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UAV LiDAR, UAV SfM 및 수치지형도 기반 3차원 지형 데이터의 정량적 특성 비교 KCI 등재

Quantitative Comparison of 3D Terrain Data Characteristics Based on UAV LiDAR, UAV SfM, and Digital Topographic Maps

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/441120
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한국지도학회지 (Journal of the Korean Cartographic Association)
한국지도학회 (The Korean Cartographic Association)
초록

본 연구에서는 UAV(Unmanned Aerial Vehicle) 기반 LiDAR(Light Detection and Ranging), SfM(Structure from Motion), 그리고 수치지형도 기반 DEM(Digital Elevation Model) 데이터를 동일 지역에 적용하여 지형 데이터의 정밀도와 표현 특성을 정량적으로 비교 분석하였다. 경기도 시흥시 범배산 일대를 연구 대상지로 선정하고, 평지, 완사면, 급사면의 세 구역으로 나누어 고도 및 경사 통계, 경사 방향, 경사도 재분류에 따른 면적 분포를 비교하였다. 분석 결과, UAV LiDAR 기반 DEM은 모든 지형에서 가장 높은 정밀도와 해상도를 보여주었으며, SfM 기반 데이터는 비용과 접근성 면에서 유리하나 식생 및 지형 복잡도에 따라 정확도 변동이 크게 나타났다. 수치지형도 기반 DEM은 해상도는 낮지만 일정한 품질을 유지하며 일반적인 지형 분석에 적합한 것으로 나타났다. 본 연구는 지형 조건과 분석 목적에 따른 공간데이터 선택 기준을 제시하고, UAV 기반 지형 정보 활용 전략 수립에 기초자료로 활용될 수 있다.

This study quantitatively compares the spatial accuracy and terrain representation characteristics of DEM data generated from UAV-based (Light Detection and Ranging), SfM (Structure from Motion), and traditional digital topographic maps. The analysis was conducted in the Beombae-san area of Siheung, South Korea, by dividing the terrain into flat, gentle slope, and steep slope zones. Statistical evaluations of elevation, slope, and aspect, as well as area distribution by reclassified slope classes, were performed. Results show that UAV LiDAR-based DEM exhibited the highest accuracy and resolution across all terrain types, while SfM-based data, though cost-effective and accessible, showed significant variability depending on vegetation density and terrain complexity. Topographic map-based DEMs, despite lower resolution, provided consistent results suitable for general terrain analysis. These findings offer practical insights into selecting and applying appropriate spatial data based on terrain conditions and analysis objectives.

목차
요약
Abstract
I. 서론
II. 관련 연구
III. 실험 및 분석
    1. 지형분석 자료
    2. 항공 촬영 및 데이터 구축
    3. LiDAR 데이터 처리
    4. 수치지형도 데이터 처리
    5. UAV SfM 데이터 처리
    6. 분석 방법
IV. 분석 결과
    1. 래스터 통계 분석
    2. 경사 래스터 통계 분석
    3. 경사 재분류 분석
    4. 경사도별 면적 분석
V. 결론
참고문헌
저자
  • 홍일영(남서울대학교 드론공간정보공학과 부교수) | Ilyoung Hong (Associate Professor, Department of Drone & GIS Engineering, Namseoul University) Corresponding author
  • 김준석(남서울대학교 드론공간정보공학과 겸임교수) | Juneseok Kim (Adjunct Professor, Department of Drone & GIS Engineering, Namseoul University)