지상라이다에 의한 건축문화재 역설계의 정확도 분석

유지훈(Yu, Ji Hun),홍성언(Hong, Sung Eon),김윤기(Kim, Yun Ki) 한국지적학회 2013 한국지적학회지 Vol.29 No.2

본 연구에서는 지상라이다측량을 활용하여 건축문화재의 3차원 데이터를 취득하고 가공하여 역설계도면을 작성하고 현재의 정밀 실측조사방법에 의해 작성되어진 기본도면과 정확도를 비교하여 봄으로 서 지상라이다측량에 의한 건축문화재 역설계 활용의 가능성을 제시하여 보고자 하였다. 연구결과, 정확성 측면에서는 오차 범위내의 근소한 차이를 보였으나 부재별 치수대상이 아닌 단순 도면표현부분에서 지상라이다에 의한 역설계도면이 더 실제와 가깝게 나타났다. 효율성 측면은 정밀실측조사방법에 대한 구체적인 사항이 나타나지 않아 비교가 어렵지만 지상라이다 역설계는 짧은 시간에 정확한 도면을 작성할 수 있다는 결과를 도출하였다. 결과적으로 지상라이다에 의한 건축문화재의 역설계는 충분한 활용적 측면을 가지고 있다고 판단되었다. The primary purpose of this research was to acquire the 3 dimensional data for architectural heritage utilizing Terrestrial LiDAR survey and produce the reverse design map. In addition, authors tried to suggest the applicability of Terrestrial LiDAR survey in the field of architectural heritage preservation by comparing the accuracy of the reverse design map and that of the existing map which was produced by using current surveying method. Our study results showed that there was a little difference between the reverse design map and the existing map, which was within the range of an error tolerance. In terms of visualizing architectural heritage, the reverse design map seemed to be closer to the reality. It was difficult to compare the efficiency of two maps because there were not any detailed descriptions for precise actual survey methods. However, the Terrestrial LiDAR survey was turned out to be more time-efficient than the existing survey method. It was concluded that the reverse design of architectural heritage based on the Terrestrial LiDAR survey results seemed to have lots of applicability in the field of heritage preservation.

지상라이다 측량의 매장문화재 기록화 정확도 분석

손명훈(Son, Myoung Hoon),윤희천(Yun, Hee Cheon) 한국지적정보학회 2015 한국지적정보학회지 Vol.17 No.3

이 연구의 목적은 매장문화재 기록화에서 학예사에 의존하던 기존의 방식과 지상라이다를 활용한 방식의 정확도를 분석하고 이를 통해 지상라이다의 정확성과 효율성을 입증하는데 있다. 이와 같은 연구를 위해 학예사에 의해 1차 기록화가 완료된 대상지를 선정하여 새로이 GNSS측량 및 지상라이다 스캔을 실시하였다. 지상라이다 데이터 정합은 형상에 의한 접합 방법으로 정합(registration)을 하였고 그 후 노이즈 제거과정을 거쳐 1차보고서에서 수작업으로 작성한 벡터 데이터와 같은 포맷의 벡터 데이터를 지상라이다 데이터에서 취득하였다. 이를 기초로 두 데이터의 공통좌표를 비교 분석하였고 RMSE 분석을 통해 그 값을 산출하였다. 이러한 과정을 통해 매장문화재 기록화에서 지상라이다의 정확성과 효율성을 검증하였다. The purpose of this study was comparative analyzing handmade recordation method and terrestrial LiDAR surveying recordation method, also proven accuracy of terrestrial LiDAR. for them, we selects a subject finished first recordation, and surveys GNSS, Terrestrial LiDAR. The data matching the surface was obtained in the hand-written vector such as data on the ground called the initial report was matching(registration) to the bonding method and then through the noise reduction process by the shape. Comparison based on this data to a common coordinate of the two was calculated value was analyzed by the RMSE. In addition, by analyzing the time and cost of data extraction proved to accuracy of terrestrial LiDAR.

지상 라이다를 활용한 현황측량 연구

이인수(Lee In Su),강상구(Kang Sang Gu) 대한공간정보학회 2006 대한공간정보학회지 Vol.14 No.3

현재 3차원 지상 레이저 스캐너를 통해서 짧은 시간에 대상물의 수많은 위치에 대한 고정도의 3차원 좌표를 얻을 수 있다. 그래서 최근에 지상 레이저 스캐닝은 측지분야를 포함하여 토목공학, 고고학 및 건축, 그리고 응급서비스 및 국방, 기타 등 다양한 분야에서 널리 응용되고 있다. 본 연구는 지상 라이다를 이용한 현황측량을 다루었으며, 실험측량 결과 대상물의 선형 특징추출이 가능하였으며 토탈스테이션 측량성과에 필적하는 위치결정 정확도를 얻었다. 이를 통해 향후 항공 라이다와 항공사진측량기술과의 결합에 의해 지상 레이저 스캐닝의 잠재응용분야는 더욱 증대될 것으로 기대된다. Nowadays 3D terrestrial laser scanners record high precision three-dimensional coordinates of numerous points on an object surface in a short period of time. So terrestrial laser scanner is applied to a wide variety of fields including geodesy, and civil engineering, archaeology and architecture, and emergency service and defence, etc. This study deals with the potential application of terrestrial laser scanner in the reconnaissance surveying. The results shows that terrestrial laser scanner is possible to extract the linear features and the positioning accuracy of objects measured by total station surveying is comparative to that by terrestrial laser scanner. Thereafter, it is expected that the potential applications of terrestrial laser scanning will be more increased by combining terrestrial laser scanners with airborne LiDAR (Light Detection And Ranging) and photogrammetric technology.

지상라이다를 이용한 사면파괴 거동분석

유창호,최윤수,김재명,Yoo, Chang-Ho,Choi, Yun-Soo,Kim, Jae-Myeong 한국공간정보학회 2008 한국공간정보학회지 Vol.16 No.3

자연재해로 인한 수많은 피해 중 특히 산사태 등 사면붕괴로 인한 피해는 인간에게 많은 인적/물적 자원의 손실을 가져왔다. 이런 사면붕괴로 인한 피해를 줄이고자 사면붕괴 예방을 위해 다양한 계측장비를 이용하여 사면붕괴 예 경보 시스템을 구축하였다. 하지만 대상사면에 접근성 문제를 해결하고 위험 사면 전체에 대한 안전성 평가를 실시할 수 있는 효율적인 계측장비는 많지 않은 실정이다. 이에 사면붕괴예방을 위한 효율적인 계측장비로서 측량학적인 접근 방법으로 사면거동의 정확한 계측을 위해 지상라이다시스템을 이용하여 사면붕괴 예방을 위한 시스템의 활용가능성 판단을 위한 실험을 실시하였다. 본 연구에서는 인공으로 조성되어 사면안정화 공법이 적용된 토사사면에 사면상부에서 단계별로 실물 하중을 가하여 하중에 따른 사면의 거동을 Total Station과 지상라이다시스템을 이용하여 계측하였다. 두 시스템을 이용하여 계측한 성과의 정확한 비교 분석을 위해 두 시스템의 계측 결과를 동일한 좌표계로 일치시키는 3D Similarity Transformation을 통해 서로 다른 좌표계를 가지고 있는 두 좌표계를 하나의 좌표계로 통일시켜 사면이 실물하중에 어떤 거동이 일어나는지를 분석하였다. 타켓중심의 사면거동 분석결과, 지상라이다 시스템은 Total Station과 비교해 X축으로는 1cm이내의 차이가, Y축으로는 규칙적이지 않는 거동의 경향이 발생하고, Z축으로는 서로 유사한 경향을 보였다. 연속된 점에 대한 사면지동 분석결과, Y축의 위치에 따라 사면 하부에서 상부의 방향으로 사면거동의 경향이 다르게 나타나 Total Station에서 분석하기 어려웠던 사면의 연속적인 변화를 관찰할 수 있었다. 따라서 지상라이다 시스템은 Total Station에 버금가는 측량성과를 획득하여 효율적인 사면모니터링을 위한 계측장비로 판단되었으며 기존의 사면모니터링기법의 한계를 대체 할 수 있는 측량학적 분석방법으로 많은 활용이 기대된다. Landslide, one of the serious natural disasters, has Incurred a large loss of human and material resources. Recently, many forecasting or alarm systems based on various kinds of measuring equipment have been developed to reduce the damage of landslide. However, only a few of these equipments are guaranteed to evaluate the safety of whole side of land slope with their accessibility to the slope. In this study, we performed some experiments to evaluate the applicability of a terrestrial LiDAR as a surveying tool to measure the displacement of a land slope surface far a slope collapsing protection system. In the experiments, we had applied a slope stability method to a land slope and then forced to this slope with a load increasing step by step. In each step, we measured the slope surface with both a total station and a terrestrial LiDAR simultaneously. As the result of Slope Fracturing analysis using all targets, the LiDAR system showed that three was 1cm RMSE on X-axis, irregularity errors on Y-axis and few errors on Z-axis compare with Total Station. As the result of Slope Fracturing analysis using continuous targets, the pattern of Slope Fracturing was different according to the location of continuous targets and we could detect a continuous change which couldn't be found using Total station. The accuracy of the LiDAR data was evaluated to be comparable to that of the total station data. We found that a LiDAR system was appropriate to measuring the behaviour of land slope. The LiDAR data can cover the whole surface of the land slope, whereas the total station data are available on a small number of targets. Moreover, we extracted more detail information about the behavior of land slope such as the volume and profile changes using the LiDAR data.

지상라이다를 이용한 건축물의 3차원 경계 추출

이인수,Lee, In-Su 한국공간정보학회 2007 한국공간정보학회지 Vol.15 No.1

지상라이다는 고정도의 3차원 영상을 제공하고 레이저빔을 현장이나 대상물에 발사하여 짧은 시간에 수백만점의 3차원좌표를 기록할 수 있는 최신 측량장비로서 다양한 응용분야에서 두각을 나타내고 있다 본 연구에서는 지상라이다를 이용한 아파트 건축물의 3차원 경계 추출을 다루었다. 실험측량결과 지상라이다로 아파트건축물의 3차원 경계를 신속하게 추출할 수 있었지만 지상기반시스템이므로 건축물 지붕 그리고 나무, 전주 때문에 건축물 저층부에서는 이것이 쉽지 않았다. 향후 토탈스테이션, 지상라이다, 항공라이다와 항공사진측량과의 결합을 통해 효율적인 3차원공간정보 획득이 가능할 것으로 기대된다. Terrestrial laser scanner provides highly accurate, 3D images and by sweeping a laser beam over a scene or object, the laser scanner is able to record millions of 3D points' coordinates in a short period, so becoming distinguished in various application fields as one of the representative surveying instruments. This study deals with 3D building boundary extraction using Terrestrial Laser Scanner. The results shows that high accuracy 3D coordinates for building boundaries are possibly acquired fast, but terrestrial laser scanner is a ground-based system, so "no roofs", and "no lower part of building" due to trees and electric-poles, etc. It is expected that the combination of total station, terrestrial laser scanner, airborne laser scanner with aerial photogrammetry will contribute to the acquisition of an effective 3D spatial information.

지상라이다를 이용한 사면파괴 거동분석

유창호,최윤수,김재명 대한공간정보학회 2008 Spatial Information Research Vol.16 No.3

Landslide, one of the serious natural disasters, has incurred a large loss of human and material resources. Recently, many forecasting or alarm systems based on various kinds of measuring equipment have been developed to reduce the damage of landslide. However, only a few of these equipments are guaranteed to evaluate the safety of whole side of land slope with their accessibility to the slope. In this study, we performed some experiments to evaluate the applicability of a terrestrial LiDAR as a surveying tool to measure the displacement of a land slope surface for a slope collapsing protection system. In the experiments, we had applied a slope stability method to a land slope and then forced to this slope with a load increasing step by step. In each step, we measured the slope surface with both a total station and a terrestrial LiDAR simultaneously. As the result of Slope Fracturing analysis using all targets, the LiDAR system showed that three was 1cm RMSE on X-axis, irregularity errors on Y-axis and few errors on Z-axis compare with Total Station. As the result of Slope Fracturing analysis using continuous targets, the pattern of Slope Fracturing was different according to the location of continuous targets and we could detect a continuous change which couldn’t be found using Total station. The accuracy of the LiDAR data was evaluated to be comparable to that of the total station data. We found that a LiDAR system was appropriate to measuring the behaviour of land slope. The LiDAR data can cover the whole surface of the land slope, whereas the total station data are available on a small number of targets. Moreover, we extracted more detail information about the behavior of land slope such as the volume and profile changes using the LiDAR data. 자연재해로 인한 수많은 피해 중 특히 산사태 등 사면붕괴로 인한 피해는 인간에게 많은 인적/물적 자원의 손실을 가져왔다. 이런 사면붕괴로 인한 피해를 줄이고자 사면붕괴 예방을 위해 다양한 계측장비를 이용하여 사면붕괴 예·경보 시스템을 구축하였다. 하지만 대상사면에 접근성 문제를 해결하고 위험 사면 전체에 대한 안전성 평가를 실시할 수 있는 효율적인 계측장비는 많지 않은 실정이다. 이에 사면붕괴예방을 위한 효율적인 계측장비로서 측량학적인 접근 방법으로 사면거동의 정확한 계측을 위해 지상라이다시스템을 이용하여 사면붕괴 예방을 위한 시스템의 활용가능성 판단을 위한 실험을 실시하였다. 본 연구에서는 인공으로 조성되어 사면안정화 공법이 적용된 토사사면에 사면상부에서 단계별로 실물 하중을 가하여 하중에 따른 사면의 거동을 Total Station과 지상라이다시스템을 이용하여 계측하였다. 두 시스템을 이용하여 계측한 성과의 정확한 비교 분석을 위해 두 시스템의 계측 결과를 동일한 좌표계로 일치시키는 3D Similarity Transformation을 통해 서로 다른 좌표계를 가지고 있는 두 좌표계를 하나의 좌표계로 통일시켜 사면이 실물하중에 어떤 거동이 일어나는지를 분석하였다. 타켓중심의 사면거동 분석결과, 지상라이다 시스템은 Total Station과 비교해 X축으로는 1cm이내의 차이가, Y축으로는 규칙적이지 않는 거동의 경향이 발생하고, Z축으로는 서로 유사한 경향을 보였다. 연속된 점에 대한 사면거동 분석결과, Y축의 위치에 따라 사면 하부에서 상부의 방향으로 사면거동의 경향이 다르게 나타나 Total Station에서 분석하기 어려웠던 사면의 연속적인 변화를 관찰할 수 있었다. 따라서 지상라이다 시스템은 Total Station에 버금가는 측량성과를 획득 하여 효율적인 사면모니터링을 위한 계측장비로 판단되었으며 기존의 사면모니터링기법의 한계를 대체 할 수 있는 측량학적 분석방법으로 많은 활용이 기대된다.

건축설계도면의 3차원 실내공간정보구축 활용적합성 연구

박기범(Park, Ki-Bum),진기호(Jin, Gi-Ho),장세진(Jang, Se-Jin),하성룡(Ha, Sung-Ryong) 한국지적정보학회 2013 한국지적정보학회 학술발표대회 논문집 Vol.2013 No.6

최근 3차원 실내공간정보 구축을 위한 접근 방법이 다양하게 제시되고 있으나 그 중에서도 지상라이다를 통한 구축 방법이 주목받고 있는 상황이다. 그러나, 지상라이다에 의한 실내공간정보 구축 방법은 높은 측위정확성을 가지고 있음에도 불구하고 시간 및 비용이 많이 소요되며 복잡한 후처리작업이 필요하다는 한계도 아울러 가지고 있다. 본 연구에서는 지상라이다 활용방법 이외에 BIM(Building Information Modeling)을 위한 실내공간정보 구축의 초기단계로 건축설계도면을 지상라이다 성과 및 3차원 모델링 성과를 통해 추출된 2D 벡터자료와 각각 중첩, 기하학적 부합여부를 비교 분석하여 건축설계도면의 3차원 실내공간정보에 대한 활용적합성 여부를 제시하고자 한다.

지상라이다측량 표준품셈 산정방식에 대한 연구 : 문화재 적용을 중심으로

정영진(Jung, Young Jin),이원희(Lee, Won Hui),이두신(Lee, Du Shin) 한국지적학회 2015 한국지적학회 학술대회 논문집 Vol.2015 No.1

지상라이다측량은 다양한 분야에서 활용되고 있지만 단가를 산정할 수 있는 표준품셈이 없어서 지상라이다가 이용되는 사업의 사업비 산정에 어려움을 겪고 있으며, 그에 따른 업체들의 과도한 가격경쟁이 발생하고 있다. 이러한 업체들의 과도한 가격경쟁은 고품질의 성과확보에 어려움을 주고 있고, 이것은 지상라이다측량관련 산업분야의 발전을 저해하는 요소가 되고 있다. 이번 연구에서는 지상라이다측량을 수행하는데 필요한 투입인력 및 작업환경 등을 검토하고, 대상물에 대한 특성을 체계적으로 분석한 후, 각각의 특성에 따른 증감계수를 산출하여 품셈산정에 반영함으로써 보다 합리적인 품이 산정 될 수 있도록 하였다.

지상라이다측량 표준품셈 산정방식에 대한 연구

이두신(Lee Du Shin),정영진(Jung Young Jin),이원희(Lee Won Hui) 한국지적학회 2015 한국지적학회지 Vol.31 No.3

지상라이다측량은 다양한 분야에서 활용되고 있지만 단가를 산정할 수 있는 표준품셈이 없어서 지상라이다가 이용되는 사업에서 사업비를 산정하는데 어려움을 겪고 있으며, 그에 따라 업체들의 과도한 가격경쟁이 발생하고 있다. 이러한 업체들의 과도한 가격경쟁으로 고품질의 성과확보에 어려움을 주고 있으며, 이것은 지상라이다측량 관련 산업분야의 발전을 저해하는 요소가 되고 있다. 이번 연구에서는 지상라이다측량을 수행하는데 필요한 투입인력 및 작업환경 등을 검토하고, 대상물에 대한 특성을 체계적으로 분석한 후, 대상물의 복잡도와 규모에 따른 계수를 분류, 목조건축물의 규모, 대상물의 수평적 접근성과 높이, 그리고 점밀도에 따른 각각의 증감계수를 산출하여 품셈산정에 반영함으로써 보다 합리적인 품이 산정 될 수 있도록 하였다. Recently terrestrial LIDAR is utilized various fields of geospatial information industries. However, the difficulty lies in establishing a business plan and cost estimating because there is no standard of estimate for the unit cost calculation which gives rise to intensely competitive pricing among companies. This paper reviewed input manpower, working environment, etc. in order to carry out terrestrial LIDAR survey and reflected in the calculation of the standard of estimate through a gradient coefficient so that more reasonable cost estimating could be calculated, Lastly, the classification coefficient through complexity and size of object has been conducted, and alsi some varaibles such as the cell size of wooden building, horizontal accessibility and height, and point density were considered.

라이다의 반사강도에서 추출한 지상기준점의 정확도 비교

위광재(Wie Gwang Jae),최윤수(Choi Yun Soo),오종민(Oh Jong Min),이임평(Lee Im Pyung),서용운(Suh Young Woon) 대한공간정보학회 2008 대한공간정보학회지 Vol.16 No.4

사진기준점측량을 위한 지상기준점 선점시에 산악지역과 해안지역, 갯벌 등 지상기준점을 선점할 수 있는 뚜렷한 지형과 지물이 없는 지역에서는 효율적으로 지상기준점을 추출할 수 없기 때문에 현지측량의 시간과 비용, 정확도 등에서 문제점이 있다. 본 연구에서는 항공 라이다 반사강도를 지상기준점으로 사용하여 사진기준점측량을 수행한 후에 기 구축된 수치지도에서 추출한 지상기준과 비교하였으며, 또한 현지측량된 검사점을 기준으로 비교ㆍ평가하였다. 연구 결과, 라이다 반사강도를 이용하였을 시에는 평균오차가 ±1.02m로 나타났으며, 기 구축된 수치지도를 이용하였을 경우에 ±1.13m로 나타났다. 이 결과는 라이다 반사강도를 지상기준점으로 사용하는 것이 수치지도에서 추출한 것보다 0.11m 향상되었음을 보여준다. As we choose ground control points for aerial triangulation, we have a lot of problems in a mountain, a costal area, a desert, the foreshore etc because they don't have clear topography for control points and it spends a lot of cost and occurs problems of accuracy. In this study, we compare and analyze between ground control points from LiDAR intensity, digital map with ground control points from the field survey as doing AT each. As the result, the average error was ±1.02m from using LiDAR intensity, ±1.13m from using digital map. this result can present the control points from LiDAR intensity is 0.11m better than from digital map.