근접수치사진측량을 이용한 철도선형정보 추출 시스템 개발 = Development of extraction system for alignment information railroad using close digital photogrammetry

국문 초록 (Abstract)

철도는 대중교통 수단으로 가장 일찍이 개발되어 근대 산업발전에 크게 기여하였으나 20세기 중반이후 자동차, 항공기 산업의 발달과 투자의 집중으로 철도시설의 낙후 등 정체화의 길을 걷게 되었다. 그러나 산업의 고도화 및 분업화로 인한 교통수요의 급속한 증가와 다양화로 대량수송, 고속성, 안전성, 정시성, 에너지 효율성 및 환경오염 방지 측면에서 탁월한 장점을 갖는 철도의 역할을 재인식하게 되었다.
앞으로 대륙연계철도 및 동북아 교통 중심지로 자리 잡기 위해서는 기존선 및 고속철도의 정보화 구축이 필수적인 사항으로 대두되고 있다. 특히 선형에 대한 정보화는 다른 시설물의 정보화 구축에 기반 자료를 제공할 수 있기 때문에 이의 선행이 필수적이다.
또한 최근 기존선의 개량 및 이설하고자 할 경우 기존선의 평면선형 제원은 기본적인 자료로서 필요하게 되는데, 만약 최초 선형자료의 기본인 설계도서가 분실되었거나 훼손되었을 경우에 설계제원의 복원이 불가능하며, 최근 발생되는 각종 재난으로 인한 선로 유실시 선형의 정밀 복구가 어려운 실정이다. 철도선형제원이 기본적인 지리정보 자료로서의 기능을 발휘하기 위해서는 누락된 기존선의 철도선형에 대한 제원을 알아야 한다.
따라서, 본 연구에서는 사회간접자본시설인 철도를 대상으로 근접수치사진측량을 이용하여, 영상을 획득하고 분석?처리하여 선형의 3차원 형상을 재현하며, 선형제원을 역으로 산출하는 시스템을 개발함으로써 기존선의 선형자료를 추출하여 철도시설의 정보화 구축에 기여하고자 한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Railroads made many contribution to modernization being developed so quickly as public transportation, but after middle of 20 century, its qualities are getting low because of focusing on the investment and development of cars and airplanes. Its role which is getting the excellent merits on the mass transportation, rapid transit, safety, state period, energy efficiency, and prevention of environmental pollution has been reconsidered.
An information establishment of express railroad and the existing facilities have been rising as a mandatory clause in order to make for between a traffic route in northeast asia and a transcontinental railway in the future. Especially, the information about railroad alignment is essential to understand because it can provide materials of an information establishment to other facilities.
Element of horizontal alignment in an existing railroad line is needed as basic materials, when it will be improved or moved. If its design drawing was lost or damaged, it is impossible to recover. It is not easy to repair for it as disasters. We must understand an existing railroad line to bring a function included a basic geography situation.
In this studies we acquire, analyze, and handle the digital picture of railroads and then reappear shape of three dimension. But also we want to contribute to establish the facilities information choosing materials of existing railroad line in outputting the alignment element by reverse.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• 목차
• List of Tables = ⅰ
• List of Figures = ⅱ
• 1. 서론 = 1
• 1.1 연구목적 = 1
• 1.2 연구동향 = 2
• 1.3 연구방법 및 범위 = 4
• 2. 철도궤도 및 디지털 영상 이론 = 6
• 2.1 철도궤도 이론 = 6
• 2.1.1 궤도선형 = 7
• 2.1.2 Cant = 9
• 2.2 디지털 영상 이론 = 11
• 2.2.1 공선조건식 = 11
• 2.2.2 광속조정법 = 13
• 2.2.3 에피폴러 기하학 = 15
• 2.2.4 다중영상표정 = 16
• 2.2.5 자체검정 = 18
• 2.3 최소제곱법 = 21
• 3. 철도선형 관측 = 26
• 3.1 연구대상지 선정 = 26
• 3.2 관측시스템 구성 = 26
• 3.3 철도선형 관측 = 30
• 3.3.1 Camera Calibration = 30
• 3.3.2 기준점 측량 = 32
• 3.3.3 디지털 영상처리 = 35
• 4. 철도선형정보 추출시스템 개발 = 43
• 4.1 IP 좌표 추출 = 43
• 4.2 철도평면선형 추출 시스템 개발 = 45
• 4.3 철도종단선형 추출 시스템 개발 = 49
• 4.4 Cant 산정 = 51
• 5. 결론 = 53
• 참고문헌 = 55
• Abstract = 59