KR101217853B1 - Determination device of leveling survey route using digital elevation model and road data - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수치표고모델과 도로데이터를 이용한 수준측량 노선 결정 시스템에 관한 것으로서, 특히 수준측량 노선 설계 단계에서 등고선과 표고점 및 라이다( LiDAR) 등 지표면의 높이 값을 결정할 수 있는 수치표고모델(DEM, Digital Elevation Model)을 반영시켜 측량 노선을 쉽고 경제적으로 결정할 수 있도록 하는 수치표고모델과 도로데이터를 이용한 수준측량 노선 결정 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a level survey route determination system using a digital elevation model and road data. In particular, a level elevation model (DEM) capable of determining the height values of the surface such as contour lines, elevation points and LiDARs during the level survey route design stage. This paper relates to a level survey route determination system using digital elevation model and road data that can be used to determine the survey route easily and economically by reflecting Digital Elevation Model.
일반적으로 수준측량이란 기준면으로부터 구하고자 하는 점의 높이를 측정하거나, 두 지점 사이의 상대적인 고저차를 구하는 측량을 말한다.In general, level surveying is a measurement that measures the height of a point to be obtained from a reference plane or obtains a relative elevation difference between two points.
도 1은 일반적인 수준측량 방법을 나타낸 것으로서, 정확한 높이 값을 알고 있는 시작점(A)에서 높이 값을 구하고자 하는 점(B)까지 측량하는 경우를 예시한 것이다. 1 illustrates a general leveling method, which illustrates a case of surveying from a starting point A having an accurate height value to a point B for which a height value is to be obtained.
먼저, S-1 지점에 수준측량기계를 설치한 후 A(이때를 전시라고 한다) 및 A-1(이때를 후시라고 한다) 지점에 표척을 설치하여 가상의 시준선을 이용하여 높이 차이를 구하고, 이어서 수준측량기계를 이동하여 S-2에 설치하고 A-1(이때는 전시가 된다)의 표척의 높이 값과 A-2(이때는 후시가 된다)의 표척의 높이 값을 구한다. 그리고 S-3, S-4에 차례로 수준측량기계를 이동시키면서 이와 함께 표척도 A-3, B에 차례로 이동시키면서 표척의 높이 값을 구하여 최종적으로 B점의 높이 값을 구한다.First, install the leveling machine at the point S-1, and then install the scales at points A (this time called exhibition) and A-1 (this time called backsight) to find the height difference using a virtual sight line. The leveling machine is then moved and installed in S-2, and the height values of the tops of A-1 (in this case are exhibited) and the tops of A-2 (in this case backsight) are obtained. In addition, while moving the leveling machine in S-3 and S-4 in turn, while moving to the A-3 and B in turn, the height value of the top level is obtained.
즉, 도 1의 경우 수준측량 기계는 총 4회, 표척은 총 5회 설치하게 되며, 총 8회(전시 4회, 후시 4회)의 관측 값을 통하여 B점의 높이 값을 구하게 된다.That is, in the case of Figure 1, the leveling machine is installed four times, the total surface five times, and the height of the point B is obtained through a total of eight observations (four times, four times backsight).
그리고 이와 같은 수준측량을 실시하기 위해서는 통상 수준측량 현장 작업 전에 내업 공정을 진행하는데, 내업 공정은 측량코자 하는 수준측량 노선에 따라 작업공정 일수, 작업 인원에 따른 작업반 편성, 수준측량 작업량 등을 계획하는 사업 수행 과정의 첫 단계이다.In order to carry out such leveling, an in-country process is usually carried out before the leveling field work. The in-country process plans work days according to the leveling route to be surveyed, organizing work groups according to the number of workers, and leveling work. This is the first step in the business process.
상기와 같은 수준측량의 계획 단계에서 현재의 작업 방식은 그 작업자가 수준노선 결정 및 작업 일수 등 측량 세부 계획을 2차원적인 평면지도를 이용하여 진행하며, 이때 수준노선의 결정은 상기 2차원적인 평면지도에 수준측량의 시작점으로부터 목표 지점으로 추측되는 곳까지 최단거리로 파악되는 도로노선을 수작업으로 표시하는 과정에 의해 이루어진다. 즉, 일반적인 수준노선 설정은 측량시 이동이 편리한 도로를 따라 정해지는데, 이는 정밀한 높이 값이 결정된 수준점들의 대부분이 도로 주변에 위치하는 것에 기인한다.In the planning stage of leveling, the current working method is carried out by the worker using a two-dimensional plan map to determine the level route and the number of days of work, using the two-dimensional plane map. This is done by manually marking the road route, which is identified as the shortest distance, from the starting point of the leveling survey to the point where it is supposed to be the target point on the map. That is, the general level route setting is determined along the road which is easy to move during surveying, because most of the level points for which the precise height value is determined are located around the road.
그러나, 이와 같은 2차원적 수준측량 노선 계획의 경우 노면 경사 및 높이 차이를 전혀 고려하지 않는 방식이고, 이에 따라 수준측량 작업에서 시간 소요가 많은 수준측량 기계의 설치 횟수가 고려되지 않기 때문에 실제 측량 작업 현장에서는 2차원 평면지도를 통해 설정된 수준측량의 적어도 일부 노선이 언덕, 고가도로, 경사지 등 경사가 급한 지역을 따라 설치되는 문제점이 있다. 그리고 이는 측량 작업일수 및 작업인원의 증가 요인이 되는바, 수준측량 노선 계획 과정에서 작업일수 및 작업인원의 정확한 산정을 어렵게 한다.However, this two-dimensional leveling route plan does not consider the difference of the road slope and height at all, and accordingly, the number of installations of time-consuming leveling machines are not taken into account in the leveling work, so actual surveying work is not taken into account. In the field, there is a problem in that at least some lines of the leveling survey set through the two-dimensional planar map are installed along a steep area such as hills, overpasses, and slopes. In addition, this increases the number of working days and the number of surveyors, which makes it difficult to accurately calculate the number of working days and the number of workers in the level survey route planning process.
그리고 이렇게 부정확하게 계획된 수준노선은 측량 실행 경비와 공정관리 및 사업 준공일자 등의 부정확성을 초래하므로, 수준노선의 정확한 계획은 반드시 필요한 사항이다. 또한 수준측량 작업자가 현장에서 개략적인 눈대중으로 수준측량기계의 설치 위치를 산정하고, 이렇게 선정된 위치 값에서 높이를 관측하는 표척 값이 범위를 벗어나 수준기계나 표척 위치를 다시 선정하여 재측량해야 하는 불편함을 초래한다.Inaccurately planned level routes incur inaccuracies in survey execution costs, process control and project completion dates, so accurate planning of level routes is essential. In addition, the level surveyor estimates the installation position of the leveling machine using the rough eye mass in the field, and the level value for observing the height at the selected position value is out of range and needs to re-select the level machine or the level position again. It causes discomfort.
도 2를 참조하여 부연 설명하면, 도 2는 기존의 수준측량 계획 방식을 나타낸 것으로서, 작업자가 종이 지도 위에 국토지리정보원에서 정확히 결정된 수준점의 개략적인 위치를 확인 후 표시하고, 정확한 높이 값을 구하고자 하는 지점의 위치를 표시한 다음, 눈대중으로 최단 및 최적 노선을 표기한다. 그리고 작업자는 종이 지도에 표기된 노선의 거리를 개략적으로 고려하여 측량 작업 일수 및 작업 인원을 편성한다. 즉 기존의 수준측량 계획 방식은 주관적일 뿐만 아니라 정량화되지 못한 방식이며, 이는 수준측량계획의 정확성 및 효율성이 저하되는 요인이 된다.Referring to FIG. 2, FIG. 2 illustrates a conventional level surveying scheme, in which a worker checks and displays a rough position of a level point accurately determined from the National Geographic Information Institute on a paper map, and obtains an accurate height value. Mark the location of the point to be followed and mark the shortest and best routes in the eye. The operator organizes the number of survey days and the number of people by considering the distance of the line marked on the paper map. In other words, the existing leveling planning method is not only subjective but also unquantified, which causes the accuracy and efficiency of the leveling plan.
이에 본 발명자는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 노력한 결과, 수준측량 노선 설정 단계에서 수치표고모델 자료를 이용하여 산출된 높이차 및 경사도를 이용할 경우 수준 거리에 따른 최적의 표고 높이를 산정할 수 있어 현장 작업시 수준측량 기계 설치 횟수를 최소화 할 수 있을 뿐만 아니라 기존에 개략적인 눈대중으로 수준위치를 선정하여 야기되었던 표척 재설치 문제에 대한 내용을 보완할 수 있어 최적의 수준측량 위치 선정을 통해 정확한 측량 일수와 작업 인원을 산정할 수 있고, 이에 더하여 최적노선 설정을 통하여 수준 측량 기간도 기존 방법보다 단축시킬 수 있다는 사실을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.Therefore, the present inventors have tried to solve the above problems, and when using the height difference and the slope calculated by using the numerical elevation model data in the level measurement route setting step, it is possible to calculate the optimum elevation height according to the level distance In addition to minimizing the number of leveling machine installations in the field work, it is also possible to supplement the contents of the re-installation problem caused by the selection of the level position with the rough eye. And the number of workers can be calculated, and in addition to the fact that the leveling period can be shortened than the existing method through the optimum route setting, and completed the present invention.
상기 수치표고모델에 간략하게 설명하면, 수치표고모델은 항공사진 및 위성영상을 이용하여 제작하는 수치지형도의 등고선 및 표고점과 현황측량 그리고 라이다(LiDAR) 등을 통하여 구축된 데이터의 위치정보를 3차원 좌표(X, Y, Z)로 나타낸 자료이다. 이와 같은 수치표고모델은 항공사진이나 위성영상 등에서 기복 편위를 수정하는 정사영상제작이나 각종 토목 공사 분야에서 댐, 도로, 철도 건설을 위한 중요한 기초 자료로 활용되고 있다.
Briefly described in the above-mentioned digital elevation model, the digital elevation model uses the contours and elevation points of the digital topographic map, the current state survey, and the location information of the data constructed through LiDAR, etc. Data is expressed in dimensional coordinates (X, Y, Z). The digital elevation model is used as an important basic data for dam, road, and railroad construction in ortho-image production and various civil engineering works to correct ups and downs in aerial photographs and satellite images.
본 발명의 목적은 수준측량 현장 작업 이전에 진행되는 수준측량 작업 계획 단계에서, 노선 설계 시 수치표고모델을 이용한 두 지점 간의 높이 차이 및 경사도 조건을 반영하여 최적의 노선이면서 최단거리의 노선을 측량노선으로 설정할 수 있고, 또한 이를 통해 수준측량 기계의 설치 횟수를 정확히 산출함으로써, 수준측량 작업의 공기 단축 및 정확한 작업량과 작업 인원 산출이 가능할 수 있게 하는 수치표고모델과 도로데이터를 이용한 수준측량 노선 결정 시스템을 제공하는데 있다.
An object of the present invention is to measure the optimal route and the shortest route in the level survey work planning stage, which is conducted before the level survey site work, by reflecting the height difference and the slope condition between the two points using the numerical elevation model when designing the route. Level measurement route determination system using numerical elevation model and road data, which enables to shorten the air of leveling work and calculate the exact amount of work and number of workers by accurately calculating the number of installation of leveling machine through this. To provide.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 수치표고모델과 도로데이터를 이용한 수준측량 노선 결정 시스템은 수준 측량 노선의 설정에 사용되는 도로데이터 및 수치표고모델로 구성된 3차원 지도 데이터베이스(110); 상기 수치표고모델의 데이터 및 상기 도로데이터를 이용하여 사전 설정되는 간격에 따른 높이 값과 거리를 통해 수준 측량 노선의 두 지점 간 높이 차이와 경사도를 산출하는 경사도 산출 계산부(130); 상기 수준 측량 노선의 출발점과 목적지 지점의 선택, 최대 시준거리 지정, 표척 평균 높이와 수준기계 설치 평균 높이의 입력, 수준 측량 노선의 출발점과 목적지 지점 선택 시 최단과 최적 조건을 설정하는 수준측량 노선 조건 지정부(140); 상기 3차원 지도 데이터베이스(110)와 노선 조건 지정부(140)를 통해 선택된 조건에 의한 시준거리에 따라 수준측량 기계 및 표척 위치 결정 그리고 수준 측량 노선 상의 최적과 최단 거리를 계산한 후 이를 통해 상기 3차원 지도 데이터베이스(110)에 저장된 데이터로부터 적합한 수준측량 경로를 검색하는 데이터 처리부(150); 상기 데이터 처리부(150)를 통해 결정되는 수준 측량 노선과 상기 수준측량 기계, 표척의 설치 위치를 상기 3차원 지도 데이터베이스(110)의 지도데이터를 이용하여 화면에 표시하는 디스플레이부(160); 상기 데이터 처리부(150)를 통한 수준측량 기계 및 표척 설치의 경로 검색 결과를 경위도 좌표계나 지도 좌표계로 저장하는 위치정보 저장부(170)를 포함하되, 상기 데이터처리부는 아래의 수학식을 이용하여 최대 관측 가능거리를 판단하고 경사도를 분석할 수 있다.
Level measurement route determination system using a numerical elevation model and road data according to the present invention to achieve the above object is a three-
[수학식 1][Equation 1]
[수학식 2]&Quot; (2) "
본 발명에 따르면, 수준측량 노선을 계획하는 과정에서, 측량이 진행될 노선 상의 도로면에서 높이 차이 및 경사도를 고려하여 수준측량 기계와 표척 설치 횟수를 최소화 할 수 있는 위치 및 그에 따른 실제 수준측량 기계와 표척 설치 횟수를 결정할 수 있고, 또한 수준측량 기계와 표척을 설치해야 하는 정확한 위치정보와 3차원 상의 정확한 측량 노선 거리를 산출하는 것을 통해 측량에 필요한 작업일 수와 인원 및 난이도 그리고 작업량을 정확하고 객관적으로 산출할 수 있다. 그리고 이는 수준측량 계획 단계에서 뿐만 아니라 실제 측량 단계에서도 효율적으로 이용된다.
According to the present invention, in the process of planning the leveling route, the position of the leveling machine and the actual leveling machine according to the height of the leveling machine and the surface of the surface can be minimized in consideration of the height difference and the slope on the road surface on the route on which the surveying is to proceed; Accurate and objective measurement of the number of work days, personnel, difficulty and workload required for surveying can be done by determining the number of installations of the scale, and by calculating the exact location information for the leveling machine and the scale and the accurate survey route distance in three dimensions. It can be calculated as And it is effectively used not only at the level planning level but also at the actual level.
도 1 은 종래기술의 일실시 예에 의한 수준측량 방법을 설명하는 도면
도 2 는 종래기술의 일실시 예에 의한 수준측량 계획 방식을 설명하는 도면
도 3 은 본 발명의 일실시 예에 따른 수치표고모델과 도로데이터를 이용한 수준측량 노선 결정 시스템의 기능 구성도
도 4 는 본 발명의 일실시 예에 따른 수치표고모델과 도로데이터를 이용한 수준측량 노선 결정의 운용 방법 순서도
도 5 는 본 발명의 일실시 예에 따른 수치표고모델과 도로데이터를 이용한 수준측량 노선 결정 방법에서 최적 노선을 결정하는 과정의 흐름도
도 6 은 본 발명의 일실시 예에 따른 수치표고모델과 도로데이터를 이용한 수준측량 노선 결정 시스템을 적용한 수준측량 계획도 및 이의 화면에 디스플레이한 상태도1 is a view for explaining a leveling method according to an embodiment of the prior art
2 is a view for explaining a leveling planning method according to an embodiment of the prior art
3 is a functional configuration diagram of a level survey route determination system using a digital elevation model and road data according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method for operating a level survey route determination using a digital elevation model and road data according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart of a process for determining an optimal route in a method for determining a level survey route using a numerical elevation model and road data according to an embodiment of the present invention.
6 is a level survey plan diagram and a state diagram displayed on the screen to which a level survey route determination system using a digital elevation model and road data according to an embodiment of the present invention is applied;
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 수치표고모델과 도로데이터를 이용한 수준측량 노선 결정 시스템을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the level survey route determination system using a numerical elevation model and road data according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수치표고모델과 도로데이터를 이용한 수준측량 노선 결정 시스템을 보인 블록도이다.3 is a block diagram showing a leveling route determination system using a numerical elevation model and road data according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 수치표고모델과 도로데이터를 이용한 수준측량 노선 결정 시스템(이하 “수준측량 노선 결정 시스템”라 함)는 3차원 지도 데이터베이스(110), 경사도 산출 계산부(130), 노선 조건 지정부(140), 데이터 처리부(150), 디스플레이부(160), 위치 저장부(170)를 포함하여 구성된다.As shown, the level survey route determination system (hereinafter referred to as "level survey route determination system") using a numerical elevation model and road data according to an embodiment of the present invention is a three-
3차원 지도 데이터베이스(110)는 수준 측량 노선을 결정하기 위한 도로데이터 및 수치표고모델을 저장하는 부분이다. The
도로데이터는 수치지형도와 도로계획도 등의 각종 지도로부터 취득된 도로 데이터가 포함된 것이고, 수치표고모델은 항공사진과 위성영상 등을 이용하여 제작한 수치지형도의 높이 값을 갖는 등고선, 표고점, LiDAR 데이터 값, 측량위치와 높이 값이 포함된 현황 측량 자료를 통해 산출된 높이 값이 포함된 것이다. The road data includes road data obtained from various maps such as digital topographic maps and road plans, and the digital elevation model includes contours, elevations, and LiDARs with height values of digital topographic maps created using aerial photographs and satellite images. It includes height values calculated from the survey data, including data values, survey location and height values.
도로데이터와 수치표고모델은 3차원 지도 데이터베이스(110)에 각각 입력되어 각각 저장되는 것이므로 첨부된 도면의 3차원 지도 데이터베이스(110)는 도로지도 입력부(111) 및 수치표고모델 입력부(112)를 포함하는 구성으로 도시하였다.Since the road data and the digital elevation model are respectively inputted and stored in the
경사도 산출 계산부(130)는 3차원 지도 데이터베이스(110)로부터 수치표고모델 데이터와 도로데이터를 각각 인가받고 지정된 소정의 간격(예, 1m 간격, 5m 간격, 10m 간격 등)에 따라 분석한 높이 값과 거리 값을 이용하여 두 지점간의 높이 차이와 경사도를 산출한다. The
노선 조건 지정부(140)는 사용자가 출발점과 목적지 지점을 선택하고 최대 시준거리(최대 시준거리는 국토해양부 국토지리정보원의 수준측량 작업규정에 의하면 1등 수준측량의 시준거리는 최대 50m, 2등 수준측량의 시준거리는 최대 60m를 넘지 않도록 되어 있다.), 표척 평균 높이, 수준기계 설치 평균 높이 등을 입력할 수 있다. 또한, 노선 조건 지정부(140)는 노선 선택 시 최단 및 최적 조건 등을 설정할 수 있다. The line
데이터 처리부(150)는 3차원 지도 데이터베이스(110)와 노선 조건 지정부(140)로부터 선택된 조건들을 이용하여 시준거리에 따른 수준측량 기계와 표척을 설치하는 위치가 포함된 수준측량 노선을 결정하고 수준 측량 노선상의 최적 및 최단 노선 거리 등을 계산한 결과를 이용하여 3차원 지도 데이터베이스(110)에 저장된 지도데이터(수치지형도)로부터 적합한 경로 또는 수준측량 노선을 검색 결정한다. The
디스플레이부(160)는 데이터처리부(150)의 제어에 의하여 상기와 같이 결정된 수준측량 노선, 수준측량 기계와 표척의 설치 위치 및 수준측량 노선을 3차원 지도 데이터베이스(110)의 지도데이터에 포함시켜 화면에 디스플레이 한다. The
위치정보 저장부(170)는 데이터를 저장하는 것이며 수준측량 기계 및 표척의 설치 위치를 경도와 위도 좌표계 또는 지도좌표계로 부분적 또는 전체의 형태로 저장한다. The location
위치정보 저장부(170)는 데이터 처리부(150)에서 결정되어 저장된 수준측량 기계와 표척의 설치 위치가 포함된 수준측량 노선의 정보를 수준측량 현장에서 GPS 수신기를 포함한 위치 확인 장치를 사용하여 작업자가 쉽게 찾을 수 있도록 하는 해당 데이터가 저장된다. The location
도 4 는 본 발명의 일실시 예에 따른 수치표고모델과 도로데이터를 이용한 수준측량 노선 결정 시스템의 운용방법 순서도이다. 4 is a flowchart illustrating a method of operating a level survey route determination system using a digital elevation model and road data according to an embodiment of the present invention.
우리나라 전체의 도로데이터와 수치표고모델 데이터는 대용량의 데이터이다. Road data and digital elevation model data of Korea are large data.
본 발명에서는 대용량 데이터의 효과적인 처리를 위하여 수준측량 노선의 시작점과 끝점에 해당하는 도로데이터와 수치표고데이터만을 별도로 추출하므로 데이터 처리의 속도를 효율적으로 증가시킬 수 있다. In the present invention, since only the road data and the numerical elevation data corresponding to the start and end points of the leveling route are extracted separately for the effective processing of the large amount of data, the speed of data processing can be efficiently increased.
따라서 단계(S110)에서 수준측량의 시작 지점, (S120)에서 수준측량의 끝 지점을 지도나 좌표정보를 이용하여 선택하면 해당지역의 도로데이터와 수치표고모델이 단계(S130)와 단계(S140)를 통하여 수준측량 노선 결정 시스템에 업로드(Upload) 된다. Therefore, if the start point of the leveling survey in step S110, and the end point of the leveling survey in S120 using map or coordinate information, the road data and the numerical elevation model of the corresponding area are the steps S130 and S140. Are uploaded to the leveling route determination system.
업로드된 데이터들은 단계(S150)의 수준측량 노선 조건 선택 부분에서 사용자가 입력한 노선 결정 조건에 따라 측량기술자의 숙련도, 최단거리 노선, 수준측량 노선의 경사도 등을 고려하여 최적 경로를 선택하게 된다. The uploaded data selects an optimal route in consideration of the proficiency of the surveying engineer, the shortest route, the slope of the level survey route, and the like according to the route determination condition input by the user in the level survey route condition selection portion of step S150.
만약 경사도를 고려하지 않고 수준측량의 최단거리만을 선택하게 된다면 다양한 조건의 경로에서 도로데이터 만을 사용하여 최단 거리로 계산된 노선을 표시하게 된다. If only the shortest distance of level survey is selected without considering the slope, the route calculated by using the road data only in the path under various conditions is displayed.
그러나 수준이 측량되는 두 지점의 높이(고도) 차이와 경사도를 고려한다면 단계(S160)에서 도로데이터를 이용한 다양한 경로를 탐색하게 되고 탐색된 경로에 대하여 단계(S170)에서는 전시 및 후시의 높이 값을 이용하여 수치표고모델의 높이 값을 수학식 1 및 수학식 2를 이용하여 각 수준측량 지점 간의 최대 관측 가능한 거리를 판단하고 경사로를 계산할 수 있다. However, considering the height (altitude) difference and the slope of the two points where the level is surveyed, in step S160, various paths using the road data are searched. In step S170, the height values of the display and the backsight are searched for the searched path. By using
수학식 1 에서의 최대 관측 가능한 거리(수준측량 시준거리)는 국토지리정보원의 수준측량 작업규정에 의하여 1 급 수준측량일 경우 50m 이내, 2급 수준측량일 경우 60m 이내 이내에 포함되어야 한다. The maximum observable distance (leveling collimation distance) in
국토지리정보원의 수준측량 작업규정에 따른 수준측량 시준거리 내에서 수준기계와 표척의 최소 설치 횟수를 계산하여 최적의 수준측량 노선을 단계(S180)에서 결정한다. The optimal leveling route is determined in step S180 by calculating the minimum number of installations of the leveling machine and the surface within the leveling surveying distance according to the Leveling Work Regulations of the National Geographic Information Institute.
설정된 최적 수준측량 노선은 단계(S190)를 통하여 화면에 출력 표시하고 수준측량기계와 표척의 각 설치 위치는 단계(S200)를 통하여 해당 좌표정보가 저장된다. The optimal level surveying route is displayed on the screen through step S190 and the corresponding coordinate information is stored through step S200 for each installation position of the leveling machine and the target.
도 5 는 도 4 에서의 단계(S170)의 다중 경로별 높이차 항목을 세부적으로 설명한 것으로써 단계(S171)과 단계(S172)에서 각각 입력받은 표척과 표척 사이의 거리와 표척의 높이 값을 이용하여 단계(S173)의 전시와 후시간의 위치에 따른 수치표고모델의 높이 값을 계산한다. 5 is a detailed description of the height difference items for each of the multi-paths in step S170 of FIG. 4, using distances between the scales and the scales input in steps S171 and S172, and height values of the scales. By calculating the height value of the numerical elevation model according to the display of the step (S173) and the time later.
단계(S174)에서 표척이 설치된 두 지점의 수치표고모델을 이용하여 계산된 높이 값과 측정된 표척의 높이 값을 이용하여 비교 판단하게 된다.In step S174, a comparison is made using the height value calculated using the numerical elevation model of the two points where the scale is installed and the measured height value.
만약 두 지점의 수치표고모델의 높이차가 표척의 높이차보다 작을 경우에는 표척 간 최대 거리를 이용하여 계산하여 진행하고, 만약 두 지점의 수치표고모델 높이 차가 표척의 높이차 보다 클 경우에는 표척을 관측할 수 없기 때문에 관측 가능한 위치를 자동으로 찾아 수준측량의 횟수를 재계산한다. If the height difference of the two models is smaller than the height difference, the maximum distance between the two points is calculated and proceeds. If the height difference between the two points is greater than the height difference, the height is observed. Because it is not possible, it automatically finds the observable location and recalculates the number of level surveys.
단계(S174)에서 해당 조건이 만족되는 경우에는 단계(S175)에서 다음 측량 장소로 진행하고, 각각의 진행된 결과에 따른 수준기계 설치 및 표척 설치 횟수를 계산하게 된다.If the corresponding condition is satisfied in step S174, the process proceeds to the next surveying place in step S175, and the number of level machine installations and the standard installations is calculated according to the respective results.
아래의 실시예(예시)들은 도 5 의 설명을 구체적으로 설명한 것으로 실시예 1은 전시 및 후시의 시준거리를 각각 50m(1급 수준측량 기준)로 한 경우를 가상으로 하였을 때 전시 높이 10m와 후시 높이 10.5m의 차이 값이 표척의 높이 값 2.0m보다 적으므로 최대 시준 거리를 이용하여 관측이 가능하다. The following examples (examples) describe the description of FIG. 5 in detail. In Example 1, the display height is 10 m and the backsight when the collimation distance of the exhibition and the backsight is 50 m (
실시예 2의 경우에는 전시 및 후시의 최대 시준거리를 각각 50m로 하였을 경우 전시와 후시의 높이차가 3.0m (13m-10m)로 표척 높이 2.0m보다 높으므로 최대 시준거리를 이용해서는 관측이 불가능하다.In the case of Example 2, when the maximum collimation distance between the display and the backsight is 50m, respectively, the height difference between the display and the backsight is 3.0m (13m-10m), which is higher than the 2.0m height of the display. .
실시예 3과 같이 표척 높이 2.0m 보다 작은 지점에서 한 번 더 위치를 선점하여 관측하여야 표척의 값을 읽어서 관측 결과 값을 얻을 수 있다. As in Example 3, the observation result is obtained by reading the value of the top level only when the position is preempted and observed at a point smaller than the top height 2.0m.
실시예 에서 설명된 것과 같이 실시예 1의 경우에는 수준측량 기계 1회 및 표척 2회의 설치로 수준측량 결과 값을 얻을 수 있으나, 실시예 2의 경우에는 같은 거리 100m를 관측하더라도 수준측량 기계 2회 및 표척 3회를 설치해야 수준측량 결과를 얻을 수 있다. As described in Example 1, in the case of Example 1, the leveling result can be obtained by installing one leveling machine and two sets of measurements, but in Example 2, even if the same distance 100m is observed, the leveling machine is twice. The leveling results can be obtained by installing 3 times and 3 tables.
실시예에서 전시와 후시의 높이 값은 수치표고모델에서 획득한 자료로 1/1,000 수치지형도를 이용할 경우 최대 오차가 ±30cm 의 범위를 가질 수 있다. In the embodiment, the height values of the display and the backsight are obtained from the digital elevation model, and when the 1 / 1,000 digital topographic map is used, the maximum error may have a range of ± 30 cm.
그러나 국토지리정보원의 수준측량 오차 값 결과는 거리에 따라 차이가 있지만 예시에서 거리가 100m 일 경우에는 2.0mm×이하 이므로 약 0.63mm 이하의 고정밀 정확도를 보장 받아야 하기 때문에 수치표고모델 값을 이용하여 밀리미터(mm) 단위의 정확한 높이 값을 결정하지 못한다는 것을 참고해야 한다. However, the result of the leveling error value of the National Geographic Information Institute differs depending on the distance, but in the example, when the distance is 100m, it is 2.0mm × or less, so the high precision accuracy of about 0.63mm or less must be guaranteed. Note that it does not determine the exact height value in (mm).
즉, 두 지점간의 밀리미터(mm) 단위의 정확한 높이 값 산출을 위해서는 수준측량을 통하여 결정할 수 있다. That is, to calculate the exact height value in millimeters (mm) between the two points can be determined through the level measurement.
본 발명의 수치표고모델은 두 지점간의 관측 가능한 높이 값의 산정을 통해 최적 노선 등을 산정하기 위함이지 두 지점간의 정확한 높이 값을 결정하기 위한 데이터가 아니라는 것을 감안해야 한다.
The numerical elevation model of the present invention is to calculate the optimal route through calculation of the observable height value between the two points, but it should be considered that it is not data for determining the exact height value between the two points.
도 6 은 본 발명을 통한 결과를 적용한 것으로 임의의 수준측량 시작점 A 에서 끝점 B 까지 수준측량 실시를 가정하여 노선을 설정한 것으로 화면(S6001)에 표시된 것과 같이 수준측량은 도로데이터를 기반으로 하여 도로노선을 따라 측량이 가능한 경로 1 에서부터 경로 3 까지 3개의 수준측량 노선을 화면상에 표시한 것이고, 각 수준측량 노선의 특성과 예상 소요일수는 (S6002) 내지 (S6004)의 형태로 요약되어 표시된다. 6 is a result of applying the results according to the present invention. The level is set based on the assumption that the leveling is carried out from an arbitrary leveling start point A to the end point B. As shown in the screen S6001, the leveling is based on the road data. Three leveling routes are displayed on the screen, from
수준측량 예상 노선(경로)이 늘어나면 해당 항목들도 증가 한다. 먼저 요약된 (S6001)의 경로 1 은 수준측량 거리가 7.023㎢로 가장 짧으나 기계설치 횟수가 157회가 필요하고 평균 경사도는 1.33도로 나타났다. As the leveling expected route increases, the corresponding items increase. The
요약된 (S6003)의 경로 2 에 의한 수준측량 거리는 경로 1 에 비하여 약 1.776㎢ 가 긴 경로이나 수치표고모델의 경사도가 비교적 완만하고 수준측량기계 설치 횟수가 142회로 평균 작업 소요일 수가 가장 적어 최적의 노선으로 판명이 되었다. The leveling distance by path 2 of (S6003) summarized is about 1.776㎢ longer than
요약된 (S6004)의 경로 3 은 경사가 완만하여 평균 경사도가 값이 가장 작으나 수준측량 거리가 11.471㎢로 가장 길어 예상 소요일이 1.66일로 나타났다.The
여기서 예상 소요일 수는 측량 작업자(고급 기능사)가 50m 단위 수준으로 1회 기계 설치시 소요되는 시간 5 분, 일일 평균 8시간 작업을 기준으로 하여 예상 작업 소요일 수를 산출 할 수 있다.(예; 157회 × 5분 / 60분 / 8시간 = 1.63일)Here, the estimated number of days required can be calculated based on the time required for a survey worker (advanced technician) to install the machine once at a 50m level, based on 5 minutes of work and an average of 8 hours per day (eg; 157). Times × 5 minutes / 60 minutes / 8 hours = 1.63 days)
그러나 수준측량 노선 요약 화면을 참고하여 작업자가 최단거리를 사용하고 싶다면 경로 1의 최적노선을 이용하고, 비록 경로 1 및 경로 2에 비하여 시간이 걸리더라도 완만한 측량 경로 노선을 이용하고 싶을 경우에는 경로 3을 이용할 수 있는 측량 노선을 보여줌으로써 본 발명을 이용하게 되면 작업자가 노선의 특성을 이용하여 쉽게 작업 방법을 결정할 수 있도록 도와 줄 수 있다.However, if you want to use the shortest distance, refer to the level survey route summary screen.If you want to use the optimum route of
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 수치표고모델과 도로데이터를 이용한 수준측량 노선 결정 시스템을 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
What has been described above is only one embodiment for implementing a level survey route determination system using a numerical elevation model and road data according to the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment, the claims As claimed in the present invention without departing from the gist of the present invention, any person having ordinary knowledge in the field of the present invention will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.
110 : 3차원 지도 데이터베이스 111 : 도로지도 입력부
112 : 수치표고모델 입력부 130 : 경사도 산출 계산부
140 : 노선 조건 지정부 150 : 데이터 처리부
160 : 디스플레이부 170 : 위치정보 저장부
110: 3D map database 111: road map input unit
112: numerical elevation model input unit 130: gradient calculation calculation unit
140: route condition designation unit 150: data processing unit
160: display unit 170: location information storage unit
Claims (1)
상기 수치표고모델의 데이터 및 상기 도로데이터를 이용하여 사전 설정되는 간격에 따른 높이 값과 거리를 통해 수준 측량 노선의 두 지점 간 높이 차이와 아래의 수학식을 이용하여 경사도를 산출하는 경사도 산출 계산부(130);
상기 수준 측량 노선의 출발점과 목적지 지점의 선택, 최대 시준거리 지정, 표척 평균 높이와 수준기계 설치 평균 높이의 입력, 수준 측량 노선의 출발점과 목적지 지점 선택 시 최단과 최적 조건을 설정하는 수준측량 노선 조건 지정부(140);
상기 3차원 지도 데이터베이스(110)와 노선 조건 지정부(140)를 통해 선택된 조건에 의한 시준거리에 따라 수준측량 기계 및 표척 위치 결정 그리고 수준 측량 노선 상의 최적과 최단 거리를 계산한 후 이를 통해 상기 3차원 지도 데이터베이스(110)에 저장된 데이터로부터 최단 노선거리에 의한 수준측량 경로를 검색하는 데이터 처리부(150);
상기 데이터 처리부(150)를 통해 결정되는 수준 측량 노선과 상기 수준측량 기계, 표척의 설치 위치를 상기 3차원 지도 데이터베이스(110)의 지도데이터를 이용하여 화면에 표시하는 디스플레이부(160);
상기 데이터 처리부(150)를 통한 수준측량 기계 및 표척 설치의 경로 검색 결과를 경위도 좌표계나 지도 좌표계로 저장하는 위치정보 저장부(170)를 포함하되,
상기 데이터처리부는 아래의 수학식을 이용하여 최대 관측 가능거리를 판단하고 경사도를 고려하여 경로를 분석하는 것을 특징으로 하는 수치표고모델과 도로데이터를 이용한 수준측량 노선 결정 시스템.
[수학식 1]
[수학식 2]
A three-dimensional map database 110 composed of road data and a numerical elevation model used for setting the level surveying route;
Gradient calculation calculation unit for calculating the inclination using the following equation and the height difference between the two points of the level surveying route through the height value and the distance according to the predetermined interval using the data of the digital elevation model and the road data 130;
Leveling route conditions that set the shortest and best conditions when selecting the starting point and destination point of the leveling route, specifying the maximum collimation distance, inputting the mean height and average height of leveling machine installation, and selecting the starting point and the destination point of the leveling route. Designation unit 140;
The 3D map database 110 and the line condition designation unit 140 calculate the optimum and shortest distances on the leveling machine and the surface location determination and the leveling line according to the collimation distance according to the selected condition. A data processing unit 150 for searching the level surveying route based on the shortest route distance from the data stored in the dimensional map database 110;
A display unit 160 which displays the level surveying route determined by the data processor 150 and the installation position of the level surveying machine and the surface on the screen using map data of the 3D map database 110;
It includes a location information storage unit 170 for storing the path search results of the leveling machine and the surface installation through the data processing unit 150 in the longitude and latitude coordinate system or the map coordinate system,
The data processing unit determines the maximum observable distance by using the following equation, and level measurement route determination system using a digital elevation model and road data, characterized in that for analyzing the route in consideration of the slope.
[Equation 1]
&Quot; (2) "
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