KR20230143499A - Raindrop Size Distribution and Rainrate Estimation Method Using CCTV - Google Patents

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KR20230143499A
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rain
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이진욱
변종윤
백종진
전창현
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중앙대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명에 따른 CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법은, 데이터수집부가 임의로 선택된 범위의 지역 내에 설치된 CCTV에서 촬영된 원본 영상데이터를 전송받아 데이터베이스에 저장하는 (a)단계, 영상처리부가 상기 데이터베이스에 저장된 원본 영상데이터를 전처리하여 가공 영상데이터로 변환시키는 (b)단계, 상기 영상처리부가 상기 가공 영상데이터에서 빗줄기에 해당하는 영역을 제외한 나머지 배경 영역을 제거한 분석용 영상데이터를 생성하는 (c)단계, 강우분석부가 상기 분석용 영상데이터에 포함되어 있는 각 강우입자의 직경 정보를 산출하는 (d)단계, 상기 강우분석부가 상기 (d)단계에 의해 산출된 각 강우입자의 직경 정보를 취합하여, 강우입자 직경별 수농도를 산출하는 (e)단계 및 상기 강우분석부가 상기 (e)단계에 의해 산출된 상기 강우입자 직경별 수농도를 기반으로 최종 강우강도를 도출하는 (f)단계를 포함한다.The method for estimating rainfall particle distribution and rainfall intensity using CCTV according to the present invention includes step (a) in which the data collection unit receives original image data captured from CCTV installed in a randomly selected area and stores it in a database, and the image processing unit Step (b) of preprocessing the original image data stored in the database and converting it into processed image data, wherein the image processing unit generates image data for analysis by removing the background area except for the area corresponding to the rain streak from the processed image data. Step c), step (d) in which the rainfall analysis unit calculates the diameter information of each rainfall particle included in the image data for analysis, and step (d) in which the rainfall analysis unit calculates the diameter information of each rainfall particle calculated in step (d). Step (e) of collecting and calculating the number concentration by diameter of rainfall particles, and step (f) of the rainfall analysis unit deriving the final rainfall intensity based on the number concentration by diameter of rainfall particles calculated in step (e). Includes.

Description

CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법{Raindrop Size Distribution and Rainrate Estimation Method Using CCTV}Raindrop Size Distribution and Rainrate Estimation Method Using CCTV}

본 발명은 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 CCTV 화면을 통해 획득한 강우입자 관측 영상을 활용하여 실시간 강우입자 분포를 수집하고, 강우입자 직경 구간 별 수농도 값을 통해 강우강도를 추정함에 따라 원격탐사관측 자료의 강우 보정자료로 활용하고, 강우 관측 공백지역을 해소하여 도시 규모 강우 정보를 제공할 수 있는 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for estimating rainfall particle distribution and rainfall intensity. More specifically, real-time rainfall particle distribution is collected using rainfall particle observation images obtained through CCTV screens, and water concentration values for each rainfall particle diameter section are used. This relates to rainfall particle distribution and rainfall intensity estimation methods that can be used as rainfall correction data for remote sensing observation data when estimating rainfall intensity, and can provide city-scale rainfall information by eliminating rainfall observation blank areas.

강우량(降雨量)은 우량계 등의 도구를 통해 비가 내린 양을 측정한 정보를 뜻하며, 현재는 기상청에 의해 강우량이 측정되어 기상 정보로서 제공되고 있다. 그리고 종래 기상청에서는 AWS(방재기상관측장비), ASOS(종관기상관측장비) 등의 장비를 활용하고 있다.Rainfall refers to information measured by the amount of rain using tools such as a rain gauge. Currently, rainfall is measured by the Korea Meteorological Administration and provided as meteorological information. And conventionally, the Korea Meteorological Administration uses equipment such as AWS (Disaster Prevention and Weather Observation Equipment) and ASOS (Synoptic Weather Observation Equipment).

이 중 AWS는 전국 510곳의 지점에서 기상 관련 지표(기압, 기온, 풍향·풍속, 강우량, 기온, 바람) 관측 자료를 자동 측정, 연산, 저장, 표출하며, ASOS의 경우 전국 102곳의 지점에서 AWS를 통해 얻을 수 있는 기상 관련 지표 외에 시정, 운고, 신적설 등의 지표 값을 함께 측정하고 있다.Among these, AWS automatically measures, calculates, stores, and displays weather-related indicators (barometric pressure, temperature, wind direction/speed, rainfall, temperature, wind) observation data at 510 locations across the country, while ASOS automatically measures, calculates, stores, and displays observation data at 102 locations across the country. In addition to weather-related indicators that can be obtained through AWS, indicator values such as visibility, cloud height, and new snow cover are also measured.

다만, 산악 지형 등과 같은 특정 지형의 경우에는 국지적으로 강우량의 차이가 존재하나, 상기와 같은 장비들을 이용하는 기상청에서 제공하는 강우량 정보는 이러한 강우량의 차이를 고려하지 않고 특정 관측소의 강우자료가 광범위한 지역의 기상 특성을 대표하기 때문에 정보가 모호하고 부정확하다는 문제가 있다. 또한 강우입자 분포 정보를 얻을 수 없다는 한계도 있다.However, in the case of certain terrains such as mountainous terrain, there are local differences in rainfall, but the rainfall information provided by the Korea Meteorological Administration using the above equipment does not take into account these differences in rainfall and rainfall data from specific observatories are distributed over a wide area. Because it represents meteorological characteristics, there is a problem that the information is vague and inaccurate. There is also a limitation in that rainfall particle distribution information cannot be obtained.

한편 PARSIVEL(Parsivel Size and Velocity)과 같은 우적계(Disdrometer)는 대기 중 낙하하는 강우입자가 광학센서의 송신부에서 나오는 2차원 광학레이저 영역을 통과할 경우, 송·수신부의 레이저 세기 및 레이저가 강도가 감소된 시간을 계산하여 강우입자의 직경 및 낙하속도를 회수하는 기기로서, 강우량뿐만 아니라 강우입자 분포에 대한 정보 또한 얻을 수 있다.Meanwhile, a rain drop meter such as PARSIVEL (Parsivel Size and Velocity) measures the laser intensity of the transmitter and receiver when rain particles falling in the atmosphere pass through the two-dimensional optical laser area coming from the transmitter of the optical sensor. It is a device that calculates the reduced time to retrieve the diameter and falling speed of rainfall particles, and can obtain information on not only the amount of rainfall but also the distribution of rainfall particles.

하지만, 이와 같은 우적계는 고가의 장비(약 1천만 원)로 여러 지역에 설치하기 어렵다는 문제가 있으며, 또한 우적계의 유형별로 설정된 관측 채널 구간 차이로 인해 최종 산출물인 강우입자 분포 차이가 발생하게 된다.However, such a rain gauge has the problem of being difficult to install in various areas due to expensive equipment (approximately 10 million won), and also causes differences in the distribution of rainfall particles in the final product due to differences in the observation channel sections set for each type of rain gauge. do.

따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.Therefore, a method to solve these problems is required.

한국등록특허 제10-2057989호Korean Patent No. 10-2057989

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 운용 비용을 절감할 수 있는 것은 물론, 지상 관측기기 설치가 어려운 산악 및 해양 지역에서도 강우량 정보 획득이 가능하고, 국지적인 강우량 정보를 제공할 수 있는 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법을 제공하기 위한 목적을 가진다.The present invention is an invention made to solve the problems of the prior art described above. In addition to reducing operating costs, it is possible to obtain rainfall information even in mountainous and marine areas where it is difficult to install ground observation equipment, and local rainfall information is possible. The purpose is to provide a rainfall particle distribution and rainfall intensity estimation method that can provide.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법은, 데이터수집부가 임의로 선택된 범위의 지역 내에 설치된 CCTV에서 촬영된 원본 영상데이터를 전송받아 데이터베이스에 저장하는 (a)단계, 영상처리부가 상기 데이터베이스에 저장된 원본 영상데이터를 전처리하여 가공 영상데이터로 변환시키는 (b)단계, 상기 영상처리부가 상기 가공 영상데이터에서 빗줄기에 해당하는 영역을 제외한 나머지 배경 영역을 제거한 분석용 영상데이터를 생성하는 (c)단계, 강우분석부가 상기 분석용 영상데이터에 포함되어 있는 각 강우입자의 직경 정보를 산출하는 (d)단계, 상기 강우분석부가 상기 (d)단계에 의해 산출된 각 강우입자의 직경 정보를 취합하여, 강우입자 직경별 수농도를 산출하는 (e)단계 및 상기 강우분석부가 상기 (e)단계에 의해 산출된 상기 강우입자 직경별 수농도를 기반으로 최종 강우강도를 도출하는 (f)단계를 포함한다.The method for estimating rainfall particle distribution and rainfall intensity using CCTV of the present invention to achieve the above purpose is to receive original image data captured from CCTV installed within a randomly selected area of the data collection area and store it in a database (a ) Step, step (b) in which the image processing unit pre-processes the original image data stored in the database and converts it into processed image data, for analysis in which the image processing unit removes the remaining background area excluding the area corresponding to the rain streak from the processed image data. Step (c) of generating image data, step (d) of the rainfall analysis unit calculating diameter information of each rainfall particle included in the image data for analysis, and step (d) of the rainfall analysis unit calculating the diameter information of each rainfall particle included in the image data for analysis. Step (e) of collecting the diameter information of rainfall particles and calculating the number concentration by diameter of rainfall particles, and the rainfall analysis unit calculates the final rainfall intensity based on the number concentration by diameter of rainfall particles calculated in step (e). Includes step (f) of deriving.

이때 상기 (b)단계는, 상기 영상처리부가 상기 원본 영상데이터를 명암비 정보만을 남긴 흑백 영상으로 변환할 수 있다.At this time, in step (b), the image processing unit may convert the original image data into a black and white image with only contrast ratio information remaining.

그리고 상기 (c)단계는, 상기 영상처리부가 상기 가공 영상데이터에서 빗줄기에 해당하는 픽셀군을 특정하는 (c-1)단계, 상기 영상처리부가 상기 가공 영상데이터에서 빗줄기에 해당하는 픽셀군을 제외한 나머지 픽셀군을 선택하는 (c-2)단계 및 상기 영상처리부가 상기 (c-2)단계에서 선택된 나머지 픽셀군의 밝기를 제거하여 빗줄기에 해당하는 픽셀군을 배경으로부터 분리한 가공 영상데이터를 생성하는 (c-3)단계를 포함할 수 있다.And the step (c) is a step (c-1) in which the image processing unit specifies a group of pixels corresponding to rain streaks from the processed image data, and the image processing unit excludes a group of pixels corresponding to rain streaks from the processed image data. Step (c-2) of selecting the remaining pixel group, and the image processing unit removes the brightness of the remaining pixel group selected in step (c-2) to generate processed image data in which the pixel group corresponding to the rain streak is separated from the background. It may include step (c-3).

또한 상기 (d)단계는, 상기 강우분석부가 상기 가공 영상데이터를 컨볼루션(Convolution) 처리하여 빗줄기에 해당하는 픽셀군을 별도로 구분하는 (d-1)단계, 상기 강우분석부가 상기 (d-1)단계에 의해 구분된 개별 빗줄기 픽셀군의 중심축을 산출하는 (d-2)단계, 상기 강우분석부가 상기 (d-2)단계에서 산출된 중심축을 기준으로 하여 개별 빗줄기 픽셀군의 장축 및 단축을 도출하는 (d-3)단계 및 상기 강우분석부가 상기 (d-3)단계에서 도출된 개별 빗줄기 픽셀군의 단축을 강우입자의 직경으로 변환하여 각 강우입자의 직경 정보를 산출하는 (d-4)단계를 포함할 수 있다.In addition, the step (d) is a step (d-1) in which the rain analysis unit performs convolution processing on the processed image data to separately classify a group of pixels corresponding to rain streaks, and the rain analysis unit performs a convolution process on the processed image data. ) Step (d-2) of calculating the central axis of the individual rain pixel group divided by step, the rain analysis unit calculates the long axis and short axis of the individual rain pixel group based on the central axis calculated in step (d-2). Step (d-3) of deriving and the rainfall analysis unit calculates diameter information of each rainfall particle by converting the short axis of the individual rain streak pixel group derived in step (d-3) into the diameter of the rainfall particle (d-4) ) may include steps.

이때 상기 (d-4)단계는, 상기 강우분석부가 강우입자의 직경 정보를 산출하는 과정에서 원본 영상데이터를 획득한 CCTV의 설정을 반영할 수 있다.At this time, step (d-4) may reflect the settings of the CCTV that acquired the original image data in the process of calculating the diameter information of the rainfall particles by the rainfall analysis unit.

그리고 상기 (f)단계는, 상기 강우분석부가,And in step (f), the rainfall analysis unit,

의 수식을 통해 최종 강우강도를 도출할 수 있다.The final rainfall intensity can be derived through the formula.

한편 상기 (e)단계 및 상기 (f)단계 사이에는, 상기 강우분석부가 상기 분석용 영상데이터에의 피사계 심도 내 유효체적을 계산하는 (ex1)단계 및 상기 강우분석부가 상기 분석용 영상데이터의 비기상 자료를 제거하는 (ex2)단계가 더 수행되며, 상기 (ex1)단계 및 상기 (ex2)단계의 결과는 (f)단계에 반영될 수 있다.Meanwhile, between the step (e) and the step (f), a step (ex1) in which the rainfall analysis unit calculates an effective volume within the depth of field of the image data for analysis, and the rain analysis unit calculates the effective volume within the depth of field of the image data for analysis. Step (ex2) of removing meteorological data is further performed, and the results of step (ex1) and step (ex2) can be reflected in step (f).

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법은, CCTV라는 영상 기반의 장비를 통해 획득한 강우량 자료를 통해 종래 사용되던 우적계의 제한된 관측 영역에 대한 한계를 줄일 수 있으며, 저비용의 장비를 통해 높은 공간 해상도 관측 네트워크 구축이 가능하다는 장점을 가진다.The method for estimating rainfall particle distribution and rainfall intensity using CCTV of the present invention to solve the above problems is limited by the limited observation area of the rain gauge used conventionally through rainfall data acquired through video-based equipment called CCTV. can be reduced, and has the advantage of being able to build a high spatial resolution observation network using low-cost equipment.

또한 본 발명은 원격탐사관측자료가 가지는 공간적 오차 발생 문제를 부분적으로 해소할 수 있고, 기존의 지상 AWS, ASOS 관측 자료가 가지는 제한된 강우 정보에 대한 활용성을 높이는 데 기여할 수 있다.In addition, the present invention can partially solve the problem of spatial errors in remote sensing observation data and contribute to increasing the usability of the limited rainfall information of existing ground AWS and ASOS observation data.

더불어 본 발명은 고층 빌딩, 산 후면 등 바람 반대 방향(풍하측)에서의 강우 정보 수집이 가능하여 도시 규모의 고정밀 강우 맵 생성이 가능하며, 이와 같은 고해상도 강우 맵 자료를 통해 폭우 발생 시 보다 정확한 지역적 강우 정보를 제공함으로써 침수 및 산사태 등에 의한 대책 수립의 기초자료로 사용 가능하다는 장점을 가진다.In addition, the present invention enables the collection of rainfall information in the direction opposite to the wind (downwind side), such as behind high-rise buildings or mountains, enabling the creation of a high-precision rainfall map at a city scale. Through such high-resolution rainfall map data, more accurate regional information can be generated when heavy rain occurs. By providing rainfall information, it has the advantage of being able to be used as basic data for establishing countermeasures against flooding and landslides.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법의 각 과정을 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법을 수행하기 위한 시스템의 각 구성요소를 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법에 있어서, (c)단계의 세부 과정을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법에 있어서, 빗줄기에 해당하는 픽셀군을 배경으로부터 분리 처리하는 과정을 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법에 있어서, (d)단계의 세부 과정을 나타낸 도면;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법에 있어서, 빗줄기에 해당하는 픽셀군을 별도 구분 처리하는 과정을 나타낸 도면;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법에 있어서, 강우입자의 직경 정보를 산출하는 과정을 나타낸 도면; 및
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법에 있어서, 강우분석부에 의해 산출된 강우입자 직경별 수농도 그래프를 나타낸 도면이다.
1 is a diagram showing each process of a method for estimating rainfall particle distribution and rainfall intensity using CCTV according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a diagram showing each component of a system for performing a method for estimating rainfall particle distribution and rainfall intensity using CCTV according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is a diagram showing the detailed process of step (c) in the method for estimating rainfall particle distribution and rainfall intensity using CCTV according to an embodiment of the present invention;
Figure 4 is a diagram showing the process of separating and processing a group of pixels corresponding to rain streaks from the background in the method for estimating rainfall particle distribution and rainfall intensity using CCTV according to an embodiment of the present invention;
Figure 5 is a diagram showing the detailed process of step (d) in the method for estimating rainfall particle distribution and rainfall intensity using CCTV according to an embodiment of the present invention;
Figure 6 is a diagram showing the process of separately classifying and processing pixel groups corresponding to rain streaks in the method for estimating rainfall particle distribution and rainfall intensity using CCTV according to an embodiment of the present invention;
Figure 7 is a diagram showing the process of calculating diameter information of rainfall particles in the method for estimating rainfall particle distribution and rainfall intensity using CCTV according to an embodiment of the present invention; and
Figure 7 is a diagram showing a graph of number concentration by rainfall particle diameter calculated by the rainfall analysis unit in the method for estimating rainfall particle distribution and rainfall intensity using CCTV according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention, in which the object of the present invention can be realized in detail, will be described with reference to the attached drawings. In describing this embodiment, the same names and the same symbols are used for the same components, and additional description accordingly will be omitted.

본 발명에 따른 CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법은 저장매체에 저장된 CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정용 프로그램이 설치된 관리서버를 통해 수행되는 것으로서, 관리서버에 설치되어 관리서버의 프로세서에 의해 구동될 수 있다.The method for estimating rainfall particle distribution and rainfall intensity using CCTV according to the present invention is performed through a management server installed with a program for estimating rainfall particle distribution and rainfall intensity using CCTV stored in a storage medium, and is installed and managed on the management server. It can be driven by the server's processor.

또한 이에 의해 구동된 CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정용 프로그램은 디스플레이 모듈 등 영상 출력장치를 통해 출력될 수 있으며, 시각화된 그래픽 유저 인터페이스를 통해 사용자에게 가시적인 정보를 제공할 수 있다.In addition, the program for estimating rainfall particle distribution and rainfall intensity using CCTV driven by this can be output through an image output device such as a display module, and can provide visible information to users through a visualized graphic user interface.

특히 CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정용 프로그램이 저장된 저장매체는 이동식 디스크나 통신망을 이용하여 관리서버에 설치될 수 있으며, CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정용 프로그램은 관리서버가 다양한 기능적 수단으로 운용되도록 할 수 있다.In particular, the storage medium storing the program for estimating rainfall particle distribution and rainfall intensity using CCTV can be installed on the management server using a removable disk or a communication network, and the program for estimating rainfall particle distribution and rainfall intensity using CCTV can be installed on the management server. It can be operated through various functional means.

즉 본 발명은 소프트웨어에 의한 정보 처리가 하드웨어를 통해 구체적으로 실현된다.In other words, in the present invention, information processing by software is concretely realized through hardware.

이하에서는, 본 발명에 따른 CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법에 대해 자세히 설명하도록 한다.Below, the method for estimating rainfall particle distribution and rainfall intensity using CCTV according to the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법의 각 과정을 나타낸 도면이다.Figure 1 is a diagram showing each process of the method for estimating rainfall particle distribution and rainfall intensity using CCTV according to an embodiment of the present invention.

그리고 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법을 수행하기 위한 시스템의 각 구성요소를 나타낸 도면으로, 이하 설명에 있어서 각 구성요소에 할당된 부호는 본 도면을 기준으로 한다.Figure 2 is a diagram showing each component of a system for performing a method for estimating rainfall particle distribution and rainfall intensity using CCTV according to an embodiment of the present invention. In the following description, the symbols assigned to each component are It is based on this drawing.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법은 (a)단계 내지 (f)단계를 포함한다.As shown in Figure 1, the method for estimating rainfall particle distribution and rainfall intensity using CCTV according to an embodiment of the present invention includes steps (a) to (f).

먼저, (a)단계는 관리서버(100)의 데이터수집부(110)가 임의로 선택된 범위의 지역 내에 설치된 CCTV(10)에서 촬영된 원본 영상데이터를 전송받아 데이터베이스(111)에 저장하는 과정이다.First, step (a) is a process in which the data collection unit 110 of the management server 100 receives original image data captured from the CCTV 10 installed within a randomly selected area and stores it in the database 111.

여기서 임의로 선택된 범위의 지역이라 함은 강우강도를 도출하기 위한 목표 지역을 의미하며, 전국을 모두 관리하는 기상청의 경우 전국에 존재하는 CCTV(10)로부터 촬영된 원본 영상데이터를 모두 수집하고, 이를 임의의 지역별로 구분하여 저장할 수 있다.Here, the arbitrarily selected area refers to the target area for deriving rainfall intensity. In the case of the Korea Meteorological Administration, which manages the entire country, all original video data captured from CCTVs (10) existing throughout the country are collected and randomly collected. It can be stored separately by region.

이때 원본 영상데이터는 비강수/강수 모든 경우에 저장하여, 이후 강우강도 자료의 시간적 변동 파악 경향을 파악 가능하도록 할 수도 있다.At this time, the original image data can be stored in both non-precipitation and precipitation cases, so that it is possible to identify trends in temporal changes in rainfall intensity data.

참고로, 통계청의 e-나라지표에 의하면 현재 국내의 공공기관 CCTV는 2008년 약 15만대에서 2020년 기준 약 134만대로 설치 개수가 급속도로 증가하고 있으며, 민간용 CCTV 는 2017년 기준 약 1300만대 이상인 것으로 추정되는 바, 전국적인 강우강도를 도출하기에 충분한 것으로 판단된다.For reference, according to Statistics Korea's e-Nara Index, the number of CCTVs installed in public institutions in Korea is rapidly increasing, from about 150,000 in 2008 to about 1.34 million in 2020, and the number of CCTVs for private use is over 13 million as of 2017. It is estimated that it is sufficient to derive nationwide rainfall intensity.

다음으로, 관리서버(100)의 영상처리부(120)가 데이터베이스(111)에 저장된 원본 영상데이터를 전처리하여 가공 영상데이터로 변환시키는 (b)단계가 수행된다.Next, step (b) is performed in which the image processing unit 120 of the management server 100 preprocesses the original image data stored in the database 111 and converts it into processed image data.

즉 본 과정에서는, CCTV를 통해 획득한 원본 영상데이터를 이후 영상처리부(120) 및 강우분석부(130)에 의해 분석하기 용이한 형태로 보정 및 가공하게 된다.That is, in this process, the original image data acquired through CCTV is corrected and processed into a form that is easy to analyze by the image processing unit 120 and the rain analysis unit 130.

본 실시예에서 이와 같은 (b)단계는, 영상처리부가 원본 영상데이터를 명암비 정보만을 남긴 흑백 영상으로 변환하는 작업을 수행하여, 이후 각 픽셀의 분리 작업을 보다 용이하게 수행할 수 있도록 한다.In this embodiment, in step (b), the image processing unit converts the original image data into a black-and-white image with only contrast ratio information remaining, making it easier to separate each pixel thereafter.

다음으로, 영상처리부(120)가 가공 영상데이터에서 빗줄기에 해당하는 영역을 제외한 나머지 배경 영역을 제거한 분석용 영상데이터를 생성하는 (c)단계가 수행된다.Next, step (c) is performed in which the image processing unit 120 generates image data for analysis by removing the background area excluding the area corresponding to the rain streak from the processed image data.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법에 있어서, (c)단계의 세부 과정을 나타낸 도면이다.Figure 3 is a diagram showing the detailed process of step (c) in the method for estimating rainfall particle distribution and rainfall intensity using CCTV according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예예서 (c)단계는 세부적으로 (c-1)단계 내지 (c-3)단계를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3, step (c) in this embodiment may include steps (c-1) to (c-3) in detail.

(c-1)단계에서는, 영상처리부(120)가 가공 영상데이터에서 빗줄기에 해당하는 픽셀군을 특정하게 되며, (c-2)단계에서는 영상처리부(120)가 가공 영상데이터에서 빗줄기에 해당하는 픽셀군을 제외한 나머지 픽셀군을 선택하는 과정이 이루어진다.In step (c-1), the image processing unit 120 specifies a group of pixels corresponding to rain streaks in the processed image data, and in step (c-2), the image processing unit 120 specifies a group of pixels corresponding to rain streaks in the processed image data. The process of selecting the remaining pixel groups excluding the pixel group is performed.

그리고 (c-3)단계에서는 영상처리부(120)가 (c-2)단계에서 선택된 나머지 픽셀군의 밝기를 제거하여 빗줄기에 해당하는 픽셀군을 배경으로부터 분리한 가공 영상데이터를 생성하게 된다.And in step (c-3), the image processing unit 120 removes the brightness of the remaining pixel group selected in step (c-2) to generate processed image data in which the pixel group corresponding to the rain streak is separated from the background.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법에 있어서, 빗줄기에 해당하는 픽셀군을 배경으로부터 분리 처리하는 과정을 나타낸 도면이다.Figure 4 is a diagram showing the process of separating and processing a group of pixels corresponding to rain streaks from the background in the method for estimating rainfall particle distribution and rainfall intensity using CCTV according to an embodiment of the present invention.

즉 도 4에 나타난 바와 같이, (c-3)단계에 의해 빗줄기에 해당하지 않는 배경 영역은 검정색으로 변환되며, 이와 같이 변환된 가공 영상데이터를 통해 후속 처리 과정이 이루어질 수 있다.That is, as shown in FIG. 4, the background area that does not correspond to the rain streak is converted to black in step (c-3), and subsequent processing can be performed through the processed image data converted in this way.

다음으로, 관리서버(100)의 강우분석부(130)가 분석용 영상데이터에 포함되어 있는 각 강우입자의 직경 정보를 산출하는 (d)단계가 수행된다.Next, step (d) is performed in which the rainfall analysis unit 130 of the management server 100 calculates diameter information of each rainfall particle included in the image data for analysis.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법에 있어서, (d)단계의 세부 과정을 나타낸 도면이다.Figure 5 is a diagram showing the detailed process of step (d) in the method for estimating rainfall particle distribution and rainfall intensity using CCTV according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예예서 (d)단계는 세부적으로 (d-1)단계 내지 (d-4)단계를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 5, step (d) in this embodiment may include steps (d-1) to (d-4) in detail.

(d-1)단계는, 강우분석부(130)가 전술한 (c)단계에 의해 변환된 가공 영상데이터를 컨볼루션(Convolution) 처리하여 빗줄기에 해당하는 픽셀군을 별도로 구분하는 과정이다.Step (d-1) is a process in which the rain analysis unit 130 separates pixel groups corresponding to rain streaks by convolution processing the processed image data converted in step (c) described above.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법에 있어서, 빗줄기에 해당하는 픽셀군을 별도 구분 처리하는 과정을 나타낸 도면으로서, 이와 같은 도 6에 나타난 바와 같이 (d-1)단계에 의해 빗줄기에 해당하는 픽셀군이 명확하게 분리된 것을 확인할 수 있다.Figure 6 is a diagram showing the process of separately processing pixel groups corresponding to rain streaks in the method for estimating rainfall particle distribution and rainfall intensity using CCTV according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 6. Likewise, it can be seen that the pixel group corresponding to the rain streak is clearly separated by step (d-1).

그리고 (d-1)단계를 수행하는 과정에서는, 가공 영상데이터에서 블러(Blur) 효과를 제거한 뒤, CNN(Convolution Neural Network) 기법 등이 적용될 수 있다.And in the process of performing step (d-1), the blur effect can be removed from the processed image data, and then CNN (Convolution Neural Network) techniques can be applied.

이후 (d-2)단계에서는 강우분석부(130)가 (d-1)단계에 의해 구분된 개별 빗줄기 픽셀군의 중심축을 산출하며, (d-3)단계에서는 강우분석부(130)가 (d-2)단계에서 산출된 중심축을 기준으로 하여 개별 빗줄기 픽셀군의 장축 및 단축을 도출하는 과정이 수행된다.Afterwards, in step (d-2), the rainfall analysis unit 130 calculates the central axis of the individual rain pixel group divided by step (d-1), and in step (d-3), the rainfall analysis unit 130 calculates ( A process is performed to derive the long axis and short axis of individual rain streak pixel groups based on the central axis calculated in step d-2).

이때 (d-2)단계 및 (d-3)단계에서는, 낙하방향(Fall direction)을 산정하는 과정이 함께 이루어질 수 있으며, 이는 빗줄기 픽셀군의 장축 및 단축의 구분을 명확하게 하기 위한 것이다.At this time, in steps (d-2) and (d-3), the process of calculating the fall direction can be performed together, and this is to clearly distinguish between the long axis and short axis of the rain pixel group.

또한 (d-4)단계에서는 강우분석부(130)가 (d-3)단계에서 도출된 개별 빗줄기 픽셀군의 단축을 강우입자의 직경으로 변환하여 각 강우입자의 직경 정보를 산출하게 된다. 이는 강우 입자의 낙하 속도를 고려하여 단축의 직경을 강우 입자의 대표 직경으로 설정한 것이다.Additionally, in step (d-4), the rainfall analysis unit 130 converts the short axis of the individual rain streak pixel group derived in step (d-3) into the diameter of the rainfall particle to calculate the diameter information of each rain particle. This takes into account the falling speed of rainfall particles and sets the diameter of the minor axis as the representative diameter of rainfall particles.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법에 있어서, 강우입자의 직경 정보를 산출하는 과정을 나타낸 도면이다.Figure 7 is a diagram showing the process of calculating diameter information of rainfall particles in the method for estimating rainfall particle distribution and rainfall intensity using CCTV according to an embodiment of the present invention.

(d)단계에서는, 도 7의 상부 좌측에 도시된 바와 같이 빗줄기에 해당하는 픽셀군을 별도로 분리한 후 도 7의 상부 우측에 도시된 바와 같이 개별 빗줄기 픽셀군의 중심축을 산출하고, 도 7의 하부에 도시된 바와 같이 개별 빗줄기 픽셀군의 단축을 강우입자의 직경으로 변환하여 각 강우입자의 직경 정보를 산출한다.In step (d), as shown in the upper left of FIG. 7, the pixel group corresponding to the rain streak is separated separately, and then the central axis of the individual rain streak pixel group is calculated as shown in the upper right of FIG. 7. As shown below, the short axis of each rain pixel group is converted to the diameter of the rain particle to calculate the diameter information of each rain particle.

이때 (d)단계의 경우, 강우분석부(130)가 강우입자의 직경 정보를 산출하는 과정에서 원본 영상데이터를 획득한 CCTV(10)의 설정을 반영할 수 있다. 이는 CCTV(10)의 설정에 따라 실제 빗줄기 영역을 나타내는 픽셀의 수가 달라질 수 있기 때문이다.At this time, in the case of step (d), the rainfall analysis unit 130 may reflect the settings of the CCTV 10 that acquired the original image data in the process of calculating the diameter information of the rainfall particles. This is because the number of pixels representing the actual rain streak area may vary depending on the settings of the CCTV 10.

다음으로, 강우분석부(130)가 (d)단계에 의해 산출된 각 강우입자의 직경 정보를 취합하여, 강우입자 직경별 수농도를 산출하는 (e)단계가 수행된다.Next, step (e) is performed in which the rainfall analysis unit 130 collects the diameter information of each rainfall particle calculated in step (d) and calculates the number concentration for each rainfall particle diameter.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법에 있어서, 강우분석부에 의해 산출된 강우입자 직경별 수농도 그래프를 나타낸 도면이다.Figure 7 is a diagram showing a graph of number concentration by rainfall particle diameter calculated by the rainfall analysis unit in the method for estimating rainfall particle distribution and rainfall intensity using CCTV according to an embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, (e)단계에서는 설정된 시간 동안의 강우 입자 직경별 개수를 각각 기산하고, 누적된 입자 수를 통해 입자 직경별 수농도 그래프를 작성할 수 있다. 이를 통해, 수농도, 즉 빗줄기 직경별 밀도 값을 산출하게 된다.As shown in Figure 7, in step (e), the number of rain particle diameters for a set time is calculated, and a graph of number concentration by particle diameter can be created through the accumulated number of particles. Through this, the water concentration, that is, the density value for each diameter of the raindrop, is calculated.

다음으로, 강우분석부(130)가 (e)단계에 의해 산출된 강우입자 직경별 수농도를 기반으로 최종 강우강도를 도출하는 (f)단계가 수행된다.Next, step (f) is performed in which the rainfall analysis unit 130 derives the final rainfall intensity based on the number concentration by rainfall particle diameter calculated in step (e).

이와 같은 (f)단계에서, 최종 강우강도는 이하의 수학식 1을 통해 도출될 수 있다.In step (f), the final rainfall intensity can be derived through Equation 1 below.

이때 본 특허에서는 v(D)를 산출하는 데 있어, 이하 강우 입자의 직경별 종단 속도 관계식인 수학식 2를 사용할 수 있다. 종단 속도는 바람, 즉 주변 환경의 영향을 받지 않는 상태에서 낙하하는 입자가 도달할 수 있는 최종 속도를 의미한다.At this time, in calculating v(D) in this patent, Equation 2, which is the longitudinal velocity relational equation for each diameter of rainfall particles, can be used. Terminal velocity refers to the final speed that a falling particle can reach without being influenced by the wind or the surrounding environment.

한편 본 실시예에서 (e)단계 및 (f)단계 사이에는, 강우분석부(130)가 분석용 영상데이터에의 피사계 심도 내 유효체적을 계산하는 (ex1)단계와, 강우분석부(130)가 분석용 영상데이터의 비기상 자료를 제거하는 (ex2)단계가 더 수행될 수 있으며, 이와 같은 (ex1)단계 및 (ex2)단계의 결과는 (f)단계에 반영될 수 있다.Meanwhile, in this embodiment, between steps (e) and (f), a step (ex1) in which the rain analysis unit 130 calculates the effective volume within the depth of field of the image data for analysis, and the rain analysis unit 130 Step (ex2) of removing non-meteorological data from the image data for analysis can be further performed, and the results of steps (ex1) and (ex2) can be reflected in step (f).

그리고 이상의 과정에 따라 도출된 최종 강우강도는 관리서버(100)를 통해 임의의 사용자가 소유하고 있는 모바일 단말기, 별도로 구축된 외부 서버 등의 외부 단말기(200)에 제공될 수 있다.And the final rainfall intensity derived according to the above process can be provided to an external terminal 200, such as a mobile terminal owned by an arbitrary user or a separately built external server, through the management server 100.

이와 같이 본 발명은 CCTV(10)라는 영상 기반의 장비를 통해 획득한 강우량 자료를 통해 종래 사용되던 우적계의 제한된 관측 영역에 대한 한계를 줄일 수 있으며, 저비용의 장비를 통해 높은 공간 해상도 관측 네트워크 구축이 가능하도록 한다.In this way, the present invention can reduce the limitations of the limited observation area of the rain gauge previously used through rainfall data acquired through video-based equipment called CCTV (10), and build a high spatial resolution observation network through low-cost equipment. Make this possible.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been examined, and the fact that the present invention can be embodied in other specific forms in addition to the embodiments described above without departing from the spirit or scope thereof is recognized by those skilled in the art. It is self-evident to them. Therefore, the above-described embodiments are to be regarded as illustrative and not restrictive, and thus the present invention is not limited to the above description but may be modified within the scope of the appended claims and their equivalents.

10: CCTV
100: 관리서버
110: 데이터수집부
111: 데이터베이스
120: 영상처리부
130: 강우분석부
200: 외부 단말기
10: CCTV
100: Management server
110: Data collection department
111: database
120: Image processing unit
130: Rainfall analysis department
200: external terminal

Claims (7)

데이터수집부가 임의로 선택된 범위의 지역 내에 설치된 CCTV에서 촬영된 원본 영상데이터를 전송받아 데이터베이스에 저장하는 (a)단계;
영상처리부가 상기 데이터베이스에 저장된 원본 영상데이터를 전처리하여 가공 영상데이터로 변환시키는 (b)단계;
상기 영상처리부가 상기 가공 영상데이터에서 빗줄기에 해당하는 영역을 제외한 나머지 배경 영역을 제거한 분석용 영상데이터를 생성하는 (c)단계;
강우분석부가 상기 분석용 영상데이터에 포함되어 있는 각 강우입자의 직경 정보를 산출하는 (d)단계;
상기 강우분석부가 상기 (d)단계에 의해 산출된 각 강우입자의 직경 정보를 취합하여, 강우입자 직경별 수농도를 산출하는 (e)단계; 및
상기 강우분석부가 상기 (e)단계에 의해 산출된 상기 강우입자 직경별 수농도를 기반으로 최종 강우강도를 도출하는 (f)단계;
를 포함하는,
CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법.
Step (a) where the data collection unit receives original video data captured from CCTV installed within a randomly selected area and stores it in a database;
Step (b) in which an image processing unit preprocesses the original image data stored in the database and converts it into processed image data;
Step (c) wherein the image processing unit generates image data for analysis by removing background areas other than areas corresponding to rain streaks from the processed image data;
Step (d) where the rainfall analysis unit calculates diameter information of each rainfall particle included in the image data for analysis;
Step (e) where the rainfall analysis unit collects the diameter information of each rainfall particle calculated in step (d) and calculates the number concentration for each rainfall particle diameter; and
Step (f) in which the rainfall analysis unit derives the final rainfall intensity based on the number concentration for each diameter of the rainfall particles calculated in step (e);
Including,
Rainfall particle distribution and rainfall intensity estimation method using CCTV.
제1항에 있어서,
상기 (b)단계는,
상기 영상처리부가 상기 원본 영상데이터를 명암비 정보만을 남긴 흑백 영상으로 변환하는,
CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법.
According to paragraph 1,
In step (b),
The image processing unit converts the original image data into a black and white image with only contrast ratio information remaining,
Rainfall particle distribution and rainfall intensity estimation method using CCTV.
제1항에 있어서,
상기 (c)단계는,
상기 영상처리부가 상기 가공 영상데이터에서 빗줄기에 해당하는 픽셀군을 특정하는 (c-1)단계;
상기 영상처리부가 상기 가공 영상데이터에서 빗줄기에 해당하는 픽셀군을 제외한 나머지 픽셀군을 선택하는 (c-2)단계; 및
상기 영상처리부가 상기 (c-2)단계에서 선택된 나머지 픽셀군의 밝기를 제거하여 빗줄기에 해당하는 픽셀군을 배경으로부터 분리한 가공 영상데이터를 생성하는 (c-3)단계;
를 포함하는,
CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법.
According to paragraph 1,
In step (c),
Step (c-1) in which the image processing unit specifies a group of pixels corresponding to rain streaks in the processed image data;
Step (c-2) in which the image processing unit selects remaining pixel groups from the processed image data excluding pixel groups corresponding to rain streaks; and
Step (c-3) in which the image processing unit removes the brightness of the remaining pixel group selected in step (c-2) to generate processed image data in which the pixel group corresponding to the rain streak is separated from the background;
Including,
Rainfall particle distribution and rainfall intensity estimation method using CCTV.
제1항에 있어서,
상기 (d)단계는,
상기 강우분석부가 상기 가공 영상데이터를 컨볼루션(Convolution) 처리하여 빗줄기에 해당하는 픽셀군을 별도로 구분하는 (d-1)단계;
상기 강우분석부가 상기 (d-1)단계에 의해 구분된 개별 빗줄기 픽셀군의 중심축을 산출하는 (d-2)단계;
상기 강우분석부가 상기 (d-2)단계에서 산출된 중심축을 기준으로 하여 개별 빗줄기 픽셀군의 장축 및 단축을 도출하는 (d-3)단계; 및
상기 강우분석부가 상기 (d-3)단계에서 도출된 개별 빗줄기 픽셀군의 단축을 강우입자의 직경으로 변환하여 각 강우입자의 직경 정보를 산출하는 (d-4)단계;
를 포함하는,
CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법.
According to paragraph 1,
In step (d),
Step (d-1) in which the rain analysis unit performs convolution on the processed image data to separately classify a group of pixels corresponding to rain streaks;
Step (d-2) in which the rainfall analysis unit calculates the central axis of the individual rain pixel group divided by step (d-1);
Step (d-3) in which the rain analysis unit derives the long axis and short axis of each group of rain pixels based on the central axis calculated in step (d-2); and
Step (d-4) in which the rainfall analysis unit converts the short axis of the individual rain streak pixel group derived in step (d-3) into the diameter of the rainfall particle to calculate diameter information of each rainfall particle;
Including,
Rainfall particle distribution and rainfall intensity estimation method using CCTV.
제4항에 있어서,
상기 (d-4)단계는,
상기 강우분석부가 강우입자의 직경 정보를 산출하는 과정에서 원본 영상데이터를 획득한 CCTV의 설정을 반영하는,
CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법.
According to paragraph 4,
In step (d-4),
The rainfall analysis unit reflects the settings of the CCTV that acquired the original image data in the process of calculating the diameter information of the rainfall particles,
Rainfall particle distribution and rainfall intensity estimation method using CCTV.
제1항에 있어서,
상기 (f)단계는,
상기 강우분석부가,

의 수식을 통해 최종 강우강도를 도출하는,
CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법.
According to paragraph 1,
In step (f),
The rainfall analysis department,

Deriving the final rainfall intensity through the formula,
Rainfall particle distribution and rainfall intensity estimation method using CCTV.
제1항에 있어서,
상기 (e)단계 및 상기 (f)단계 사이에는,
상기 강우분석부가 상기 분석용 영상데이터에의 피사계 심도 내 유효체적을 계산하는 (ex1)단계; 및
상기 강우분석부가 상기 분석용 영상데이터의 비기상 자료를 제거하는 (ex2)단계;
가 더 수행되며,
상기 (ex1)단계 및 상기 (ex2)단계의 결과는 (f)단계에 반영되는,
CCTV를 활용한 강우입자 분포 및 강우강도 추정 방법.
According to paragraph 1,
Between step (e) and step (f),
Step (ex1) of the rainfall analysis unit calculating an effective volume within the depth of field of the image data for analysis; and
Step (ex2) of the rainfall analysis unit removing non-meteorological data from the image data for analysis;
is further performed,
The results of step (ex1) and step (ex2) are reflected in step (f),
Rainfall particle distribution and rainfall intensity estimation method using CCTV.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102057989B1 (en) 2016-08-01 2019-12-20 (주)아성엠 Apparatus For Measuring Amount Of Railfall

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102057989B1 (en) 2016-08-01 2019-12-20 (주)아성엠 Apparatus For Measuring Amount Of Railfall

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117953445A (en) * 2024-03-26 2024-04-30 南京大学 Road visibility measuring method, system and medium based on traffic monitoring camera in rainy days
CN117953445B (en) * 2024-03-26 2024-05-28 南京大学 Road visibility measuring method, system and medium based on traffic monitoring camera in rainy days

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