KOPSAT-5 레이더 위성영상을 이용한 1/25,000 수치지형도 제작 가능성 연구 :Feasibility study on producing 1:25,000 digital map using KOMPSAT-5 SAR stereo images

이용석

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자료유형: 학위논문

저자정보: 이용석 (서울시립대학교, 서울시립대학교 대학원)

지도교수: 정형섭

발행연도: 2018

저작권: 서울시립대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2018

KOPSAT-5 레이더 위성영상을 이용한 1/25,000 수치지형도 제작 가능성 연구

이용석 공간정보공학과 2018.01 학위논문

KOMPSAT-5 레이더 위성 스테레오 영상을 이용한 1:25,000 수치지형도제작 가능성 연구

이용석 , 정형섭 대한원격탐사학회지 2018.01 학술저널

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국 문 초 록

현재 국내의 지도제작에서는 항공사진과 광학 위성영상을 이용하고 있다. 항공사진과 위성영상은 취득의 용이성과 다양한 영상자료로 활용할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 이와 같은 장점에도 불구하고 기상과 자연 환경적 요인에 인하여 최신 영상획득이 어려운 지역에 대해서 DB구축 및 수치지도 제작 등에 어려움을 겪고 있다. 따라서 최신 영상이 필요한 지역에 대하여 날씨 및 주?야로 영상획득이 가능한 위성레이더 영상을 이용하는 연구가 진행되었다. 하지만 광학영상의 가독성에 밀려 수치지도제작과 같은 연구는 미비한 상태이다. 본 연구에서는 우리나라 위성 아리랑5호(KOMPSAT-5; Korea Multi-Purpose Satellite 5)의 위성레이더 스테레오 영상 동일지역 두 모델에 대하여 센서모델링 정확도 평가와 보정 센서모델링 정확도 평가 후 수치도화를 수행한 후 수치지도 제작 가능성을 검증 수행하였다. 연구의 수행방법으로 현재 국내 수치도화장비에 아리랑5호 레이더 위성영상이 호환될 수 있도록 RPC(Rational Polynomial Coefficient)타입으로 영상변환을 수행하였으며, 수치지도에서 기준점과 검사점을 추출하여 사용하였으며, 각 스테레오모델의 RPC 센서모델링 정확도 검증 및 RPC 보정 센서모델링 및 수지도화를 수행하여 레이더 영상의 수치지도 제작 가능성에 대한 연구를 수행 하였다. 연구 수행결과 보정 센서모델링의 위치정확도 RMSE(Root Mean Squared Error)경우 모델1에서 XY축으로 0.99m, Z축으로 0.92m, 모델2의 경우 XY축으로 0.65m, Z축으로 0.85m로 1:25,000의 정확도에 부합함을 확인 하였으며, 보정 센서모델링의 스테레오 모델로 수치도화한 결과와 기존 제작된 수치지형도와 중첩하여 정확도를 확인한 결과 RMSE가 XY축으로 0.85m, Z축으로 0.38m로 최종위치 정확도가 수치지도 제작에 부합함을 확인 하였다. 레이더 영상의 경우 스펙클 노이즈, 사이드로브 현상 등으로 인해 일부 판독이 난해하여 수치도화 묘사표현이 불확실한 지형지물이 발견 되었으나, 촬영제약이 거의 없는 레이더영상을 활용할 경우 기상조건 등으로 최신 광학영상이 확보가 힘든 연구나 사업 등에 병행 사용가치가 충분하다고 판단된다.

In the mapping process in the nation, they use aerial photographs and optic satellite images, both of which have a couple of advantages including easiness to obtain and usability as various image materials. Despite these advantages, however, they have difficulties with building a database and making a digital map in areas where it is hard to obtain the latest images due to weather conditions and environmental factors. Researchers have thus investigated ways to make use of satellite radar images for areas that need the latest images since they can obtain such images regardless of weather and day and night. Researches on digital maps have been, however, poor due to the overwhelming legibility of optic images. This study set out to test the possibilities of making a digital map with the satellite radar stereo images of Arirang No. 5(KOMPSAT-5; Korea Multi-Purpose Satellite 5) by evaluating two models for the same area in sensor modeling accuracy and corrected sensor modeling accuracy and doing digital plotting with them. For this purpose, the investigator converted images in the RPC(Rational Polynomial Coefficient) type so that the radar satellite images of Arirang No. 5 would be compatible with the current digital plotting equipments in the nation. After identifying and using reference and test points in a digital map, the investigator carried out accuracy testing for RPC sensor modeling, corrected RPC sensor modeling, and digital plotting for each stereo model and examined the possibilities of making a digital map with radar images. The findings show that the location accuracy of corrected sensor modeling in RMSE(Root Mean Squared Error) matched the accuracy of 1:25,000 in Model 1 with 0.99m on the XY axis and 0.92m on the Z axis and in Model 2 with 0.65m on the XY axis and 0.85m on the Z axis. The digital plotting results were overlapped with the old digital topographical maps based on the stereo model of corrected sensor modeling, and the results show that RMSE was 0.85m on the XY axis and 0.38m on the Z axis, which confirms that the final location accuracy met the requirements of a digital map. Radar images were partially difficult to interpret due to speckle noises and side lob phenomena, containing geographic features whose descriptive expression in digital plotting were uncertain. If radar images with almost no filming limitations are used, they will serve their useful purposes in researches or projects where it is difficult to obtain the latest optic images due to weather conditions.

Keywords: KOMPSAT-5, radar satellite, SAR, digital map, digital plotting, 1:25,000, digital topographical map, sensor modeling

목 차
제1장 연구 개요 1
제1절 연구 배경 및 목적 1
제2절 연구 동향 4
제3절 연구 내용 및 방법 7
제2장 연구 자료 8
제1절 영상 자료 8
제2절 기준점 자료 10
제3절 1:25,000 수치지형도 자료 14
제3장 연구 방법 16
제1절 KOMPSAT-5 RPC 센서모델링 16
제2절 KOMPSAT-5 RPC 보정 센서모델링 21
제3절 수치도화 실험 23
제4장 연구 결과 31
제1절 센서모델링 정확도 분석 31
제2절 보정 센서모델링 정확도 분석 35
제3절 수치도화 결과 분석 38
제5장 결 론 53
참고 문헌 55
ABSTRACT 58
감사의 글 61

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