03장 Ubi GI의 분류 및 특성 - hjiklee.sangji.ac.krhjiklee.sangji.ac.kr/강의관련/유비쿼터스/03장 Ubi GI의 분류 및 특성.pdf · 벡터자료의특징 점, 선,

3장 Ubi GI의 분류 및 특성

유비쿼터스와 지형공간정보 사이버강의 3장

Ubi GI의 분류 및 특성(Classification and Characteristics of Ubi GI)

목 차

Ubi GI 정의 및 Geospatial Web

도형자료의 특성

Ubi GI의 특성 및 종류

속성자료의 특성

도형자룡의 위상관계 설정


v 과제 1 : Geospatial Web 서비스 설치 및 검색 과제

고품질 Ubi GI의 생성 및 특성

2

Ubi GI 정의 및 Geospatial Web

3장 Ubi GI의 분류 및 특성 4

유비쿼터스 지형공간정보의 정의

유비쿼터스환경의 지형공간정보(Ubi GI)

– 각종 상황에 따른 정보를 시간이나 장소나 장비에 구애없이 네트워크에 접속하여 사용자(user : 사람+장비 등)에게 제공할 수 있는 스마트 지형공간정보

– 지리학적 상황인식(Geographic Context Awareness)• 사용자의 위치나 활용분야 하드웨어/소프트웨어 환경에 내재되어 있는

사건의 의미를 결정하고 사양화하고 규명하기 위한 주변여건, 환경, 배경

지리학적 상황

(Geographic Context)

모바일 지형지물의 위치

지리학적 상황 인식

(Geographic Context Awareness)

유비쿼터스 지형공간정보(Ubi GI)

user A

ContextAware

GI

사용이 쉬운 지형공간정보

(Ubiquitous Geographic Information)

user B

ContextAware

GI

user C

ContextAware

GI

user D

ContextAware

GI

ubi GI


Geospatial Web의 출현

실생활 공간을 모델링하여 컴퓨터로 공간데이터를 구현하고자 하는

요구 증가하면서 GIS의 중요성 증대• 유무선통신과 위치정보를 결합한 위치기반서비스(LBS)과 텔래매틱스

서비스 등 신개념 지리정보 서비스 도입

v Ajax(Asynchronous JavaScript and XML) : 대화식 웹어프리케이션 제작을 위해 이용되는 웹개발기구

GIS의 활용을 극대화하기 위해서는 다양한 자료와 소프트웨어를 통합하여 운영할 수 있는 플랫폼이 필요

• 서비스 플랫폼이 없어 GIS의 체감효과가 낮음

2005년 6월 Google이 공개 소프트웨어로 만든 지리정보웹(GeoSpatial Web)서비스를 시작 : GIS 분야 큰 지각변화 야기

• 전통적인 이미지기반 지도서비스를 능가하는 Ajax를 이용한 획기적인

유저인터페이스를 제공하는 Google Maps 서비스 시작

• MSN, 야후도 전세계 위성사진과 지도서비스 경쟁적 출시

• 과거 우리나라는 웹플랫폼이 아닌 ActiveX 만을 이용해 지리정보플랫폼 경쟁

에서 밀려나는 상황


가상지구 서비스(Virtual Globe)가상지구 서비스(Virtual Globe)

Google과 Microsoft 중심으로 가상지구 서비스를 전세계로 확대하고 있음

• 인터넷 포털사의 지도정보서비스로 GIS 활용의 대중화되고, 이를 통해 시장 확대

가상지구를 기반으로 위치와 관련된 모든 정보를 통합하고 새로운 서비스 창출 목적

· 구글 지오팀의 미션 : “위치를 기반으로” 세상의 모든 정보를 쉽게 접근하고 사용할 수 있도록 하는 것

가상지구 서비스의 목표· 지형공간정보의 플랫폼(Platform)화 : Geospatial Web 구현· 지형공간정보를 기반으로 위치와 관련된 정보를 취합 : Mash-up 서비스 확대· 이를 바탕으로 사용료 혹은 광고 수입을 창출하여 새로운 경제활동의 장으로 확대

: 비즈니스 모델 창출을 통한 공간정보산업화 촉진

장기적으로는 가상지구 서비스와 가상세계 서비스가 결합될 것으로 예상됨

예) Second Life

6


Geospatial Web의 발전방향Geospatial Web의 발전방향

Open API &

Mash-up서비스

(Geospatial Web)구글어스나 구글지도를 통해 지도가 단순 서비스가 아닌 인프라 같은 플랫폼으로 발전

Geospatial Web을 통해 Mash-up 서비스가 가속화되고 증가함

3D입체 가상세계

(VR vs. AR) 구글 스케치업, MS 포토신스 등 3차원 가상세계 구현의 혁신적인 시도

단기보단 중장기적인 영향 예상. 향후 건물 뿐만 아니라 내부까지도 3D 입체화 전망.

2D 지도-> 3D 지도-> 가상세계(입체공간) : LoD 3~4급

지도서비스-> Open API(플랫폼화)-> Mash-ups(지도종속적 서비스)

고해상도 영상정보

(래스터영상) 구글 키홀 인수, MS 벡셀 인수 등 고해상도 사진 확보경쟁 치열

고해상도 위성영상에서 항공영상으로 , 웹캠 등 실시간 동영상 정보(증강현실)로 발전하고 있음.

전자그림지도(Web GIS)-> 위성영상-> 고해상도 항공사진영상-> 실시간영상

향후 지도는 오픈라인의 공간정보를 온라인에 그대로 옮겨온 서비스로 발전할 것

위치 기반의 실시간 정보를 유무선으로 제공하는 유비쿼터스 플랫폼으로 변화

à Geospatial Web의 출현

Geospatial Web의 서비스의 3가지 경향


v 전세계 영상의 3차원 기능 구현v 벡터 자료 포함 : 도로 및 교통v 항공사진 및 위성영상 (축척별)v 3차원 건물모델링 : 텍스쳐링v 스트리트뷰 기능 : 교차로영상v 지속적인 수정/갱신

v 전세계 영상의 3차원 기능 구현v 벡터 자료 포함 : 도로 및 교통v 항공사진 및 위성영상 (축척별)v 3차원 건물모델링 : 텍스쳐링v 스트리트뷰 기능 : 교차로영상v 지속적인 수정/갱신

Google Earth

Google earth (http://earth.google.com)

대표적인 Geospatial Web 서비스


WorldView-1 : GSD 50cmWorldView-1 : GSD 50cm

Digital Globe사의 WorldView-1 아디스아바바영상(2007. 10. 5) :pan

Digital Globe WorldView-1 휴스톤영상(2007. 10. 2)

• 2007년 9월 18일 진수 : 10월초 초기영상 전송• Digital Globe(구글어스 제공사)의 고해상도 위성• 촬영고도 : 496km, 흑백영상(pan)

• 관측폭 : 17.6km(수직) · 주기 : 94.6분

•WorldView-2는 2008년 진수 : GSD 46cm

요코하마 WorldView-1 영상(2007. 10. 5)



Google Map

v 2D 기능의 지도정보 서비스사이트v Street View 기능 제공v 교통 레이어 정보 제공v Map/Satellite/Terrain레이어

v 2D 기능의 지도정보 서비스사이트v Street View 기능 제공v 교통 레이어 정보 제공v Map/Satellite/Terrain레이어

Google Map (http://maps.google.com)



Microsoft사의 Bing map

MS Bing map (http://www.bing.com/maps)

v 2D 정보v 3D 정보v Hybrid 방식

(vector지도+항공사진+위성영상+DEM)

v 주요 건물텍스쳐모델링

v 2D 정보v 3D 정보v Hybrid 방식

(vector지도+항공사진+위성영상+DEM)

v 주요 건물텍스쳐모델링


Ubi GI의 특성 및 종류


데이터와 정보 개념

정보 (Information)

데이터 (Data)

실세계를 표현하는 사실이나 숫자의 단순한 집합으로 가공되어 있지

않으며, 그 자체만으로는 의미가 없고, 분석에 이용하기 어려움

하나 이상의 데이터로부터 도출된 의미로 공유가

용이하고 분석을 통해 새로운 정보 생성 가능

데이터(CAD)데이터(CAD)

정 보(GIS)정 보(GIS)

• 가공

• 위상설정

공간분석

지 식(KNOWLEDGE)

지 식(KNOWLEDGE)

타 시스템타 시스템

공 유


제1세데(1990이전)

종이지도종이지도

가시화(Visualization)

디지털지형공간정보

디지털지형공간정보

제2세대(2000까지)

지형지물(Contents)

수치지도

GIS DB

웹 지형공간정보웹 지형공간정보

제3세대(2000이후)

상 황(Context : Location)

접근성

이동성(위치인식)(정보흐름)

모바일지형공간정보모바일지형공간정보

상황인식

맞춤형정보

유비쿼터스지형공간정보유비쿼터스

지형공간정보

제4세대(2005이후)

상황인식(Context Awareness)

C/S GIS일반측량 인터넷 GIS 유비쿼터스 GIS

지형공간정보의 변화


Ubi GI의 특성

장비(anydevice)

장소(anywhere)

시간(anytime)

지형공간

정보

£ 시간과 공간 제약의 해소 : 4차원 시공간

서비스(anyservice)

네트워크(anynetwork)


시공간 정보의 획득

• 위성측위시스템(GNSS) 위성을 이용한 시간과 위치결정• 누구나 손쉽게 정확한 시간과 위치결정


고품질 공간정보의 필요성 대두

• 신선하고 상세한 고품질 공간정보의 수요 증가

• Fresh Infromation : 센서+상황인식+증강현실


위치정보와 지도정보

모바일 환경에서 위치에의한 정보검색

Ubi GIS정확한 지도정보 제공

McDonalds

KFC

롯데리아

• 위치정보와 지도정보 : 위치인식(Location Awareness)• 위치기반서비스(Location Based Service)


Ubi GI 관련 학문

공간정보공학

공간데이터

취 득

공간데이터

저장 및 관리

공간데이터

처 리

정보의 추출 및제공

공간정보

표 시

공간데이터

분 석


공간정보공학과 4S기술

• GIS(Geogaphic Information System)

• RS(Remote Sensing)

• GPS(Global Positioning System)

• LBS(Location Based Service)

• 관련 기술 : ITS, Telematics, u-City

• 4S 기술의 융복합


Ubi GI의 분류

Ubi 지형공간정보(Ubi Geo-Spatial Information)

Ubi 지형공간정보(Ubi Geo-Spatial Information)

위치자료Positional Data

위치자료Positional Data

특성자료Descriptive Data

상대위치자료Relative

Positional Data

상대위치자료Relative

Positional Data

절대위치자료Absolute

Positional Data

절대위치자료Absolute

Positional Data

도형자료Graphic

Data

도형자료Graphic

Data

영상자료Image Data

속성자료Attribute

Data

도형자료 속성자료


고품질 Ubi GI의 분류고품질 Ubi GI의 분류

스마트 공간정보

레스터기반 스마트 공간정보

LiDAR 데이터 수치지도디지털항공영상고해상도위성영상

PICTOMMETRY/MMS

GPS/TS

벡터기반 스마트 공간정보

3차원모델링영상

GSD 1.0m 이상 GSD 0.25m 이상 DSM/DEM/DBM 생성 객체지향 3D 수치지도 RTK/COGO

Normal /True Ortho Photo 생성

3차원 스마트 정밀주제도 생성/매쉬업

3차원 모델링 및 시뮬레이션 생성

국토개발(3차원 계획 및 설계)

녹색성장(Biomass/Biotop)

유비쿼터스( U- Eco City)

지속가능성(방재/생태지도)


위치자료의 분류

1) 상대위치자료

2) 절대위치자료

위치자료(Positional Data)

영상이나 지도 위의 점, 선, 면 형상의 위치를 수평위치(x,y)좌표와

수직위치(z) 좌표로 표시한 자료 : Total Satation, GPS, LiDAR 등

모형공간에서의 위치자료로 상대적 위치 및 위상관계의 기준

절대 공간 상의 위치자료로 지상, 지하, 해양, 공중 등 또는

우주 공간에서의 절대 위치 기준

위치인식에 활용 : GPS가 장착된 모바일 장비


특성자료의 분류

점(point) : 0차원 기하학적 위치를 나타내는 요소(삼각점, 수준점 등)선(line) : 1차원 표현방식으로 두 점까지의 최단거리의 선형대상물(도로 등)면(polygon) : 한정되고 연속적인 2차원적 표현, 경계를 포함하거나

포함하지 않음(행정경계 등) 화소(pixel) : 영상에서 눈에 보이는 가장 작은 셀(항공사진영상, 위성영상)격자(grid cell) : 연속적인 면의 단위 셀(DEM, DTM, DSM)심볼(symbol) : 지도 위의 점의 특성을 나타내는 도형 요소

지도 형상 및 주석을 설명하기 위한 6가지 도형요소로 구성

지도형상의 수치적 설명이나 지도의 특정한 지도 요소로 구성

일정 격자나 Vector 및 Raster 형식으로 입력

도형자료(Graphic Data)


특성자료의 분류

인공위성이나 항공기를 통해 얻어진 영상이나 사진상의 정보를

수치화하여 생성(디지털사진기, MSS, MSC, 스캐너에 의한 입력)

: 항공사진영상, 인공위성영상, 비디오영상

지도형상의 특성, 품질, 관계와 지형적 위치를 나타냄(문자 및

숫자의 형태) : 보고서, 문서, 대장 등 자료

정성적 자료 : 이름, 설명, 행정구역 등 통계분석 불가능

정량적 자료 : 인구수, 지가, 면적 등 통계분석 가능

영상자료(Image Data)

속성자료(Attibute Data)

도형자료의 특성


도형자료의 분류

레스터자료 벡 터 자 료

점(Point)

선(Line)

면(Polygon)

SURFACE자료

DEM(수치표고모형)

DSM(수치표면모형)

DTM(수치지형모형)

TIN(불규칙삼각망)

자료구조

셀 및 영상소단위

자료처리

벡터라이징

2차원좌표 3차원좌표의 GRID

Gridding


벡터자료의 개념

• 벡터자료(Vector Data)는 점(Point), 선(Line), 면(Polygon) 의 자료구조로 단순화하여 좌표를 통해 실세계의 지형지물 표현 수치지도

선 : 도로

점 : 주요건물면 : 호수

지형지물(Features)의 표현

x

y점번호

선번호

면번호


벡터자료의 특징

점, 선, 면 으로 공간데이터 표현

점, 선, 면의 위치가 x, y 좌표로 기록

객체가 크기와 방향성 보유

객체별 데이터 관리 가능

위상구조 형성에 유리

정밀한 관리가 필요한 시스템에 사용

자료의 갱신 및 유지관리가 손쉬움

데이터 생성이 복잡하고 어려움 : 디지타이징, 벡터라이징

자료형식 : DWG, DGN, DXF 등

벡터자료


벡터자료의 장단점

• 장점현실 세계의 정확한 묘사 가능

압축된 자료 구조로 데이터 용량 축소 가능

위상정보의 제공으로 공간 분석 가능

높은 그래픽의 정확도와 속성 추출 및 그래픽 일반화 용이

• 단점복잡한 자료 구조 : CAD자료

높은 수준의 기술을 요함

중첩이나 분석에 기술적 어려움

그래픽의 정확도가 높아 출력이나 도식에 고가의 장비 소요

고가의 H/W와 S/W의 소요로 초기 비용이 큼


레스터자료의 개념

• 레스터자료는 균등하게 분할된 격자모델로 최소 단위인 화소(pixel) 또는 셀

(cell)로 구성된 자료구조 항공사진영상, 인공위성영상

행(ROWS)

열(COLUMNS) 연속 지형지물을 격자형태로 표현

값 화재확산

셀크기(CELL SIZE)우상단모서리 기준


레스터자료의 특징

셀 또는 화소 단위로 데이터 저장관리

사진 또는 영상과 유사한 구조

데이터 전체가 하나의 객체로 인식

스캐닝에 의해 쉽게 취득 : 생성 용이

자료의 갱신이 어려움

데이터의 메모리 크기가 방대함

레스터자료


레스터자료의 장단점

• 장점Ø 간단한 자료 구조

Ø 원격탐사자료와 연계 처리 용이

Ø 레이어의 중첩이나 분석 용이

Ø 격자의 크기 및 형태가 동일하므로 시뮬레이션 용이

Ø 비교적 낮은 수준의 기술을 사용하며 데이터의 취득 용이

• 단점Ø 압축의 어려움으로 자료량이 방대함

Ø 격자의 크기 조절로 자료량은 줄일 수 있으나, 정보 손실 수반

Ø 시각적인 효과가 떨어짐

Ø 위상정보의 부재로 공간 분석이 불가능

Ø 공간 해상도와 위치 정확도가 낮음


벡터와 레스터자료의 비교

동일한 지형지물의 벡터와 레스터 표현

점 선

면

셀

점

선

면


레스터자료의 벡터화

벡터라이징(Vectorizing)

스캐닝(SCANNING) 벡터자료화

벡터라이징S/W 이용

• SCORPION• RCAD• GEOVEC


Surface자료의 특성

수치지도 : 지형지물의 위치와 형상을 점, 선, 면으로 나타내고

속성을 연계시킨 평면 모형

수치표고모델 : 지형의 위치와 연속적인 기복변화(표고변화)를

수치적으로 표현한 입체 모형

적용 예 : 하천범람예측 등의 수리모델링, 재해 예측을 위한

지형 및 경사 모델링 등에 활용, 각종 3차원 분석

DTM(수치지형모델) : 표고뿐만 아니라 지형의 다른 속성까지 포함한

모델

DEM(수치표고모델) : 인공지물이나 수목이 제거된 지표면에 대한

표고만 포함한 모델

DSM(수치표면모델) : 지형과 인공지물에 관한 표고 정보, LiDAR

현재 DSM과 DEM은 같은 의미로 혼용해서 사용하고 있음


Surface자료의 분류

규칙격자망 (Grid type)레스터자료 구조와 같이 동일한 간격의 격자로 구성이 되며,각 셀은 그 셀의 중심의 표고를 저장

불규칙삼각망 (TIN : Triangulated Irregular Network)불규칙하게 배열된 표고점을 이용하여 서로 중첩되지 않은

연속된 삼각형 면을 구성하여 지형 표현

TIN구성TIN구성


Surface자료의 특징

(x, y) 좌표 외에 높이(z) 값을 이용한 지표면 모델링

2.5D : DEM, TIN 등

음영기복도 표면 해석 가시권 분석


TIN 구성에 의한 지형의 3차원 모델링 TIN을 5mx5m Grid로 변환하여 경사분석

DEM에 의한 표고분석

Surface자료의 활용

속성자료의 특성


속성자료의 개념

속성자료(attibute data)지도형상의 특성과 성질을 나타냄 : 문자 및 숫자형태

보고서, 문서, 대장 등 특성자료

정량적 자료 : 하수관의 관경, 설치년도, 관의 재질, 인구수, 지가,면적 등 통계분석 가능

정성적 자료 : 이름, 설명, 행정구역 등 통계분석 불가능

인허가 문서기록

소방서 및경찰서 기록

표 자료


속성자료와 위치자료의 연계

위치자료 표와 속성자료 표에 각각 특성 정보 저장

도로망도지형지물 LIST

속성자료 TABLE 지형지물 ID로 위치자료 및 속성자료 연계


GIS 데이터의 연계

항공영상(레스터자료)

각종 서류(속성자료)

통계자료(속성자료)

각종 지도(벡터자료)

위성영상(레스터자료)

설문자료(속성자료)

RD

BM

S

도형자료

지형지물

위치좌표 속성자료

RDBMS

관계형데이터베이스관리시스템(Relational Database Management System)

Ø 행과 열로 된 2차원의 표로 데이터를 표현하는 데이터베이스관리시스템

Ø ORACLE, Informix, INGRESS 등

관계형데이터베이스관리시스템(Relational Database Management System)

Ø 행과 열로 된 2차원의 표로 데이터를 표현하는 데이터베이스관리시스템

Ø ORACLE, Informix, INGRESS 등


주요 도형자료의 포맷

벡터자료(CAD) : DWG, DXF, DGN 등

레스터자료 : Tiff, bmp, Jpeg, Gif 등GIS : 전문 S/W마다 별도의 포맷 제공

ex) Coverage, Shp, Mif, Geo, Ngf 등

GIS 데이터 표준 : SDTS (Standard Data Transfer Spec.)

주요 속성자료의 포맷

mdb (microsoft Access) , dbase (shp의 속성)

GIS 데이터의 포맷

도형자료의 위상관계 설정


도형자료의 위상기하도형자료의 위상기하

위상기하(Topology Geometry) 개념

공간 속의 도형자료에 대한 점, 선, 면, 위치 등에 대하여 양이나 크기와

관계 없이 형상이나 공간적 위치 관계를 규정하는 기하학

공간객체와 관련한 위상구조 정의

연결성(connectivity)

인접성(adjacency)

영역정의(area definition)

위상구조 정보를 통해 공간객체 간의 공간관계 구축

공간분석과 검색이 가능 : 자료구조의 합리성

단순한 도형자료(CAD자료)와 차별됨


도형자료의 위상관계 설정

연결성(connectivity): 선 자료의 시작점과 끝점

관계 정의, From 점 to 점,[ ] : 점, ( ) : 선, { } : 면

인접성(adjacency) 면적정의(area definition): 선 자료의 좌·우 면 관계 정의 : 면 자료를 구성하는 선 정보 정의


위상설정에 의한 공간분석 방법

위상학적 조작(Topological Operation)공간 객체간의 관계(인접, 포함, 교차) 분석

기하학적분석(Geometrical Analysis)거리, 면적, 둘레, 길이, 무게중심 등

정량적인 분석

버퍼분석(Buffering Analysis)영향권분석

중첩분석(Overlay Analysis)공간 객체간의 union, intersect, difference 분석

망분석(Network Analysis)연결성, 방향성, 최단경로, 최적경로, 입지 할당

공간분석(Spatial Analysis)surface 모델링, 유역분석, 경사/향 분석, 가시권 분석, 3차원가시화

홍수피해 및 복구모델링, 산불확산모델링, 환경오염모델링 등


포함(contain)

교차(intersect)

인접(touch)

위상학적 조작

공간 객체간의 관계(touch, contain, intersect 등) 분석


영향권 분석(Buffering Analysis)

점 오염원의 영향권 분석 (검은점으로 표시) 영향권에 따라 다른색으로 표현

하천 10m 영향권으로 버퍼링


중첩분석(Overlay Analysis)

공간 객체간의 union, intersect, difference 분석

원하는 특정 지역의 정보 생성 및 추출

다양한 레이어를 중첩하여 새로운 지도레이어

를 산출 하는 분석 방법

(ex : 습지, 경사도, 하계망도, 토지이용도, 토양도를

중첩하여 근처의 공장이나 오염배출지역에 대한

오염의 상대적인 민감도를 새로운 지도 레이어

로 출력


망 분석(Network Analysis)

연결성, 방향성, 최단경로, 최적경로, 입지 할당

Network 설정 전 : 단순한 Line 객체

시작점 끝점 VertexNetwork 설정 : 선의 시작과 끝점이

Node로 변경

Network 설정으로 최단 경로 찾는 예


하천의 유속과 방향을 이용하여 저수지 근처의 공장에서 화학물질

을 하천으로 방출할 때 저수지에 오염물질의 침투경로와 시간 추정

망 분석(Network Analysis)


공간분석(Spatial Analysis)

Surface 모델링, 유역분석, 경사/향 분석, 가시권 분석, 3차원 가시화

홍수피해 및 복구모델링, 산불확산모델링, 환경오염모델링 등

시간 경과에 따른 홍수시 침수지역 예상

고품질 Ubi GI의 생성 및 특성고품질 Ubi GI의 생성 및 특성


고품질 Ubi GI 취득 시스템 개요고품질 Ubi GI 취득 시스템 개요

항공레이저측량시스템(LiDAR) 구성도

• GPS : 촬영점 위치 정보

• INS : 카메라 회전각 정보

• Direct Georeferencing

표정(지상기준점 최소)

GPS/INS를 이용한

항공사진촬영시스템

GPS/INS를 이용한

항공사진촬영시스템LiDAR 시스템LiDAR 시스템

• 장비명 : Optech ALTM 30/70

• 레이져 펄스 : 70kHz

• 촬영고도 : 3,000m

• 해상도 : 20cm간격(3~6점/m2)

GPS/ INS

대형 및 중형 디지털 항공사진카메라

대형 및 중형 디지털 항공사진카메라

• 장비명 : 대형 및 중형 디지털항측카메라

• 영상크기 : 4,079*4,09화소(1화소 : 9 μm)

• 사진축척 : 약 1/20,000(f=62~120mm)

• 지상해상력 : 0.25m~0.40m


고품질 Ubi GI 구축 작업 흐름도고품질 Ubi GI 구축 작업 흐름도

작업계획 수립

항공 LiDAR측량 & 디지털 항공사진영상 촬영

원시자료 처리

조정, 필터링, 분류 AT계산, 정사영상

DEM 및 등고선제작 모자이크 영상제작

데이터 검증 및 확인

3차원 입체정보 제작

LiDAR 데이터(점) 디지털항공사진영상

DSM

디지털항공사진영상DEM

3차원 입체동영상


고품질 Ubi GI의 종류고품질 Ubi GI의 종류

3차원국토공간정보

고품질 Ubi GI

레스터기반 3차원지형공간정보

LiDAR 데이터 기존 수치지도

• 1:1,000 수치지도• 1m급 DEM

수치지형도 구조화 편집

도로시설물 및 건물 가시화 정보 구축

고정밀 도로/지형/건물 DSM 구축

디지털영상지도제작(동영상)

다차원(다목적)공간정보

LiDAR 데이터

• 수치표면모델(DSM)

디지털항공영상

• 수치표고모델(DEM)

• 수치건물모델(DBM)

True Ortho-Photo

• 디지털항공사진영상• 사진축척 : 1/25,000• 공간해상력 : 25cm

3차원입체동영상

• 등고선(20cm간격)

Direct Georeferencing표정 수행

• GCP측량 최소화

GPS/INS 데이터

• 음영기복도(Geo-Tiff)

디지털정사영상(1/5,000) 3차원 통합 DB 구축

벡터기반 3차원지형공간정보


디지털항공사진영상

수치표면모델(DSM)

레이저 펄스

항공레이저(LiDAR)측량 데이터항공레이저(LiDAR)측량 데이터


일차 반송(First return)

방출 레이저 파장(Outgoing laser pulse)

2차 반송Second return

3차 반송 (Third return)

4차 반송 (Fourth return)

· 하나 이상의 반송 파장 (One or more return pulses)

· 각 반송 파장의 강도 (Intensity of each return pulse)

· 하나의 방출 레이저 파장 (One outgoing laser pulse)

LiDAR자료의 다중 반송LiDAR자료의 다중 반송

1차반송(수목상층)

2차반송

3차반송

4차반송(지표면)

총 반 송


반사강도(0.9μm 파장의 반사도)반사강도(0.9μm 파장의 반사도)

물 질 반 사 도

흰색 종이 재질 Up to 100 %

제재목 94 %

눈 80~90 %

맥주 거품 88 %

흰색 석조 85 %

석회, 점토 Up to 75 %

인쇄된 신문 69 %

팔랑거리는 휴지 60 %

낙엽수 60 %

탄화된 모래(마른) 57 %

해변모래, 사막의 나지 50 %

탄화된 모래(젖은) 41 %

침엽수 30 %

거친 나무 깔판(깨끗한) 25 %

부드러운 콘크리트 24 %

자갈이 섞인 아스팔트 17 %

화산암(용암) 8 %

검은색 합성고무 5 %

검은색 고무타이어 장애물 2 %

반사강도는 대상체에서 반사되어 스캐너에

도달한 레이저 강도와 송신된 레이저 강도의

비율로써 주로 대상체의 반사도에 의해 결정

됨

반사값


LiDAR 데이터 특성(단면분석)LiDAR 데이터 특성(단면분석)

송전탑

건물

나무

도로

전력선아래의 지면

주차장

전력선

LiDAR데이터는 종단면과 횡단면을 동시에 3차원으로 볼 수있음


LiDAR DSM(수치표면모델) LiDAR DSM(수치표면모델)

수치표면모델(DSM)=지표면(DEM)+도로+건물+식생 등수치표면모델(DSM)=지표면(DEM)+도로+건물+식생 등

디지털 영상과 같이 대상지역의모든 지형지물(지표면+인공물)판별 가능(가장 정확한 지형모델)


LiDAR DEM(수치표고모델)LiDAR DEM(수치표고모델)

수치표고모델(DEM)=DSM-(도로+건물+식생 등 인공물)수치표고모델(DEM)=DSM-(도로+건물+식생 등 인공물)

LiDAR 데이터에서 수목과 인공물을 제외하고 지표면 데이터만으로 제작된 지형모델(기존 지형모델)


LiDAR 등고선도LiDAR 등고선도

고밀도 등고선도=DEM(음영기복도)+등고선(20cm간격)고밀도 등고선도=DEM(음영기복도)+등고선(20cm간격)


LiDAR 3차원 도시모델LiDAR 3차원 도시모델

3차원도시모델=DEM+DSM+DBM3차원도시모델=DEM+DSM+DBM


대형 디지털 항측카메라 비교대형 디지털 항측카메라 비교

항공 디지털 센서Leica ADS40, ADS80

단일 렌즈 방식

f = 62 mm

3 Panchromatic Lines

4 Multispectral Lines

Frame

Z1-ImagingIntergraph DMC

VexcelUltraCam

f = 120 mm

흑백영상 촬영시

초점거리

f = 25 mm

다중영상 촬영시

초점거리

2D Array

4 Pan - 4 multi

f = 100 mm

흑백영상 촬영시

초점거리

f = 28 mm

다중영상 촬영시

초점거리

2D Array

9 Pan - 4 multi


디지털카메라 촬영방식 비교디지털카메라 촬영방식 비교

▶ 면(Area)형 (Frame 방식) : 한 장 씩 찍는 방식

▶ 선(Line)형 (Pushbroom 방식) : 한 줄 씩 스캔하는 방식

DMC

ADS80

UltraCam


4 개의 흑백(전정색)

카메라 헤드

4 개의 다중분광

카메라 헤드

· 하나의 프레임내에 8개의 디지털 카메라 헤더 장착

디지탈항측카메라(인터그라프 DMC) 디지탈항측카메라(인터그라프 DMC)


디지탈항측카메라(DMC) 디지탈항측카메라(DMC)

다중분광 영상

4 panchromatic images

Tie-point area

· 이미지 모자이크

¨ Geometric 과 Radiometric 보정

¨ 컬러 영상과 Image Composite¨ 모자이크¨ Tie point로 Calibration 체크

4 개의 사진 중첩

근적외선근적외선


디지털항측카메라 취득 영상의 종류디지털항측카메라 취득 영상의 종류

흑백영상(panchromatic) RGB영상(colour)

위색영상(false colour) 근적외영상(near infrared)


디지털영상의 특성 : 고해상도디지털영상의 특성 : 고해상도


디지털항공사진 정사영상 특성디지털항공사진 정사영상 특성

디지털항공사진영상+노선도(CAD)디지털항공사진영상+노선도(CAD)

노선도 CAD 자료를 중첩

가능하며 최적 노선에 따른

지장물 조사 및 보상 협의

상세 자료 제작 가능

노선도 CAD 자료를 중첩

가능하며 최적 노선에 따른

지장물 조사 및 보상 협의

상세 자료 제작 가능

흥양교차로

골프연습장

백호회관

9μm화소크기

약 0.25m지상해상력

4,079×4,092(화소)영상크기

약 1:25,000사진축척

55.156mm초점거리

Optech DSS serial 0015디지털

카메라


LiDAR데이터로 생성된DEM/DSM의 높이 정보

1/1,000 수치지도의2차원 정보

3차원국토공간정보 종류3차원국토공간정보 종류

1/1,000수치지도+LiDAR`DEM : 3차원 공간데이터베이스 구축

3차원 공간 데이터베이스 구축건축물 대장관리정보건물의 높이정보 구축


3차원국토공간정보 종류3차원국토공간정보 종류

• 항공사진정사영상+LiDAR DEM을 이용한 지표면 형상 • 지표면+수치지도 ACAD 자료+주요건물의 텍스처매핑

• 원주시 3차원국토공간정보 • 원주사회체육센터 및 따뚜경기장 3차원 모델링


3차원 도시모델링 시스템 (Pictometry)3차원 도시모델링 시스템 (Pictometry)


MMS를 이용한 도로 3차원 모델링MMS를 이용한 도로 3차원 모델링

v MMS(Mobile Mapping System) : 차량에 GPS/INS등 위치인식시스템과 디지털 카메라가 장착된 매핑시스템


과제 1 : Geospatial Web의 설치 및 경험

수강자의 PC나 노트북에 구글어스나 MS Bing map 설치 및 즐겨찾기 구성

인터넷으로 통해 서비스 되는 각종 지형공간정보 검색 및 활용 방법 습득

살고있는 곳이나 가장 가고 싶은 곳을 설치된Geosaptial Web으로 검색하여

공간정보 서비스 형태 및 특성 파악후 레포트 제출 : 과제 1

Google earth (http://earth.google.com)

Google Map (http://maps.google.com)

MS Bing map (http://www.bing.com/maps/)

03장 Ubi GI의 분류 및 특성 - hjiklee.sangji.ac.krhjiklee.sangji.ac.kr/강의관련/유비쿼터스/03장 Ubi GI의 분류 및 특성.pdf · 벡터자료의특징 점, 선,

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