열화상(FLIR) UAV를 통한 저수지 진단 활용성 연구
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2016
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-KDC
500
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학술저널
수록면
203-204(2쪽)
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최근 UAV 드론의 대중화와 더불어 UAV를 이용한 현장사진촬영, 고해상도 DEM제작이 이루어지고 있으며 환경센서를 이용한 자료취득이 시도되고 있다. 이러한 응용분야의 확산과 더불어 열화상 카메라의 소형화 및 모듈화와 함께 2.4, 5.8Ghz 대역 원거리 영상전송장치를 이용한UAV의 열화상촬영 시장이 태동하고 있다. 이러한 UAV를 활용한 열화상 촬영은 군사, 방범, 방재분야의 인명구조를 넘어 사람이 접근하기 힘든 지역을 촬영하여 열화상 온도정보를 통한 안전진단에 이용할 수 있다. 특히 열화상 기술은 최근 일반 산업 및 진단분야에서 가장 중요한도구중 하나가 되었으며 열화상 기술을 통해 육안으로는 보이지 않는 이상징후를 탐지하여 보다 정밀한 진단도구로 이용할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 열화상 드론을 활용하여 저수지 누수 진단에 활용하여 적용성을 판단하고자 하였다. 열화상은 열 전도성과 복사율, 반사도 및 날씨조건과 같은 기상상태에 영향을 받으며 카메라 센서의 열 민감도와 정확도가 진단의 정확도 변수가 된다. 금번에 사용한 카메라는 FLIR사의 제품을 사용하였으며 열민감도는 0.03℃(30 mK), 정확도는 ±1% 내외로 우수하다. 촬영대상은 누수가 관찰되는 국내에 위치한 노후저수지 및 일반저수지와 서해안 방조제를 대상으로 하였으며 측정은 24시간 배경온도 센서 측정 후 가장 온도가 안정된 시기인 새벽과 오후에 2회씩 촬영하였다. 또한 이들 배경온도로거에서 측정된 자료를 바탕으로 후처리시 온도보정을 실시하였으며 GCP 베이스 포인트를 2~3대의 차량열에서 나오는 복사열을 이용하여 화상에서 보정을 실시하였다. 날씨에 따른 대기보정은 생략하였다. 촬영결과 일반저수지에서 저수지의 복사열은 크게 저수지 내부의 물과 제체를 기준으로 나뉘며 저수지 구조물에 의한 구분이 가능함을 파악하였고 현재 누수가 발생하고 있는 저수지의 경우, 오후에 제체사면의 온도분포에서 현장에서 확인한 누수지점과 일치하는 이상대를 확인할 수 있었다. 현재 3월기상이 수온과 제체 표면의 온도변화가 큰 차이가 없으나 추후 기온이 올라가는 여름철에는 보다 극명한 대비가 나타날 것으로 해석된다. 방조제의 경우 기존 논문에서 시추조사와 더불어 누수지점이 나타난지점을 대상으로 하였으며 방조제를 경계로 내측외측의 온도가 극명한 대조를 이루어 나타남을 볼 수 있었다. 또한 이들 방조제 누수지점을 따라 조수간만의 변화와 관계될 것으로 예측하는 온도 이상대가 관측되었다. 특히 방조제의 경우 일반적인 촬영시간이 아닌 조석에 따른 촬영시간을 선정하고 배경온도 측정자료의 병행 해석이 필수적임을 확인 할 수 있었다. 연구에서 열화상 드론을 활용한 저수지 진단 적용성을 파악해 보았으며 계절적인 불리함에도 불구하고 이상체의 열화상 변화를 감지할 수 있었다. 향후 보다 많은 저수지를 대상으로 계절별 적용성 및 누수대 파악, 장비개선을 통한 성능향상이 이루어 진다면 저수지분야 진단기술에 새로운 접근 방식으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
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