드론이 있으신가요? 이제 어떻게 해야 할까요? — 드론과 글로벌 매퍼를 활용하는 방법
2021 년 12 월 21 일질문 하나 드리겠습니다. 여러분 중 현재 세그웨이를 소유하고 계신 분이 몇 분이나 되시나요? 쇼핑몰 경비원으로 부업을 하거나 도시 관광 회사를 운영하는 경우가 아니라면, 아마도 자이로스코프 센서로 제어되는 이 탈것에 관심을 두지 않으셨을 겁니다. 이 '혁신적인 기술'이 출시될 당시의 과대광고가 사실이었다면, 우리는 이미 오래전에 자동차를 버리고 도시를 재설계하여 훨씬 더 만족스러운 삶을 살고 있었을 것입니다. 하지만 현실은 그 기대에 조금 못 미치고 있습니다.
반면, 무인 항공기(UAV), 즉 드론의 등장과 확산은 요란한 과장된 홍보 없이도 우리 삶에 훨씬 더 심오한 영향을 미칠 것으로 예상됩니다. 현재의 예측이 맞다면, 머지않아 하늘은 배송 드론, 교통 감시 드론, 심지어 사람을 수송하는 드론으로 가득 찰 것입니다.
지도 제작 업계에 종사하는 우리에게 있어, 이러한 공중 관측 기술은 우리가 오랫동안 직면해 온 과제 중 하나인 '데이터는 어디서 얻을 수 있는가?', 특히 '최신 데이터는 어디서 얻을 수 있는가?'라는 문제를 효과적으로 해결해 줍니다. 전통적으로 우리는 종종 불충분하고 오래된 공공 공간 데이터 아카이브나 값비싼 상업용 데이터에 의존해 왔습니다. 하지만 드론 기술의 등장으로 누구나 필요할 때 언제든 데이터를 얻을 수 있게 되었습니다.
무인 항공기(UAV) 소유가 급증하면서 일부 예비 조종사들에게는 흥미로운 딜레마가 생겼습니다. 하드웨어를 구매하고 데이터를 수집했지만, 많은 사람들이 그 데이터를 정확히 어떻게 활용해야 할지 잘 모르는 경우가 많습니다. 지난 몇 년간 저는 여러 UAV 관련 전시회에 참석했는데, 그때마다 'Global Mapper로 무엇을 할 수 있나요?'라는 질문을 자주 받았습니다. 답은 간단합니다. 할 수 있는 일이 아주 많습니다.
초기 비행 계획
Global Mapper에서 무료로 이용 가능한 온라인 데이터 서비스에는 고해상도 항공 이미지, 디지털 고도 모델(DEM), 항공 차트 및 지형도가 포함됩니다.
발사 버튼을 누르기 전에 프로젝트 지역을 가상으로 정찰하는 것이 좋습니다. 주변에 어떤 장애물이 있는지, 지형 특성은 어떤지, 비행 제한이 있는 건물이나 기타 시설물이 근처에 있는지, 촬영 가능 영역은 어디까지인지 등을 파악해야 합니다. 이러한 질문들에 대한 답은 관련 데이터를 Global Mapper에 입력하고 기본적인 비행 전 분석을 수행함으로써 얻을 수 있습니다. 무료로 이용 가능한 온라인 데이터 서비스에는 고해상도 항공 이미지, 디지털 고도 모델(DEM), 항공 차트, 지형도 등이 있습니다. Global Mapper의 그리기 도구를 사용하여 프로젝트 현장의 범위를 지정하고 촬영 가능 영역을 결정하며, 데이터 수집 프로세스를 최적화하기 위한 초기 비행 계획을 수립할 수 있습니다. 이 모든 데이터는 Global Mapper Mobile 앱이 설치된 iOS 또는 Android 기기로 전송하여 비행 계획 매개변수를 현장에서 확인할 수 있습니다.
지리 정보가 태그된 이미지 보기
이미지를 글로벌 매퍼에 사진 포인트로 불러와 지리적 사진 앨범을 만들 수 있습니다. 이미지 파일에 포함된 좌표 값을 기반으로 각 사진이 촬영된 위치는 지도 보기에서 카메라 아이콘으로 표시됩니다.
무인 항공기(UAV)의 가장 기본적인 기능 중 하나는 사진 촬영입니다. 아래에서 설명하겠지만, 충분한 중첩이 있는 이미지를 처리하면 해당 지역의 3D 모델을 만들 수 있습니다. 이러한 고급 기능을 사용하기 전에, 먼저 촬영한 이미지를 Global Mapper에 사진 포인트로 불러와 지리적 사진 앨범을 만들 수 있습니다. 이미지 파일에 포함된 좌표값을 기반으로 각 사진이 촬영된 위치는 지도 보기에서 카메라 아이콘으로 표시됩니다. Global Mapper의 기능 정보 도구를 사용하면 컴퓨터의 기본 이미지 뷰어를 통해 각 사진을 볼 수 있습니다. 3D 뷰어에서 보면 카메라 아이콘이 지형 또는 지면 위에 나타나 각 이미지가 촬영될 당시 드론의 고도를 정확하게 보여줍니다.
3D 재구성
Pixels to Points 도구의 기능은 드론으로 촬영한 간단한 이미지 파일을 수많은 3D 분석 절차에 사용할 수 있는 데이터 세트로 변환합니다.
Global Mapper Pro에 통합된 픽셀-포인트 변환 도구는 겹쳐진 여러 이미지를 분석하여 환경의 3D 표현을 생성하는 데 사용됩니다. 이 강력한 구성 요소는 여러 사진에서 반복되는 픽셀 패턴을 식별하고 사진측량의 기본 원리를 활용하여 해당 표면의 3차원 구조를 결정합니다. Global Mapper의 다른 제품들과 마찬가지로 기본 기술은 매우 복잡하지만 사용자 경험은 매우 간단합니다. 이미지를 불러오고 카메라 시스템에 필요한 설정을 적용한 다음, 가능한 경우 지상 기준점을 추가하고 실행 버튼을 클릭하면 고밀도 포인트 클라우드와 필요한 경우 3D 모델 또는 메시가 생성됩니다. 픽셀-포인트 변환 도구를 사용하면 드론으로 촬영한 간단한 이미지 파일을 수많은 3D 분석 절차에 사용할 수 있는 데이터 세트로 변환할 수 있습니다.
정사영상 생성
앞서 언급한 포인트 클라우드 생성 과정의 부산물로 정사영상을 생성할 수 있습니다. 정사영상은 각 픽셀의 좌표가 지리적으로 정확한 래스터 레이어로 정의되며, 포인트 클라우드의 RGB 값을 그리드화하여 생성됩니다. 높은 정확도를 지닌 이 2D 영상 레이어는 정밀 측정이나 디지털화 또는 도면 작성 작업의 기본 레이어로 활용될 수 있습니다.
DTM 생성 및 지형 분석
Global Mapper Pro는 포인트 클라우드 데이터로부터 디지털 지형 모델(DTM)을 생성할 수 있습니다.
앞서 언급했듯이, Pixels to Points 기능으로 생성된 포인트 클라우드는 Global Mapper에서 다양한 분석 절차를 위한 원자재입니다. 모든 미처리 데이터 세트와 마찬가지로, 의미 있는 워크플로를 시작하기 전에 품질 관리, 정리 및 처리가 필요합니다. 다행히 이 소프트웨어는 노이즈 포인트 제거, 공간 자르기, 지면 포인트 식별 및 자동 재분류를 포함한 다양한 편집 및 필터링 옵션을 제공합니다. 지표면을 나타내는 포인트를 분리한 후, 그리딩 도구를 사용하여 지표면을 나타내는 3D 래스터 레이어인 디지털 지형 모델(DTM)을 생성합니다. 이 지형 레이어는 사용자 지정 등고선 생성, 체적 계산, 유역 경계 설정, 시선 방향 분석 수행, 그리고 이전에 생성된 DTM 위에 중첩하여 시간 경과에 따른 변화를 식별하고 측정하는 데 사용할 수 있습니다.
비디오 재생
대부분의 무인 항공기(UAV)는 정지 이미지 촬영 외에도 비디오 녹화에 필요한 하드웨어를 갖추고 있습니다. 단순한 레크리에이션 용도를 넘어, 이 기능은 건물이나 자산 검사, 전략 정찰, 산림 조사 등 원격 관찰이 필요한 수많은 상황에서 유용합니다. Global Mapper에는 UAV의 위치를 지도 창에 표시하면서 녹화된 영상을 재생하는 내장 비디오 플레이어가 포함되어 있습니다. 위치는 비행 중 기록된 트랙 파일의 정점별 타임스탬프를 기반으로 결정됩니다. 이 파일을 라인 피처로 로드하고 해당 비디오 파일과 연결한 후, 디지타이저의 마우스 오른쪽 클릭 메뉴에서 재생을 시작할 수 있습니다.
라이다 처리
Global Mapper Pro는 이러한 지형지물을 식별, 재분류 및 벡터 객체로 추출하는 데 사용할 수 있는 다양한 도구를 제공합니다.
얼마 전까지만 해도 필요한 장비의 크기와 무게 때문에 라이다 데이터 수집은 유인 항공기를 통해서만 가능하다고 여겨졌습니다. 이러한 단순한 사실은 라이다 데이터 수집 과정의 높은 비용과 물류적 어려움에 크게 기여했습니다. 그러나 오늘날 라이다 장비의 소형화는 많은 대형 드론의 탑재 용량 내에 들어갈 정도로 발전했습니다. 드론의 제한된 비행 거리 때문에 드론으로 수집한 라이다는 소규모의 지역 프로젝트에만 적합하지만, 프로젝트 현장을 자주 재방문할 수 있다는 장점이 있어 변화 탐지에 이상적입니다. Global Mapper Pro는 라이다 데이터 처리를 위한 다양한 도구를 제공합니다. 앞서 언급했듯이, 지형 분석을 위한 표면 모델을 생성하기 전에 포인트를 필터링하고 편집할 수 있습니다. 사진측량으로 생성된 포인트 클라우드 데이터와 비교했을 때, 라이다는 건물, 전력선, 나무와 같은 지표면 이외의 지형지물을 더욱 완벽하게 3차원으로 표현합니다. Global Mapper Pro는 이러한 지형지물을 식별, 재분류 및 벡터 객체로 추출하는 데 필요한 다양한 도구를 제공합니다.
근본적으로 무인 항공기(UAV)와 지도는 공통점이 많습니다. 둘 다 관심 영역을 멀리서 객관적으로 관찰하고, 그렇지 않으면 포착할 수 없는 공간 분포와 패턴을 데이터에서 확인할 수 있도록 설계되었습니다. 따라서 드론의 주요 기능 중 하나가 지도 및 기타 공간 데이터 세트를 제작하는 데 사용할 수 있는 데이터를 제공하는 것이라는 점은 당연합니다. Global Mapper Pro는 이러한 워크플로에 이상적으로 적합하며, 드론 운영자가 활용할 수 있는 다양한 도구를 제공합니다.
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