KR20220061598A - 3D modeling building outline extraction system using ground lidar and its method - Google Patents

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KR20220061598A KR1020200147737A KR20200147737A KR20220061598A KR 20220061598 A KR20220061598 A KR 20220061598A KR 1020200147737 A KR1020200147737 A KR 1020200147737A KR 20200147737 A KR20200147737 A KR 20200147737A KR 20220061598 A KR20220061598 A KR 20220061598A
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Abstract

The present invention relates to a three-dimensional (3D) modeling building outline extraction system using a ground LiDAR and a method thereof and the objective of the present invention is to provide a system and method capable of extracting an outline of a building by scanning the entire exterior of the building with a ground LiDAR device and vectorizing scanned point data into image data. To achieve this, the system comprises: a local surveying unit located around a building to be measured and surveying the building to be measured to generate point data for the building to be measured; a reference point acquisition unit acquiring reference point coordinates for the building to be measured from drawing data produced through aerial photogrammetry; a reference point correction unit matching the point data on the building to be measured generated through the local surveying unit and the reference point coordinates acquired through the reference point acquisition unit to correct the positional information of the reference point coordinates; a scanning unit scanning an outline of the building to be measured to generate scanning data for the building to be measured; a data processing unit integrating the scanning data of the building to be measured to assign location coordinates and extracting a land registration boundary line from the scanning data to which the location coordinates are assigned; and an outline extraction unit extracting an outline of the building to be measured building by 3D modeling based on the extracted land registration boundary line.

Description

지상 라이다를 이용한 3차원 모델링 건물 외곽선 추출 시스템 및 그 방법{3D modeling building outline extraction system using ground lidar and its method}3D modeling building outline extraction system using ground lidar and its method

본 발명은 건물 외곽선 추출 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지상 라이다 장치를 이용하여 건물의 전체 외곽을 스캐닝하여, 스캐닝된 점 데이터를 이미지 데이터로 벡터화함으로써, 건물의 외곽선을 추출할 수 있는 지상 라이다를 이용한 3차원 모델링 건물 외곽선 추출 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a building outline extraction system and method, and more particularly, to extract the outline of a building by scanning the entire exterior of a building using a ground lidar device and vectorizing the scanned point data into image data. It relates to a three-dimensional modeling building outline extraction system and method using ground lidar that can be

종래에 건물 외곽선을 추출하기 위해서는, 사람이 직접 현장에 나가서 각 외곽선을 토탈 스테이션으로 측량하는 현지 인력 측량 방식을 사용하거나, 항공영상을 통해 도화하여 가옥의 외곽선을 추출하는 항공촬영 방식을 사용하여 왔다.Conventionally, in order to extract the outline of a building, a local manpower survey method in which a person directly goes to the site and surveys each outline with a total station, or an aerial photography method in which the outline of a house is extracted by drawing through an aerial image has been used. .

그러나, 사람이 직접 건물의 외곽선을 토탈 스테이션으로 일일이 측량하는 방식과, 항공영상을 이용하는 종래의 방식은, 정확한 외곽선을 추출할 수 없을 뿐만 아니라, 항공영상을 이용함에 따라 많은 시간 및 비용이 소요되는 문제점이 있었다.However, in a method in which a person directly surveys the outline of a building with a total station, and a conventional method using an aerial image, it is not possible to extract an accurate outline, and a lot of time and money are required by using an aerial image. There was a problem.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 지상 라이다 장치를 이용하여 건물의 전체 외곽을 스캐닝하여, 스캐닝된 점 데이터를 이미지 데이터로 벡터화함으로써, 건물의 외곽선을 추출할 수 있는 시스템 및 그 방법을 제공함에 목적이 있다.The present invention has been devised in view of the above problems, and a system capable of extracting the outline of a building by scanning the entire exterior of a building using a ground lidar device and vectorizing the scanned point data into image data; and The purpose is to provide the method.

즉, 본 발명의 제 1 목적은, 대상 건물에 대한 스캐닝 데이터를 통합하여 위치좌표를 부여하고, 위치좌표가 부여된 스캐닝 데이터로부터 지적 경계선을 추출하며, 추출한 지적 경계선을 바탕으로 3차원 모델링함으로써, 사람이 직접 측량하던 기존과 달리 손쉽게 대상 건물의 외곽선을 추출하도록 함에 있다. That is, the first object of the present invention is to give location coordinates by integrating scanning data for a target building, extract a cadastral boundary line from the scanning data to which location coordinates are given, and 3-dimensional modeling based on the extracted cadastral boundary line, Unlike the existing survey conducted by humans, the purpose is to easily extract the outline of the target building.

또한 본 발명의 제 2 목적은, 현지 측량부를 통해 생성된 대상 건물에 대한 점 데이터와, 기준점 취득부를 통해 취득한 기준점 좌표를 매칭시킴으로써, GPS 상의 오류에 다른 기준점 좌표의 오류를 보정하도록 함에 있다.In addition, the second object of the present invention is to correct the error of the other reference point coordinates to the error on the GPS by matching the point data for the target building generated through the local surveying unit and the reference point coordinates obtained through the reference point acquisition unit.

또한 본 발명의 제 3 목적은, 스캐닝 데이터의 중복된 점 데이터들간의 오차를 분석하여 오차가 소정치 이상일 경우, 해당 점 데이터를 제거함으로써 데이터의 신뢰성을 높이도록 함에 있다. Also, a third object of the present invention is to analyze an error between overlapping point data of scanning data and, when the error is greater than a predetermined value, remove the corresponding point data to increase data reliability.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 지상 라이다를 이용한 건물 외곽선 추출 시스템에 관한 것으로서, 측정 대상 건물 주위에 위치한 장치로서, 대상 건물을 측량하여 대상 건물에 대한 점 데이터를 생성하는 현지 측량부; 항공사진측량을 통해 제작된 도면 데이터로부터 대상 건물에 대한 기준점 좌표를 취득하는 기준점 취득부; 상기 현지 측량부를 통해 생성된 대상 건물에 대한 점 데이터와, 기준점 취득부를 통해 취득한 기준점 좌표를 매칭시킴으로써, 기준점 좌표의 위치정보를 보정하는 기준점 보정부; 대상 건물의 외곽선을 스캐닝함으로써 대상 건물에 대한 스캐닝 데이터를 생성하는 스캐닝부; 대상 건물에 대한 스캐닝 데이터를 통합하여 위치 좌표를 부여하고, 위치좌표가 부여된 스캐닝 데이터로부터 지적 경계선을 추출하는 데이터 처리부; 및 추출한 지적 경계선을 바탕으로 3차원 모델링함으로써 대상 건물의 외곽선을 추출하는 외곽선 추출부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving this technical problem relates to a system for extracting the outline of a building using a ground lidar, as a device located around a building to be measured, a local surveying unit that surveys the target building and generates point data for the target building ; a reference point acquisition unit for acquiring reference point coordinates for a target building from drawing data produced through aerial photogrammetry; a reference point correction unit for correcting location information of the reference point coordinates by matching the point data for the target building generated through the local surveying unit and the reference point coordinates acquired through the reference point acquisition unit; a scanning unit generating scanning data for the target building by scanning the outline of the target building; a data processing unit that integrates scanning data for a target building to assign location coordinates, and extracts cadastral boundaries from the scanning data to which location coordinates are assigned; and an outline extraction unit for extracting the outline of the target building by three-dimensional modeling based on the extracted cadastral boundary line; It is characterized in that it includes.

또한 상기 기준점 취득부는, 스캔을 하고자 하는 영역에 대한 범위를 설정하며, 설정된 범위정보와 항공사진측량을 통해 취득한 도면 데이터와의 중첩 영역을 비교함으로써, 상기 도면 데이터로부터 중첩 영역의 대상 건물에 대한 기준점 좌표를 취득하거나, 현장에 설치된 토탈스테이션(Total Station:TS) 및 GPS를 통해 취득한 데이터를 수신하여, 기 설치된 기준점망과 연결함으로써, 기준점 좌표를 취득하는 것을 특징으로 한다. In addition, the reference point acquisition unit sets a range for the area to be scanned, and compares the overlapped area between the set range information and the drawing data acquired through aerial photogrammetry, thereby providing a reference point for the target building in the overlapping area from the drawing data. It is characterized in that the coordinates are acquired or the coordinates of the reference point are acquired by receiving data acquired through a Total Station (TS) and GPS installed in the field, and connecting it with a pre-installed reference point network.

또한 상기 스캐닝 데이터는, 점 데이터로서, 각 Scene 별로 복수개의 데이터인 것을 특징으로 한다.In addition, the scanning data, as point data, is characterized in that it is a plurality of data for each scene.

또한 상기 데이터 처리부는, 스캐닝 데이터를 분석하여, 상기 스캐닝 데이터에 포함된 노이즈를 제거하는 노이즈 제거모듈; 노이즈가 제거된 스캐닝 데이터를 각 Scene 별로 분석하여 중복되는 점 데이터를 추출하고, 중복된 점 데이터들간의 오차를 분석하여, 오차가 소정치 이상인 점 데이터들을 제거하는 중복 제거모듈; 복수개의 스캐닝 데이터들을 하나의 스캐닝 데이터로 통합하는 데이터 통합모듈; 통합된 스캐닝 데이터에, 상기 기준점 취득부를 통해 취득한 기준점 좌표를 적용하여 대상 건물에 대한 위치좌표를 부여하고, 표면정합을 수행하는 위치좌표 부여모듈; 및 위치좌표가 부여된 3차원 스캐닝 데이터를 2차원 이미지 데이터로 변환한 후, 변환된 이미지 데이터를 벡터화함으로써 지적 경계선을 추출하는 지적 경계선 추출모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the data processing unit may include: a noise removal module that analyzes the scanning data and removes noise included in the scanning data; a duplication removal module that analyzes the noise-removed scanning data for each scene to extract overlapping point data, analyzes errors between the overlapped point data, and removes point data having an error greater than or equal to a predetermined value; a data integration module for integrating a plurality of scanning data into one scanning data; a location coordinate assignment module for applying the coordinates of the reference point acquired through the reference point acquisition unit to the integrated scanning data to provide location coordinates for the target building and performing surface registration; and a cadastral boundary line extraction module for extracting a cadastral boundary line by vectorizing the converted image data after converting the three-dimensional scanning data to which the position coordinates are given into two-dimensional image data; It is characterized in that it includes.

또한 상기 데이터 통합모듈은, 복수개의 스캐닝 데이터에서 공통되는 점들을 연결함으로써, 하나의 스캐닝 데이터로 통합하는 것을 특징으로 한다. In addition, the data integration module is characterized in that by connecting common points in a plurality of scanning data, it is characterized in that it is integrated into one scanning data.

그리고 상기 위치좌표는, 상기 기준점 좌표가 적용된, 지구상의 지리좌표로 표현되는 절대좌표인 것을 특징으로 한다.In addition, the position coordinates, to which the reference point coordinates are applied, are characterized in that they are absolute coordinates expressed in geographic coordinates of the earth.

한편, 본 발명은 지상 라이다를 이용한 건물 외곽선 추출 방법에 관한 것으로서, (a) 현지 측량부가 대상 건물을 측량하여 대상 건물에 대한 점 데이터를 생성하는 과정; (b) 기준점 취득부가 스캔을 하고자 하는 영역에 대한 범위를 설정하며, 설정된 범위정보와 항공사진측량을 통해 취득한 도면 데이터와의 중첩 영역을 비교함으로써, 상기 도면 데이터로부터 중첩 영역의 대상 건물에 대한 기준점 좌표를 취득하는 과정; (c) 기준점 보정부가 상기 현지 측량부를 통해 생성된 대상 건물에 대한 점 데이터와, 기준점 취득부를 통해 취득한 기준점 좌표를 매칭시킴으로써, 기준점 좌표의 위치정보를 보정하는 과정; (d) 스캐닝부가 대상 건물의 외곽선을 스캐닝함으로써 대상 건물에 대한 복수개의 스캐닝 데이터를 생성하는 과정; (e) 데이터 처리부가 대상 건물에 대한 스캐닝 데이터를 통합하여 위치좌표를 부여하고, 위치좌표가 부여된 스캐닝 데이터로부터 지적 경계선을 추출하는On the other hand, the present invention relates to a method for extracting a building outline using a ground lidar, (a) a process of generating point data for the target building by a local surveyor surveying the target building; (b) The reference point acquisition unit sets the range for the area to be scanned, and compares the overlapped area between the set range information and the drawing data acquired through aerial photogrammetry. the process of acquiring coordinates; (c) correcting the location information of the reference point coordinates by matching the reference point correction unit with the point data for the target building generated through the local surveying unit and the reference point coordinates acquired through the reference point acquisition unit; (d) generating a plurality of scanning data for the target building by the scanning unit scanning the outline of the target building; (e) The data processing unit gives the location coordinates by integrating the scanning data for the target building, and extracts the cadastral boundary line from the scanning data to which the location coordinates are assigned.

과정; 및 (f) 외곽선 추출부가 추출한 지적 경계선을 바탕으로 3차원 모델링함으로써 대상 건물의 외곽선을 추출하는 과정; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.procedure; and (f) extracting the outline of the target building by three-dimensional modeling based on the cadastral boundary line extracted by the outline extraction unit; It is characterized in that it includes.

또한 상기 (e) 과정은, (e-1) 상기 데이터 처리부가 점 데이터인 스캐닝 데이터를 분석하여, 상기 스캐닝 데이터에 포함된 노이즈를 제거하는 단계; (e-2) 상기 데이터 처리부가 노이즈가 제거된 스캐닝 데이터를 각 Scene별로 분석하여 중복되는 점 데이터를 추출하는 단계; (e-3) 상기 데이터 처리부가 중복된 점 데이터들간의 오차를 분석하여 오차가 소정치 이상인지 여부를 판단하는 단계; (e-4) 상기 (e-3) 단계의 판단결과, 오차가 소정치 이상일 경우, 해당 점 데이터들을 제거하는 단계; (e-5) 상기 데이터 처리부가 복수개의 스캐닝 데이터에서 공통되는 점들을 연결함으로써 하나의 스캐닝 데이터로 통합하는 단계; (e-6) 상기 데이터 처리부가 통합된 스캐닝 데이터에, 상기 기준점 취득부를 통해 취득한 기준점 좌표를 적용하여, 대상 건물에 대한 위치좌표를 부여하고, 표면정합을 수행하는 단계; 및 (e-7) 상기 데이터 처리부가 위치좌표가 부여된 3차원 스캐닝 데이터를 2차원 이미지 데이터로 변환한 후, 변환된 이미지 데이터를 벡터화함으로써 지적 경계선을 추출하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the process (e) may include: (e-1) analyzing, by the data processing unit, scanning data that is point data, and removing noise included in the scanning data; (e-2) extracting overlapping point data by analyzing, by the data processing unit, the noise-removed scanning data for each scene; (e-3) determining, by the data processing unit, whether the error is greater than or equal to a predetermined value by analyzing the error between overlapping point data; (e-4) if the error is greater than or equal to a predetermined value as a result of the determination in step (e-3), removing the corresponding point data; (e-5) integrating the data processing unit into one scanning data by connecting common points in the plurality of scanning data; (e-6) applying the reference point coordinates acquired through the reference point acquisition unit to the integrated scanning data of the data processing unit, giving location coordinates for the target building, and performing surface registration; and (e-7) extracting the cadastral boundary by vectorizing the converted image data after the data processing unit converts the three-dimensional scanning data to which the position coordinates are given into two-dimensional image data; It is characterized in that it includes.

그리고 (e-8) 상기 (e-3) 단계의 판단결과, 오차가 소정치 이하일 경우, 상기 데이터 처리부가 상기 (e-5) 단계로 절차를 이행하는 것을 특징으로 한다.and (e-8) when the error is less than or equal to a predetermined value as a result of the determination in step (e-3), the data processing unit performs the procedure to step (e-5).

상기와 같은 본 발명에 따르면, 지상 라이다 장치를 건물 주위에 설치하여, 스캐닝되는 점 데이터를 벡터화하여 이용함으로써, 빠르게 정밀한 외곽선을 추출할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention as described above, by installing a ground lidar device around a building, and vectorizing and using the scanned point data, there is an effect that can quickly extract a precise outline.

도 1 은 본 발명에 따른 지상 라이다를 이용한 건물 외곽선 추출 시스템(S)을 개념적으로 도시한 전체 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 데이터 처리부에 관한 세부 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 2차원 벡터화함으로써 지적 경계선을 추출한 모습을 보이는 일예시도.
도 4 는 본 발명에 따른 3차원 모델링을 통해 건물의 외곽선을 추출한 모습을 보이는 일예시도.
도 5 는 본 발명에 따른 건물 외곽선 추출 방법에 관한 전체 흐름도.
도 6 은 본 발명에 따른 제 5 과정에 관한 세부 흐름도.1 is an overall configuration diagram conceptually showing a building outline extraction system (S) using a ground lidar according to the present invention.
2 is a detailed configuration diagram of a data processing unit according to the present invention;
Figure 3 is an exemplary view showing a state in which the cadastral boundary is extracted by two-dimensional vectorization according to the present invention.
4 is an exemplary view showing a state in which an outline of a building is extracted through three-dimensional modeling according to the present invention;
5 is an overall flowchart of a method for extracting an outline of a building according to the present invention.
6 is a detailed flowchart of a fifth process according to the present invention.

본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.Specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Prior to this, it should be noted that, when it is determined that a detailed description of a known function and its configuration related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof is omitted.

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

본 발명에 따른 지상 라이다를 이용한 건물 외곽선 추출 시스템에 관하여 도 1 내지 도 4 를 참조하여 설명하면 다음과 같다.A system for extracting a building outline using a ground lidar according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 as follows.

도 1 은 본 발명에 따른 지상 라이다를 이용한 건물 외곽선 추출 시스템(S)을 개념적으로 도시한 전체 구성도로서, 도시된 바와 같이 현지 측량부(100), 기준점 취득부(200), 기준점 보정부(300), 스캐닝부(400), 데이터 처리부(500) 및 외곽선 추출부(600)를 포함하여 이루어진다. 1 is an overall configuration diagram conceptually illustrating a building outline extraction system (S) using a ground lidar according to the present invention. 300 , a scanning unit 400 , a data processing unit 500 , and an outline extracting unit 600 .

현지 측량부(100)는 측정 대상 건물 주위에 위치한 장치로서, 대상 건물을 측량하여 대상 건물에 대한 점 데이터를 생성한다. The local surveying unit 100 is a device located around the measurement target building, and generates point data for the target building by surveying the target building.

또한, 기준점 취득부(200)는 항공사진측량을 통해 취득한 도면 데이터로부터 대상 건물에 대한 기준점 좌표를 취득한다. In addition, the reference point acquisition unit 200 acquires the reference point coordinates for the target building from the drawing data acquired through aerial photogrammetry.

구체적으로, 기준점 취득부(200)는 스캔을 하고자 하는 영역에 대한 범위를 설정하며, 설정된 범위정보와 항공 사진측량을 통해 취득한 도면 데이터와의 중첩 영역을 비교함으로써, 상기 도면 데이터로부터 중첩 영역의 대상 건물에 대한 기준점 좌표를 취득한다. Specifically, the reference point acquisition unit 200 sets the range for the area to be scanned, and compares the overlapped area between the set range information and the drawing data acquired through aerial photogrammetry, and the target of the overlapping area from the drawing data Acquire the reference point coordinates for the building.

여기서, 항공사진측량을 통해 제작된 도면 데이터는 GPS를 이용하여 생성된 정보로서, GPS 상의 오류를 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 기준점 취득부(200)를 통해 취득한 기준점 좌표의 오류를 보정하기 위하여, 기준점 좌표 보정을 수행한다. Here, the drawing data produced through aerial photogrammetry is information generated using GPS, and may include errors on the GPS. Therefore, in the present invention, in order to correct the error of the reference point coordinates acquired through the reference point acquisition unit 200, the reference point coordinates are corrected.

상술한 바와 같이, 기준점 좌표의 오류를 보정하기 위하여, 기준점 보정부(300) 는 상기 현지 측량부(100)를 통해 생성된 대상 건물에 대한 점 데이터와, 기준점 취득부(200)를 통해 취득한 기준점 좌표를 매칭시킴으로써, 기준점 좌표의 위치정보를 보정한다.As described above, in order to correct the error of the reference point coordinates, the reference point correction unit 300 includes the point data for the target building generated through the local surveying unit 100 and the reference point acquired through the reference point acquisition unit 200 . By matching the coordinates, the position information of the reference point coordinates is corrected.

이에 따라, 기준점 취득부(200)를 통한 스캔 영역 범위에 항공사진측량을 통해 제작된 도면 데이터와 스캔 영역 범위를 비교하여 기준점 좌표를 취득하고, 현지 측량부(100)를 통해 취득한 데이터를 이용하여 기준점 좌표를 보정함으로써, GPS에 의한 오류가 제거된 보다 정확한 기준점 좌표를 취득할 수 있는 장점이 있다.Accordingly, the reference point coordinates are obtained by comparing the scan area range with the drawing data produced through aerial photogrammetry with the scan area range through the reference point acquisition unit 200, and using the data acquired through the local surveying unit 100 By correcting the reference point coordinates, there is an advantage in that more accurate reference point coordinates from which errors due to GPS are removed can be obtained.

한편, 본 발명에 따른 기준점 취득부(200)는 현장에 설치된 토탈스테이션(Total Station:TS) 및 GPS를 통해 취득한 데이터를 수신하여, 기 설치된 기준점망과 연결함으로써, 기준점 좌표를 취득할 수도 있다.On the other hand, the reference point acquisition unit 200 according to the present invention receives data acquired through a Total Station (TS) and GPS installed in the field, and connects to a pre-installed reference point network, thereby acquiring reference point coordinates.

또한, 스캐닝부(400)는 대상 건물의 외곽선을 스캐닝함으로써 대상 건물에 대한 스캐닝 데이터를 생성한다. Also, the scanning unit 400 generates scanning data for the target building by scanning the outline of the target building.

여기서, 스캐닝 데이터는 점 데이터로서, 각 Scene 별로 복수개의 데이터일 수 있다. 즉, 스캐닝 영역이 넓음에 따라 여러 번의 스캐닝이 요구될 경우, 여러 번 스캐닝에 의한 복수개의 데이터가 생성될 수 있다. Here, the scanning data is point data, and may be a plurality of data for each scene. That is, when multiple scanning is required as the scanning area is wide, a plurality of data may be generated by scanning multiple times.

참고로, 본 발명에 따른 스캐닝부(400)는 측정 대상물이 있는 현장에 위치한 스캐닝 장치로서, 측점당 초당 250,000 점의 스캔 속도를 가진다. For reference, the scanning unit 400 according to the present invention is a scanning device located at a site with a measurement object, and has a scanning speed of 250,000 points per second per point.

또한, 데이터 처리부(500)는 대상 건물에 대한 스캐닝 데이터를 통합하여 위치좌표를 부여하고, 위치좌표가 부여된 스캐닝 데이터로부터 지적 경계선을 추출하는 기능을 수행하는 바, 도 2 에 도시된 바와 같이 노이즈 제거 모듈(510), 중복 제거모듈(520), 데이터 통합모듈(530), 위치좌표 부여모듈(540) 및 지적 경계선 추출모듈(550)을 포함한다. In addition, the data processing unit 500 provides location coordinates by integrating the scanning data for the target building, and performs a function of extracting a cadastral boundary line from the scanning data to which the location coordinates are assigned. As shown in FIG. 2 , noise It includes a removal module 510 , a duplicate removal module 520 , a data integration module 530 , a location coordinate assignment module 540 , and a cadastral boundary line extraction module 550 .

구체적으로, 노이즈 제거모듈(510)은 스캐닝 데이터를 분석하여, 상기 스캐닝 데이터에 포함된 노이즈를 제거한다. 여기서, 노이즈란 반사되어 돌아오는 레이저에 의한 노이즈를 의미한다. Specifically, the noise removal module 510 analyzes the scanning data and removes noise included in the scanning data. Here, the noise means noise caused by the reflected laser.

중복 제거모듈(520)은 노이즈가 제거된 스캐닝 데이터를 각 Scene 별로 분석하여 중복되는 점 데이터를 추출하고, 중복된 점 데이터들간의 오차를 분석한다.The deduplication module 520 analyzes the noise-removed scanning data for each scene, extracts duplicate point data, and analyzes an error between the duplicate point data.

이에, 중복 제거모듈(520)은 중복된 점 데이터들간에 오차가 소정치 이상인지 여부를 판단하여, 소정치 이상일 경우 해당 점 데이터들을 제거한다. Accordingly, the duplication removal module 520 determines whether an error between the overlapping point data is equal to or greater than a predetermined value, and if the error is equal to or greater than a predetermined value, the corresponding point data is removed.

데이터 통합모듈(530)은 복수개의 스캐닝 데이터들을 하나의 스캐닝 데이터로 통합한다. 즉, 데이터 통합모듈(530)은 복수개의 스캐닝 데이터에서 공통되는 점들을 연결함으로써, 하나의 스캐닝 데이터로 통합한다. The data integration module 530 integrates a plurality of scanning data into one scanning data. That is, the data integration module 530 integrates the plurality of scanning data into one scanning data by connecting common points.

위치좌표 부여모듈(540)은 통합된 스캐닝 데이터에, 상기 기준점 취득부(200)를 통해 취득한 기준점 좌표를 적용하여 대상 건물에 대한 위치좌표를 부여하고, 표면정합을 수행한다. The location coordinate assignment module 540 applies the reference point coordinates acquired through the reference point acquisition unit 200 to the integrated scanning data to assign location coordinates to the target building, and performs surface registration.

이와 같은, 스캔 데이터는 공간상의 상대적인 위치관계에 의한 좌표를 포함하고 있는 데이터이다. 따라서, 위치좌표 부여모듈(540)은 상기 기준점 좌표를 이용하여, 지구상의 지리좌표로 표현되는 절대좌표로 변환한다. Such scan data is data including coordinates based on a relative positional relationship in space. Accordingly, the position coordinate assignment module 540 converts the coordinates of the reference point into absolute coordinates expressed in geographic coordinates on the earth.

지적 경계선 추출모듈(550)은 도 3 에 도시된 바와 같이 위치좌표가 부여된 3차원 스캐닝 데이터를 2차원 이미지 데이터로 변환한 후, 변환된 이미지 데이터를 벡터화함으로써 지적 경계선을 추출한다. The cadastral boundary extraction module 550 extracts the cadastral boundary by vectorizing the converted image data after converting the three-dimensional scanning data to which the position coordinates are assigned as shown in FIG. 3 into two-dimensional image data.

그리고, 외곽선 추출부(600)는 추출한 지적 경계선을 바탕으로 3차원 모델링함으로써 도 4 에 도시된 바와 같은 대상 건물의 외곽선을 추출한다. Then, the outline extraction unit 600 extracts the outline of the target building as shown in FIG. 4 by three-dimensional modeling based on the extracted cadastral boundary line.

이하에서는, 상술한 시스템을 이용한 건물 외곽선 추출 방법에 관하여 도 5 내지 도 6 을 참조하여 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a method for extracting a building outline using the above-described system will be described with reference to FIGS. 5 to 6 .

도 5 는 본 발명에 따른 건물 외곽선 추출 방법에 관한 전체 흐름도로서, 도시된 바와 같이 현지 측량부(100)가 대상 건물을 측량하여 대상 건물에 대한 점 데이터를 생성하는 제 1 과정(S100), 기준점 취득부(200)가 스캔을 하고자 하는 영역에 대한 범위를 설정하며, 설정된 범위정보와 항공사진측량을 통해 취득한 도면 데이터와의 중첩 영역을 비교함으로써, 상기 도면 데이터로부터 중첩 영역의 대상 건물에 대한 기준점 좌표를 취득하는 제 2 과정(S200), 기준점 보정부(300)가 상기 현지 측량부(100)를 통해 생성된 대상 건물에 대한 점 데이터와, 기준점 취득부(200)를 통해 취득한 기준점 좌표를 매칭시킴으로써, 기준점 좌표의 위치정보를 보정하는 제 3 과정(S300), 스캐닝부(400)가 대상 건물의 외곽선을 스캐닝함으로써 대상 건물에 대한 복수개의 스캐닝 데이터를 생성하는 제 4 과정(S400), 데이터 처리부(500)가 대상 건물에 대한 스캐닝 데이터를 통합하여 위치좌표를 부여하 5 is an overall flowchart of a method for extracting an outline of a building according to the present invention. As shown, the local surveyor 100 surveys the target building to generate point data for the target building (S100), a reference point. The acquisition unit 200 sets the range for the area to be scanned, and compares the overlapping area between the set range information and the drawing data acquired through aerial photogrammetry, and from the drawing data, a reference point for the target building in the overlapping area In the second process of acquiring coordinates (S200), the reference point correction unit 300 matches the point data for the target building generated through the local surveying unit 100 and the reference point coordinates obtained through the reference point acquisition unit 200 A third process (S300) of correcting the location information of the reference point coordinates, a fourth process (S400) of generating a plurality of scanning data for the target building by the scanning unit 400 scanning the outline of the target building (S400), the data processing unit (500) integrates the scanning data for the target building to give the location coordinates

고, 위치좌표가 부여된 스캐닝 데이터로부터 지적 경계선을 추출하는 제 5과정(S500) 및 외곽선 추출부(600)가 추출한 지적 경계선을 바탕으로 3차원 모델링함으로써 대상 건물의 외곽선을 추출하는 제 6 과정(S600)을 포함하여 이루어진다.The fifth process (S500) of extracting the cadastral boundary line from the scanning data to which the location coordinates are given and the sixth process of extracting the outline of the target building by three-dimensional modeling based on the cadastral boundary line extracted by the outline extraction unit 600 ( S600) is included.

도 6 은 본 발명에 따른 데이터 처리부(500)가 대상 건물에 대한 스캐닝 데이터를 통합하여 위치좌표를 부여하고, 위치좌표가 부여된 스캐닝 데이터로부터 지적 경계선을 추출하는 제 5 과정(S500)에 관한 세부 흐름도이다.6 is a fifth process (S500) in which the data processing unit 500 according to the present invention integrates scanning data for a target building to give location coordinates and extracts cadastral boundaries from the scanning data to which location coordinates are given. It is a flow chart.

도시된 바와 같이, 노이즈 제거모듈(510)은 점 데이터인 스캐닝 데이터를 분석하여, 상기 스캐닝 데이터에 포함된 노이즈를 제거한다(S510) As shown, the noise removal module 510 analyzes the scanning data, which is point data, and removes noise included in the scanning data (S510).

중복 제거모듈(520)은 노이즈가 제거된 스캐닝 데이터를 각 Scene 별로 분석하여 중복되는 점 데이터를 추출하고(S520), 중복된 점 데이터들간의 오차를 분석하여 오차가 소정치 이상인지 여부를 판단한다(S530) The deduplication module 520 analyzes the noise-removed scanning data for each scene to extract overlapping point data (S520), and analyzes the error between the overlapped point data to determine whether the error is greater than or equal to a predetermined value (S530)

제S530 단계의 판단결과, 오차가 소정치 이상일 경우, 해당 점 데이터들을 제거한다(S540)As a result of the determination in step S530, if the error is greater than or equal to a predetermined value, the corresponding point data is removed (S540)

이후, 데이터 통합모듈(530)은 복수개의 스캐닝 데이터에서 공통되는 점들을 연결함으로써 하나의 스캐닝 데이터로 통합하며(S550), 위치좌표 부여모듈(540)은 통합된 스캐닝 데이터에, 상기 기준점 취득부(200)를 통해 취득한 기준점 좌표를 적용하여 대상 건물에 대한 위치좌표를 부여하고, 표면정합을 수행한다(S560) Thereafter, the data integration module 530 integrates into one scanning data by connecting common points in the plurality of scanning data (S550), and the position coordinate assignment module 540 in the integrated scanning data, the reference point acquisition unit ( 200) by applying the coordinates of the reference point obtained through the application of the coordinates of the location to the target building, and performs surface registration (S560)

뒤이어, 지적 경계선 추출모듈(550)은 위치좌표가 부여된 3차원 스캐닝 데이터를 2차원 이미지 데이터로 변환한 후, 변환된 이미지 데이터를 벡터화함으로써 지적 경계선을 추출한다(S570) Subsequently, the cadastral boundary line extraction module 550 converts the 3D scanning data to which the location coordinates are given into 2D image data, and then extracts the cadastral boundary by vectorizing the converted image data (S570)

한편, 상기 제S530 단계의 판단결과, 오차가 소정치 이하일 경우, 중복 제거모듈(520)은 제S550 단계로 절차를 이행한다. Meanwhile, as a result of the determination in step S530, when the error is less than or equal to a predetermined value, the duplicate removal module 520 proceeds to step S550.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다. Although the above has been described and illustrated in relation to a preferred embodiment for illustrating the technical idea of the present invention, the present invention is not limited to the configuration and operation as shown and described as such, and deviates from the scope of the technical idea. It will be apparent to those skilled in the art that many changes and modifications may be made to the present invention without reference to the invention. Accordingly, all such suitable alterations and modifications and equivalents are to be considered as falling within the scope of the present invention.

100: 현지 측량부 200: 기준점 취득부
300: 기준점 보정부 400: 스캐닝부
500: 데이터 처리부 600: 외곽선 추출부
510: 노이즈 제거모듈 520: 중복 제거모듈
530: 데이터 통합모듈 540: 위치좌표 부여모듈
550: 지적 경계선 추출모듈100: local survey unit 200: reference point acquisition unit
300: reference point correction unit 400: scanning unit
500: data processing unit 600: outline extraction unit
510: noise removal module 520: deduplication module
530: data integration module 540: location coordinate assignment module
550: cadastral boundary line extraction module

Claims (10)

지상 라이다를 이용한 건물 외곽선 추출 시스템에 있어서,
측정 대상 건물 주위에 위치한 장치로서, 대상 건물을 측량하여 대상 건물에 대한 점 데이터를 생성하는 현지 측량부(100); 항공사진측량을 통해 제작된 도면 데이터로부터 대상 건물에 대한 기준점 좌표를 취득하는 기준점 취득부(200); 상기 현지 측량부(100)를 통해 생성된 대상 건물에 대한 점 데이터와, 기준점 취득부(200)를 통해 취득한 기준점 좌표를 매칭시킴으로써, 기준점 좌표의 위치정보를 보정하는 기준점 보정부(300); 대상 건물의 외곽선을 스캐닝함으로써 대상 건물에 대한 스캐닝 데이터를 생성하는 스캐닝부(400); 대상 건물에 대한 스캐닝 데이터를 통합하여 위치좌표를 부여하고, 위치좌표가 부여된 스캐닝 데이터로부터 지적 경계선을 추출하는 데이터 처리부(500); 및 추출한 지적 경계선을 바탕으로 3차원 모델링함으로써 대상 건물의 외곽선을 추출하는 외곽선 추출부(600); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 지상 라이다를 이용한 건물 외곽선 추출 시스템.In the building outline extraction system using the ground lidar,
An apparatus located around a measurement target building, comprising: a local surveying unit 100 for generating point data for the target building by surveying the target building; a reference point acquisition unit 200 for acquiring reference point coordinates for a target building from drawing data produced through aerial photogrammetry; a reference point correction unit 300 for correcting the location information of the reference point coordinates by matching the point data for the target building generated through the local surveying unit 100 with the reference point coordinates acquired through the reference point acquisition unit 200; a scanning unit 400 that generates scanning data for the target building by scanning the outline of the target building; a data processing unit 500 that integrates scanning data for a target building to give location coordinates, and extracts cadastral boundaries from the scanning data to which location coordinates are assigned; and an outline extraction unit 600 for extracting the outline of the target building by three-dimensional modeling based on the extracted cadastral boundary line; Building outline extraction system using the ground lidar, characterized in that it comprises a. 제 1 항에 있어서,
상기 기준점 취득부(200)는,
스캔을 하고자 하는 영역에 대한 범위를 설정하며, 설정된 범위정보와 항공사진측량을 통해 취득한 도면 데이터와의 중첩 영역을 비교함으로써, 상기 도면 데이터로부터 중첩 영역의 대상 건물에 대한 기준점 좌표를 취득하는 것을 특징으로 하는 지상 라이다를 이용한 건물 외곽선 추출 시스템.The method of claim 1,
The reference point acquisition unit 200,
By setting the range for the area to be scanned, and comparing the overlapping area between the set range information and the drawing data obtained through aerial photogrammetry, the reference point coordinates for the target building in the overlapping area are obtained from the drawing data. Building outline extraction system using ground lidar. 제 1 항에 있어서,
상기 기준점 취득부(200)는,
현장에 설치된 토탈스테이션(Total Station:TS) 및 GPS를 통해 취득한 데이터를 수신하여, 기 설치된 기준점망과 연결함으로써, 기준점 좌표를 취득하는 것을 특징으로 하는 지상 라이다를 이용한 건물 외곽선 추출 시스템.The method of claim 1,
The reference point acquisition unit 200,
A system for extracting the outline of a building using a ground lidar, characterized in that it receives data acquired through a Total Station (TS) and GPS installed in the field, and acquires reference point coordinates by connecting it with a pre-installed reference point network. 제 1 항에 있어서,
상기 스캐닝 데이터는,
점 데이터로서, 각 Scene 별로 복수개의 데이터인 것을 특징으로 하는 지상 라이다를 이용한 건물 외곽선 추출 시스템.The method of claim 1,
The scanning data is
As point data, a building outline extraction system using ground lidar, characterized in that it is a plurality of data for each scene. 제 1 항에 있어서,
상기 데이터 처리부(500)는,
스캐닝 데이터를 분석하여, 상기 스캐닝 데이터에 포함된 노이즈를 제거하는 노이즈 제거모듈(510); 노이즈가 제거된 스캐닝 데이터를 각 Scene 별로 분석하여 중복되는 점 데이터를 추출하고, 중복된 점 데이터들 간의 오차를 분석하여, 오차가 소정치 이상인 점 데이터들을 제거하는 중복 제거모듈(520); 복수개의 스캐닝 데이터들을 하나의 스캐닝 데이터로 통합하는 데이터 통합모듈(530); 통합된 스캐닝 데이터에, 상기 기준점 취득부(200)를 통해 취득한 기준점 좌표를 적용하여 대상 건물에 대한 위치좌표를 부여하고, 표면정합을 수행하는 위치좌표 부여모듈(540); 및
위치좌표가 부여된 3차원 스캐닝 데이터를 2차원 이미지 데이터로 변환한 후, 변환된 이미지 데이터를 벡터화함으로써 지적 경계선을 추출하는 지적 경계선 추출모듈(550); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 지상 라이다를 이용한 건물 외곽선 추출 시스템.The method of claim 1,
The data processing unit 500,
a noise removal module 510 that analyzes the scanning data and removes noise included in the scanning data; a duplication removal module 520 that analyzes the noise-removed scanning data for each scene to extract overlapping point data, and analyzes an error between the overlapped point data to remove point data having an error greater than or equal to a predetermined value; a data integration module 530 for integrating a plurality of scanning data into one scanning data; a location coordinate assignment module 540 for applying the reference point coordinates acquired through the reference point acquisition unit 200 to the integrated scanning data to assign location coordinates to the target building and perform surface matching; and
a cadastral boundary line extraction module 550 for extracting a cadastral boundary line by vectorizing the converted image data after converting the three-dimensional scanning data to which the positional coordinates are given into two-dimensional image data; Building outline extraction system using the ground lidar, characterized in that it comprises a. 제 5 항에 있어서,
상기 데이터 통합모듈(530)은,
복수개의 스캐닝 데이터에서 공통되는 점들을 연결함으로써, 하나의 스캐닝 데이터로 통합하는 것을 특징으로 하는 지상 라이다를 이용한 건물 외곽선 추출 시스템.6. The method of claim 5,
The data integration module 530,
By connecting common points in a plurality of scanning data, a building outline extraction system using a ground lidar, characterized in that it is integrated into one scanning data. 제 1 항에 있어서,
상기 위치좌표는,
상기 기준점 좌표가 적용된, 지구상의 지리좌표로 표현되는 절대좌표인 것을 특징으로 하는 지상 라이다를 이용한 건물 외곽선 추출 시스템.The method of claim 1,
The location coordinates are
Building outline extraction system using ground lidar, characterized in that the reference point coordinates are absolute coordinates expressed in geographic coordinates on the earth to which the coordinates are applied. 지상 라이다를 이용한 건물 외곽선 추출 방법에 있어서,
(a) 현지 측량부(100)가 대상 건물을 측량하여 대상 건물에 대한 점 데이터를 생성하는 과정;
(b) 기준점 취득부(200)가 스캔을 하고자 하는 영역에 대한 범위를 설정하며, 설정된 범위정보와 항공사진측량을 통해 취득한 도면 데이터와의 중첩 영역을 비교함으로써, 상기 도면 데이터로부터 중첩 영역의 대상 건물에 대한 기준점 좌표를 취득하는 과정;
(c) 기준점 보정부(300)가 상기 현지 측량부(100)를 통해 생성된 대상 건물에 대한 점 데이터와, 기준점 취득부(200)를 통해 취득한 기준점 좌표를 매칭시킴으로써, 기준점 좌표의 위치정보를 보정하는 과정;
(d) 스캐닝부(400)가 대상 건물의 외곽선을 스캐닝함으로써 대상 건물에 대한 복수개의 스캐닝 데이터를 생성하는 과정;
(e) 데이터 처리부(500)가 대상 건물에 대한 스캐닝 데이터를 통합하여 위치좌표를 부여하고, 위치좌표가 부여된 스캐닝 데이터로부터 지적 경계선을 추출하는 과정; 및 (f) 외곽선 추출부(600)가 상기 데이터 처리부(500)를 통해 추출된 지적 경계선을 바탕으로 3차원 모델링함으로써 대상 건물의 외곽선을 추출하는 과정; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 지상 라이다를 이용한 건물 외곽선 추출 방법.In the method of extracting the outline of a building using the ground lidar,
(a) the process of generating point data for the target building by the local surveying unit 100 surveying the target building;
(b) the reference point acquisition unit 200 sets the range for the area to be scanned, and compares the overlapped area between the set range information and the drawing data acquired through aerial photogrammetry, and the target of the overlapping area from the drawing data the process of acquiring reference point coordinates for the building;
(c) the reference point correction unit 300 matches the point data for the target building generated through the local surveying unit 100 with the reference point coordinates acquired through the reference point acquisition unit 200, and the location information of the reference point coordinates calibration process;
(d) generating, by the scanning unit 400, a plurality of scanning data for the target building by scanning the outline of the target building;
(e) the process of the data processing unit 500 integrating the scanning data for the target building, giving the location coordinates, and extracting the cadastral boundary line from the scanning data to which the location coordinates are assigned; And (f) the process of extracting the outline of the target building by the outline extraction unit 600 three-dimensional modeling based on the cadastral boundary line extracted through the data processing unit 500; A method of extracting the outline of a building using a ground lidar, comprising: 제 8 항에 있어서,
상기 (e) 과정은,
(e-1) 상기 데이터 처리부(500)가 점 데이터인 스캐닝 데이터를 분석하여, 상기 스캐닝 데이터에 포함된 노이즈를 제거하는 단계;
(e-2) 상기 데이터 처리부(500)가 노이즈가 제거된 스캐닝 데이터를 각 Scene 별로 분석하여 중복되는 점 데이터를 추출하는 단계;
(e-3) 상기 데이터 처리부(500)가 중복된 점 데이터들간의 오차를 분석하여 오차가 소정치 이상인지 여부를 판단하는 단계;
(e-4) 상기 (e-3) 단계의 판단결과, 오차가 소정치 이상일 경우, 해당 점 데이터들을 제거하는 단계;
(e-5) 상기 데이터 처리부(500)가 복수개의 스캐닝 데이터에서 공통되는 점들을 연결함으로써 하나의 스캐닝 데이터로 통합하는 단계;
(e-6) 상기 데이터 처리부(500)가 통합된 스캐닝 데이터에, 상기 기준점 취득부(200)를 통해 취득한 기준점 좌표를 적용하여, 대상 건물에 대한 위치좌표를 부여하고, 표면정합을 수행하는 단계; 및
(e-7) 상기 데이터 처리부(500)가 위치좌표가 부여된 3차원 스캐닝 데이터를 2차원 이미지 데이터로 변환한 후, 변환된 이미지 데이터를 벡터화함으로써 지적 경계선을 추출하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 지상 라이다를 이용한 건물 외곽선 추출 방법.9. The method of claim 8,
The (e) process is,
(e-1) analyzing, by the data processing unit 500, scanning data that is point data, and removing noise included in the scanning data;
(e-2) extracting, by the data processing unit 500, redundant point data by analyzing the noise-removed scanning data for each scene;
(e-3) analyzing, by the data processing unit 500, an error between overlapping point data to determine whether the error is greater than or equal to a predetermined value;
(e-4) if the error is greater than or equal to a predetermined value as a result of the determination in step (e-3), removing the corresponding point data;
(e-5) integrating the data processing unit 500 into one scanning data by connecting common points in the plurality of scanning data;
(e-6) applying the reference point coordinates acquired through the reference point acquisition unit 200 to the integrated scanning data of the data processing unit 500, giving location coordinates for the target building, and performing surface registration ; and
(e-7) extracting, by the data processing unit 500, the three-dimensional scanning data to which the positional coordinates are given, into two-dimensional image data, and then vectorizing the converted image data to extract the cadastral boundary; A method of extracting the outline of a building using a ground lidar, comprising: 제 9 항에 있어서,
(e-8) 상기 (e-3) 단계의 판단결과, 오차가 소정치 이하일 경우, 상기 데이터 처리부(500)가 상기 (e-5) 단계로 절차를 이행하는 것을 특징으로 하는 지상 라이다를 이용한 건물 외곽선 추출 방법.10. The method of claim 9,
(e-8) If the error is less than or equal to a predetermined value as a result of the determination in step (e-3), the data processing unit 500 performs the procedure in step (e-5). A method of extracting the outline of a building using
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CN117315160A (en) * 2023-10-31 2023-12-29 重庆市规划和自然资源信息中心 Building three-dimensional live-action modeling working method
CN117315160B (en) * 2023-10-31 2024-05-14 重庆市规划和自然资源信息中心 Building three-dimensional live-action modeling working method

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CN117315160A (en) * 2023-10-31 2023-12-29 重庆市规划和自然资源信息中心 Building three-dimensional live-action modeling working method
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