LiDAR, 수치지형도, 항공사진 기반 수치표고모델을 활용한 중부 양산단층의 선형구조 추출과 비교

오정식(Jeong-Sik Oh),김동은(Dong Eun Kim) 대한지리학회 2019 대한지리학회지 Vol.54 No.5

중부 양산단층에서 보고된 벽계단층과 단구단층 일대 약 27㎢ 구역을 대상으로 LiDAR, 수치지형도, 항공사진 기반의 DEM을 구축하고, DEM 유형에 따른 선형구조 인지 특징과 선형구조 추출 결과를 비교했다. 구축된 DEM은 유형별로 다른 시기의 지표를 구현하며, 각각의 해상도는 L-DEM(LiDAR 기반 DEM)이 0.50m, T-DEM(수치지형도 기반 DEM)이 5.00m, 그리고 A-DEM(항공사진 기반 DEM)이 0.46m이다. PCI Geomatica 소프트웨어의 라인 모듈을 활용하여 선형구조를 자동추출한 결과 모든 유형의 DEM에서 산지를 중심으로 높은 선형구조 분포밀도를 보였지만, 분절 길이와 주향, 그리고 추출된 선형구조의 개수는 DEM 유형에 따라 현저한 차이를 나타냈다. 시각적 판독을 통해 추출된 선형구조는 DEM 유형에 따른 추출 개수의 차이가 크지 않았다. 특히, 단층와지, 단층구릉, 삼각말단면과 같이 주변 지형과의 기복 차이가 뚜렷하거나, 수평 변위를 동반하는 굴절하천으로 인지된 선형구조는 DEM 유형과 관계없이 추출 결과가 유사했다. 이러한 결과는 시각적 판독이 단층활동과 직접 관련성이 높은 선형구조만을 감독 분류하여 추출하기 때문이다. 선형구조 추출 결과와 야외조사를 바탕으로 단층활동과 연관성이 높은 21개의 선형구조가 분리 추출되었으며, 이들 중에서 3개는 단층애와 굴절하천과 같은 제4기 지형 변위가 인지된 활성도 높은 선형구조로 평가됐다. DEM 유형별 선형구조 추출결과를 종합할 때, T-DEM은 선형구조의 거시적 특성을 파악하는데 유효하며, 1m 이하의 고해상도로 구축 가능한 L-DEM과 A-DEM은 제4기 지형의 변위를 수반한 선형구조를 추적할 때 유효함을 알 수 있었다. 특히, 활성도 높은 선형구조를 추적하고 선형구조 간 관계와 정확한 분절을 파악하는데 L-DEM의 활용성이 크며, 인위적 영향으로 지형의 변화가 심한 지역은 원지형에 가까운 지표를 구현하는 A-DEM이 효과적인 보완자료로 활용될 수 있다. LiDAR, digital topographic map, aerial photo-based DEMs were generated for the area of 27㎢ including Byuckgae and Dangu fault site reported from the central segment of Yangsan fault. We compared the characteristics of lineament detection and the results of lineament extraction based on type of DEMs. The generated DEMs are subjected to different time and have different resolutions of 0.50m for L-DEM (LiDAR-based DEM), and 5.00m for T-DEM (Digital topographic map-based DEM), 0.46m for A-DEM (Aerial photo-based DEM). Automatic extraction of lineaments using the ‘Line Module’ of the PCI Geomatica software resulted in high density of lineament distributions in the mountainous regions, showing similar results in the all types of DEM. However, segment length, strikes (directions), and the number of extracted lineaments differed significantly depending on the type of DEMs. The lineaments extracted by visual detecting showed similar numbers of extractions in all types of DEM. In particular, the lineaments recognized as fault-related landforms with distinct relief and horizontal displacement such as fault saddles, kernbuts, triangular facets, and deflected streams, had similar extraction results in all types of DEM. These results are because visual detection only classifies the lineament related to fault activation. We extracted 21 lineaments related to fault activation based on the results of lineament extraction and field survey. Three of them are identified as a highly active lineament, and displacements of Quaternary landforms, such as fault scarps or deflected streams are identified. We believe that T-DEM is effective for understanding the macroscopic characteristics of lineaments. L-DEM and A-DEM, which can be generated with high resolutions of less than 1m, are more effective when tracking highly active lineaments with displacement of Quaternary landforms. In particular, L-DEM is useful for tracing active lineament and identifying precise segmentation pattern and the relationship between the lineaments. In areas where the landforms have changed due to anthropogenic effects, A-DEM representing initial landforms can be practically used as a supplementary data.

고해상도 위성영상을 활용한 자동화된 건물 영역 추출 하이브리드 접근법

안효원,김창재,이효성,권원석 한국측량학회 2019 한국측량학회지 Vol.37 No.6

This research aims to provide a building area extraction approach over the areas where data acquisition is impossible through field surveying, aerial photography and lidar scanning. Hence, high-resolution satellite images, which have high accessibility over the earth, are utilized for the automated building extraction in this study. 3D point clouds or DSM (Digital Surface Models), derived from the stereo image matching process, provides low quality of building area extraction due to their high level of noises and holes. In this regards, this research proposes a hybrid building area extraction approach which utilizes 3D point clouds (from image matching), and color and linear information (from imagery). First of all, ground and non-ground points are separated from 3D point clouds; then, the initial building hypothesis is extracted from the non-ground points. Secondly, color based building hypothesis is produced by considering the overlapping between the initial building hypothesis and the color segmentation result. Afterwards, line detection and space partitioning results are utilized to acquire the final building areas. The proposed approach shows 98.44% of correctness, 95.05% of completeness, and 1.05m of positional accuracy. Moreover, we see the possibility that the irregular shapes of building areas can be extracted through the proposed approach. 본 연구에서는 기존의 연구들에서 주로 사용하여왔던 현장측량, 항공사진, 라이다 데이터 등의 취득이 원천적으로 어려운 지역에 대한 건물 영역 추출을 구현하고자 하였다. 이에 접근성에 큰 영향을 받지 않는 거의 유일한 데이터인 고해상도 위성영상을 활용한 방법론을 제시하고자 한다. 영상정합을 통해 추출되는 점군 데이터 또는 DSM (Digital Surface Models)을 활용한 건물 영역 추출은 데이터내의 높은 잡음과 다수의 빈 영역으로 인해 그 정확성에 한계를 보이고 있다. 따라서 본 연구에서는 영상 정합을 통해 얻어진 3차원 점군 데이터, 영상의 색상 및 선형 정보를 결합하여 건물 영역 추출을 수행하는 하이브리드식 접근법을 제안하였다. 일차적으로 다중영상정합으로 얻어진 3차원 점군 데이터로부터 지면점과 비지면점을 분리하고, 비지면점으로부터 초기 건물 대상지를 추출한다. 이후, 영상의 색상기반 분할을 수행하여 얻어진 결과와 초기 건물 대상지를 결합하여, 색상분할기반 건물 대상지를 추출한다. 이어서 영상의 선형 추출 및 공간 분할정보를 이용하여 최종적인 건물 영역을 선정하게 된다. 본 논문에서 제시한 건물 영역 자동 추출 방법론은 Correctness: 98.44%, Completeness: 95.05%, 위치오차: 1.05m 정도의 성능을 보임을 확인하였으며, 더불어 직각형태 이상의 복잡한 건물 영역도 잘 추출함을 확인하였다.

선형추세를 갖는 모집단에 대한 효율적인 모평균 추정 : 계통추출의 확장

김혁주,석은양 한국통계학회 2000 응용통계연구 Vol.13 No.2

본 연구에서는 선형추세를 갖는 모집단에 대한 효율적인 표본추출방법과 모평균 추정법을 제안하였다. 이 방법은 계통추출을 확장한 중심균형계통추출을 써서 표본을 뽑은 뒤 표본평균보다 수정된 추정량을 써서 모평균을 추정하는 것이다. 수정된 추정량을 정하는 데에 보간법의 개념을 사용하였다. 제안된 추정량과 기존의 방법에 으한 추정량들의 효율을 Cochran(1946)의 무한초모집단모형에 근거를 둔 기대평균제곱오차를 기준으로 하여 비교하였다. 제안된 방법은 표본크기 n($\geq$5)이 홀수이고 추출률의 역수인 $textsc{k}$가 짝수인 경우에 사용하기 위한 것이다. 모의실험을 이용한 예어서도 역시 좋은 결과가 얻어졌다. In this study, we have proposed a sampling method and an estimation method for efficiently estimating the mean of a population which has a linear trend. These methods involve drawing a sample by the so-called "centered balanced systematic sampling", which is an extension of systematic sampling, and then estimating the population mean with an adjusted estimator, not with the sample mean itself. We used the concept of interpolation in determining the adjusted estimator.\Ve compared the efficiency of the proposed estimator with those of the estimators from existing methods, under the expected mean square error criterion based on the infinite superpopulation model introduced by Cochran(1946). The proposed method is for use in the case when the sample size n(2 5) is an odd number and k(the reciprocal of the sampling fraction) is an even number. A good result was also obtained in an example using computer simulation. simulation.

다방향 선형 스캐닝과 컨벡스 헐을 이용한 아무르불가사리의 특징 추출

신현덕(Hyun-Deok Shin),전영철(Young-Cheol Jeon) 한국컴퓨터정보학회 2011 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.16 No.3

패턴을 이용한 불가사리 특징 검출은 불가사리의 오목 특징과 볼록 특징을 모두 검출하기 어려우며 또한, 오목과 볼록을 구분 할 수도 없다. 오목과 볼록은 아무르불가사리의 중요한 구조적 특징으로서 반드시 찾아야 할 특징이며 오목과 볼록을 분류함으로서 차후 불가사리 인식에서도 필요하다. 따라서 본 논문에서는 아무르불가사리의 주요 특징인 오목과 볼록 특징을 추출하는 기법을 제안한다. 이 기법은 다방향 선형 스캐닝을 이용하여 오목과 볼록의 특징점 후보군을 형성하고 이 후보군에서 특징점을 결정한 후 추출된 특징점에 컨벡스 헐 알고리즘을 적용하여 오목 특징과 볼록 특징을 구분한다. 제안한 기법은 불가사리의 주요 특징인 오목 특징과 볼록 특징을 구분하여 효과적으로 추출한다. 따라서 향후 불가사리 인식을 위한 연구에 기여할 것으로 기대한다. The feature extraction of asterias amurensis by using patterns is difficult to extract all the concave and convex features of asterias amurensis nor classify concave and convex. Concave and convex as important structural features of asterias amurensis are the features which should be found and the classification of concave and convex is also necessary for the recognition of asterias amurensis later. Accordingly, this study suggests the technique to extract the features of concave and convex, the main features of asterias amurensis. This technique classifies the concave and convex features by using the multi-directional linear scanning and form the candidate groups of the concave and convex feature points and decide the feature points of the candidate groups and apply convex hull algorithm to the extracted feature points. The suggested technique efficiently extracts the concave and convex features, the main features of asterias amurensis by dividing them. Accordingly, it is expected to contribute to the studies on the recognition of asterias amurensis in the future.

영상 기반의 하천 친수시설 추출을 위한 선형 평활화 알고리즘 특성 연구

임윤성(Yun Seong Im),김서준(Seo Jun Kim),김창성(Chang Sung Kim),김성준(Seong Jun Kim) 응용생태공학회 2021 Ecology and resilient infrastructure Vol.8 No.4

친수지구는 주민들의 친수활동을 위한 공간을 계획적으로 관리하기 위하여 지정한 곳을 의미하며, 하천 친수공원의 효율적인 관리를 위해서는 친수시설의 GIS 자료 및 DB구축의 자동화 작업이 필요하다. 이에 대한 대안으로 드론영상이나 항공영상을 활용한 객체기반 분류 방법이 국토의 3차원 공간정보를 획득할 수 있는 효율적 수단으로 주목받고 있다. 추출된 윤곽선에 포함된 잡영을 제거하기 위해서는 윤곽선의 선형 평활화 작업이 필요하며 수동으로 적용하기에는 많은 어려움이 따르므로 이를 극복하기 위한 여러가지 자동화 방법들이 개발되었고, 그 중 현재까지 가장 널리 연구되고 활용되어지고 있는 방법은 선형 평활화 방법이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 친수시설의 기하학적 형상에 대하여 선형 평활화 알고리즘인 Douglas-Peucker, Visvalingam-Whyatt, Bend-simplify 알고리즘에 대한 적합성을 판단하였다. Water friendly space refers to a place designated to plan and manage spaces for residents Water friendly activities. Efficient management of river Water friendly parks requires automated GIS data and DB construction of the water friendly facilities. Object-based classification using drone images or aerial images is attracting attention as an efficient means to acquire 3D spatial information in the country. To remove the miscellaneous image included in the extracted outline, a linear simplification of the outline is required, and it is difficult to apply manually, so various automation methods have been developed to overcome this, and among them, the most widely studied and utilized is the linear simplification method. In this study, the suitability of linear simplification algorithms such as Douglas-Peucker, Visvalingam-Whyatt, and Bend-simplify algorithms for the geometric shape of hydrophilic facilities was determined.

변형된 계통추출과 최소제곱법을 이용한 모평균 추정

김혁주 한국통계학회 2004 응용통계연구 Vol.17 No.1

본 논문에서는 선형추세를 갖는 모집단의 평균을 추정하기 위한 새로운 방법을 제시하였다. 이 방법은 변형계통추출에 의하여 표본을 뽑은 뒤 표본의 단순평균이 아니라 조정된 추정량을 사용하여 모평균을 추정하는 방법이다. 조정된 추정량을 정하는 데에 최소제곱법을 사용하였다. 제시된 방법은 선형 추세가 강할수록 효율적이라는 것이 밝혀졌으며, 무한초모집단 모형의 랜덤오차항의 분산인 $\sigma$$^2$이 매우 크지만 않다면 전통적인 방법들에 비해 상대적으로 효율적인 것으로 나타났다. In this paper, a new method is developed for estimating the mean of a population which has a linear trend. This method involves drawing a sample by the modified systematic sampling, and then estimating the population mean with an adjusted estimator, not with the sample mean itself. We use the method of least squares in determining the adjusted estimator. The proposed method is shown to be more and more efficient as the linear trend becomes stronger. It turns out to be relatively efficient as compared with the conventional methods if $\sigma$$^2$the variance of the random error term in the infinite superpopulation model, is not very large.

도로선형 측정을 위한 차선 영상자료의 좌표변환

정동훈(Jeong Dong Hoon) 대한토목학회 2007 대한토목학회논문집 D Vol.27 No.6D

도로를 건설하는 당시에는 주행환경과 안전도를 충분히 고려하여 설계하고 시공하지만 도로선형의 변화, 확장, 덧씌우기 등의 변화로 인해 설계당시와는 다른 여건에 놓이게 된다. 본 연구에서는 도로의 안전성을 가늠하는 한 인자로서 도로의 선형을 신속하고 정확하게 측정하기 위한 방안을 제시하고, 취득한 차선영상자료를 처리하여 좌표변환하는 알고리즘을 개발하였다. 실제 실험을 통해 알고리즘의 정확도를 분석하였으며 그 결과 도로의 선형 측정에 있어 매우 정확한 결과를 나타냄을 알 수 있었다. 따라서 본 연구를 통해 개발된 알고리즘을 이용할 경우 도로선형의 변화여부를 정확하고 효율적으로 파악할 수 있을 것으로 기대된다. When it is constructed, the road is designed and constructed with sufficient consideration of driving environment and road safety. But it could be in the different situation from the beginning due to the change of shape, expansion or repaving. So, in this study, a new method is suggested to measure road shape rapidly and accurately as a factor to estimate road safety and the new algorithm is developed to process acquired image data and apply coordinate transformation. Accuracy of the algorithm was analysed through the real test and the algorithm represented very accurate result at the measurement of the road shape. Therefore, in the case using the newly developed algorithm, it is expected that the change of road shape could be estimated accurately and efficiently.

폐금속광산 주변 농경지 토양의 비소 및 중금속에 대한 용출특성 평가

권지철,이명규,정명채 한국자원공학회 2014 한국자원공학회지 Vol.51 No.3

This study evaluated extraction rates of As and heavy metals in soils using representative three soil extraction procedures. The three chemical leaching methods by aqua regia, 1M MgCl2 and 0.01M CaCl2 wereexamined to evaluate metal mobility for 120 paddy soils from abandoned metal mines. As results of chemical analysis, relative extraction ratio(RER) defined as elements extracted by extractant divided by those by aqua regia for As and heavy metals in the samples increased in the order of 0.01M CaCl2 < 1M MgCl2. The RER values for Cd were relatively higher than those for As, Cu and Pb due to their differences in geochemical mobilities. According to statistical analysis, significant correlation was found between those three methods(p<0.001). This study also established a stepwise multiple linear regression analysis for identification of dominant factors influencing metal extraction rates of contaminated paddy soils from mining sites. 이 연구에서는 국내 휴・폐금속광산 주변의 논토양 120개의 시료를 채취하여 비소 및 중금속 함량을 왕수분해법을 통해 확인하고 1M MgCl2과 0.01M CaCl2을 활용하여 금속의 이동도를 평가하고자 하였다. 화학적 용출법을 이용하여 분석한 결과, 용출제로 용출한 비소와 중금속 농도에 대한 왕수 추출 농도의 비로 정의되는 상대적인 추출비(RER)는 1M MgCl2 > 0.01M CaCl2 순으로 나타났다. 원소별로 비교하면 Cd은 다른 원소에 비해 상대적으로 높은 추출율을 보이며, 이는 지구화학적 이동도가 높은 원소이기 때문으로 판단된다. 화학분해 방법에 따른 함량 변화는 통계적으로 유의한 양의 상관관계를 보이며(p<0.001), 1M MgCl2이 0.01M CaCl2보다 통계적으로 유의한 결과를 얻었다. 이 연구에서는 토양의 용출율에 영향을 주는 토양의 원소 함량과 물리화학적 특성을 이용하여 다중선형회귀분석을 수행하였으며, 그 결과는 비소 및 중금속의 농도 예측에 유용하게 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

선형발전기가 탑재된 파랑에너지 추출장치 설계 I. 파력 부이 설계

김정록(Jeong Rok Kim),배윤혁(Yoon Hyeok Bae),조일형(Il Hyoung Cho) 한국해양환경·에너지학회 2014 한국해양환경·에너지학회지 Vol.17 No.2

선형발전기와 연성된 부유식 파력발전장치의 수직운동 특성

김정록(J.R.Kim),신현재(H.J.Shin),최장영(J.Y.Choi),조일형(I.H.Cho) 한국해양환경·에너지학회 2015 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.5