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퇴적물 정밀 측정: 정확도를 70% 향상시킨 PIX4D

저수지의 퇴적물 상태를 측정하는 프로젝트에 PIX4Dcatch RTK가 사용되었습니다. PIX4D 팀은 프로젝트 책임자들과 이 기술의 활용 방법에 대해 이야기를 나누었습니다.

퇴적물은 저수지 바닥에 쌓이는 물질로, 물 저장 능력과 수질에 영향을 미칩니다. 저수지의 수명을 연장하기 위해서는 퇴적물 축적을 정확하게 맵핑하고 지속적으로 추적하는 것이 중요합니다. 일반적으로 Midori Net Toyama로 알려진 일본의 토야마 현 토지 개량 사업 협회 연합은 농업용 저수지에서 사례 연구를 통해 사진측량법이 퇴적물 축적 추적에 미치는 영향을 평가했습니다.

PIX4D 팀은 Midori Net Toyama의 엔지니어, 관리자와 이야기해 결과에 대한 더 깊은 통찰을 얻었습니다. 특히 PIX4D 팀은 PIX4Dcatch RTK 워크플로우와 드론 이미지를 활용해 지상 및 항공 데이터를 효과적으로 통합하여 정확도를 향상시킨 그들의 경험에 주목했습니다.

이 사례 연구에서 얻은 주요한 통찰은 무엇이었나요?

이 사례 연구는 세 가지 주요 통찰을 제공했습니다.

  • 사진측량법을 사용하여 저수지의 퇴적물을 측정한 결과, 기존의 측량사를 고용하여 복잡한 장비를 사용하는 방식에 비해 정확도가 70% 향상되었습니다.
  • 드론으로 촬영할 수 없는 지역의 경우, 스마트폰과 PIX4Dcatch RTK를 사용해 한계를 극복했고, 이를 통해 데이터를 효과적으로 통합하여 정확도를 높였습니다.
  • PIX4D 소프트웨어를 통해 저수지의 3D 모델을 쉽게 보고하고 공유할 수 있었습니다.

진행 중 발생한 문제가 있었나요?

연구팀은 토야마시의 산간 지역에 있는 농업용 저수지의 퇴적물 양을 계산하고자 했습니다. 이러한 저수지들은 농업용수 공급에 중요할 뿐만 아니라 홍수 통제 등 재해 예방을 위한 핵심 기반 시설입니다. 

물 저장 용량의 감소를 파악하기 위해, 먼저 저수지의 물을 배수한 후 바닥에 쌓인 퇴적물의 양을 측정했습니다. 그러나 나무들이 가로막고 있어 상공에서 드론으로 이미지를 촬영하는 것이 어려웠습니다. 이 문제를 해결하기 위해 스마트폰과 PIX4Dcatch RTK 워크플로우를 사용한 지상 스캐닝이 필수적이었습니다.
드론으로 촬영된 배수 전 농업용 저수지의 모습으로, 나무들이 시야를 가로막고 있습니다.

어떻게 PIX4D를 사용하여 지상 및 항공 이미지 기반 3D 모델을 만들었나요?

연구팀은 드론을 사용하여 상공에서 이미지를 촬영했고, 그 다음 PIX4Dcatch RTK를 사용하여 지상을 스캔했습니다. 그리고 PIX4Dmatic을 사용하여 드론과 스마트폰 각각에서 3차원 모델을 생성했습니다. 두 모델은 제3자 소프트웨어를 사용하여 병합하고 필터링했으며, 이를 통해 퇴적물의 부피를 계산할 수 있었습니다.

그 후, PIX4Dcatch RTK의 단일 지점 측정 기능을 통해 지상 기준점(GCP)의 위치를 찾았습니다. 이를 통해 토탈 스테이션과 같은 측량 장비가 필요 없게 되었습니다. RTK 장치를 스마트폰에 부착하고 대상 주변을 걸어다니는 것만으로도 측량이 가능해, 경험이 부족한 주니어 직원들도 짧은 시간 안에 현장 상황을 빠르고 정확하게 파악할 수 있습니다.
(좌) PIX4Dcatch RTK를 사용하여 지상에서 촬영한 프로젝트
(우) 드론으로 하늘에서 촬영한 이미지

연구팀은 이미지 처리를 위해 PIX4Dmatic을 사용했습니다. 이 소프트웨어는 초보자에게 친숙한 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 갖추고 있으며, 항목 설정과 기준점 배치가 쉬운 사용하기 편리한 SFM(Structure from Motion) 처리 소프트웨어입니다. 예전에는 다른 회사의 사진측량 소프트웨어를 사용했지만, 이러한 장점 때문에 이제는 PIX4Dmatic을 정기적으로 사용하고 있습니다. 

사례 연구의 주요 결과는 무엇인가요?

지상 스캐닝을 통해 공중에서 촬영하기 어려운 지역을 정확하게 재현할 수 있었습니다. PIX4Dcatch를 사용하여 GCP 위치 정보를 얻는 데 단 15분밖에 걸리지 않아 작업 시간을 단축할 수 있었습니다. 전통적인 방식에서는 측량 장비를 사용하는 측량사가 데이터를 획득하는 데에만 하루 종일(약 8시간) 걸렸었으나, PIX4Dcatch RTK를 사용함으로써 필요한 작업량을 크게 줄일 수 있었습니다.

지상 데이터와 드론 데이터를 병합하여 완성한 3D 모델

연구팀은 PIX4D를 활용한 결과에 대해 아래처럼 말했습니다.

“결과물의 품질도 향상되었으며, 점과 선으로 이루어진 2D 도면 대신 선명한 3D 모델을 생성할 수 있게 되어 보고가 더 원활해지고 정보 공유가 용이해졌습니다. 저수지와 농업용 수로 같은 농업 기반 시설은 지역 농민들의 비용으로 유지되는데, 수치나 3D 모델을 사용하여 시설의 상태를 보여줌으로써 더 쉽게 이해시킬 수 있습니다.

다른 현장에서도 자주 드론 조사를 수행하는데, PIX4Dcatch RTK가 공중에서 촬영하기 어려운 지역을 보완하는 데 많은 상황에서 유용하다고 느낍니다. 전반적으로, 사진측량법과 PIX4Dcatch RTK의 통합 사용은 더 높은 정확도를 보장하면서도 작업량을 줄이는 데 도움이 되었습니다.”

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