사진측량(Photogrammetry) 정의 및 발전과정

1. 사진측량의 의의

사진측량(photogrammetry)은 탐측기(sensor)를 이용하여 대상물에 대한 전자파 에너지의 발산과 그 밖의 자연적, 물리적 현상을 기록하고, 여기서 획득한 영상을 이용하여 정량적 및 정성적 해석하여 대상물에 대한 정보를 추출하고 목적에 따라 필요한 형태의 도면 또는 수치로 표현하는 공학 및 과학기술의 한 분야입니다.
사진측량은 목적에 따라 정량적 사진측량과 정성적 사진측량으로 대별할 수 있습니다. 정량적 사진측량은 주로 항공 또는 지상사진에서 촬영된 사진으로부터 여러 점 간의 상호 위치 관계를 결정하고 피사체의 표고, 크기 및 형상 등을 결정하는 것으로 보통 지도 제작에 사용됩니다. 정성적 사진측량은 대상물의 특성을 분석하여 토지, 자원 및 환경 등의 문제를 해결하기 위한 분야로서 사진판독과 원격탐측(remote sensing)을 포함합니다. 사진판독은 주로 사진영상의 분석을 의미하며, 원격탐측은 사진측량의 새로운 기술 분야로서 주로 인공위성으로부터 획득한 영상 및 다중파장대 사진기, 적외선감지기, 열주 사기, 레이더, 비디콘 사진기, 다중 파장대 주사기 등의 탐측기로부터 얻어진 자료를 이용하여 이를 해석하는 분야를 의미합니다.

 

2. 사진측량의 발전 과정

사진측량은 1839년 프랑스인 데카르(Daguerre)에 의해 사진술이 발명된 이후 1849년 프랑스인 세금 포탈이라는 것(Laussedat)에 의해 사진 측량기법이 제시되었습니다. 이후 사진기와 필름, 촬영 장비 및 해석 장비의 개발과 함께 사진측량의 발전은 계속되었으며, 특히 제1 세계대전을 치르는 동안 지형도 제작을 위한 항공사진측량 기술이 발전하면서 사진측량의 발전에 큰 진보를 이루었습니다. 1957년 해석도화기의 개념이 도입되면서 해석적 사진측량의 시대를 맞이하게 되면서 사진측량의 처리와 표현에 있어 컴퓨터의 지원을 받게 되었습니다. 이후 사진측량은 상당한 발전을 거듭하여 1988년부터 수치사진측량(디지털사진 측량)의 시기를 맞이하게 되고 이 시기에는 수치영상을 이용하여 대상물에 대한 모든 정보를 처리하는 기법이 개발되어 많은 분야에 활용되고 있습니다.
우리나라는 1945년 미군에 의해 처음 사진측량이 소개되었으며, 1966년 한화 협정이 체결되면서 우리 기술진에 의한 항공사진측량 기술이 본격화되었습니다. 그 후, 전국을 대상으로 항공사진측량 방법에 의해 축척 1:5,000, 1:25  및 1:50  국가기본도를 제작하였으며, 최근에는 이를 컴퓨터 시스템에 의해 입출력 및 분석을 수행할 수 있는 수치지도를 제작하고 있습니다. 또한 지구관측을 목적으로 발사된 아리랑 1호 위성영상을 이용한 지도제 적 및 각종 지형분석을 위해 관련 기술개발에 박차를 가하고 있으며, 보다 향상된 해상도의 영상을 이용한 대축척지도 제작과 지구관측을 위해 2006년 7년 28일 아리랑 2호(KO M PSAT 2) 위성을 발사한 데 이어 2010년까지 KOMPSAT 3호와 5를 계획하여 추진하고 있어 이 분야의 발전을 주도할 것으로 주목됩니다.

3. 사진측량의 분류

1) 항공사진측량
항공기에 탑재된 측량용 사진기로부터 촬영된 중복사진을 이용하여 지상의 상호위치 관계, 형상, 크기 및 대상물의 특성을 해석하는 측량으로 주로 지형도 제작에 이용됩니다.

2) 지상사진측량
지상의 2개소 이상의 지역에서 지상 측량용 사진기에 의해 촬영하여 대상물의 정밀 측정 및 해석을 하는 것을 말합니다. 특히 촬영거리가 300m 이내에서 획득한 사진을 이용하는 경우를 근접 사진측량(close-range photogrammetry;CRP)이라 하며 구조물의 정밀 해석, 각종 산업 분야의 시설물 측량, 문화 재보존 및 복원 등에 널리 이용됩니다.

3) 위성사진 측량
인공위성으로부터 획득한 영상 및 각종 자료를 이용하여 지형도 제작 및 지형분석 등을 위해 수행하는 측량을 말하며, 각종 파장대의 방사 및 반사파를 수집하고 처리함으로써 파장대 특성을 이용한 정성적 분석을 수행하는 사진측량의 새로운 분야입니다.

4) 수중 사진측량
수중 사진측량은 수중 사진기에 의해 얻어진 영상을 해석함으로써 수자원 및 환경조사, 해저 지형조사에 주로 활용됩니다.

5) 비지형 사진측량
사진측량의 대상이 지형이 아닌 경우로서 일반사진측량, X-선 사진측량, 물결무늬(moire) 사진측량, 홀로그래피를 이용한 레이저 사진측량 등이 이에 속한다. 주로 의학, 고고학, 문화재 보존 및 복원을 위한 조사, 산업시설물측량 등에 응용됩니다.

4. 항공사진을 이용한 지형도 제작

항공사진측량에 의한 지형도의 제작은 일반적으로 촬영, 기준점측량, 세부 도화의 3단계로 이루어집니다. 촬영은 능률적이고 경제적이며 소요의 정확도, 촬영기선 길이, 촬영고도, 소요의 사진축척 등을 고려하여 촬영계획을 엄밀하게 세워 촬영을 실시합니다. 기준점측량은 세부 도화에 필요한 평면 및 표고 기준점의 좌표를 얻기 위한 것으로 GPS, TS, Level 등을 이용하여 지상측량을 실시하거나 항공삼각측량(Aerial Triangulation;AT)을 행하여 필요한 수의 기준점의 좌표를 획득합니다. 세부 도화 과정은 투명 양화를 정밀입체도 화기에 정착한 다음, 내부 표정, 상호표정 과정을 수행하고 지상기준점 성과를 이용하여 절대표정을 한 후 이루어집니다. 또, 필요에 따라 현지 지형조사 등에 의해 보완하고 편집 과정을 거쳐 색 분리 제도, 식자 등의 제반 작업을 수행한 후 인쇄하여 지형도가 제작됩니다.