.

무인 비행기(10)는 상공을 비행하며 저수지를 촬영하는 역할을 한다. 무인 비행기(10)의 종류로는 고정익 무인 비행기와, 회전익 무인 비행기가 있으며, 본 발명에서는 실시예에 따라 고정익 무인 비행기 또는 회전익 무인 비행기를 이용하여 저수지를 촬영할 수 있다. The unmanned airplane (10) serves to shoot the reservoir by flying over the sky. The types of the unmanned airplane 10 include a fixed-wing unmanned airplane and a wing-wing unmanned airplane. In the present invention, a fixed-wing unmanned airplane or a wing-wing unmanned airplane may be used to capture a reservoir.

데이터베이스(120)는 저수지에 대한 정보를 저장한다. The database 120 stores information about reservoirs.

서버(110)는 무인 비행기(10)에서 촬영된 다수의 영상을 수신하여 전처리하고, 전처리된 다수의 영상을 접합한다. The server 110 receives and preprocesses a plurality of images photographed by the UAV 10, and joins a plurality of preprocessed images.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사진 접합을 보여주는 화면예이다.FIG. 4 is a view showing an example of a photo joint according to an embodiment of the present invention.

도 4에서는 Postflight Terra 3D 프로그램을 이용하여 사진 접합을 진행한 예이며, 외부표정 요소를 이용한 사진 접합을 실시한 화면예이다. FIG. 4 shows an example of a photojunction using a Postflight Terra 3D program and a photojunction using an external facial expression element.

그리고, 서버(110)는 접합된 영상으로부터 정사영상 및 DSM(Digital Surface Model)을 생성한다. Then, the server 110 generates a regular image and a DSM (Digital Surface Model) from the combined image.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정사영상 및 DSM을 보여주는 화면예이다.FIG. 6 is a screen view illustrating orthoimages and DSMs according to an embodiment of the present invention.

도 6에서 (a)는 정사영상이고, (b)는 DSM을 보여주는 화면예이다. 6 (a) is an orthoimage image, and FIG. 6 (b) is an example of a screen showing a DSM.

그리고, 서버(110)는 정사영상 및 DSM으로부터 저수지의 3D 입체모델을 생성한다. 이처럼, 본 발명에서는 정사영상과 DSM을 통해 저수지의 3D 입체모델을 생성할 수 있으며, 이를 통하여 재해 위험 저수지의 제체 보수보강 전/후의 형상을 비교할 수 있다. Then, the server 110 creates a 3D stereoscopic model of the reservoir from the orthoimage and the DSM. As described above, in the present invention, 3D stereoscopic models of the reservoir can be generated through the orthoimage and DSM, and the shapes before and after the maintenance and reinforcement of the disaster risk reservoir can be compared.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 입체 모델을 보여주는 화면예이다. 7 is a view showing a 3D stereoscopic model according to an embodiment of the present invention.

도 7에서 (a)는 3D 입체 모델의 측면부이고, (b)는 3D 입체 모델의 전면부이다. 7A is a side view of the 3D stereoscopic model, and FIG. 7B is a front view of the 3D stereoscopic model.

그리고, 서버(110)는 3D 입체모델을 통해 저수지의 위험도를 분석하고, 분석된 데이터를 반영하여 데이터베이스(120)를 업데이트한다. The server 110 analyzes the risk of the reservoir through the 3D stereoscopic model and updates the database 120 by reflecting the analyzed data.

본 발명에서 3D 입체모델 생성 후, 식생분포로 인하여 저수지 단면의 단면 정보가 부정확하게 측정될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 이러한 식생분포로 인한 오차를 보정해야할 필요성이 있다. In the present invention, after 3D stereoscopic model generation, the cross-sectional information of the reservoir section can be inaccurately measured due to the vegetation distribution. Therefore, in the present invention, it is necessary to correct the error due to such vegetation distribution.

따라서, 서버(110)는 GPS(Global Positioning System)를 이용하여 측량한 지상 기준점(Ground Control Point, GCP)을 삽입하고, 지상기준점이 삽입된 영상으로부터 저수지 제체의 단면 정보를 보정하여 도출한다. Accordingly, the server 110 inserts a ground control point (GCP) measured using a GPS (Global Positioning System), and derives the corrected cross-sectional information of the reservoir from the image in which the ground reference point is inserted.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지상 기준점을 삽입하는 과정을 보여주는 화면예이다. 도 5에서 총 12점의 지상 기준점을 삽입하는 화면예가 도시되어 있다.5 is a view illustrating a process of inserting a ground reference point according to an embodiment of the present invention. In FIG. 5, an example of a screen for inserting a total of 12 ground reference points is shown.

본 발명에서 서버(110)는 3D 입체모델을 주기적이고 반복적으로 수집하여, 저수지 수치 정보의 변화 정도를 분석하여 저수지의 정량적 위험도를 산출할 수 있다. 예를 들어, 저수지 수치 정보는 연한, 제당 높이, 제당 길이, 제당 폭, 방수로, 여수로, 재료 및 단면 정보를 포함하는 것일 수 있다. In the present invention, the server 110 may periodically and repeatedly collect 3D stereoscopic models and analyze the degree of change of the reservoir numerical information to calculate the quantitative risk of the reservoir. For example, the reservoir numerical information may include light, sugar height, sugar length, sugar width, watertight, fountain, material and cross-sectional information.

본 발명의 일 실시예에서 서버(110)는 특정 시기별로 저수지의 위험도를 평가할 수 있다. 예를 들어, 집중 호우철에 저수지의 위험도를 평가하는 것이다. In one embodiment of the present invention, the server 110 may assess the risk of the reservoir at specific times. For example, to assess the risk of reservoir to heavy rainfall.

그리고, 서버(110)는 위험도 분석 결과, 해당 저수지의 피해 예상 규모를 산출할 수 있다.As a result of the risk analysis, the server 110 can calculate the estimated damage level of the reservoir.

본 발명의 일 실시예에서 서버(110)는 해당 저수지의 위험도를 색깔로 구분하여 지도에 표시하여 디스플레이할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the server 110 may display the risk of the relevant reservoir on a map by color.

또한, 서버(110)는 다수의 저수지들에 대한 위험도를 평가하고, 그 결과에 따라 저수지들에 대한 보수 보강 우선순위를 선정할 수 있다. In addition, the server 110 may assess the risk to a plurality of reservoirs and select a maintenance and reinforcement priority order for the reservoirs according to the result.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행기를 이용한 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 방법을 보여주는 흐름도이다. FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for constructing a disaster risk reservoir database using an unmanned airplane according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행기를 이용한 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 방법은, 먼저 GPS(Global Positioning System)를 이용하여 지상 기준점(Ground Control Point, GCP)을 측량한다(S201). Referring to FIG. 2, a method for constructing a disaster risk reservoir database using an unmanned airplane according to an embodiment of the present invention first measures a ground control point (GCP) using a GPS (Global Positioning System) ).

그리고, 무인 비행기(10)에서 촬영된 다수의 영상을 수신하여 전처리하고(S203), 전처리된 다수의 영상을 접합한다(S205). Then, a plurality of images photographed by the unmanned airplane 10 are received and preprocessed (S203), and a plurality of preprocessed images are joined (S205).

그리고, 지상 기준점을 삽입한다(S207). Then, a ground reference point is inserted (S207).

그리고, 지상 기준점이 삽입된 접합된 영상으로부터 정사영상 및 DSM(Digital Surface Model)을 생성한다(S209). 본 발명에서는 S209 단계를 통하여 지상기준점이 삽입된 영상으로부터 저수지 제체의 단면정보를 보정하여 도출할 수 있다. Then, an orthoimage and a digital surface model (DSM) are generated from the jointed image in which the ground reference point is inserted (S209). In the present invention, the cross-sectional information of the reservoir suspension can be derived from the image in which the ground reference point is inserted through step S209.

그리고, 정사영상 및 DSM으로부터 저수지의 3D 입체모델을 생성한다(S211). Then, a 3D solid model of the reservoir is generated from the orthoimage and the DSM (S211).

그리고, 3D 입체모델을 통해 저수지의 위험도를 분석한다(S213). 저수지의 위험도를 분석하는 단계(S213)에서, 특정 시기별로 저수지의 위험도를 평가할 수 있다. 예를 들어, 여름 호우철에 위험도를 평가하는 것이다.Then, the risk of the reservoir is analyzed through the 3D solid model (S213). In the step of analyzing the risk of the reservoir (S213), the risk of the reservoir can be evaluated at specific times. For example, the risk of summer heavy rain is assessed.

그리고, 분석된 데이터를 반영하여 데이터베이스를 업데이트한다(S215). Then, the database is updated by reflecting the analyzed data (S215).

본 발명의 일 실시예에서 3D 입체모델을 주기적으로 수집하여, 저수지 수치 정보의 변화 정도를 분석하여 저수지의 정량적 위험도를 산출할 수 있다. 이때, 저수지 수치 정보는 연한, 제당 높이, 제당 길이, 제당 폭, 방수로, 여수로, 재료 및 단면 정보를 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, 3D stereoscopic models are periodically collected and the degree of change of the reservoir numerical information is analyzed to calculate the quantitative risk of the reservoir. At this time, the reservoir numerical information may include softness, sugar height, sugar length, sugar width, watertightness, fountain, material and cross-sectional information.

본 발명의 저수지의 위험도를 분석하는 단계(S213)에서, 위험도 분석 결과, 해당 저수지의 피해 예상 규모를 산출할 수 있다. In the step S213 of analyzing the risk of the reservoir of the present invention, it is possible to calculate the expected damage scale of the reservoir as a result of the risk analysis.

본 발명의 일 실시예에서 저수지의 위험도를 분석하는 단계(S213)에서, 해당 저수지의 위험도를 색깔로 구분하여 지도에 표시하여 디스플레이할 수 있다. In an embodiment of the present invention, in the step of analyzing the risk of the reservoir (S213), the risk of the reservoir may be color-coded and displayed on a map.

또한, 저수지의 위험도를 분석하는 단계(S213)에서, 다수의 저수지들에 대한 위험도를 평가하고, 그 결과에 따라 저수지들에 대한 보수 보강 우선순위를 선정할 수 있다. Also, in step S213 of analyzing the risk of the reservoir, it is possible to evaluate the risk to a plurality of reservoirs, and to select a maintenance / reinforcement priority order for the reservoirs according to the result.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행기를 이용한 2D 평면도 및 3D 지형도를 작성하는 과정을 보여주는 도면이다. 3 is a diagram illustrating a process of creating a 2D and 3D topographical map using an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 3의 실시예에서는 고정익 무인 비행기를 이용하여 실시한 예이다. In the embodiment shown in FIG. 3, a fixed wing unmanned airplane is used.

도 3을 참조하면, 본 발명에서 고정익 무인 비행기를 이용하여 비행경로를 설정한다(a). Referring to FIG. 3, in the present invention, a flight path is set using a fixed wing unmanned airplane (a).

그리고, 고정익 무인 비행기가 비행 경로를 따라 저수지를 촬영한다(b). (B) The fixed wing unmanned airplane takes the reservoir along the flight path.

그리고, 촬영된 영상을 전처리한다(c).Then, the captured image is preprocessed (c).

그리고, 전처리된 영상을 접합한다(d). Then, the preprocessed image is joined (d).

그리고, 정사영상을 추출하고(e), 2D 평면도 및 3D 지형도를 작성한다(f). Then, an orthoimage is extracted (e), and a 2D plan view and a 3D topographical map are created (f).

본 발명에서는 무인 비행기 시스템을 이용하여 저수지 제체와 여수로 등의 안정성을 평가할 수 있다. In the present invention, the stability of the reservoir system and the waterway can be evaluated by using an unmanned aerial vehicle system.

예를 들어, 저수지 제체에서 댐마루 높이, 사석 여유고, 사면 경사 등의 안정성을 평가할 수 있다. 그리고, 여수로에서 여수토 벽체 여유고, 방수로 벽체여유고, 감세공 벽체 여유고 등의 안정성을 평가할 수 있다. For example, it is possible to evaluate the stability of dam floor height, slag clearance, slope inclination, etc. in reservoir deposits. In addition, it is possible to evaluate the stability of the Yeosu Soil Wall, Yeosu Soil Wall, Watertight Wall Wall, and Reduction Wall Walls.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.While the present invention has been described with reference to several preferred embodiments, these embodiments are illustrative and not restrictive. It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit of the invention and the scope of the appended claims.

10 무인 비행기 110 서버
120 데이터베이스10 Unmanned aircraft 110 server
120 databases

Claims (16)

상공을 비행하며 저수지를 촬영하기 위한 무인 비행기(Unmanned Aerial Vehicle, UAV);
저수지에 대한 정보를 저장하기 위한 데이터베이스; 및
상기 무인 비행기에서 촬영된 다수의 영상을 수신하여 전처리하고, 전처리된 다수의 영상을 접합하고, 접합된 영상으로부터 정사영상 및 DSM(Digital Surface Model)을 생성하고, 상기 정사영상 및 DSM으로부터 저수지의 3D 입체모델을 생성하고, 상기 3D 입체모델을 통해 상기 저수지의 위험도를 분석하고, 분석된 데이터를 반영하여 상기 데이터베이스를 업데이트하는 서버를 포함하는 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 시스템.
Unmanned Aerial Vehicle (UAV) for shooting reservoirs over the air;
A database for storing information about reservoirs; And
A plurality of images captured by the unmanned airplane are received and preprocessed, a plurality of preprocessed images are joined, ortho images and a DSM (Digital Surface Model) are generated from the merged images, and 3D images of the reservoir A server for generating a three-dimensional model, analyzing the risk of the reservoir through the 3D stereoscopic model, and updating the database reflecting the analyzed data.
청구항 1에 있어서,
상기 서버는 상기 전처리된 다수의 영상 접합 시에, GPS(Global Positioning System)를 이용하여 측량한 지상기준점(Ground Control Point, GCP)을 삽입하고, 상기 지상기준점이 삽입된 영상으로부터 저수지 제체의 단면정보를 보정하여 도출하는 것을 특징으로 하는 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 시스템.
The method according to claim 1,
The server inserts a ground control point (GCP), which is measured using a GPS (Global Positioning System), at a plurality of preprocessed image joining processes, and extracts cross-sectional information Wherein the disaster risk reservoir database is generated by correcting the disaster risk reservoir database.
청구항 1에 있어서,
상기 서버는 상기 3D 입체모델을 주기적으로 수집하여, 저수지 수치 정보의 변화 정도를 분석하여 저수지의 정량적 위험도를 산출하는 것을 특징으로 하는 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the server periodically collects the 3D stereoscopic model and analyzes the degree of change of the numerical value information of the reservoir to calculate a quantitative risk of the reservoir.
청구항 3에 있어서,
상기 저수지 수치 정보는 연한, 제당 높이, 제당 길이, 제당 폭, 방수로, 여수로, 재료 및 단면 정보를 포함하는 것임을 특징으로 하는 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 시스템.
The method of claim 3,
Wherein the reservoir numerical information includes lightness, a sugar height, a sugar length, a sugar content width, a water channel, a fountain, a material, and cross-sectional information.
청구항 1에 있어서,
상기 서버는 특정 시기별로 저수지의 위험도를 평가하는 것을 특징으로 하는 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the server evaluates the risk of the reservoir at a specific time.
청구항 1에 있어서,
상기 서버는 위험도 분석 결과, 해당 저수지의 피해 예상 규모를 산출하는 것을 특징으로 하는 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the server calculates a damage magnitude of the reservoir as a result of the risk analysis.
청구항 1에 있어서,
상기 서버는 해당 저수지의 위험도를 색깔로 구분하여 지도에 표시하여 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the server displays the risk level of the reservoir by color and displays it on a map to construct a disaster risk reservoir database.
청구항 1에 있어서,
상기 서버는 다수의 저수지들에 대한 위험도를 평가하고, 그 결과에 따라 저수지들에 대한 보수 보강 우선순위를 선정하는 것을 특징으로 하는 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the server evaluates the risk for a plurality of reservoirs and selects a maintenance and reinforcement priority order for the reservoirs according to the result.
상공을 비행하며 저수지를 촬영하기 위한 무인 비행기(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)를 이용한 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 시스템에서의 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 방법에서,
상기 무인 비행기에서 촬영된 다수의 영상을 수신하여 전처리하는 단계;
전처리된 다수의 영상을 접합하는 단계;
접합된 영상으로부터 정사영상 및 DSM(Digital Surface Model)을 생성하는 단계;
상기 정사영상 및 DSM으로부터 저수지의 3D 입체모델을 생성하는 단계;
상기 3D 입체모델을 통해 상기 저수지의 위험도를 분석하는 단계; 및
분석된 데이터를 반영하여 상기 데이터베이스를 업데이트하는 단계를 포함하는 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 방법.
In a disaster risk reservoir database construction system using an unmanned aerial vehicle (UAV) to shoot a reservoir in the sky,
Receiving and preprocessing a plurality of images photographed by the unmanned airplane;
Joining a plurality of preprocessed images;
Generating a regular image and a digital surface model (DSM) from the combined image;
Generating a 3D stereoscopic model of the reservoir from the orthoimage and the DSM;
Analyzing the risk of the reservoir through the 3D stereoscopic model; And
And updating the database by reflecting the analyzed data.
청구항 9에 있어서,
상기 전처리된 다수의 영상을 접합하는 단계에서, GPS(Global Positioning System)를 이용하여 측량한 지상기준점(Ground Control Point, GCP)을 삽입하는 과정을 더 포함하며,
상기 지상기준점이 삽입된 영상으로부터 저수지 제체의 단면정보를 보정하여 도출하는 것을 특징으로 하는 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 방법.
The method of claim 9,
Further comprising the step of inserting a ground control point (GCP) surveyed using a Global Positioning System (GPS) in the step of joining the plurality of preprocessed images,
And calculating the cross-sectional information of the reservoir from the image in which the ground reference point is inserted.
청구항 9에 있어서,
상기 3D 입체모델을 주기적으로 수집하여, 저수지 수치 정보의 변화 정도를 분석하여 저수지의 정량적 위험도를 산출하는 것을 특징으로 하는 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 방법.
The method of claim 9,
Wherein the 3D stereoscopic model is periodically collected and the degree of change of the reservoir numerical information is analyzed to calculate a quantitative risk of the reservoir.
청구항 11에 있어서,
상기 저수지 수치 정보는 연한, 제당 높이, 제당 길이, 제당 폭, 방수로, 여수로, 재료 및 단면 정보를 포함하는 것임을 특징으로 하는 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 방법.
The method of claim 11,
Wherein the reservoir numerical information includes lightness, a sugar height, a sugar length, a sugar content width, a waterproof channel, a fountain, a material, and cross-sectional information.
청구항 9에 있어서,
상기 저수지의 위험도를 분석하는 단계에서, 특정 시기별로 저수지의 위험도를 평가하는 것을 특징으로 하는 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 방법.
The method of claim 9,
Wherein the step of analyzing the risk of the reservoir evaluates the risk of the reservoir at a specific time.
청구항 9에 있어서,
상기 저수지의 위험도를 분석하는 단계에서, 위험도 분석 결과, 해당 저수지의 피해 예상 규모를 산출하는 것을 특징으로 하는 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 방법.
The method of claim 9,
Wherein the estimated risk scale of the reservoir is calculated as a result of the risk analysis in the step of analyzing the risk of the reservoir.
청구항 9에 있어서,
상기 저수지의 위험도를 분석하는 단계에서, 해당 저수지의 위험도를 색깔로 구분하여 지도에 표시하여 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 방법.
The method of claim 9,
Wherein the risk of the reservoir is color-coded and displayed on a map in the step of analyzing the risk of the reservoir.
청구항 9에 있어서,
상기 저수지의 위험도를 분석하는 단계에서, 다수의 저수지들에 대한 위험도를 평가하고, 그 결과에 따라 저수지들에 대한 보수 보강 우선순위를 선정하는 것을 특징으로 하는 재해 위험 저수지 데이터베이스 구축 방법.
The method of claim 9,
Wherein the step of analyzing the risk of the reservoir evaluates the risk for the plurality of reservoirs and selects the maintenance and reinforcement priority order for the reservoirs according to the result.
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