KR20180069546A - 면구성 지질정보의 좌표기반 모델구성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터널 내면의 면구성 지질정보를 단시간에 용이하게 확인하는 것이 가능한 면구성 지질정보의 좌표기반 모델구성방법을 제공한다.
본 발명의 면구성 지질정보의 좌표기반 모델구성방법은 터널 내면의 측면 및 천정으로부터 일정한 거리를 두고 터널 바닥에 레이저 스캐너를 설치하고, 절대 좌표를 알고 있는 터널 내면의 기준점을 4개 이상 측량하고, 레이저 스캐너를 터널 축과 90°를 이루도록 회전시킨 상태에서 위치주사를 행하고, 레이저 스캐너를 회전시켜 터널 축과 일치시킨 상태에서 표면주사를 행하고, 기준점 측량 및 위치주사에서 얻어진 데이터를 처리하여 레이저 스캐너의 설치 위치를 파악하고, 표면주사에서 얻어진 데이터를 처리하여 측정하고자 하는 터널 내면에 대한 표면 자료 및 영상을 구현하는 과정을 포함한다.

Description

면구성 지질정보의 좌표기반 모델구성방법 {Construction Method of Model Based on Coordinates of Geological Information for Surface Structure}

본 발명은 면구성 지질정보의 좌표기반 모델구성방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터널 내면을 레이저 스캐너를 이용하여 측정하고 얻어진 점군자료를 분석하여 터널 내면의 면구성을 좌표기반 모델로 구성하여 제공하는 것이 가능한 면구성 지질정보의 좌표기반 모델구성방법에 관한 것이다.

일반적으로 철도, 도로 등을 건설하는 경우에 산악지형에서는 터널의 건설이 필수적으로 수반되는 경우가 많다. 특히 산악지형이 전 국토의 70% 이상인 우리나라의 경우에는 철도나 도로의 건설시에 터널을 건설하는 경우가 많다.

터널 구조물의 경우, 안전을 위하여 열화에 따른 위험요소(백태, 누수, 박리 등)의 발생을 조기에 발견하여 보강 및 보수 작업을 행할 필요가 있다. 즉, 터널의 안전과 품질관리를 위해 정기적으로 또는 수시로 터널 내면에 대한 검사 및 조사가 필요하다.

일반적으로 터널 내면의 점검 및 조사는 대부분 육안조사에 의존하고 있으나, 육안조사는 조사자에 따라 구조물의 피해 정도와 변형규모의 파악, 안정성 판단 등에 대한 기준이 달라지며, 조사자의 전문성의 고도 여부에 따라 편차가 많다는 한계가 있다.

최근에는 영상이나 레이저, 열적외선, 전자기파 등을 이용하여 터널 내면에 대한 탐사를 진행하는 다양한 방법이 제안되고 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1501904호, 제10-1482054호, 제10-1033610호, 제10-0933329호, 제10-0705756호 등에는 터널 내면의 상태를 측정하기 위한 다양한 기술이 공개되어 있다.

그런데 종래 측정방법에 의하면, 터널 내면에 대한 측정 데이터의 실시간 분석이 어려우며, 터널의 현장 조건을 감안하면 입체적, 정량적 분석에 한계를 나타낸다.

본 발명은 상기와 같은 점에 조감하여 이루어진 것으로서, 레이저 스캐너를 이용하여 터널의 내면을 측량하고 이를 분석하는 것에 의하여 터널 내면의 면구성을 단시간에 용이하게 좌표기반 모델로 구성하는 것이 가능한 면구성 지질정보의 좌표기반 모델구성방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.

본 발명이 제안하는 면구성 지질정보의 좌표기반 모델구성방법은 측정하고자 하는 터널 내면의 측면 및 천정으로부터 일정한 거리를 두고 터널 바닥에 레이저 스캐너를 설치하고, 절대 좌표를 알고 있는 터널 내면의 기준점을 4개 이상 측량하고, 상기 레이저 스캐너를 터널 축과 90°를 이루도록 회전시킨 상태에서 위치주사(positioning scan)를 행하고, 상기 레이저 스캐너를 회전시켜 터널 축과 일치시킨 상태에서 표면주사(surface scan)를 행하고, 상기 기준점 측량 및 위치주사에서 얻어진 데이터를 처리하여 레이저 스캐너의 설치 위치를 파악하고, 표면주사에서 얻어진 데이터를 처리하여 측정하고자 하는 터널 내면에 대한 표면 자료 및 영상을 구현하는 과정으로 이루어진다.

상기에서 레이저 스캐너는 대략 터널 바닥과 수평을 이루도록 설치하고, 설치 지점에서 막장 후방으로 주시하였을 때 절대좌표를 이미 알고 있는 최소 4개 이상의 기준점이 시야에 확보되는 지점에 설치하여야 한다.

상기 기준점은 측량을 통하여 절대좌표가 확인된 지점에 표시한다.

상기 위치주사는 대략 1∼200m의 범위에서 실시하고, 상기 표면주사의 1회 측정폭은 터널 반경(d)의 2배 정도로 설정한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 면구성 지질정보의 좌표기반 모델구성방법에 의하면, 터널 내면의 면구성의 지질정보를 현장에서 관리자에게 1시간 이내에 확인시키는 것이 가능하므로, 터널의 품질관리와 유지관리에 매우 효과적이다.

또, 본 발명에 따른 면구성 지질정보의 좌표기반 모델구성방법에 의하면, 터널 내면의 면구성의 지질정보를 정확하게 계산, 기록, 관리하는 것이 가능하므로, 정량적인 현장 관리가 효율적으로 이루어지며, 터널 내면의 면구성을 좌표기반 모델로 구성하여 지속적으로 관리하는 것이 가능하다.

그리고, 본 발명에 따른 면구성 지질정보의 좌표기반 모델구성방법에 의하면, 레이저 스캐너의 헤드체에 포인터를 설치하여 시인용 빔을 주사하므로, 사용자가 현재 스캐닝을 행하는 부위를 정확하게 파악하는 것이 가능하고, 설치 위치의 변경이나 정정을 행하는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 면구성 지질정보의 좌표기반 모델구성방법에 의하면, 레이저 스캐너의 헤드체에 디지털 카메라를 설치하여 스캐닝되는 터널 내면을 촬영하는 것이 가능하므로, 레이저빔에 의한 측정값과 촬영된 영상을 이용하여 실제 환경에 근접한 상태의 시뮬레이션 영상을 제공하는 것이 가능하고, 보다 정확한 터널 내면의 면구성 지질정보를 좌표기반 모델로 구성하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 면구성 지질정보의 좌표기반 모델구성방법의 일실시예를 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 면구성 지질정보의 좌표기반 모델구성방법의 일실시예에 사용되는 레이저 스캐너를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 면구성 지질정보의 좌표기반 모델구성방법의 일실시예에 사용되는 레이저 스캐너의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 면구성 지질정보의 좌표기반 모델구성방법의 일실시예에 사용되는 레이저 스캐너의 또 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 면구성 지질정보의 좌표기반 모델구성방법의 일실시예에 있어서 레이저 스캐너의 또 다른 실시예를 터널 내부에 설치한 상태를 나타내는 사진이다.
도 6은 본 발명에 따른 면구성 지질정보의 좌표기반 모델구성방법의 일실시예에 있어서 기준점을 설치한 상태를 나타내는 사진이다.
도 7은 본 발명에 따른 면구성 지질정보의 좌표기반 모델구성방법의 일실시예에 있어서 위치주사를 행하는 상태를 나타내는 컴퓨터 시뮬레이션 영상이다.
도 8은 레이저 스캐너의 라인스캔과 프레임스캔을 설명하기 위한 사시도이다.
도 9는 레이저 스캐너의 라인스캔을 설명하기 위한 측면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 면구성 지질정보의 좌표기반 모델구성방법의 일실시예에 있어서, 위치주사를 행한 데이터를 처리한 상태를 나타내는 컴퓨터 화면 영상이다.
도 11은 본 발명에 따른 면구성 지질정보의 좌표기반 모델구성방법의 일실시예에 있어서, 표면주사를 행하는 상태를 나타내는 컴퓨터 시뮬레이션 영상이다.
도 12는 본 발명에 따른 레이저 스캐닝에 의한 커널 내면 측정방법의 일실시예에 있어서, 표면주사를 행한 데이터를 처리한 상태를 나타내는 컴퓨터 화면 영상이다.

다음으로 본 발명에 따른 면구성 지질정보의 좌표기반 모델구성방법의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명은 여러가지 다양한 형태로 구현하는 것이 가능하며, 이하에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.

이하에서는 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 본 발명과 밀접한 관계가 없는 부분은 상세한 설명을 생략하였으며, 발명의 설명 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고, 반복적인 설명을 생략한다.

먼저, 본 발명에 따른 면구성 지질정보의 좌표기반 모델구성방법의 일실시예는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 측정하고자 하는 터널 내면의 측면 및 천정으로부터 일정한 거리를 두고 터널 바닥에 레이저 스캐너(10)를 설치하고(S10), 절대 좌표를 알고 있는 터널 내면의 기준점을 4개 이상 측량하고(S20), 상기 레이저 스캐너(10)를 터널 축과 90°를 이루도록 회전시킨 상태에서 위치주사(positioning scan)를 행하고(S30), 상기 레이저 스캐너(10)를 회전시켜 터널 축과 일치시킨 상태에서 표면주사(surface scan)를 행하고(S40), 상기 기준점 측량 및 위치주사에서 얻어진 데이터를 처리하여 레이저 스캐너(10)의 설치 위치를 파악하고(S50), 표면주사에서 얻어진 데이터를 처리하여 측정하고자 하는 터널 내면에 대한 표면 자료 및 영상을 구현(S60)하는 과정으로 이루어진다.

상기에서 레이저 스캐너(10)는 대략 터널 바닥과 수평을 이루도록 설치한다(S10).

상기 레이저 스캐너(10)는 설치 지점에서 막장 후방으로 주시하였을 때 절대좌표를 이미 알고 있는 최소 4개 이상의 기준점이 시야에 확보되는 지점에 설치하여야 한다.

상기 레이저 스캐너(10)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 필요에 따라 이동이 편리하도록 바퀴(44)가 설치된 수레(40)에 적재 설치하는 것도 가능하다.

상기 수레(40)에는 설치 위치를 일정하게 고정하기 위하여 고정봉(46)을 설치하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 수레(40)에는 도 3에 나타낸 바와 같이, 이동시에 잡을 수 있는 손잡이(48) 등을 설치하는 것도 가능하다.

상기에서 레이저 스캐너(10)를 수레(40) 대신에 소형 트럭 등에 적재하여 설치 장소를 이동시키며 측정을 행하는 것도 가능하다.

상기 수레(40)의 바닥판(42)에는 레이저 스캐너(10)를 안정적으로 지지하고, 레이저 스캐너(10)와 연결되는 전원공급장치(20) 등을 수납할 수 있는 수납장(18)이 설치된다.

그리고 상기 레이저 스캐너(10)와 컴퓨터(30)를 연결하여 측정한 데이터의 수신과 제어 등을 컴퓨터(30)를 통하여 행하는 것도 가능하다.

상기 컴퓨터(30)에는 레이저 스캐너(10)의 제어를 위한 프로그램과 측정된 데이터를 수신하여 처리하기 위한 프로그램 등을 탑재한다.

상기 컴퓨터(30)는 이동시에 휴대가 간편한 노트북 컴퓨터 등을 이용하여 구성하는 것이 바람직하다. 상기 컴퓨터(30)로는 1회의 스캐닝시 획득되는 20∼30MB 용량의 데이터(프로젝트 기간에 따라 전체 5∼10GB 용량의 데이터)를 효과적으로 처리할 수 있는 높은 사양의 노트북 컴퓨터나 테스크탑 컴퓨터 등을 사용하는 것이 바람직하다.

또는 상기 레이저 스캐너(10)에 연결된 컴퓨터(30)에 이동식 메모리를 장착하여 데이터를 저장한 다음, 높은 사양의 다른 컴퓨터에서 데이터의 처리 작업을 수행하는 것도 가능하다.

상기 레이저 스캐너(10)는 좌우 및 상하 방향으로 회전이 가능하게 구성되는 회전장치(16)에 장착된다.

상기 레이저 스캐너(10)는 레이저빔을 주사하는 발광부(12)와, 반사된 레이저빔을 수광하는 수광부(14)가 설치된다.

상기 레이저 스캐너(10)는 1∼200m 거리의 대상 구조물에 대하여 초당 12,000 포인트의 측정 자료(점군자료)를 획득할 수 있는 장비를 사용하는 것이 단시간에 정확한 측량이 가능하므로 바람직하다.

또 본 발명의 실시예에서 사용하는 레이저 스캐너(10)로는 정밀도 ±6mm 이내, 해상도 5mm 이내 등의 사양을 갖춘 장비를 사용하는 것이 정확한 측량 데이터를 얻을 수 있으므로 바람직하다.

그리고 상기 레이저 스캐너(10)에는 도 3에 나타낸 바와 같이, 발광부(12)와 수광부(14)가 설치되는 헤드체(11)에 상기 발광부(12)에서 주사된 레이저빔이 스캔하는 위치를 확인할 수 있도록 시인용 빔을 주사하는 포인터(13)를 더 설치하는 것도 가능하다.

상기 레이저 스캐너(10)의 발광부(12)로부터 주사되는 레이저빔은 그 주파수가 매우 높기 때문에 스캔시에 이를 육안으로 살펴보는 것이 불가능하다. 즉 터널 내면에 스캔하는 빔이 반사되는 곳이 다른 부분과 전혀 차이가 없어 보이므로, 사용자가 현재 스캔하는 곳을 확인하는 것이 불가능하다.

상기와 같이 헤드체(11)에 시인용 빔을 주사하는 포인터(13)를 설치하게 되면, 사용자는 용이하게 현재 스캔되는 부위를 확인하는 것이 가능하다.

상기 포인터(13)로부터 주사되는 빛은 육안으로 시인이 가능한 저주파수의 레이저나 적외선, 가시광선 등의 빛으로 이루어지는 것이 터널 내면이 반사되는 여부를 용이하게 확인할 수 있으므로 바람직하다.

상기 포인터(13)에서 주사되는 시인용 빔은 빔경이 대략 2∼20mm 정도를 유지하도록 구성한다. 상기 포인터(13)에서 주사되는 시인용 빔의 색상은 적색, 황색, 백색 등 다양한 색상을 선택하여 구성하는 것이 가능하고, 어두운 터널에서 용이하게 식별이 가능한 적색을 선택하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 레이저 스캐너(10)에는 도 3에 나타낸 바와 같이, 헤드체(11)에 촬영을 행하는 디지털 카메라(15)를 더 설치하는 것도 가능하다.

상기와 같이 디지털 카메라(15)를 설치하게 되면, 상기 헤드체(11)가 회전하면서 스캔을 행할 때에 터널 내면에 대한 촬영을 동시에 행하는 것이 가능하므로, 레이저빔에 의한 측정값과 디지털 카메라(15)에 의한 영상을 중첩시켜 보다 현장 상황에 근접한 시뮬레이션 영상을 구현하는 것이 가능하다.

일반적으로, 터널 내면은 매우 어두운 상태가 유지되므로, 터널 내면의 상황을 육안으로 용이하게 파악하는 것이 매우 어렵다. 따라서 디지털 카메라(15)를 설치하여 촬영을 행하게 되면, 외부에서도 용이하게 터널 내면의 상태를 확인하고 적절하게 조치를 취하는 것이 가능하다.

또 상기 레이저 스캐너(10)는 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 수레(40) 대신에 삼각대(19)를 이용하여 터널 바닥(2)에 설치하는 것도 가능하다.

상기 삼각대(19)에는 레이저 스캐너(10)를 좌우 수평방향 및 상하방향으로 회전 가능하게 지지하는 회전장치(16)가 설치된다.

상기와 같이 삼각대(19)를 이용하여 지지체를 구성하게 되면, 터널 바닥면의 상태가 울퉁불퉁한 경우에도 레이저 스캐너(10)를 수평상태로 설치하는 것이 가능하다.

그리고 상기 레이저 스캐너(10)와 컴퓨터(30)는 고속 데이터 통신을 위하여 TCP/IP 포트 등을 통하여 연결하는 것이 바람직하다.

상기 레이저 스캐너(10)는 터널에서의 분진, 누수 및 낙석 등의 위험조건을 고려하여 견고한 하우징(케이스) 및 방수기능이 필수적으로 요구된다. 또한 레이저 스캐너(10)는 터널 현장이 분진, 진동, 지하수 누수, 습도, 낙석 발생 등으로 인하여 정밀 장비에 대해서는 열악한 사용조건임을 감안하여 우수한 내구성을 갖춘 장비를 사용하는 것이 바람직하다.

또 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 기준점(50)은 측량을 통하여 절대좌표가 확인된 지점에 쉽게 시인될 수 있도록 터널 내면의 색상과 구별되는 색상으로 위치를 고정시켜 표시한다.

상기 기준점(50)은 위치가 변경되었는 지의 여부를 레이저 스캐너(10)를 터널 바닥에 설치하기 전후에 측량하여 점검한다(S20).

상기에서 레이저 스캐너(10)를 설치하기 전에 기준점(50)의 위치를 측량하는 경우에는 일반적인 토목, 건설 현장에서 사용하는 측량기법과 측량기기를 사용하는 것도 가능하다. 이 경우 기준점(50)을 설치할 때에 절대좌표를 측량하는 방법과 동일한 방법을 사용하는 것도 가능하다.

그리고 상기 기준점(50)의 측량을 터널 바닥(2)에 설치된 레이저 스캐너(10)를 이용하여 행한 다음, 기준점(50)의 위치를 이미 알고 있는 절대좌표로 변환하게 되면, 그 위치에서 측량하는 데이터를 모두 절대좌표로 변환하는 것이 가능하고, 실제 상태에 근접한 영상으로 시뮬레이션하는 것이 가능하다.

상기 위치주사(S30)는 레이저 스캐너(10)의 설치된 위치를 파악하기 위한 것으로서, 측정된 데이터를 처리하면 기준점(50)을 인식하는 것이 가능하고, 정밀 스캔(fine scan) 과정을 통해 기준점(50)의 변위 발생 여부 및 정확한 레이저 스캐너(10)의 위치를 파악하는 것이 가능하다.

상기에서 위치주사(S30)는 도 7에 나타낸 바와 같이, 레이저 스캐너(10)의 발광부(12)와 수광부(14)를 터널 축과 수직(90°)을 유지하도록 설치한 상태에서 실시한다.

예를 들면, 상기 위치주사(S30)는 터널 중심축 좌우 각각 45°, 총 90° 정도의 방출각 범위를 설정하여 라인스캔(line scan)을 행하고, 지구 중심방향을 0°로 하였을 때 20∼160°로 회전 범위를 설정하여 프레임스캔(frame scan)을 행하는 것으로 이루어진다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 라인스캔은 대상물의 좌우방향으로 수평으로 레이저빔을 주사하여 행하고, 프레임스캔은 대상물의 상하방향으로 회전하면서 행한다. 즉, 도 9에 나타낸 바와 같이, 라인스캔은 고속으로 회전하는 반사경을 이용하여 레이저빔의 방출각을 조절하여 측정하고, 프레임스캔은 360° 회전시키면서 라인스캔을 여러번 중첩시켜 행한다.

상기 라인스캔시에는 고속으로 회전하는 반사경에 의해 초당 12,000 포인트의 측정이 가능하며 90°의 측정범위를 가지며, 레이저 스캐너(10)의 해상도는 방출된 레이저빔의 주사각도를 얼마나 정밀하게 제어하느냐에 따라 성능이 좌우된다.

상기에서 레이저 스캐너(10)의 측정방식은 트라이앵귤레이션(triangulation)방식과 TOF(Time Of Flight)방식으로 나뉘며, 트라이앵귤레이션방식은 삼각측량법에 근거하고 있고, TOF방식은 방출된 레이저빔이 대상물에 반사되어 돌아오는 이동시간으로부터 거리를 역산하고 대상물의 좌표를 인지하는 방식이다.

도 10에는 상기와 같이 발파가 이루어진 터널 내면에 대하여 위치주사를 행하여 얻어진 데이터를 처리하여 터널 내면을 시뮬레이션한 상태를 나타낸다.

상기 표면주사(S40)는 도 11에 나타낸 바와 같이, 레이저 스캐너(10)의 발광부(12)와 수광부(14)를 터널 축방향과 일치(0°)되도록 유지한 상태에서 실시한다.

예를 들면, 상기 표면주사(S40)는 지구 중심방향을 0°로 하였을 때 30∼330° 범위에 대하여 프레임스캔을 실시하는 것으로 이루어진다.

도 12에는 상기와 같이 표면주사를 행하여 얻어진 데이터를 처리하여 터널 내면을 흑백영상으로 시뮬레이션한 상태를 나타낸다.

상기 표면주사의 1회 측정폭은 라인스캔의 측정각 범위가 90°인 점을 고려하면, 터널 반경(d)의 2배 정도로 설정하는 것이 바람직하다.

상기에서 위치주사(S30) 및 표면주사(S40)에 소요되는 시간은 대략 7분 정도이며, 얻어진 데이터를 처리하여 분석결과를 도출(S50 및 S60)하는 데까지 소요되는 시간은 대략 1시간 내외 정도이다.

예를 들면, 터널 내면에 대한 1차 위치주사와 표면주사를 행하고, 간격을 두고 터널 내면에 대한 위치주사와 표면주사를 행하는 경우에도, 측정에 소요되는 시간이 7분 정도로 매우 짧으므로, 실시간으로 터널 내면에 대한 측량 데이터를 얻는 것이 가능하다.

상기 표면자료 및 영상을 구현하는 단계(S60)에서는 측정된 데이터를 처리하여 대상 구조물의 표면을 구성하는 격자점의 3차원 좌표와 해당 측점의 반사강도(intensity)값으로 이루어지는 기초자료(raw data)를 얻고, 이를 분석하여 사전에 입력된 터널의 기준자료(터널 전구간의 중심점 좌표자료, 각 구간별 종방향과 횡방향 축경사, 터널 각 단면의 설계자료 및 각종 설계 기준자료 등이 포함)와 상호 비교할 수 있도록 2차원 또는 3차원 영상으로 시뮬레이션한다.

상기에서는 본 발명에 따른 면구성 지질정보의 좌표기반 모델구성방법의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 청구범위와 발명의 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.

10 - 레이저 스캐너, 11 - 헤드체, 12 - 발광부, 13 - 포인터, 14 - 수광부
15 - 디지털 카메라, 16 - 회전장치, 18 - 수납장, 19 - 삼각대
20 - 전원공급장치, 30 - 컴퓨터, 40 - 수레, 42 - 바닥판, 44 - 바퀴
46 - 고정봉, 48 - 손잡이, 50 - 기준점

Claims (6)

1. 측정하고자 하는 터널 내면의 측면 및 천정으로부터 일정한 거리를 두고 터널 바닥에 레이저 스캐너를 설치하고,
   절대 좌표를 알고 있는 터널 내면의 기준점을 4개 이상 측량하고,
   상기 레이저 스캐너를 터널 축과 90°를 이루도록 회전시킨 상태에서 위치주사를 행하고,
   상기 레이저 스캐너를 회전시켜 터널 축과 일치시킨 상태에서 표면주사를 행하고,
   상기 기준점 측량 및 위치주사에서 얻어진 데이터를 처리하여 레이저 스캐너의 설치 위치를 파악하고,
   표면주사에서 얻어진 데이터를 처리하여 측정하고자 하는 터널 내면에 대한 표면 자료 및 영상을 구현하는 과정으로 이루어지는 면구성 지질정보의 좌표기반 모델구성방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 레이저 스캐너는 설치 지점에서 터널 후방으로 주시하였을 때 절대좌표를 이미 알고 있는 최소 4개 이상의 기준점이 시야에 확보되는 지점에 설치하는 면구성 지질정보의 좌표기반 모델구성방법.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 위치주사는 레이저 스캐너의 발광부와 수광부를 터널 축과 수직을 유지하도록 설치한 상태에서 실시하고,
   상기 위치주사는 터널 중심축 좌우 각각 45°, 총 90°의 방출각 범위를 설정하여 라인스캔을 행하고, 지구 중심방향을 0°로 하였을 때 20∼160°로 회전 범위를 설정하여 프레임스캔을 행하는 면구성 지질정보의 좌표기반 모델구성방법.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 표면주사는 레이저 스캐너의 발광부와 수광부를 터널 축방향과 일치되도록 유지한 상태에서 실시하고,
   상기 표면주사는 지구 중심방향을 0°로 하였을 때 30∼330° 범위에 대하여 프레임스캔을 실시하는 것으로 이루어지는 면구성 지질정보의 좌표기반 모델구성방법.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 표면주사시에 레이저 스캐너에 설치된 포인터로부터 시인용 빔을 함께 주사하는 레이저 스캐너에 의한 터널 내면 측정방법.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 표면주사시에 레이저 스캐너에 설치된 디지털카메라가 작동하여 스캔하는 부위의 촬영을 함께 행하는 레이저 스캐너에 의한 터널 내면 측정방법.

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