토목기사 요약/측량학/항공사진 측량 문서 원본 보기

== 항공사진측량 ==
99, 01, 13-2
* 항공사진측량은 후방교회법<ref>2개 또는 3개의 알고 있는 지점이나 미지의 지점을 통해 자기 위치를 알아내는 방법</ref>, 지상측량은 전방교회법.<ref>2개 또는 3개의 지점을 이용하여 지도상에 표시되어 있지 않은 전방의 지형지물 위치(알고자하는 점의 위치)를 찾아낼 수 없을 때 사용하는 방법</ref>
* 항공사진은 수직, 사각 사진만 가능. 지상사진은 수직, 수평 사진, 편각 수평, 수렴 수평촬영 가능.

* 항공사진은 광각사진이 바람직. 지상사진은 보통각이 좋다.

=== 단점 ===
* 피사대상 식별 어려움
* 지상 측량에 비해 정도가 떨어짐.
* 기후의 영향
* 좁은 지역에서 비경제적
* 시설비용 많이 듦.

=== 장점 ===
* 전체에 걸쳐 정도가 균일
* 정량적, 정성적 측정 가능.
* 분업화에 의해 작업 능률이 높음.
* 동체 측정에 의해 보존 이용이 가능
* 접근하기 어려운 대상물의 측정 가능
* <u>축척 변경 용이</u>
* 넓은 지역에서 <u>경제적</u>
* <u>4차원</u> 측정 가능

== 항공사진측량에 의한 지형도 작업 공정 ==
촬영 계획 - 대공표지 설치 - 촬영 - 수치 사진 측량 시스템 - 지상 기준점 측량 - 항공 삼각 측량 - 도화 - 정위치 편집 및 구조화 편집 - 제도

== 항공사진 분류 ==
=== 촬영 방향에 의한 분류 ===
* 항공 사진
** 수직 사진 : 카메라 경사 3도 이내
** 경사 사진 : 카메라 경사 3도 이상
*** 고각도 경사 사진 : 화면에 지평선이 찍힌 사진
*** 저각도 경사 사진 : 지평선이 찍히지 않은 사진
* 수평 사진 : 광축이 수평선에 거의 일치하도록 지상에서 찍은 사진.

<gallery widths="500" heights="500">
파일:Cho-76-20 c14 6.jpg
파일:Three Arch Bay Photo Taken by pilot Don Ramey Logan.jpg
</gallery>

=== 화각에 의한 분류 ===
89
{| class="wikitable"
|-
! 분류 !! 화각 !! 용도
|-
| 초광각 || 120도 전후 ||소축척 도화용
|-
| 광각 || 90도 전후 ||일반 도화, 판독용(항공)
|-
| 보통각(표준각) || 60도 전후 || 산림 조사용, 도심지 측량(지상)
|-
| 협각 || 60도 미만 || 특수한 대축척 도화용, 판독용
|}
* 광각 카메라, 초광각 카메라 항공사진을 비교할 때 동일 축척, 동일 중복도 촬영하는 경우 초광각 카메라로 촬영한 쪽이 실체시<ref name=":1">두 눈으로 대상을 보면 3차원으로 보이는 것</ref>에 의한 과고감이 크다. (01)
* 촬영 면적 비 - 보통각 : 광각 : 초광각 = 1 : 3 : 9

== 정도 ==
평면 정도(92)

<math>(10 \sim 30)\mu \times m</math>

높이 정도(96)

<math>\left( \frac{1}{10000} - \frac{2}{10000} \right) \times H</math>

== 주점, 연직점, 등각점 ==
99, 16-4 계산문제 / ♣02, 05, 13-1, 15-1 정의 문제

[[File:NOAA Photo of World Trade Center Site, September 23, 2001 (NOAA LOC) (2076394634).jpg|섬네일|사진 지표라는 건 가장자리의 표식들임. 지표끼리 서로 연결한 선이 교차하는 점이 주점]]

*<u>주점</u> : <u>렌즈 중심에서</u> <u>화면에</u> 내린 수선의 발. 주점을 구하려면 사진 지표를 이용(85)
*<u>연직점</u> : <u>렌즈 중심에서</u> <u>지표면에</u> 내린 수선과 사진면의 교점. <math>mn = f \cdot \tan i</math>
* 등각점 : 사진면에 직교하는 광선과 연직선이 이루는 각을 이등분하는 광선이 사진면에 교차하는 점. 3점 중 <u>경사각과 관계없이</u> 연직사진의 축척과 같은 축척이 되는 점(19-1) <math>mj = f \cdot \tan \frac{i}{2}</math> <ref>안병구 외, <<사진측량학>>(2014), 예문사, 47쪽</ref><ref>최용기 외, <<토목기사 필기 과년도 - 측량학>>(2015), 성안당 출판사, '''12''' - 5</ref>
** 등각점을 측각 중심으로 하는 경우와 가까운 것은? 지면이 평탄하며 화면 경사가 클 때(88)

[[File:항공 사진 특수 3점.png|left|500px]]
{{-}}

== 항공사진의 축척 ==
=== 기준면에 대한 축척 ===
90, 00, 15-3

<math>M = \frac{1}{m} = \frac{l}{L} = \frac{f}{H}</math>
:M : 축척
:m : 축척의 분모수
:f : 초점거리
:H : 촬영 고도
:l : 사진 상 거리
:L : 실제 거리

* 주의 : 축척 분모 분자 단위 일치시켜줘야 됨.

=== 비고 있을 때 축척 ===
♣♣♣ 04, 05, 09, 17-4, 19-1

[[File:비고 있을 때 항공사진 축척.png|왼쪽|700픽셀]]
{{-}}

* A점 축척 <math>M = \frac{1}{m} = \frac{f}{H_A} = \frac{f}{H-h_A}</math>
* B점 축척 <math>M = \frac{1}{m} = \frac{f}{H_B} = \frac{f}{H+h_B}</math>

== 촬영 코스 ==
=== 촬영 조건 ===
13-3

* 코스 간격의 10% 이상 벗어나지 않을 것
* 지정 고도에서 5%이상 낮게, 혹은 10% 이상 높게 진동하지 않을 것.
* 축척이 비슷할 것
* 카메라 경사는 3도 이내일 것(거의 수직)
* 구름 없을 것.

89

* 코스간 간격은 약 30%정도 중복도 유지
* 동일 코스 내 인접 사진은 실체시<ref name=":1" /> 할 수 있게 반드시 50% 이상 중복되게.(보통 60%)
* 촬영 시 태양 고도각은 최소 30도 이상. 가능하면 45도 이상. 시간은 오전 10-14시 경. 연평균 쾌청일수 80일
* 촬영 구역 전체가 실체시<ref name=":1" /> 할 수 있게 하며 각 코스마다 적어도 시작, 종점 양단 한 장씩은 촬영 구역 외까지 찍어야 함.

기타
* 종축척 항공 사진 촬영 시 1코스의 길이는 대체로 약 30km

=== 중복도 ===
사진에 가려서 안 보이는 부분 줄이려고 하는 거임. 한 모델 또는 한 사진 상에서 <u>고저차가 촬영고도의 10% 이상인 지역(산악지역)이나 고층빌딩이 밀집한 시가지는 10-20% 중복도</u>를 높이거나 2단 촬영.

==== 종중복 ====
overlap. 촬영 진행 방향에 따라 중복시키는 것. 보통 60% 최소 50% (87)

[[File:중복도.png|right|500px]]

10

종중복도 <math>p = \frac{p_1 m_1 + m_1 m_2 + m_2 p_2}{a} \times 100</math>
:<math>p_1 m_1 = m_2 p_2 = \frac{a}{2} - m_1 m_2</math>
:m<sub>1</sub>m<sub>2</sub> : 주점 기선의 길이(b<sub>0</sub>)

==== 횡중복 ====
side lap. 촬영 진행 방향에 직각으로 중복시킴. 보통 30%, 최소 5% (87)

=== 촬영 기선 길이 ===
00, 02, 03, 17-4, 18-3

한 장의 사진 '''촬영점'''과 다음 사진 '''촬영점''' 간 거리. 촬영 종기선, 촬영 횡기선이 있음.

사진 상 촬영 종기선 길이 = 주점 기선 길이 = 인접 사진 중심간 거리

<math>b_0 = a \left( 1 - \frac{p}{100} \right)</math>
:a : 화면의 크기
:p : 종중복도

한 장의 사진에서 중복이 안 된 길이가, 연속된 사진에서 사진 중심간 거리와 같다.

사진 상 촬영 횡기선 길이

<math>c = a \left( 1 - \frac{q}{100} \right)</math>
:q : 횡중복도

실제 공간 상 촬영 종기선 길이

<math>B = m a \left( 1 - \frac{p}{100} \right)</math>

실제 공간 상 촬영 횡기선 길이

<math>C_0 = m a \left( 1 - \frac{q}{100} \right)</math>

=== 촬영고도, C 계수 ===
02

<math>H = C \cdot \Delta h</math>
:H : 촬영 고도
:C : 도화기 계수
:Δh : 등고선 간격

=== 기선 고도비 ===
00, 02

<math>\frac{B}{H}</math>

기선고도비가 크면 과고감은?(14-1, 19-2)

* 커짐

=== 노출 시간 ===
00, 15-3

<math>T_t = \frac{\Delta S \cdot m}{V}</math>
:T<sub>t</sub> : 최장 노출 시간
:ΔS : 흔들림 양
:V : 항공기 초속

<math>T_s = \frac{B}{V}</math>
:T<sub>s</sub> : 최소 노출 시간

<math>\omega = \frac{v}{H}</math>
:ω : 대지속도 v에 의해 생기는 상의 속도

== 사진 유효 면적 ==
단사진 촬영 면적(87, 15-2)

<math>A_0 = ma \times ma = m^2 a^2</math>

스트립 촬영 유효입체모델 면적 : 인접 주점 간 면적

<math>\begin{align} A_1 & = ma \times ma \left( 1 - \frac{p}{100} \right) \\
                  & = A_0 \left( 1 - \frac{p}{100} \right) \\ \end{align}</math>

블록 촬영 유효입체모델 면적(05, 15-1, 17-4) : 인접사진, 인접경로의 4매 사진 주점을 연결한 사각형(stereo neat model) 면적.

<math>\begin{align} A_2 & = ma \left( 1 - \frac{p}{100} \right) \times ma \left( 1 - \frac{q}{100} \right) \\
                  & = A_0 \left( 1 - \frac{p}{100} \right) \left( 1 - \frac{q}{100} \right) \\ \end{align}</math>

== 사진 매수 ==
02, 17-4

<math>\frac{F}{A} (1 + \text{안 전 율 })</math>

:F : 촬영구역 넓이
:A : 유효 면적(사진 중심부로 둘러싸인 면적을 지상면적으로 환산해준 값)

안전율 미 고려시 1 + 안전율 떼버리고 계산하면 됨(04, 18-1)

=== 모델 수에 의한 사진 매수 ===
05

<math>\text{종  모 델  수 } = \frac{\text{코 스  종  길 이 }}{\text{종  기 선  길 이 }} = \frac{S_1}{B} = \frac{S_1}{ma \left( 1 - \frac{p}{100} \right)}</math>

<math>\text{횡  모 델  수 } = \frac{\text{코 스  횡  길 이 }}{\text{횡  기 선  길 이 }} = \frac{S_2}{C_0} = \frac{S_2}{ma \left( 1 - \frac{q}{100} \right)}</math>

<math>\text{총  모 델  수 } = \text{종  모 델  수 } \times \text{횡  모 델  수 }</math>

<math>\text{사 진  매 수 } = ({\color{red} \text{종  모 델  수 } + 1 } ) \times \text{횡  모 델  수 }</math>

삼각점 수 = 총 모델 수 × 2

* 모델 : 중복된 한 쌍의 사진에 의해 입체시되는 부분. 입체 모델 또는 스테레오 모델이라고도 함.

== 변위 ==
[[파일:변위.png|오른쪽|363x363px]]
99, 14-2, 14-3, 16-2

<math>\frac{ \Delta r }{r} = \frac{h}{H}</math>
* Δr : 변위량(수평길이와 수직 길이의 비는 같다)
* r : 화면 연직점에서의 거리
* H : 비행고도(촬영 고도)
* h : 비고

94

<math>\frac{\Delta r_{max}}{r_{max}} = \frac{h}{H}</math>
* Δr<sub>max</sub> : 최대변위량
* r<sub>max</sub> : 최대 화면 연직점에서의 거리 <math>= \frac{\sqrt{2}}{2} a</math>

== 입체시 ==
* 정의 참고 : 입체시는 하나의 물체를 같은 거리의 다른 각도에서 동시에 볼 때 입체적인 상으로 보이는 것.

=== 입체사진 조건 ===
03, 05, 16-2
* 사진 축척이 거의 같아야 함
* 카메라의 광축이 거의 동일 평면 내에 있어야 함.
* 기선 고도비(B/H)값이 적당해야 함. 약 0.25 정도

=== 입체시 방법 ===
[[파일:Anaglyphenbrille DSCM1959.JPG|오른쪽|프레임없음]]

* 여색 입체시는 한 쌍의 사진 오른쪽은 적색, 왼쪽은 청색으로 현상하여 겹쳐 인쇄한 것. 왼쪽에 적색, 오른쪽에 청색 안경으로 보면 입체감을 얻게 됨. (03, 16-2) 여색 투영광법, 여색 인쇄법이 있음.(97)
* 역입체시(97) : 본래의 고저가 반대가 되는 현상(03, 16-2)
** 정입체시할 수 있는 사진을 오른쪽 왼쪽 위치 바꿔놓을 때
** 여색 입체 사진을 청색과 적색의 색안경을 좌우로 바꿔볼 때
** 멀티플렉스 모델을 좌우 색안경을 교환해 입체시할 때
*반사식 입체경으로 항공사진을 입체시할 때 사진 정치방법 : 좌우 사진에서 서로 대응되는 점이 25-30cm되게 놓는다.(97)

=== 입체시와 과고감 ===
14-1, 19-2

입체시로 인한 현상 : 과고감(exaggeration). 항공 사진을 실체로 보면 실제 지형보다 산 등이 험하게 보이는 느낌. 평면축척보다 수직축척이 더 대축척이기 때문에 나타남.(시차, 또는 연속된 두 장의 사진의 축척이 다르기 때문에 생김)

♣'''초점거리에만''' 반비례하고 나머지엔 비례

97, 03, 05, 16-3, 19-2

* 눈 높이 높을수록 낮을 때보다 높게 보임.
* 기선 길이 길수록 짧을 때보다 높게 보임.(기선고도비 <math>\frac BH</math>에 영향)
* 촬영고도 낮을 때가 높을 때보다 더 높게 보임.
* 초점거리(화면거리)가 짧은 경우가 긴 경우보다 더 높게 보임.
* 렌즈의 화각이 클수록 더 높게 보임
----
참고자료
* {{서적인용|제목=사진측량 및 원격탐측개론|성=한승희|이름=|날짜=2016|판=|출판사=구미서관|쪽=62|장=}}

95
* 한 쌍의 항공사진을 좌우로 떼어놓고 입체시하면 토지 기복은 비고감이 커짐.

== 시차 ==
무엇? 두 장의 '''연속된 사진'''에서 동일 지점 사진상의 변위. 관측위치가 변함으로써 기준계에 대해 대상물의 위치가 변위로 나타나는 것.<ref>{{서적인용|제목=사진측량 및 원격탐측개론|날짜=2016|성=한승희|이름=|출판사=구미서관|쪽=48|판=|장=}}</ref>

시차차에 의한 변위량(12-3)

<math>\frac hH = \frac{\Delta P}{P_r + \Delta P}</math>

*H : 비행 고도
*h : 시차(굴뚝의 높이)
*ΔP : 시차차 = P<sub>a</sub> - P<sub>r</sub>
**P<sub>a</sub> : 건물 정상의 시차
**P<sub>r</sub> : 기준면 시차 <math>= \frac{I + II}{2}</math>

♣05, 09, 13-1, 15-3, 16-1

ΔP가 P<sub>r</sub>보다 무시할 정도로 작을 때

<math>\frac{h}{H} = \frac{\Delta P}{P_r} = \frac{\Delta P}{b_0}</math>
*ΔP : 시차차
*P<sub>r</sub> : 기준면의 시차
*b<sub>0</sub> : 주점 기선 길이 <math> = a \left( 1 - \frac{p}{100} \right)</math> (두 개 주면 평균해서 쓰면 됨. 04)

== 표정 ==
사진 상 임의 점과 대응하는 땅의 점의 상호관계를 정하는 방법. 지형의 정확한 입체모델을 기하학적으로 재현하는 것.

* 표정점(기준점) : <u>삼각점(x, y, z) 2점, 수준점(z) 1점</u> 필요.
* 대공표지의 설치 : 45도 이상 시계를 확보해야 함.
* 표정 순서 : 내부표정 - <u>상호표정 - 절대표정(대지표정) - 접합표정</u> (밑줄 친 부분이 외부표정) (04)

사진의 기하학적 성질 중 공간 상 임의의 점 <math>P (X_p, \ Y_p, \ Z_p)</math>에 대응하는 사진상의 점(x, y), 사진기의 촬영중심 <math>O (X_o, \ Y_0, \ Z_0)</math>가 동일 직선상에 있어야 하는 조건은?(14-2)
* 공선조건

=== 내부표정 ===
85

사진 중심과 화면 거리를 조정, 사진 좌표를 구하는 방법. 도화기 투영기에 촬영 당시와 똑같은 상태로 양화 건판을 장착시키는 작업.(01, 02)
# 주점 위치 결정
# 화면 거리 결정(초점거리)
# 건판 신축 측정, 지구 곡률, 대기 굴절, 렌즈 왜곡 수차 보정

=== 외부표정 ===
내부표정 이후 실시.
* 상호표정<ref>촬영 당시 기울기를 도화기상에 그대로 재현하는 것</ref> : 사진 좌표 종시차를 소거. 절대좌표 얻는 일(01, 02, 15-2). 인자 : <math>k, \phi, \omega, b_y, b_z</math> (84)
* 절대표정(대지표정) : 모델 좌표를 지상 좌표계와 일치시키는 작업. 축척, 수준면, 위치 결정(표고, 경사)으로 나눔.(01, 02, 03, 04, 09, 14-3) 세 가지를 결정하면 인자는 <math>\lambda, \phi, \Omega, K, b_x, b_y, b_z</math>로 구성(01)

==== 접합표정 ====
* 접합표정 : 한 쌍의 입체 사진 내에서 한쪽의 표정 인자는 전혀 움직이지 않고 다른 한쪽만 움직여 다른 쪽에 접합시키는 표정법.(01, 02) 모델 간 혹은 스트립 간의 접합을 위한 작업(01) (축척, 미소 변위, 위치 및 방위)

----

* 정사 투영 사진지도 : 카메라 경사지표의 비고를 수정하고 등고선이 삽입된 지도.(90)

----
* 과잉수정계수(01) : <math>\frac{1}{2} \left( \frac{H^2}{d^2} - 1 \right)</math>
** d : 지상 한 변 길이
** H : 촬영 고도


96

* 다항식법 : 접합 표정 후 종접합 모형(스트립) 좌표값으로 조정 계산하는 방법. 독립 모델법, 번들 조정법에 비해 계산량 적음.
* 독립 모델법(독립 입체 모형 조정법) : 상호 표정 후 모델 좌표값을 이용해 조정 계산하는 방법
* 광속 조정법(번들 조정법) : 사진 좌표값을 이용해 조정 계산하는 방법

----
* 3차 중첩 내삽법(Cubic convolution) : 보정전 자료와 통계치, 특성 손상이 많음.(16-1)

== 사진 판독 ==
00
* 판독 요소 : 색조<ref>빛 반사에 의한 것(수목의 종류 판독)</ref>, 모양<ref>사진 상 배열 상태에 의한 것(지질, 지리, 토양, 산림 및 자원 등의 조사 분야 판독)</ref>, 형상, 질감<ref>피사체의 질, 짜임새에 의한 것(초목, 식물의 잎), 거칠기, 세밀감</ref>, 크기, 음영, 과고감, 상호 위치 관계
* 판독 순서 : 촬영 계획 - 촬영, 사진 제작 - 판독 기준 작성 - 판독 - 정리
* 사진 색조가 표층 토량 함수율이 낮은 곳은 희게, 높은 곳은 검게 찍히는 것을 soil mark라 함.
* 사진 상 크기에 0.2mm 이상으로 나타나지 않으면 판독 불가.

<br />
== 항공 사진 측량 기타 ==

* 항공 삼각 측정(aerial triangulation) : 항공 사진에서 정밀 도화기 및 정밀 좌표 측정기에 의하여 관측된 많은 좌표군을 소수의 대응 지상 기준점 성과를 이용하여 사진 좌표를 대지상 좌표(혹은 측지 좌표)로 조정 전환하는 작업.(91, 95, 99)
* 지도 제작에는 거의 수직사진이 쓰임.(00)
* 항공 사진 측량에서의 산악지역(accident terrain or mountainous area) : 한 장의 사진이나 한 모델 상에서 지형의 고저차가 비행 고도의 10% 이상인 지역(97)

== 각주 ==
<references />