KR20200031853A - Ｇｐｓ 위치기반 열화상 정보 분석 방법 - Google Patents

Ｇｐｓ 위치기반 열화상 정보 분석 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 드론의 항공촬영 이미지를 활용하여 태양광 발전 사업 평가 지형에 대한 영상도화 지도를 생성하고, 지형 이미지 데이터 및 영상도화를 활용하여 태양광 발전 사업의 경제성을 사전에 정확하게 분석할 수 있는 드론 항공 촬영을 기반으로 하는 GPS 위치기반 열화상 정보 분석 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 GPS 위치기반 열화상 정보 분석 방법은, 1) 드론의 항공촬영 이미지를 활용하여 태양광 발전 사업 평가 지형에 대한 영상도화 지도 생성 단계; 2) 지형 이미지 데이터 및 영상도화를 활용하여 태양광 발전 사업의 경제성을 분석하는 단계; 3) 전 단계에서 분석된 데이터 및 추가 데이터를 활용하여 사전 경제성 분석용 도면을 자동으로 생성하는 단계; 4) 설치될 태양광 발전 시설물에 대한 3차원 가상 모형을 구축하고, 이를 기반으로 태양광 발전 시설물에 대한 입체적 위치 관리하는 단계;를 를 포함한다.

Description

ＧＰＳ 위치기반 열화상 정보 분석 방법{A METHOD FOR ANALYZING THE THERMAL PICTURE INFORMATION BASED ON GPS}
본 발명은 GPS 위치기반 열화상 정보 분석 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 드론의 항공촬영 이미지를 활용하여 태양광 발전 사업 평가 지형에 대한 영상도화 지도를 생성하고, 지형 이미지 데이터 및 영상도화를 활용하여 태양광 발전 사업의 경제성을 사전에 정확하게 분석할 수 있는 드론 항공 촬영을 기반으로 하는 GPS 위치기반 열화상 정보 분석 방법에 관한 것이다.
신재생에너지 공급의무화(RPS) 제도의 정의는 "설비용량의 500MW 이상의 발전 사업자에게 총 발전량 중 일정량 이상을 신재생에너지 전력으로 공급하도록 의무화하는 제도"를 의미한다.
이러한 RPS 제도를 시행하고 큰 성과를 거두었는데, RPS 시행 4년만인 2016년 12월까지 기존의 FIT 설비 보급량(2011년 말 기준 1GW)의 약 7.6배인약 7.6GW(태양광 3.3GW, 비태양광 4.3GW 이상 신재생에너지 설비가 보급되는 성과를 거뒀다. 특히 태양광은 2015년 한 해에만 약 1GW가 보급되는 등 RPS 제도를 통해 국내 신재생 보급이 대폭 확대되는 추세이다.
2017년 기준 신재생에너지 대체 비율은 4%대이며, 정부에서 2023년 기준 10%를 목표로 하였고, 2030년까지 28%로 상향키로 하였다.
그런데 이렇게 대폭 증가하고 있는 태양광 발전 설비에 대해서는 그 유지 관리에 많은 인력이 소요되는 반면에 그 면적이 기하 급수적으로 증가하고 있어서 이를 효율적이고 입체적으로 관리할 수 있는 방법의 개발이 요구되고 있다.
한편 이러한 입체적 유지 관리 이전에 설치 예정인 태양광 발전 설비에 대하여 사전에 정확한 경제성 분석을 통하여 효율적인 태양광 발전 설비 투자를 관리할 수 있는 기술의 개발도 절실하게 요구되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 드론의 항공촬영 이미지를 활용하여 태양광 발전 사업 평가 지형에 대한 영상도화 지도를 생성하고, 지형 이미지 데이터 및 영상도화를 활용하여 태양광 발전 사업의 경제성을 사전에 정확하게 분석할 수 있는 드론 항공 촬영을 기반으로 하는 GPS 위치기반 열화상 정보 분석 방법을 제공하는 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 GPS 위치기반 열화상 정보 분석 방법은, 1) 드론의 항공촬영 이미지를 활용하여 태양광 발전 사업 평가 지형에 대한 영상도화 지도 생성 단계; 2) 지형 이미지 데이터 및 영상도화를 활용하여 태양광 발전 사업의 경제성을 분석하는 단계; 3) 전 단계에서 분석된 데이터 및 추가 데이터를 활용하여 사전 경제성 분석용 도면을 자동으로 생성하는 단계; 4) 설치될 태양광 발전 시설물에 대한 3차원 가상 모형을 구축하고, 이를 기반으로 태양광 발전 시설물에 대한 입체적 위치 관리하는 단계;를 를 포함한다.
그리고 본 발명에서 상기 3) 단계는, a) 영상 카메라를 장착한 드론을 이용하여 상기 태양광 발전 사업 평가 지형에 대한 촬영 및 영상 정보에 라이다를 이용하여 수집된 사전 태양광 발전 사업 지역의 삼차원 지형 정보를 추가하는 단계; b) 전 단계의 데이터에 기후적, 환경적 요인에 대한 정보를 추가하는 단계; c) 사전 경제성 분석용 도면을 자동으로 생성하는 단계;의 소단계로 나뉘어 수행되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 4) 단계는, d) 설치될 태양광 발전 시설에 대한 3차원 가상 모형을 구축하는 단계; e) 구축된 3차원 가상 모형을 이용하여 전 단계들에서 확보된 데이터들을 활용하여 공간 데이터를 구축하고 이를 기반으로 태양광 발전 시설에 대해 입체적 위치 관리하는 단계;의 소단계로 나뉘어 수행되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 GPS 위치기반 열화상 정보 분석 방법에서는, 삼차원 태양광 발전 시설물 관리용 뷰어에 의하여 실시간으로 시설물을 입체 관리하는 단계;가 더 수행되는 것이 바람직하다.
본 발명의 GPS 위치기반 열화상 정보 분석 방법에 의하면 드론의 항공촬영 이미지를 활용하여 태양광 발전 사업 평가 지형에 대한 영상도화 지도를 생성하고, 지형 이미지 데이터 및 영상도화를 활용하여 태양광 발전 사업의 경제성을 사전에 정확하게 분석할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 위치기반 열화상 정보 분석 방법의 공정도이다.
도 2는 GPS 위치기반 열화상 정보 분석 방법을 구현하는 시스템의 예시도이다.
도 3은 GPS 위치기반 열화상 정보 분석 방법의 제1 공정의 세부 공정도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 항공 촬영 방법을 도시하는 도면이다.
도 5는 GPS 위치기반 열화상 정보 분석 방법 중 제2 공정의 세부 공정도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.
본 실시예에 따른 GPS 위치기반 열화상 정보 분석 방법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 영상도화 지도 생성 단계(S100)로 시작된다. 이 단계(S100)는 드론을 이용하여 얻어지는 항공촬영 이미지를 활용하여 태양광 발전 사업 평가 지형에 대한 영상도화를 생성하는 단계이다.
본 실시예에서 본 단계(S100)는 구체적으로 3가지 소단계로 나뉘어 진행되는 것이 바람직하다. 먼저 드론을 이용한 촬영 및 영상 정보를 수집하는 단계(S110)가 수행된다. 이 단계(S110)에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 영상 카메라를 장착한 드론을 이용하여 태양광 발전 설비를 설치할 예정인 태양광 발전 사업 평가 지형에 대하여 항공 촬영 당을 수행하여 영상 정보를 수집하는 것이다.
이때 상기 드론은 방위 분해능 및 거리 분해능이 우수한 라이다(LiDAR)를 구비하는 것이 바람직하다. 이러한 라이다를 구비하는 드론을 이용해서 특정 지점에 대한 정확한 고도 및 거리 정보 그리고 방위 정보 등을 영상 정보와 함께 수집할 수 있는 장점이 있다.
또한 이 단계(S110)에서는 특정 GPS 지점 및 고도에 대한 정지 비행 기능과 여러 GPS 지점을 자동으로 순차 경유하는 자동 비행기능을 활용하여 항공 촬영 이미지를 확보하는 것이, 효율적이고 정확하게 해당 지역에 대한 항공 촬영을 수행할 수 있어서 바람직하다.
다음으로는 특정 지형데이터를 추출하는 단계(S120)가 수행된다. 이 단계(S120)에서는 전 단계(S110)에서 얻어진 상기 태양광 발전 사업 평가 지형에 대한 항공촬영 이미지를 활용하여 태양광 발전 사업성 평가를 위한 특정 지형데이터를 추출하는 것이다. 이때 상기 특정 지형 데이터는, 해당 지점에 대한 사면 방향도와 경사도인 것이 바람직하다. 표고, 온도, 풍속 등 다양한 요소들이 더 존재하지만 태양광 발전 효율과 관련도가 높은 사면 방향도와 경사도만을 특정 지형데이터로 추출하는 것이다.
그리고 상기 특정 지형데이터를 기반으로 하여 지형 영상도화 지도를 생성하는 단계(S130)가 수행된다. 이 단계(S130)에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 촬영 단계(S110)에서 전송되는 파일과 전 단계(S120)에서 제공되는 특정 지형 데이터 등을 활용하여 영상도화 시스템을 이용하여 수행된다.
다음으로 도 1에 도시된 바와 같이, 태양광 발전 사업의 경제성을 분석하는 단계(S200)가 진행된다. 이 단계(S200)에서는 전 단계(S100)에서 얻어진 지형 이미지 데이터 및 영상도화를 활용하여 태양광 발전 설비가 건설될 예상 지역의 태양광 발전 사업의 경제성을 분석한다.
구체적으로 본 단계(S200)는 2가지 소단계로 나뉘어 진행되는 것이 바람직하다. 먼저 필요한 데이터를 추출하는 단계(S210)가 진행된다. 즉, 전 단계(S210)에서 얻어진 항공 촬영 이미지 데이터 및 상기 영상도화로부터 태양광 발전 사업 경제성 분석에 필요한 데이터를 추출하는 것이다.
그리고 추출된 태양광 발전 사업 경제성 분석 데이터를 활용하여 사전 태양광 발전 시설물을 이미지 형태로 보여주는 시뮬레이션 단계(S220)가 진행된다. 이 단계(S220)는 태양광 발전 시설물을 이미지 형태로 확인 가능하도록 위치(GPS) 및 촬영 정보를 이용한 위치 기반 3D 모델링 모듈에 의하여 이루어진다. 즉, 경위도의 2D 정보를 갖는 표면 정보를 3D의 공간정보로 표현하기 위해 Z축, 즉 높이값이 필요하므로 드론이 측정한 고도값으로 수치표고모형(DEM : Digital Elevation Model)을 생성하고 이를 영상 정보에 오버레이하여 최종 결과물을 생성한다.
다음으로는 도 1에 도시된 바와 같이, 전 단계에서 분석된 데이터 및 추가 데이터를 활용하여 사전 경제성 분석용 도면을 자동으로 생성하는 단계(S300)가 진행된다. 본 단계(S300)는 사전 경제성 분석용 자동도면 생성 모듈에 의하여 수행된다.
본 실시예에서는 구체적으로 본 단계(S300)를 도 3에 도시된 바와 같이, 3개의 소단계로 나뉘어 진행하는 것이 바람직하다. 먼저 상기 삼차원 지형 정보를 추가하는 단계(S310)가 진행된다. 즉, 정확한 사전 경제성 분석을 위해 도 4에 도시된 바와 같이, 기존 영상 정보를 이용한 평가 기능에 따라 라이다(LIDAR)를 통해 수집된 태양광 발전 사업 사전 지역의 3D 2형 정보(위치별 고도값)를 이용하여 사업성 자동 평가 시스템을 업그레이드한다.
다음으로는 전 단계(S310)의 데이터에 기후적, 환경적 요인에 대한 정보를 추가하는 단계(S320)가 진행된다. 여기에서 기후적, 환경적 요인에대한 정보는 기상청, 한국에너지공단 등과 연동 및 협조를 통해 진행되며, 연동을 위한 기본 정보는 태양광 발전 사업 사전 지역에 대한 위치 정보(위경도 또는 지역 Area)를 전달하고 원하는 정보를 수신하는 형태로 이루어진다.
다음으로는 도 3에 도시된 바와 같이, 사전 경제성 분석용 도면을 자동으로 생성하는 단계(S330)가 진행된다. 이 단계에서 생성되는 사전 경제성 분석용 도면은 신축 예비 대상 지역의 토목 계획과 태양광 어레이 설계 계획을 포함한다. 토목 계획은 부지의 기초 평탄화 계획을 목표로 산출되며, 태양광 어레이 설계 계획은 모듈선정 및 음영분석 배치, 지지대, 부속자재의 구조설계 및 방수, 방식, 적정 전기배선 및 접속함 배치, 인버터 선정 및 배치의 4개 설계 분야별로 최적화 규칙 및 고려 항목을 통하여 산출된다.
3차원 지형 공간 정보로부터 연간 일사량을 산출하고, 이를 통해 발전량을 추정하며 발전량과 태양광어레이 설계 계획을 통해 시공 비용을 추정함으로써 예비 지역의 경제성을 분석할 수 있도록 구현한다.
다음으로는 도 1에 도시된 바와 같이, 설치될 태양광 발전 시설물에 대한 3차원 가상 모형을 구축하고, 이를 기반으로 태양광 발전 시설물에 대한 입체적 위치 관리하는 단계(S400)가 진행된다. 이 단계는 구체적으로 도 5에 도시된 바와 같이, 2개의 소단계로 나뉘어 진행되는 것이 바람직하다. 먼저 설치될 태양광 발전 시설에 대한 3차원 가상 모형을 구축하는 단계(S410)가 진행된다. 즉, 항공촬영 영상 기반의 태양광 발전 시설물 관리 시스템의 입체적 위치관리가 가능한 시설물 3D 가상 모형 구축 모듈을 구현하여 3차원 가상 모형을 구축이고 이를 이용하여 입체적 위치 관리를 수행하는 것이다.
다음으로는 도 5에 도시된 바와 같이, 구축된 3차원 가상 모형을 이용하여 전 단계들에서 확보된 데이터들을 활용하여 공간 데이터를 구축하고 이를 기반으로 태양광 발전 시설에 대해 입체적 위치 관리하는 단계(S420)가 진행된다. 이를 위해서 태양광 발전 시설물의 입체적 위치 관리가 가능한 공간 데이터 구축이 필수적이며, 효과적인 분석 지원 및 인터페이스를 위한 입체적 공간 및 시설물 위치 데이터 가공 및 구축 기술 그리고 입체적 공간 정보 가공 및 연계 기술을 적용하여야 한다.
한편 본 단계(S420)는 도 6에 도시된 바와 같이, 삼차원 태양광 발전 시설물 관리용 뷰어에 의하여 실시간으로 시설물을 입체 관리하는 것이 바람직하다.
1 : 드론 2 : 영상도화 시스템

Claims (4)

1) 드론의 항공촬영 이미지를 활용하여 태양광 발전 사업 평가 지형에 대한 영상도화 지도 생성 단계;
2) 지형 이미지 데이터 및 영상도화를 활용하여 태양광 발전 사업의 경제성을 분석하는 단계;
3) 전 단계에서 분석된 데이터 및 추가 데이터를 활용하여 사전 경제성 분석용 도면을 자동으로 생성하는 단계;
4) 설치될 태양광 발전 시설물에 대한 3차원 가상 모형을 구축하고, 이를 기반으로 태양광 발전 시설물에 대한 입체적 위치 관리하는 단계;를 를 포함하는 GPS 위치기반 열화상 정보 분석 방법.
제1항에 있어서, 상기 3) 단계는,
a) 영상 카메라를 장착한 드론을 이용하여 상기 태양광 발전 사업 평가 지형에 대한 촬영 및 영상 정보에 라이다를 이용하여 수집된 사전 태양광 발전 사업 지역의 삼차원 지형 정보를 추가하는 단계;
b) 전 단계의 데이터에 기후적, 환경적 요인에 대한 정보를 추가하는 단계;
c) 사전 경제성 분석용 도면을 자동으로 생성하는 단계;의 소단계로 나뉘어 수행되는 것을 특징으로 하는 GPS 위치기반 열화상 정보 분석 방법.
제2항에 있어서, 상기 4) 단계는,
d) 설치될 태양광 발전 시설에 대한 3차원 가상 모형을 구축하는 단계;
e) 구축된 3차원 가상 모형을 이용하여 전 단계들에서 확보된 데이터들을 활용하여 공간 데이터를 구축하고 이를 기반으로 태양광 발전 시설에 대해 입체적 위치 관리하는 단계;의 소단계로 나뉘어 수행되는 것을 특징으로 하는 GPS 위치기반 열화상 정보 분석 방법.
제3항에 있어서,
삼차원 태양광 발전 시설물 관리용 뷰어에 의하여 실시간으로 시설물을 입체 관리하는 단계;가 더 수행되는 것을 특징으로 하는 GPS 위치기반 열화상 정보 분석 방법.
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