다종 공간정보로부터 취득한 지상기준점을 활용한 UAV 영상의 3차원 위치 정확도 비교 분석 (Three-Dimensional Positional Accuracy Analysis of UAV Imagery Using Ground Control Points Acquired from Multisource Geospatial Data)

서지정보

· 발행기관 : 대한원격탐사학회
· 수록지 정보 : 대한원격탐사학회지 / 36권 / 5호 / 1013 ~ 1025페이지
· 저자명 : 박소연, 최윤조, 배준수, 홍승환, 손홍규

초록

UAV (Unmanned Aerial Vehicle) 플랫폼은 소규모 지역의 영상을 저비용으로 신속하게 취득이 가능하다는 장점이 있어 재난모니터링과 스마트시티 분야에 널리 활용되고 있다. UAV 기반 정사영상 및 DSM (Digital Surface Model) 제작 시 cm 급 정확도를 확보하기 위하여 UAV 영상의 위치보정을 위한 지상기준점(Ground Control Points, GCP)이 필수적이다. 하지만, 현장 GCP 취득을 위한 현장방문, 대공표지 설치에는 상당한 인력과 시간이 소요된다. 따라서 본 연구에서는 GCP 현장 취득을 대체하기 위한 방법으로 사전에 구축되어 활용가능한 세 가지 공간정보를 GCP로 이용하는 방법을 제시하였다. 연구에 사용한 세 가지 공간정보는 첫째, 25 cm 급 정사영상과 1:1000 수치지형도 기반 DEM (Digital Elevation Model), 둘째, 모바일매핑시스템(Mobile Mapping System, MMS)으로 취득한 점군 데이터, 셋째, MMS 데이터와 UAV 데이터를 융합하여 만든 하이브리드 점군 데이터이다. 세 가지 공간정보로부터 취득한 GCP를 이용하여 각각에 대하여 UAV 정사영상과 DSM (Digital Surface Model, DSM)을 생성하였다. 생성된 3가지 결과를 현장 RTK-GNSS 측량으로 취득한 검사점과비교하여 3차원 위치 정확도평가를 진행하였다. 실험결과, 세 번째 경우인 MMS와 UAV를 융합한 하이브리드점군 데이터를 GCP로 사용하였을 때, UAV 정사영상과 DSM의 최종 정확도가 수평방향의 RMSE는 8.9 cm, 수직방향의 RMSE는 24.5 cm로 가장 높게 나타났다. 또한, 현장 측량을 대체하기 위해 활용한 공간정보로부터 취득한 GCP의 분포는 수평 위치 정확도 보다 수직 위치 정확도에 더 많은 영향을 미치는 것으로 나타났다.

영어초록

Unmanned Aerial Vehicle (UAV) platform is being widely used in disaster monitoring and smart city, having the advantage of being able to quickly acquire images in small areas at a low cost.
Ground Control Points (GCPs) for positioning UAV images are essential to acquire cm-level accuracy when producing UAV-based orthoimages and Digital Surface Model (DSM). However, the on-site acquisition of GCPs takes considerable manpower and time. This research aims to provide an efficient and accurate way to replace the on-site GNSS surveying with three different sources of geospatial data. The three geospatial data used in this study is as follows; 1) 25 cm aerial orthoimages, and Digital Elevation Model (DEM) based on 1:1000 digital topographic map, 2) point cloud data acquired by Mobile Mapping System (MMS), and 3) hybrid point cloud data created by merging MMS data with UAV data. For each dataset a three-dimensional positional accuracy analysis of UAV-based orthoimage and DSM was performed by comparing differences in three-dimensional coordinates of independent check point obtained with those of the RTK-GNSS survey. The result shows the third case, in which MMS data and UAV data combined, to be the most accurate, showing an RMSE accuracy of 8.9 cm in horizontal and 24.5 cm in vertical, respectively. In addition, it has been shown that the distribution of geospatial GCPs has more sensitive on the vertical accuracy than on horizontal accuracy.

참고자료

· 없음