과거 흑백 산림항공사진 스캐닝 데이터베이스를 이용한 산림공간정보 생성가능성 연구 = Study on the Possibility of Forest Geospatial Information Generation using Past Panchromatic Forest Aerial Photograph Scanning Database

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study focuses on the possibility on which panchromatic forest aerial scanning database, photographed with analog cameras in the past for forest investigation, can generate high-quality and three-dimensional forest geospatial information. photogrammetry processing techniques, such as scale invariant feature transform(SIFT), structure from motion(SfM) and semi global matching(SGM) were implemented to generate forest information(tree heights, etc.) and three-dimensional geospatial information preprocessing techniques for scanned images such as image area trimming, generation of principal points and ground control point extraction, were applied for smooth processing and increased accuracy. The results have proved the interpretation method of this study to be reliable, as root mean square error(RMSE) of the plane position error was observed to be ± 1.095m and RMSE of the vertical position error ± 0.597m; this implies that the errors of orientation shown in the results are within twice the amount of ground sample distance. The method, able to create 3D models such as point clouds, digital surface models and true ortho images of the area of interest, can not only be implemented on the creation of high-quality forest information using past forest aerial photographs, but also be adequately utilized in various tasks such as analyzing optimal tree species, normalized difference vegetation Index (NDVI) and tailor-made forest generation of the area of interest, when paired with a periodic database encompassing past forest aerial photographs.

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 과거에 산림조사를 목적으로 아날로그 카메라로 촬영된 흑백 산림 항공사진 스캐닝 데이터베이스를 이용하여 고품질 산림공간정보 및 3차원공간정보 생성가능성을 타진하였다. 수고 등의 산림정보 및 3D 공간정보 생성에는 scale-invariant feature transform(SIFT), structure from motion(SfM) 및 semi global matching(SGM) 등으로 구성된 무인항공사진측량 해석기법을 적용하였으며, 이 과정에서 스캐닝 산림항공사진의 원활한 처리 및 정확도 향상을 위해 영상영역추출, 주점좌표결정 및 지상기준점 생성 등의 전처리 과정을 수행하였다. 이와 같은 전처리과정을 통해 스캐닝한 산림항공사진 데이터베이스를 해석한 결과, 수평위치오차의 root mean square error (RMSE)가 ±1.095m, 수직위치오차의 RMSE가 ±0.597m로 나타나 ground sample distance(GSD) 2배 이내의 위치오차를 나타내어 본 연구의 해석방법이 신뢰성이 있음을 알 수 있었다. 또한, 본 연구에서는 대상지역의 point cloud, 수치표면모델(digital surface model), 정사영상, 3D 모델을 생성할 수 있어 과거 흑백 산림항공사진 스캔 데이터베이스를 통한 수고 등의 고품질 산림정보 생성은 물론 일정한 주기의 과거 산림항공사진 데이터베이스에 적용할 경우 대상지역의 최적 수종선정이나 활력도 분석 및 맞춤형조림사업 등에 유용하게 활용될 수 있음을 알 수 있었다.

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