드론을 이용한 산림지역의 사면 형상 추출 및 사면 안정성 해석 = Slope Shape Extraction and Slope Stability Analysis of Forest Area using Drone
저자
김태진 ( Taejin Kim ) ; 김동근 ( Donggeun Kim ) ; 박재성 ( Jaesung Park ) ; 손영환 ( Younghwan Son )
발행기관
학술지명
한국농공학회 학술대회초록집(Proceedings of the Korean Society of Agricultural Engineers Conference)
권호사항
발행연도
2017
작성언어
Korean
주제어
자료형태
학술저널
수록면
177-177(1쪽)
제공처
우리나라에서는 매년 꾸준하게 산사태가 발생하고 있으며, 이는 인명, 재산상의 막대한 피해를 가져올 수 있다. 따라서 산림지에 대한 조사와 계측을 통해 사면 안정성 평가를 수행하여 산사태에 대한 예방과 대책 수립이 필수적이다. 산사태에 대한 모니터링을 위해서는 사면의 형상을 아는 것이 필수적이다. 사면의 형상은 주로 측량을 통해 결정하게 되는데 산림지의 경우 접근성이 낮은 지역이나, 폭우나 지진 등의 자연재해 발생 시에는 측량의 어려움으로 사면 형상의 추출이 불가능하다. 기존의 항공사진측량 방법을 이용하면 지형 측량이 가능하지만 이는 고가의 장비가 요구되며, 특히 소규모 지역에서, 주기적인 모니터링 시 경제성이 매우 떨어진다. 드론은 다른 항공측량 장비에 비하여 저가이며, 소규모 지역과 주기적 모니터링 시에 이점을 가진다. 하지만 산림지역에서 드론을 이용하여 촬영 시, 수목의 임관 (forest canopy)으로 인하여 지표면을 투사하지 못하는 문제점이 있다. 이는 3D 모델 생성 시 지표면의 형상이 아닌 수목 윗부분의 형상을 표현하는 원인이 되어 이 결과를 사면안정해석에 이용하는 데 큰 문제점을 야기한다. 따라서 본 연구에서는 드론을 이용하여 사면의 형상을 추출할 때 발생하는 문제점을 제거하는 방법을 제시하고자 하였으며 이 결과를 이용하여 사면안정성 해석을 수행하고 해석 결과에 대하여 평가하였다. forest canopy의 영향을 판단하기 위하여 그 영향이 적은 겨울철 영상과 그 영향이 많은 여름철의 영상을 각각 이용하여 사면 안정성 해석을 수행하였다. 겨울철 영상으로부터 추출한 사면은 실제 사면의 형상을 정확하게 나타내는 것으로 판단되며 여름철 영상으로부터 추출한 사면은 forest canopy로 인한 심각한 왜곡이 발생하였다. 임도구간 등 수목이 분포하지 않는 구간과 수목이 분포한 구간의 경계면에서 실제 사면의 형상과 다른 급격한 경사가 표현되며, 수목의 높이가 일정하지 않아 사면의 형상이 울퉁불퉁하게 표현되었다. 이를 RGB영상과 비교하고 최소자승직선의 기울기를 이용하여 수정하였으며 수정된 사면은 실제 사면과 유사한 형상을 나타내었다. 수정된 사면에 대한 사면안정해석 결과, 수정된 사면과 기존 사면에서 파괴면의 위치와 형상이 동일하게 나타났으며, 안전율의 오차는 0.2 미만으로 근사한 결과를 보였다. 하지만 이는 사면의 안정성 판단에 유의미한 차이를 가져올 수 있기 때문에 결과를 적용할 경우에는 최대 10%의 오차를 고려해야 할 것으로 판단된다.
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