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<특보> 측량 분야에 활용

드론의 총론(27)

등록일 2020년06월25일 10시17분 트위터로 보내기 싸이월드 공감 네이버 밴드 공유

드론을 통한 레이저 측량

⑴ 레이저 탑재 드론이 주류

1인당 생산성을 향상시킴으로써 심각한 인력부족을 해소하는 i-Construction이라는 방법이 건설 분야에도 드론이 개발되고 있다. 건설 분야의 설계, 시공에서 유지관리까지 모든 과정을 3차원 모델을 일관성 있게 활용하는 방법인 3차원 측량이 주목받고 있다. 건설현장은 맨땅인 경우가 적고, 수목이 무성한 상황에서 사진측량으로 지표면을 파악하기가 어렵다. 그러나 레이저 측량에서는 그림 3·3·1(b)와 같이, 산림이나 식생으로 덮여 있는 경사면에서도 레이저 빛은 나무나 잎사귀 사이를 통과하여 지표면 데이터를 파악할 수 있다. (a)그림은 풀이 무성한 하천제방을 레이저 탑재 드론으로 계측한 사례로, 레이저 측량 (아래쪽 선 부분)과 사진측량을 바탕으로 그린 횡단면이다. 레이저 측량으로 계측한 횡단면 높이는 사진측량보다 풀 높이만큼 낮아서 지표면을 잘 파악할 수 있다. 또한 사진측량 결과에서는 스파이크 현상의 노이즈가 많이 발생하고 있다.

 

즉, 바람에 의해 풀이 흔들리면서 사진이 제대로 매칭되지 않았기 때문이다. 이와 같이 식생이 있는 지역을 계측할 때는 바람의 영향을 받지 않고 지표면을 계측할 수 있는 레이저 측량이 유리하다고 할 수 있다. 한편 사진측량에서는 3차원 모델을 작성하는 SfM 소프트를 사용한 분석공정 자동화가 진행되고 있는데, 현재도 300매 정도의 사진에서 3차원 데이터를 얻기 위해 1일 이상 시간을 소비한다. 그에 비해 레이저 측량은 처리 시간이 짧고, 몇 km 범위 측량은 i-Construction에 활용할 수 있는 비트맵을 출력하는 것도 가능하다.



 

 

레이저 측량은 지상설치형 레이저 스캐너 측량과 비교해도, 드론을 이용한 레이저 측량은 3차원 데이터의 밀도 및 정확도가 균일하다는 이점이 있다. 지상설치형 레이저 스캐너로 계측했을 경우, 레이저 빛을 방사상으로 스캔하기 때문에 스캐너 근처에서는 레이저 점군 點群 밀도가 높지만, 멀어질수록 적어지는 불균일한 데이터 밀도를 나타낸다. 심지어는 조사照射거리에 따라 정확도도 떨어진다. 상공은 광범위한 지역을 일정한 밀도와 정확도로 측정할 수 있는 항공 레이저 측량을 통해서도 실증되었다. 드론을 사용함으로써 낮은 고도에서 레이저 조사가 가능하기 때문에 중량관계 상 발사 비율수가 적은 소형 스캐너를 사용해도 고밀도에 고정확도의 레이저 점들을 얻을 수 있다. 

 

또한 그림 3·3·2는 사진측량과 레이저 측량을 실시하는 경우 드론의 비행 범위 차이를 나타낸 것이다. 사진측량의 경우는 사이드 랩이 필요하여 대상범위 외에도 비행한다. 그러 나 계측범위 외에 민가가 있는 경우는 비행 자체가 어려울 때도 있다. 반면에 레이저 측량의 경우는 사진측량처럼 랩 비율을 계산한 복  잡한 비행계획 작성이 필요 없어 대상범위 내 에서만 비행하면 끝난다. 심지어 사진측량처럼 기술자가 현지에서 측량 후 측정점이나 대공 표지를 설치하는 등 별도의 수고가 필요 없다는 편리함을 고려하면, 앞으로 측량을 위한 수단으로는 레이저 탑재 드론이 앞으로 주류를 이 룰 것으로 예상된다.

 

 

* 출처 : 드론의 기초와 실제​

* 제공 : (주) 골든벨

 

 

현윤칠 기자 이기자의 다른뉴스
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