본문내용
1. 항공사진측량
1.1. 설계 목적
최근 남북 정상회담이 수차례 개최되었고, 남북 공동 선언문을 통해 정치, 사회적 합의뿐만 아니라 신의주 철도, 경의 고속도로 등 전반적인 사회 인프라 시설에 대한 합의가 이루어졌다. 또한 북한이 원산 갈마지구에 2000억 원에 가까운 대규모 투자를 감행하며 해당 지역을 관광지구화 하겠다는 의지를 보였다. 이에 따라 향후 북한의 경제개방 또는 관광 분야의 부분적인 개방 시 빠르게 대응하고 사업을 성사시키기 위해 속초, 고성 등 강원도 동해안 지역에 대한 항공측량을 실시하여 지형을 파악해 두는 것이 매우 유리할 것이라고 판단하였다. 따라서 이번 프로젝트에서는 이러한 목적을 달성하기 위해 해당 지역에 대한 항공 촬영 설계를 진행하였다.
1.2. 설계 요소
1.2.1. 촬영 제원
'1.2.1. 촬영 제원'에 대한 내용은 다음과 같다.
항공사진측량을 위해 제공된 카메라와 항공기의 제원은 다음과 같다. 제공된 카메라는 아날로그 카메라로 초점거리가 150mm이며 영상 제원은 23cm x 23cm이다. 사용 항공기는 Cessna 206 모델로 최대 비행높이가 8,000m, 속도 범위가 170~250km/h이며 실용 상승한도는 4,785m, 최대속도는 151노트(280km/h)이다.
이 카메라와 항공기 제원에 따르면 항공기의 비행고도가 750m일 때 1프레임당 영상에 담기는 영역은 1,150m x 1,150m 크기이다. 항공사진측량 작업을 위해서는 수치지도 제작에 적합한 축척 1:5,000의 영상이 필요한데, 제공된 장비로는 비행고도가 너무 낮고 프레임 영역이 작아 너무 많은 촬영을 해야 한다. 따라서 축척을 4배 늘려 1:20,000으로 항공촬영을 진행한 뒤 취득한 영상을 4배 확대하여 1:5,000 축척으로 활용하는 방식으로 설계하였다.
1.2.2. 대상 지역
대상 지역은 강원도 속초와 고성 일대이다. 최근 몇 차례의 남북 정상회담이 있었고 남북 공동 선언문을 통해 정치적, 사회적 합의뿐만 아니라 신의주 철도, 경의 고속도로 등 전반적 사회 인프라 시설에 대한 합의 또한 진행되었다. 또한, 북한이 원산 갈마지구에 2000억에 가까운 대규모 투자를 감행하며 해당 지역을 관광지구화 하겠다는 의지를 보였다.
원산지역이 관광지구로 변모했을 때 북한 일대의 노후화된 철도 노선을 제거하고 신규 동해안 철도 노선을 설치하는 등 교통, 인프라 시설을 확충한다면 우리나라 강원도의 관광도시인 속초와 강릉을 원산까지 이어 동해안 전체를 관광지로서 활성화시킬 수 있을 것이다. 이에 따라 지금은 아니지만 향후 북한이 경제개방 또는 관광에 대해 일부 개방을 하였을 때 그에 맞춰 빠르게 대응하고 사업을 성사시키기 위해 해당 지역(속초, 고성)에 대해 항공측량을 실시하여 지형을 파악해 둔다면 매우 유리할 것이라고 생각하여 해당 지역에 대해 항공 촬영 설계를 진행하였다.
1.2.3. 대상 지역 촬영일시
대상 지역 촬영일시는 다음과 같다.
강원도 영동지역의 날씨를 알아본 결과, 12월 8일과 12월 9일에 구름이 없고 강수가 없을 것으로 예상되었다. 따라서 12월 8일 오전 11시부터 오후 2시까지 촬영을 실시하기로 하였다. 만약 12월 8일 날씨가 촬영하기에 적합하지 않을 경우, 그 다음날인 12월 9일 오전 11시부터 오후 2시까지 촬영을 진행하기로 하였다. 이는 항공사진측량 작업규정 제23조에 따른 것으로, 산지인 강원도의 경우 태양고도 30°이상일 때 촬영을 실시하고, 험준한 지형으로 인해 그림자가 적은 정오에 가까운 시간대에 촬영을 진행하며, 비, 눈, 구름 등의 기상현상이 없어야 하기 때문이다.""
1.3. 제한조건
1.3.1. 항공사진측량 작업규정
항공사진측량 작업규정은 측량·수로조사 및 지적에 관한 법률 제12조 및 같은 법 시행규칙 제8조에 의하여 국토지리정보원이 행하는 수치지형도 및 지형도(이하 "지도"라 한다) 제작을 위한 항공사진측량 방법의 제반사항을 규정하여 작업방법, 규격, 정확도 등의 통일을 기하는데 그 목적이 있다.
제13조(항공사진의 축척)에 따르면, 항공사진의 축척은 사용카메라의 초점거리와 촬영항공기의 지상고도의 비로 산출하며, 디지털항공카메라로 촬영한 디지털항공사진의 축척은 지상표본거리로 대체하도록 규정하고 있다. 또한 도화축척, 항공사진축척 및 지상표본거리의 관계를 나타낸 별표3을 제시하고 있다.
제14조(항공기)에서는 항공기가 갖추어야 할 요건으로 ▲촬영에 필요한 장비를 실고 안정적으로 비행을 실시할 수 있을 것, ▲카메라 설치 및 작동에 불편이 없도록 안정적인 공간이 확보되어 있을 것, ▲GPS/INS 장치 설치가 가능할 것, ▲카메라가 배기가스 등의 영향을 받지 않는 위치에 장착되어 있을 것, ▲촬영에 필요한 장비를 안정적으로 운용할 수 있는 충분한 전원을 확보하고 있을 것 등을 명시하고 있다.
제15조(항공사진측량용 카메라)에서는 항공사진측량용 카메라의 성능 기준을 제시하고 있다. 주요 내용은 ▲협각, 보통각, 광각, 초광각 렌즈 선택이 가능할 것, ▲렌즈 왜곡수차 0.01mm 이하, 초점거리 0.01mm 단위까지 명확할 것, ▲색수차가 보정된 칼라항공사진 카메라일 것, ▲일정폭으로 개별영상이 만들어지고 입체시 구현 및 도화가 가능할 것, ▲GPS/INS 장치를 이용한 촬영 시 INS가 카메라 본체에 장착되어 있을 것, ▲영상흘림 보정 장치 또는 실제적인 영상보정이 가능한 방식일 것, ▲카메라의 정기적 점검이 필요할 것 등이다.
제20조(항공사진의 중복도)에는 항공사진이 반드시 입체시 사진이어야 하며, 중복도는 촬영 진행방향으로 60%, 인접 코스간 30%를 표준으로 하되, 필요에 따라 80% 및 50%까지 중복할 수 있다고 규정되어 있다. 다만 선형방식의 디지털카메라에서는 인접코스의 중복만을 적용한다.
제21조(촬영방향)에서는 동서를 원칙으로 하되 촬영구역의 모양, 지형, 지세 및 풍향을 고려하여 변경할 수 있다고 명시하고 있다.
제23조(촬영비행조건)에는 ▲시정 양호, 구름 및 구름 그림자 없을 것, ▲태양고도는 산지에서 30°, 평지에서 25° 이상일 것, ▲예정 촬영고도에서 가급적 일정한 높이로 직선 비행할 것, ▲수평이탈은 15% 이내, 수직이탈은 5% 이내(5,000분의 1 이상 경우 10% 이내)일 것, ▲GPS/INS 장비 사용 시 기준국 설치 기준을 제시하고 있다.
제24조(사진 및 영상촬영)에서는 ▲노출 시간 준수, ▲연직방향으로 5° 이내로 촬영할 것, ▲편류각은 10° 이내일 것, ▲필름 양단 1m 사용금지, ▲코스 시작과 종료 부분에서 2매 이상 추가 촬영할 것, ▲GPS/INS 장비 사용 시 회전각 25° 미만으로 제한할 것 등을 규정하고 있다.
이와 같이 항공사진측량 작업규정은 항공사진 촬영에 필요한 제반 사항을 자세히 명시하고 있으며, 이를 준수함으로써 정밀하고 효과적인 항공사진측량이 가능할 것이다.
1.4. 설계내용
1.4.1. 촬영설계항목
수준측량 기계고 기지점 지반고(G.H) + 후시(B.S) 지반고 기계고(I.H) - 전시(F.S) 고저차 후시(a) - 전시(b)이다. 이와 같이 수준측량에서는 기계고, 후시, 전시 등의 개념을 이용하여 고저차를 계산한다. 이때 적절한 시준거리를 유지하고 왕복 측량의 원칙을 지켜야 하며, 장비의 정준이 변경되지 않도록 주의해야 한다. 또한 수준측량에서는 오차가 다양하게 발생할 수 있는데, 우연오차와 정오차를 구분하고 이를 조정하는 방법을 알아야 한다. 이러한 수준측량의 원리와 방법을 숙지하면 정확한 고저차 측정이 가능할 것이다.
1.4.2. 촬영경로
항공사진측량 비행경로 설계는 다음과 같다.
먼저 주어진 카메라의 제원을 이용하여 항공기의 비행고도를 계산하였다. 삼각형의 닮은 꼴 관계를 이용하여 수치지도 제작을 위한 축척 1:5000일 때 비행고도는 750m, 한 프레임당 영상에 담기는 영역의 크기는 1,150m × 1,150m로 계산되었다. 이는 비행고도가 상당히 낮고 프레임의 영역이 작아 너무 많은 촬영을 해야 한다는 단점이 있었다.
따라서 축척을 4배 늘려 1:20000으로 항공촬영을 진행한 후 취득한 영상을 4배 확대하여 사용하기로 하였다. 1:20000의 축척을 적용했을 때 비행고도는 3,000m, 프레임당 영역은 4,600m × 4,600m로 계산되었다.
항공사진측량 작업규정에 따라 최소 중복도는 횡중복 30%, 종중복 60%로 설정하였고, 이를 바탕으로 촬영 횟수와 스트립(Strip), 블록(Block)의 구성을 산정하였다.
종방향으로...
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