데이터베이스 구축

      노천광산의 모니터링을 위해서는 시간경과에 따른 변화를 효율적으로 감지하는 방법이 필요합니다.
      본 연구에서는 모니터링 데이터베이스를 구축하기 위해 data collection과 database upgrade with new data acquisition 두과정으로 수행하였습니다.
      - data collection process는 geospatial information open platform과 국가 및 민간 포털사이트의 오픈데이터 서비스에서 제공되는 영상과 terrain 데이터를 수집하는 과정이며,
      - database upgrade process는 항공레이져측량을 이용한 정기적인 취득과 재해와 같이 긴급한 경우 UAV나 지상라이다를 이용한 부정기 취득으로 구성됩니다.
      - 수집 및 고도화 과정에서 생성된 데이터는 cesium 데이터베이스와 융합되어 모니터링시스템의 통합데이터베이스가 구축됩니다.

      데이터 수집은 대상 노천광산에 대해 오픈데이터 서비스를 통해 제공되는 정사영상과 DEM 데이터를 수집하는 과정으로 라파즈 한라시멘트의 경우에는
      - 영상 데이터로 2년 주기의 다음지도 오픈데이터와 국토영상정보서비스의 데이터로 구성되고
      - terrain 데이터는 Cesium 플랫폼과 국토지리원 및 USGS에서 제공하는 DEM 데이터를 활용할 수 있습니다.

      Cesium 플랫폼 Database에서 제공하는 영상과 지형데이터만으로는 노천광산의 변화를 효율적으로 모니터링하기 곤란하므로,
      - 본 연구에서는 라파즈 한라시멘트 광산의 모니터링 DB upgrade를 위해 2007년과 2014년 항공레이져측량을 이용한 정기적 데이터 취득을 수행하였습니다.
      - 이를 통해 GSD 0.25m이상의 고해상도 정사영상과 gird size 1m DEM를 취득하여 모니터링 DB를 고도화하였습니다.

      또한 본 연구에서는 재해발생시와 같이 긴급하고 부정기적인 DB 고도화를 위해 Terristrial LiDAR system을 활용하였습니다.
      - terristial LiDAR 데이터는 80도 이상의 경사를 나타내는 채광사면의 terrain 데이터 정확도 향상을 위해 airborne LiDAR와 융합하여 사용하며,
      - 사면붕괴와 같은 재해발생시 재해상황 파악이나 복구계획이 활용됩니다.

      본 연구에서는 최근 관심이 고조되고 있는 UAV system을 DB 고도화 방안으로 활용하였습니다.
      - 보시는 그림은 라파즈 한라시멘트 광산에 대해 fixed-wing UAV system을 이용하여 모니터링 지역의 정사영상과 Point Cloud을 취득하여 DB를 Upgrade 한 예를 보여주고 있습니다.
      - UAV는 데이터 취득시 비용이나 시간 등 장점이 많아 앞으로 많은 분야에서 이용되리라 생각됩니다.

      이상과 같이 모니터링 지역에 대해 수집되고 취득된 영상과 지형데이터는 시스템 서버에 시계열로 구축되며, 본 연구의 채택한 공간정보오픈플랫폼인 Cesium 데이터베이스와 적절히 통합되어 모니터링 시스템을 위한 통합데이터베이스을 구성하게 됩니다.

      다음은 고도화된 정사영상을 GeoServer에 등재한후 Cesium Imagery Provider를 이용하여 cesium 기반의 모니터링 시스템상에 등재하는 과정입니다. 이 과정에서 영상의 display 속도를 고려하여 image Pyramid overlay과 Geowebcache 처리를 수행하였다.

      다음은 고도화된 지형데이터인 DEM을 등재하는 과정입니다. 고도화된 벡터 DEM은 TIN를 생성하고 NASA에서 제공하는 SRTM DEM과 벡터기반에서 합성되어 Cesium-GeoServer Terrain Provider를 활용하여 모니터링시스템에 등재합니다.

      이 그림은 NASA의 SRTM DEM과 고도화된 고해상도 DEM을 융합하여 Cesium-GeoServer Terrain Provider를 통해 시스템에 등재한 과정을 나타내고 있다.

      아래 그림은 이와 같은 과정을 통해 취득된 고도화 데이터 목록으로 노천광산 모니터링 시스템 데이터베이스 중 영상 데이터는 항공레이져측량으로 취득한 2007년, 2014년 영상, 다음지도 서비스를 통해 취득한 2008년, 2010년, 2012년 영상 데이터, 국토공간영상정보 서비스를 통해 수집한 2013년 영상 데이터, UVA 시스템을 통해 취득한 2015년 영상데이터가 있다. 또한 영상과 DEM 데이터 셋은 2007년, 2014년, 2015년으로 구성되어있다.

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