표제지
목차
요약 12
Ⅰ. 서론 14
1. 연구목적 14
2. 연구동향 15
3. 연구의 내용 및 범위 19
Ⅱ. 이론적 배경 21
1. BIM 21
1) BIM의 정의 및 특징 21
2) 설계단계의 5D BIM 정의 22
3) 4D BIM 개념 25
4) 국내외 건설공사 BIM 활용사례 26
2. LiDAR 28
1) LiDAR의 원리 28
2) 데이터 처리 32
3) LiDAR 장비의 구성 및 활용 34
3. 드론 사진측량 37
1) 드론의 종류 37
2) 드론 사진측량 39
4. 드론 영상처리 42
1) 드론 영상처리 과정 42
2) 드론 영상처리를 위한 SfM 51
5. 포인트클라우드 데이터 정합 54
1) 데이터 정합 단계 54
2) 데이터 정합 방법 55
Ⅲ. 데이터 취득 57
1. 연구대상지 57
2. 드론 영상 및 LiDAR 58
1) 드론 영상 59
2) 드론 LiDAR 60
3) 지상 LiDAR 62
3. 지상기준점 64
Ⅳ. 데이터 처리 및 분석 67
1. 데이터 처리 67
1) 드론 영상 67
2) 드론 LiDAR 69
3) 지상 LiDAR 70
4) 실내외 데이터 정합 72
2. 데이터 정확도 분석 77
Ⅴ. 건물 BIM 구축 및 데이터 활용 81
1. 실내 공간정보 구축 81
2. 포인트클라우드 데이터 활용방안 83
Ⅵ. 결론 및 향후 연구 90
1. 결론 90
2. 향후 연구 92
참고문헌 94
Abstract 105
〈표 2-1〉 에너지 분석 프로그램 및 특징 24
〈표 2-2〉 3D와 4D BIM의 차이점 25
〈표 2-3〉 데이터 처리의 주요 알고리즘 32
〈표 2-4〉 유인 항공사진측량과 드론 사진측량 장비의 비교 37
〈표 2-5〉 데이터 정합의 단계 54
〈표 3-1〉 데이터 취득 시 설정 58
〈표 3-2〉 Phantom4의 사양 59
〈표 3-3〉 M300과 L1의 사양 61
〈표 3-4〉 Focus S 사양 62
〈표 3-5〉 지상기준점 성과 65
〈표 3-6〉 취득 데이터 종류 66
〈표 4-1〉 정확도 평가 결과 78
〈표 4-2〉 축척 1:1000 수치지형도의 허용 오차 80
〈표 5-1〉 실내공간정보의 LOD 81
〈표 5-2〉 건축물관련 건축기준의 허용오차(건축법 시행규칙) 89
〈그림 1-1〉 연구 흐름도 20
〈그림 2-1〉 Kosciuszko Bridge 26
〈그림 2-2〉 LiDAR 스캐닝 시스템 기본 구성 및 작동 원리 28
〈그림 2-3〉 Time of Flight 29
〈그림 2-4〉 Phase-shift 29
〈그림 2-5〉 회전 방식 LiDAR의 원리 30
〈그림 2-6〉 포인트클라우드 데이터 31
〈그림 2-7〉 MLS 및 BPLS 36
〈그림 2-8〉 UAV의 분류 38
〈그림 2-9〉 드론 사진측량의 과정 39
〈그림 2-10〉 DJI Pilot 40
〈그림 2-11〉 영상처리 소프트웨어 41
〈그림 2-12〉 DEM을 이용한 정사영상 제작 원리 47
〈그림 2-13〉 수치편위수정의 원리 48
〈그림 2-14〉 최근린 보간법 49
〈그림 2-15〉 공일차 보간법 50
〈그림 2-16〉 공삼차 보간법 50
〈그림 2-17〉 다수의 중복사진을 이용하여 특징점 추출 및 3D 데이터를 생성하는 SfM 51
〈그림 2-18〉 입력 영상, 카메라 위치 추정 및 3D 구조화 52
〈그림 3-1〉 연구대상지 위치 57
〈그림 3-2〉 연구대상지 전경 58
〈그림 3-3〉 Phantom 4 59
〈그림 3-4〉 드론 영상 60
〈그림 3-5〉 M300과 L1 60
〈그림 3-6〉 드론 LiDAR의 미션플래너 화면 61
〈그림 3-7〉 Focus S 62
〈그림 3-8〉 지상 LiDAR 설치 위치 63
〈그림 3-9〉 지상 LiDAR 데이터 취득 63
〈그림 3-10〉 지상기준점 위치 64
〈그림 3-11〉 지상기준점 측량 65
〈그림 4-1〉 드론 사진측량 데이터 처리 과정 67
〈그림 4-2〉 드론 사진측량 데이터 처리 68
〈그림 4-3〉 드론 영상 데이터 처리 결과(정사영상) 68
〈그림 4-4〉 드론 LiDAR 자료처리 과정 69
〈그림 4-5〉 드론 LiDAR 데이터 처리 화면 69
〈그림 4-6〉 드론 LiDAR 자료처리 결과 70
〈그림 4-7〉 지상 LiDAR 자료처리 과정 70
〈그림 4-8〉 각 스테이션 별 데이터 Import 71
〈그림 4-9〉 지상 LiDAR 데이터 처리 결과 71
〈그림 4-10〉 지상 LiDAR 데이터 - 실외 72
〈그림 4-11〉 지상 LiDAR 데이터 - 실내 72
〈그림 4-12〉 드론으로 취득된 건물 지붕에 대한 데이터 73
〈그림 4-13〉 드론으로 취득된 데이터의 건물 내부 73
〈그림 4-14〉 데이터의 레지스트레이션 74
〈그림 4-15〉 정합오차 74
〈그림 4-16〉 정합된 포인트클라우드 데이터의 단면 75
〈그림 4-17〉 데이터 정합 결과 76
〈그림 4-18〉 지상 LiDAR 데이터의 정합오차 77
〈그림 4-19〉 검사점의 위치 78
〈그림 4-20〉 정확도 비교 79
〈그림 4-21〉 드론 영상을 통해 생성된 포인트클라우드 80
〈그림 5-1〉 LOD1 82
〈그림 5-2〉 LOD2 82
〈그림 5-3〉 분석 대상 83
〈그림 5-4〉 기준면과의 차이 84
〈그림 5-5〉 가시화 자료 84
〈그림 5-6〉 건물 외부 모델링 결과 85
〈그림 5-7〉 건물 내부 모델링 결과 86
〈그림 5-8〉 건물의 평면도와 입면도 87
〈그림 5-9〉 모델링 결과와 설계도면 88
〈그림 5-10〉 모델링 결과와 설계도면의 비교 88