고해상도 항공영상을 이용한 지형도의 정확도 개선 및 제작효율성 향상 방안에 관한 연구 = A Study on the improving the accuracy and production efficiency of the digital map, Using high-resolution aerial images

국문 초록 (Abstract)

최근 정보화 사회의 핵심요소로 부각되고 있는 공간정보에 대한 요구사항의 다양화 및 ICT기술 발전 등으로 인해 그 활용범위는 나날이 확대되어가고 있다. 특히 멀티센서와 고해상도 카메라의 발달과 더불어 공간정보에 대한 수요는 국가 및 민간차원에서 급속도로 증가하고 있고, 미래지향적 국토 건설과 자원관리, 전자정부 실현을 위해 다양한 공간정보 구축에 많은 관심이 집중되고 있다. 센서의 정보 취득력과 활용성이 높아짐에 따라 공간정보 구축 주체 별로 공간정보 정확도와 가시화 요구 수준은 제작 목적에 따라 다양화되고 있으며 시대적 기술 발전에 따른 정확도 기준 개선과 고해상도 항공영상 기반으로 제작된 수치지형도의 가독성과 정확도 향상으로, 지형도 제작 시 현지조사 작업에 대한 업무개선 효율성에 대한 정량적 검토는 반드시 필요하다.
이에 본 연구에서는 고해상도 영상을 기반으로 수치지형도작업규정 의거 고정밀 1/500 수치지형도 제작 시 정확도 평가를 수행하였으며 그 결과, 최종위치 정확도가 평면위치 기준 0.25cm이내(현 국토지리정보원 용역사업검사기준)로 구축이 가능함으로써 기존의 수치지형도가 갖는 허용오차의 범위의 약 2배 이상 개선이 가능한 것으로 분석하였다.
수치지형도 제작 시 정확도 기준의 허용범위 도출을 위해 기존에 다양하게 연구되었던 선행연구를 면밀히 분석하고, 수치지형도 제작과정에서 공정 별로 포함될 수 있는 오차를 산출하여 각각의 오차를 누적, 오차전파 법칙을 적용하여 대입함으로써 오차의 허용범위를 포괄적으로 반영하였다. 이는 제작과정에서 발생할 수 있는 각종 오류들을 체계적으로 누적 관리하여 오차의 범위를 현실성 있게 반영하기 위함이다.
또한, 수치지형도 제작을 위한 현지조사 시 도로 폭에 대한 지거측량을 작업공정에서 제외함으로써 작업자의 숙련도에 따라 발생할 수 있는 다양한 오차를 방지하고자 하였다. 그 결과, 기존 현지조사 작업방법에 비해 약 20-30%정도의 시간이 절감되는 업무개선효과가 나타났으며, 이에 따른 작업자의 안전 확보 및 절감된 시간만큼 시설물 조사의 정확도를 높일 수 있을 것으로 분석되었다.
본 연구 결과 1/500 수치지형도 제작을 통해 기존 작업방법은 유지하면서 현행 2차원 공간정보의 추상적인 한계를 극복하고 수치지형도 정확도를 향상시킴으로써 현실의 공간정보를 보다 정확하고 상세하게 표현할 수 있을 것으로 판단하였고, 현재와 미래의 환경변화를 감안한 다양한 공간정보 구축의 정확도 향상을 통하여 도시계획, 도시방재, 도시기반시설물관리 등 다양한 공간정보의 기본 자료로서 정확도 높은 정보를 이용, 수요자 중심의 관리 및 분석목적의 활용이 가능 할 것으로 판단된다. 추후 1/500 수치지형도를 체계적으로 관리·적용하는 방안에 대한 지속적인 연구와 현실적인 정확도 기준 개선이 필요할 것으로 판단된다.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 1
• 1.1 연구배경 및 목적 1
• 1.2 연구동향 3
• 1.3 연구내용 및 방법 5
• 제2장 수치지형도 기준 및 현황 8
• 2.1 국내 정확도 기준 및 평가방법 8
• 2.1.1 지상기준점 측량 9
• 2.1.2 사진기준점 측량 10
• 2.1.3 수치도화 11
• 2.1.4 정위치 편집 12
• 2.1.5 최종위치정확도 13
• 2.2 수치지형도 현행 및 기대 최종위치정확도 분석 14
• 2.3 정확도 기준 분석 16
• 2.3.1 정확도 이론 분석 16
• 2.3.2 평균제곱근오차(RMSE : Root Mean Square Error) 17
• 2.3.3 표준편차(SD : Standard Deviation) 18
• 2.3.4 수치지형도 최종정확도 19
• 제3장 실험지역 자료획득 20
• 3.1 연구 대상지역의 선정 20
• 3.2 1/500 수치지형도 제작절차 22
• 3.3 디지털 항공사진촬영 23
• 3.3.1 카메라 제원 23
• 3.3.2 디지털 항공촬영 24
• 3.4 기준점 측량 27
• 3.4.1 평면기준점 측량 27
• 3.4.2 표고기준점 측량 31
• 3.5 사진기준점 측량 32
• 3.5.1 작업절차 32
• 3.5.2 작업내용 33
• 3.6 수치도화 35
• 3.7 지리조사 37
• 3.8 정위치편집 39
• 3.8.1 사각지대(음영지역)에 대한 도화원도 반영 연구 39
• 제4장 정확도 분석 및 해석 42
• 4.1 정확도 실험분석 42
• 4.1.1 수치지형도 축척별 정확도 기준 42
• 4.2 지상기준점 정확도 평가 43
• 4.2.1 평면 위치정확도 44
• 4.2.2 표고 위치정확도 45
• 4.3 사진기준점 정확도 평가 47
• 4.3.1 평면 위치정확도 48
• 4.3.2 표고 위치정확도 49
• 4.4 수치도화 정확도 평가 50
• 4.4.1 도화 성과의 정확도 비교 51
• 4.4.2 도화 위치정확도 52
• 4.5 정위치편집 정확도 평가 53
• 4.6 최종 위치정확도 평가 54
• 4.6.1 최종 평면 위치정확도 54
• 4.6.2 최종 표고 위치정확도 56
• 4.7 업무효율성 향상에 대한 평가 57
• 4.7.1 작업량 개선에 대한 평가 57
• 4.7.2 비용 절감에 대한 평가 62
• 제5장 결 론 64
• 5.1 정확도 기준 분석 65
• 5.2 정밀 공간정보 연구를 위한 제언 66
• 참 고 문 헌 67
• Abstract 68
• 감사의 글 70