WO2012134236A2 - 병렬 처리 기반의 디지털 표면 모델 생성 방법과 그 시스템 - Google Patents

병렬 처리 기반의 디지털 표면 모델 생성 방법과 그 시스템 Download PDF

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WO2012134236A2
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dsm
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target
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김기태
표세영
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SK C&C Co Ltd
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SK C&C Co Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three-dimensional [3D] modelling for computer graphics
    • G06T17/05—Geographic models
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2210/00—Indexing scheme for image generation or computer graphics
    • G06T2210/52—Parallel processing

Definitions

  • the present invention relates to digital surface model (DSM) generation, and more particularly, parallel to generate a DSM of a region of interest (ROI) by distributing load based on parallel processing.
  • DSM digital surface model
  • ROI region of interest
  • the present invention relates to a process-based digital surface model generation method and system.
  • High-resolution three-dimensional spatial information or digital surface model of the target area such as flight simulators, military missions, cellular antenna installation, urban planning, etc.
  • DSM digital surface model
  • a method of generating a DSM using aerial photographs stores all image data included in a region of interest (ROI) where a DSM is to be generated, and disparity spatial image (DSI) using all stored image data.
  • ROI region of interest
  • DSI disparity spatial image
  • the present invention is derived to solve the problems of the prior art, it is possible to generate the DSM of the target area by dividing the target area to generate the DSM into predetermined unit areas and parallel processing of the divided unit areas.
  • An object of the present invention is to provide a method and system for generating a digital surface model based on parallel processing.
  • an object of the present invention is to provide a method and system for generating a parallel surface-based digital surface model that can update only the DSM of the unit area that needs to be updated when the DSM of the target area needs to be updated.
  • the method for generating a digital surface model comprises the steps of: dividing a target area for generating a digital surface model (DSM) into a plurality of unit areas; Searching for reference images including at least a portion of each of the plurality of unit regions among a plurality of image data including at least a portion of the target region; Extracting a height value corresponding to the two-dimensional coordinates of each of the plurality of unit regions by using the searched reference images, and using the extracted height value unit DSM for each of the plurality of unit regions Generating; And generating a DSM of the target area by using the generated unit DSM.
  • DSM digital surface model
  • the generating of the unit DSM may generate the unit DSM by processing each of the unit regions corresponding to the reference images in parallel.
  • the dividing may include dividing the target area into the plurality of unit areas by using a grid method.
  • the DSM of the target region may be updated only by the unit DSM of the unit region to be updated among the unit regions, so that the DSM of the target region may be updated, and selecting an update unit region to be updated among the plurality of unit regions. ; Generating an update unit DSM of the update unit region by using update reference images for the selected update unit region; And updating the unit DSM corresponding to the update unit region among the DSMs of the target region to the update unit DSM.
  • a digital surface model generation system comprising: a divider for dividing a target area for generating a DSM into a plurality of unit areas; A search unit searching for reference images including at least a portion of each of the plurality of unit regions among a plurality of image data including at least a portion of the target region; Extracting a height value corresponding to the two-dimensional coordinates of each of the plurality of unit regions by using the searched reference images, and using the extracted height value unit DSM for each of the plurality of unit regions A plurality of unit DSM generators to generate; And a region DSM generator configured to generate a DSM of the target region by using the generated unit DSM, wherein the plurality of unit DSM generators may process the respective unit regions in parallel to generate the unit DSM.
  • An apparatus for generating a digital surface model may receive information about a target unit area among unit areas of a target area divided to allow parallel processing and reference images including at least a part of the target unit area.
  • Receiving unit Extracting a height value corresponding to two-dimensional coordinates of the target unit area by using the received information about the target unit area and the reference images, and using the extracted height value, the unit of the target unit area
  • a DSM generator for generating a DSM
  • a provision unit configured to provide the generated unit DSM of the target unit region so that the entire DSM of the target region may be generated using the unit DSMs of the unit regions.
  • the present invention by generating a DSM of the target area by dividing the target area to be generated DSM into predetermined unit areas, and processing the divided unit areas in parallel, it can be generated as the amount of related data such as image data increases. This reduces the amount of memory, computation, and processing time that is incurred, and reduces the creation time of the DSM.
  • the unit DSM generating apparatus calculates the image area to be projected on each unit area in advance, and generates the DSM only for the corresponding area, thereby reducing the amount of related data to generate the DSM for each unit area. This has the advantage of reducing the amount of computation, memory and generation time required.
  • the present invention checks for an update unit area requiring updating to generate only an update unit DSM for the update unit area, and generates an update unit DSM for the previous unit DSM of the update unit area. By replacing with, the error existing in the DSM of the target area can be corrected or the DSM can be easily updated due to the change of the feature.
  • FIG. 1 illustrates a configuration of a DSM generation system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 illustrates a configuration of an embodiment of the apparatus for generating a local DSM shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 illustrates a configuration of an embodiment of the apparatus for generating a unit DSM shown in FIG. 1.
  • Figure 4 shows an example of the divided form of the virtual ground of the target area in the present invention.
  • FIG. 5 shows another example of the divided form of the virtual ground of the target area in the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of a method for generating a DSM according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an embodiment of an update process of updating a DSM of a target area in the method of generating a DSM according to the present invention.
  • FIG. 8 illustrates a configuration of another embodiment of the apparatus for generating a local DSM shown in FIG. 1.
  • FIG. 1 illustrates a configuration of a digital surface model generation system according to an embodiment of the present invention.
  • the DSM generating system includes a local DSM generating device 110 and a plurality of unit DSM generating devices 120.
  • the regional DSM generating device 110 is a device for generating a DSM of a region of interest (ROI).
  • the regional DSM generating apparatus 110 receives the unit DSM of the divided unit region of the target region from the plurality of unit DSM generating apparatuses 120 capable of parallel processing, and merges the received plurality of unit DSMs to form the DSM of the target region. Create
  • the local DSM generating apparatus 110 processes the joint portions between the plurality of unit DSMs using various methods, and generates the DSM of the target region through the joint portion processing process.
  • the regional DSM generating apparatus 110 divides a target region into a plurality of unit regions so that the plurality of unit DSM generating apparatuses 120 can process the target region, and then the plurality of unit DSM generating apparatuses 120 Provide information (including information about at least geographic coordinates of the unit area). Accordingly, each of the plurality of unit DSM generating apparatuses 120 may search for reference images including at least a portion of the corresponding unit region, and generate the unit DSM of the corresponding unit region using the found reference images.
  • the unit DSM generated by the unit DSM generating apparatus 120 means a DSM for a corresponding unit area.
  • the regional DSM generating apparatus 110 may divide the virtual ground (virtual earth or virtual terrain) of the target region into a plurality of unit regions in order to divide the target region.
  • the information about each of the divided unit areas may include at least information about geographic coordinates.
  • the virtual ground may be generated using a Shuttle Radar Topographic Mission (SRTM) or a Digital Elevation Model (DEM) or information about a target area (including at least geographic coordinate information).
  • SRTM Shuttle Radar Topographic Mission
  • DEM Digital Elevation Model
  • the regional DSM generating apparatus 110 may divide the target area into a plurality of unit areas based on the information of the target area (including at least geographic coordinate information).
  • the local DSM generating apparatus 110 searches for reference images corresponding to each of the plurality of unit regions directly in the local DSM generating apparatus 110 according to a situation, and provides information about the found reference images and the corresponding unit region.
  • each of the plurality of unit DSM generating apparatuses 120 may generate a unit DSM for a corresponding unit area.
  • the image data includes an image or a photograph taken for the purpose of generating a terrain DSM, a photograph taken by a general optical camera, a multi-spectral image, an aerial photograph, a satellite photograph, a LiDAR. Photographing data and the like.
  • the local DSM generating apparatus 110 may provide only unit region information corresponding to each of the plurality of unit DSM generating apparatuses 120.
  • the local DSM generating apparatus 110 may provide reference units corresponding to unit region information corresponding to each of the plurality of unit DSM generating apparatuses 120.
  • the local DSM generating apparatus 110 may include both cases 1) and 2), and it is preferable to select the local DSM generating apparatus in consideration of the load in the local DSM generating apparatus 110.
  • the load in the local DSM generating apparatus 110 may be increased by searching for reference images of the unit regions in the local DSM generating apparatus 110, the corresponding loads are distributed in the plurality of unit DSM generating apparatuses 120. It may be more preferable for the case of 1), which can reduce the memory, the calculation amount, and the processing time. Therefore, in the detailed description of the present invention, the case 1) will be described as an example.
  • the regional DSM generating apparatus 110 may update the DSM of the target region.
  • the update can be performed by the following process.
  • the region DSM generating apparatus 110 is updated with the unit DSM generating apparatus 120 corresponding to the selected (or confirmed) unit region.
  • the update unit DSM may be received from the unit DSM generating apparatus 120 of the update unit region, and the DSM of the target region may be updated by replacing the previous unit DSM of the update unit region with the update unit DSM.
  • the selection of the unit area that needs to be updated means a process in which a unit area that needs to be updated is selected by a user or an external input. This means that the unit area requiring updating is automatically identified (identified) by comparing the previously obtained image data with the newly obtained image data.
  • An embodiment of the present invention may include a case in which the update unit area is directly selected by the user, or may include a case in which the update unit area is automatically confirmed by the device.
  • the unit DSM generating apparatus 120 receives information on a unit region or a unit region corresponding to the corresponding unit DSM generating apparatus 120 among the divided unit regions of the target region from the local DSM generating apparatus 110, and receives the received information. Reference images including at least a part of the corresponding unit area are searched based on the information on the unit area. The unit DSM generating apparatus 120 extracts height values corresponding to two-dimensional coordinates of the corresponding unit region by using the found reference images, and generates unit DSM by using the extracted height values.
  • the plurality of unit DSM generating apparatuses 120 may generate the unit DSMs for the corresponding unit areas through parallel processing, the plurality of unit DSM generating apparatuses 120 may generate the plurality of unit DSMs generated by the respective unit DSM generating apparatuses 120.
  • Unit DSMs can be used to quickly create a DSM for a target area.
  • the unit DSM generating apparatus 120 selects an appropriate master image and a slave image by using information such as the position and angle at the time of image acquisition among the reference images, and then the master image and the slave image. DSM can be generated through stereo matching between the two.
  • the system according to the present invention generates unit DSMs for the unit areas of the target area by processing them in parallel in each of a process unit for each unit area, that is, the unit DSM generating device 120, and generates a plurality of unit DSMs. Since the generating device 120 generates the DSM of the target region by merging a plurality of unit DSMs generated on the basis of parallel processing, the image data of the target region may be dispersed to reduce the amount of calculation, memory, and processing time, and thereby Quickly create local DSMs.
  • each of the plurality of unit DSM generating apparatuses 120 processed in parallel in FIG. 1 is divided and displayed as a separate device such as a computer or a server, the present invention is not limited thereto, and each of the plurality of unit DSM generating apparatuses 120 is not limited thereto.
  • the device may correspond to each of a plurality of processors provided in the server. That is, a plurality of unit DSMs may be generated by processing in parallel in a plurality of devices divided into separate devices, and a plurality of unit DSMs may be generated by processing in parallel in a plurality of processors included in one device. It may be.
  • FIG. 2 illustrates a configuration of an embodiment of the apparatus for generating a local DSM shown in FIG. 1.
  • the local DSM generating apparatus 110 includes a virtual ground determiner 210, a storage 220, a divider 230, and a local DSM generator 240.
  • the virtual floor determination unit 210 determines the virtual ground of the target area from one or more preset virtual grounds.
  • the virtual ground determined by the virtual ground determination unit 210 may be SRTM, may be a pre-stored DEM for the target region, or may be a specific ground generated based on information on the target region.
  • the previously stored DEM may be a rough DEM for a target region.
  • the storage unit 220 is configured to store a plurality of image data including at least a portion of a target area, and may store not only a plurality of image data but also data on a virtual ground and various data for performing the present invention.
  • the storage unit 220 may include image data of all regions capable of generating DSM as well as image data corresponding to a target region.
  • the storage unit 220 may separately configure a plurality of image data for a region, for example, a database (not shown) for storing aerial photographs and storage means for storing other kinds of data.
  • the database that stores the video data may be configured as a separate server or a separate DB instead of a local DSM generating device.
  • the dividing unit 230 is configured to divide the virtual ground of the target area among the virtual grounds determined by the virtual ground determining unit 210 into a plurality of unit regions, and the manner of dividing the virtual ground may vary.
  • the dividing unit 230 may divide the virtual ground of the target area into 16 unit areas ROI-1 to ROI-16 using a grid method.
  • the division unit 230 may divide the virtual ground of the target area into 16 unit regions ROI-1 to ROI-16 having a triangular shape, as shown in the example illustrated in FIG. 5. .
  • the number of unit areas divided by the divider 230 is not limited to 16, and may be set in consideration of the amount of data to be calculated and the number of unit DSM generating devices 120, and the like.
  • the shape of these is also not limited to these two examples.
  • the dividing unit 230 may determine and divide the shape of the unit areas based on information about the target area, for example, area information.
  • the local DSM generating apparatus When the plurality of unit regions are divided by the divider 230, the local DSM generating apparatus provides information about each of the divided unit regions to the unit DSM generating apparatus 120 corresponding to the corresponding unit region, and the plurality of unit DSMs. Receive a unit DSM for each of the unit regions from the generating device.
  • the regional DSM generating unit 240 is configured to generate the DSM of the target region by using the unit DSMs corresponding to the plurality of unit regions received from the plurality of unit DSM generating apparatuses. Create a DSM.
  • the local DSM generator 240 naturally or smoothly processes the joint between the unit DSMs.
  • the regional DSM generating apparatus may add a configuration function for the update if necessary to update the terrain model.
  • the configuration of an updater that performs an update function is added to the configuration of FIG. 2.
  • the update unit 250 selects an update unit area to be updated among the unit areas of the target area when an update to the DSM of the target area is requested, and updates the update unit DSM to the corresponding unit DSM generating device corresponding to the selected update unit area. Request and receive.
  • the updater 250 For example, assuming that at least a part of the unit DSM of the ROI-11 410 of the unit areas illustrated in FIG. 4 is to be updated, the updater 250 generates the unit DSM of the ROI-11 410. A request is made to generate the update unit DSM of the ROI-11 to the unit DSM generating unit, and when the update unit DSM of the ROI-11 generated from the unit DSM generating unit is received, the unit DSM is provided to the local DSM generating unit 240.
  • the regional DSM generation unit 240 updates the DSM of the target region by using the update unit DSM requested and received by the updater 250. By replacing the previous unit DSM corresponding to the update unit area with the update unit DSM, You can update the DSM of the target area.
  • FIG. 3 illustrates a configuration of an embodiment of the apparatus for generating a unit DSM shown in FIG. 1.
  • the unit DSM generating apparatus 120 includes a receiving unit 310, a DSM generating unit 320, and a providing unit 330.
  • the receiver 310 receives information on the corresponding unit area from among the plurality of unit areas divided by the local DSM generating device from the local DSM generating device so that parallel processing is possible.
  • the receiver 310 may include a searcher 311.
  • the searcher 311 searches for reference images corresponding to information on a corresponding unit area received by the receiver 310, and searches for a reference image. To the receiving unit 310.
  • the receiver 310 receives information about the corresponding unit area and reference images including at least a part of the corresponding unit area.
  • the information on the unit area received by the receiver 310 may be information on the virtual ground of the corresponding unit area divided from the virtual ground of the target area, or may be area information on the unit area.
  • the receiver 310 may receive a request message for requesting the update of the unit DSM.
  • the DSM generator 320 extracts a height value corresponding to the two-dimensional coordinates of the unit region by using the information on the unit region received by the receiver 310 and the reference images searched by the search unit 311. Using the extracted height value, unit DSM is created for the unit area.
  • the providing unit 330 may provide the unit DSM generated by the DSM generating unit 320 to the local DSM generating apparatus so that the local DSM generating apparatus may generate the DSM of the target region using the plurality of unit DSMs.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of a method for generating a DSM according to an embodiment of the present invention.
  • the method for generating a DSM selects a target region where a DSM is to be generated and determines a virtual ground of the selected target region (S610).
  • the target area is Yeongdeungpo and wants to generate the DSM of Yeongdeungpo
  • one of at least one virtual ground is determined, and only the virtual ground corresponding to the Yeongdeungpo region is selected from the determined virtual ground.
  • the virtual ground may be a ground generated based on SRTM, DEM, and region information on a target region.
  • the virtual ground of the determined target region is divided into a plurality of N unit regions, and parallel processing is performed on each of the divided unit regions.
  • Information is provided (S620 and S630).
  • the present invention is not limited thereto.
  • the virtual ground is generated based on region information on the target region, and the generated virtual ground is generated. It may be determined by the virtual land of the target area.
  • step S620 the virtual ground of the target region is described as being divided into a plurality of unit regions. However, in this case, since the virtual ground of the target region may not be provided, only the region information of the target region may be provided.
  • S610 may be replaced with a configuration for receiving area information of the target area. In this case, step S620 may be replaced by dividing the target region into a plurality of unit regions based on the received region information of the target region.
  • the present invention can be applied to receiving a virtual ground of a target area and dividing it into a plurality of unit areas. Furthermore, only the area information of the target area is provided and the area information is divided into a plurality of unit areas. This can also be applied.
  • the reference images including at least a portion of each of the unit regions are searched based on the information about each of the unit regions, and the reference images searched for each of the unit regions are used.
  • a height value corresponding to the two-dimensional coordinates of each of the unit areas is extracted, and a unit DSM for each of the unit areas is generated using the extracted height value (S640).
  • the reference images including at least a portion of the first unit region are searched among the plurality of image data including at least a portion of the target region by using the information about the first unit region, and the first images are searched by using the found reference images.
  • a height value corresponding to the two-dimensional coordinates of the unit area is extracted and a unit DSM of the first unit area is generated using the extracted height value.
  • a height value corresponding to the two-dimensional coordinates of the two unit region is extracted and a unit DSM of the second unit region is generated using the extracted height value. This process is performed in parallel from the first unit region to the Nth unit region, thereby generating unit DSMs for the first unit region to unit DSM for the Nth unit region in parallel.
  • reference images for each of the unit regions may also be searched in parallel for each of the unit regions.
  • the method for generating a DSM divides a target region into a plurality of predetermined regions, and generates unit DSMs for the plurality of divided predetermined regions in parallel, thereby generating a plurality of data required for generating the DSM of the target region. It can be distributed to the process units of. This load distribution reduces the amount of computation that must be processed in each process unit and the amount of associated data that needs to be stored (for example, reference images), which reduces the time for generating DSMs in the target area. Can be.
  • each process unit that is, unit DSM generating apparatus of FIG. 1 is described as parallel processing for each of the plurality of unit regions in step S640 shown in FIG. 6, parallel processing in the present invention is one in one process unit. It is not limited to processing only the unit area of. For example, a process unit may sequentially process two unit regions, and a plurality of process units may perform parallel processing, and two process units may process three unit regions in parallel.
  • parallel processing is not limited to only mean that it is done at the same time, but includes all the processing that can be performed using a separate or distributed data path.
  • parallel processing may be performed independently in each processing unit, but at least some data may be performed dependently.
  • two process units may each process two separate data in parallel, two process units may process two independent data of three independent data independently and one independent data together.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an embodiment of an update process of updating a DSM of a target area in the method of generating a DSM according to the present invention.
  • the updated reference images including at least a portion of the update unit region, that is, the update reference images are searched for, and the height values corresponding to the two-dimensional coordinates are searched using the searched update reference images.
  • the update unit DSM of the update unit area is generated (S730 to S750).
  • the DSM of the target area is updated by replacing the previous unit DSM of the update unit area with the update unit DSM (S760).
  • the update unit areas for the plurality of update unit areas are generated by processing the plurality of update unit areas in parallel.
  • the method for generating a digital surface model may be implemented in the form of program instructions that may be executed by various computer means and may be recorded in a computer readable medium.
  • the computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
  • Program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the present invention, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks.
  • Magneto-optical media and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

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Abstract

병렬 처리 기반의 디지털 표면 모델 생성 방법과 그 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 표면 모델 생성 방법은 디지털 표면 모델(DSM: Digital Surface Model)을 생성하기 위한 대상 지역을 복수의 단위 영역들로 분할하는 단계; 상기 대상 지역의 적어도 일부를 포함하는 복수의 영상 데이터 중에서, 상기 복수의 단위 영역들 각각의 적어도 일부를 포함하는 레퍼런스 영상들을 탐색하는 단계; 상기 탐색된 상기 레퍼런스 영상들을 이용하여 상기 복수의 단위 영역들 각각의 2차원 좌표에 대응하는 높이 값을 추출하고, 상기 추출된 상기 높이 값을 이용하여 상기 복수의 단위 영역들 각각에 대한 단위 DSM을 생성하는 단계; 및 상기 생성된 상기 단위 DSM을 이용하여 상기 대상 지역의 DSM을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 단위 DSM을 생성하는 단계는 상기 레퍼런스 영상들에 대응되는 상기 단위 영역들 각각을 병렬 처리하여 상기 단위 DSM을 생성함으로써, 대상 지역의 DSM을 생성하는데 필요로 하는 계산 량과 메모리 및 처리 시간을 줄여 DSM 생성 속도를 향상시키고, 대상 지역 중 갱신이 필요한 특정 영역의 DSM만을 별도로 생성할 수 있기에 대상 지역의 DSM을 갱신하기가 용이하다.

Description

병렬 처리 기반의 디지털 표면 모델 생성 방법과 그 시스템
본 발명은 디지털 표면 모델(DSM: Digital Surface Model) 생성에 관한 것이며, 보다 상세하게는 병렬 처리 기반으로 부하(load)를 분산시켜 대상 지역(ROI: Region Of Interest)의 DSM을 생성할 수 있는 병렬 처리 기반의 디지털 표면 모델 생성 방법과 그 시스템에 관한 것이다.
최근 지상에서 발생하는 자연재해나 긴급한 재난 상황에 효과적이고 빠르게 대처하기 위해서, 또는 비행 시뮬레이터들 및 군사적 임무 수행, 셀룰러 안테나 설치, 도시 계획 등 대상지역에 대한 고해상도의 3차원 공간정보, 즉 디지털 표면 모델(DSM: Digital Surface Model)이나 정사영상의 수요가 증가하고 있다.
일반적으로 DSM은 특정지역을 촬영한 항공 영상들을 상호 정합(Image matching)시킨 후에, 정합된 항공 영상들의 공액점(conjugate point)과 외부표정요소(EO parameters)를 공선조건식(collinearity equation)에 대입하여 해당되는 지상점들의 좌표(위도, 경도, 고도)를 구하여 생성한다.
종래 항공사진을 이용하여 DSM을 생성하는 방식은 DSM을 생성하고자 하는 대상 지역(ROI: Region Of Interest)에 포함되어 있는 모든 영상 데이터를 보관하고, 보관된 모든 영상 데이터를 이용한 디스패러티 공간 영상(DSI: Disparity Space Image)을 생성하여 대상 지역의 DSM을 제작하는 사진 기반 방식을 사용한다.
즉, 영상 데이터를 이용한 모든 DSI는 최종 대상 좌표계로 투영되기 이전에는 좌표가 결정될 수 없기 때문에 대상 지역에 포함되는 모든 영상 데이터의 DSI를 모두 보관하고 있어야 한다.
하지만, 이런 종래 DSM 생성 방식은 모든 영상 데이터 예를 들어, 수 백장 이상의 영상 데이터에 대한 모든 DSI를 일정 타입 예를 들어, float 타입으로 저장하는 경우 수 십 ~ 수 백[GB] 이상의 데이터가 되기 때문에 메모리에 임시 상주시킬 수가 없으며, 파일 형태로 하드디스크 등에 저장해 두어야 하는 문제점이 있다.
또한, 처리해야 하는 데이터가 많기 때문에 계산 량이 많아지게 되고, 이로 인해 대상 지역의 DSM을 생성하는 시간이 길어질 수 있다. 그리고, 대상 지역의 DSM을 수정하거나 갱신하여야 하는 경우 이와 같은 작업을 다시 수행하여야 하기 때문에 DSM을 갱신하기가 용이하지 않은 문제점이 있다.
따라서, 대상 지역의 DSM을 생성하는데 있어서 생성 속도를 향상시키고 갱신을 용이하게 수행할 수 있는 방법의 필요성이 대두된다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 도출된 것으로서, DSM을 생성하고자 하는 대상 지역을 일정 단위 영역들로 분할하고, 분할된 단위 영역들을 병렬 처리하여 대상 지역의 DSM을 생성할 수 있는 병렬 처리 기반의 디지털 표면 모델 생성 방법과 그 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 대상 지역의 DSM을 갱신해야 되는 경우 갱신이 필요한 단위 지역의 DSM만을 갱신할 수 있는 병렬 처리 기반의 디지털 표면 모델 생성 방법과 그 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 표면 모델 생성 방법은 디지털 표면 모델(DSM: Digital Surface Model)을 생성하기 위한 대상 지역을 복수의 단위 영역들로 분할하는 단계; 상기 대상 지역의 적어도 일부를 포함하는 복수의 영상 데이터 중에서, 상기 복수의 단위 영역들 각각의 적어도 일부를 포함하는 레퍼런스 영상들을 탐색하는 단계; 상기 탐색된 상기 레퍼런스 영상들을 이용하여 상기 복수의 단위 영역들 각각의 2차원 좌표에 대응하는 높이 값을 추출하고, 상기 추출된 상기 높이 값을 이용하여 상기 복수의 단위 영역들 각각에 대한 단위 DSM을 생성하는 단계; 및 상기 생성된 상기 단위 DSM을 이용하여 상기 대상 지역의 DSM을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 단위 DSM을 생성하는 단계는 상기 레퍼런스 영상들에 대응되는 상기 단위 영역들 각각을 병렬 처리하여 상기 단위 DSM을 생성할 수 있다.
상기 분할하는 단계는 상기 대상 지역을 그리드 방식을 이용하여 상기 복수의 단위 영역들로 분할할 수 있다.
상기 대상 지역의 DSM은 상기 단위 영역들 중 갱신하고자 하는 단위 영역의 단위 DSM만이 갱신되어 상기 대상 지역의 DSM이 갱신될 수 있고, 상기 복수의 단위 영역들 중 갱신하고자 하는 갱신 단위 영역을 선택하는 단계; 상기 선택된 상기 갱신 단위 영역에 대한 갱신 레퍼런스 영상들을 이용하여 상기 갱신 단위 영역의 갱신 단위 DSM을 생성하는 단계; 및 상기 대상 지역의 DSM 중 상기 갱신 단위 영역에 대응하는 단위 DSM을 상기 갱신 단위 DSM으로 갱신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 표면 모델 생성 시스템은 DSM을 생성하기 위한 대상 지역을 복수의 단위 영역들로 분할하는 분할부; 상기 대상 지역의 적어도 일부를 포함하는 복수의 영상 데이터 중에서, 상기 복수의 단위 영역들 각각의 적어도 일부를 포함하는 레퍼런스 영상들을 탐색하는 탐색부; 상기 탐색된 상기 레퍼런스 영상들을 이용하여 상기 복수의 단위 영역들 각각의 2차원 좌표에 대응하는 높이 값을 추출하고, 상기 추출된 상기 높이 값을 이용하여 상기 복수의 단위 영역들 각각에 대한 단위 DSM을 생성하는 복수의 단위 DSM 생성부; 및 상기 생성된 상기 단위 DSM을 이용하여 상기 대상 지역의 DSM을 생성하는 지역 DSM 생성부를 포함하고, 상기 복수의 단위 DSM 생성부는 상기 단위 영역들 각각을 병렬 처리하여 상기 단위 DSM을 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 표면 모델 생성 장치는 병렬 처리가 가능하도록 분할된 대상 지역의 단위 영역들 중 대상 단위 영역에 대한 정보와 상기 대상 단위 영역의 적어도 일부를 포함하는 레퍼런스 영상들을 수신하는 수신부; 상기 수신된 상기 대상 단위 영역에 대한 정보와 상기 레퍼런스 영상들을 이용하여 상기 대상 단위 영역의 2차원 좌표에 대응하는 높이 값을 추출하고, 상기 추출된 상기 높이 값을 이용하여 상기 대상 단위 영역에 대한 단위 DSM을 생성하는 DSM 생성부; 및 상기 단위 영역들의 단위 DSM을 이용하여 상기 대상 지역의 전체적인 DSM이 생성될 수 있도록, 상기 생성된 상기 대상 단위 영역의 단위 DSM을 제공하는 제공부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, DSM을 생성하고자 하는 대상 지역을 일정 단위 영역들로 분할하고, 분할된 단위 영역들을 병렬 처리하여 대상 지역의 DSM을 생성함으로써, 영상 데이터와 같은 관련 데이터 량이 증가함에 따라 발생될 수 있는 메모리, 계산 량, 처리 시간이 증가하는 것을 방지하고, DSM의 생성 시간을 줄일 수 있다.
즉, 각각의 프로세스 유닛 예를 들어, 단위 DSM 생성 장치에서 각 단위 영역에 투영될 이미지 영역을 미리 계산한 후 해당 영역에 대해서만 DSM을 생성하기 때문에 관련 데이터 량을 줄여 각 단위 영역의 DSM을 생성하는데 필요로 하는 계산 량, 메모리 및 생성 시간을 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 대상 지역의 DSM을 갱신하고자 하는 경우 갱신이 필요한 갱신 단위 영역을 확인하여 해당 갱신 단위 영역에 대한 갱신 단위 DSM만을 생성하고, 해당 갱신 단위 영역의 이전 단위 DSM을 생성된 갱신 단위 DSM으로 대체함으로써, 대상 지역의 DSM에 존재하는 오류를 수정하거나 지형지물의 변동으로 인한 DSM의 갱신을 용이하게 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 DSM 생성 시스템의 구성을 나타낸 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 지역 DSM 생성 장치에 대한 일 실시예의 구성을 나타낸 것이다.
도 3은 도 1에 도시된 단위 DSM 생성 장치에 대한 일 실시예의 구성을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에서 대상 지역의 가상 지면이 분할된 형태에 대한 일 예를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에서 대상 지역의 가상 지면이 분할된 형태에 대한 다른 일 예를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 DSM 생성 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 DSM 생성 방법에서 대상 지역의 DSM을 갱신하는 갱신 과정에 대한 일 실시예의 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 8은 도 1에 도시된 지역 DSM 생성 장치에 대한 다른 일 실시예의 구성을 나타낸 것이다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬 처리 기반의 DSM 생성 방법과 그 시스템을 첨부된 도 1 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 표면 모델 생성 시스템의 구성을 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, DSM 생성 시스템은 지역 DSM 생성 장치(110) 및 복수의 단위 DSM 생성 장치(120)를 포함한다.
지역 DSM 생성 장치(110)는 대상 지역(ROI: Region Of Interest)의 DSM을 생성하는 장치이다. 지역 DSM 생성 장치(110)는 병렬 처리가 가능한 복수의 단위 DSM 생성 장치(120)로부터 대상 지역의 분할된 단위 영역의 단위 DSM을 수신하고, 수신된 복수의 단위 DSM들을 병합하여 대상 지역의 DSM을 생성한다.
이때, 지역 DSM 생성 장치(110)는 복수의 단위 DSM들 간 이음 부분을 다양한 방식을 이용하여 처리하고, 이음 부분 처리 과정을 통해 대상 지역의 DSM을 생성하는 것이 바람직하다.
지역 DSM 생성 장치(110)는 대상 지역을 복수의 단위 DSM 생성 장치(120)에서 처리할 수 있을 정도로 복수의 단위 영역들로 분할한 후 복수의 단위 DSM 생성 장치(120)로 해당 단위 영역에 대한 정보(해당 단위 영역의 적어도 지리좌표에 관한 정보를 포함함)를 제공한다. 이로 인해 복수의 단위 DSM 생성 장치(120) 각각에서 해당 단위 영역의 적어도 일부를 포함하는 레퍼런스(reference) 영상들을 탐색하고, 탐색된 레퍼런스 영상들을 이용하여 해당 단위 영역의 단위 DSM을 생성할 수 있다.
단위 DSM 생성 장치(120)에서 생성되는 단위 DSM은 해당 단위 영역에 대한 DSM을 의미한다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 지역 DSM 생성 장치(110)는 대상 지역을 분할하기 위하여 대상 지역의 가상 지면(virtual earth 또는 virtual terrain)을 복수의 단위 영역들로 분할할 수 있다. 이 때 분할된 복수의 단위 영역들 각각에 대한 정보는 적어도 지리좌표에 관한 정보를 포함할 수 있다.
가상 지면은 SRTM(Shuttle Radar Topographic Mission) 또는 디지털 고도 모델(DEM: Digital Elevation Model) 또는 대상 지역에 대한 정보(적어도 지리 좌표 정보를 포함함)를 이용하여 생성된 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 지역 DSM 생성 장치(110)는 대상 지역의 정보(적어도 지리좌표 정보를 포함함)에 기초하여 대상 지역을 복수의 단위 영역들로 분할할 수도 있다.
또한, 지역 DSM 생성 장치(110)는 상황에 따라 지역 DSM 생성 장치(110)에서 직접 복수의 단위 영역들 각각에 대응되는 레퍼런스 영상들을 탐색하고, 탐색된 레퍼런스 영상들과 해당 단위 영역에 대한 정보를 복수의 단위 DSM 생성 장치(120) 각각으로 제공함으로써, 복수의 단위 DSM 생성 장치(120) 각각에서 해당 단위 영역에 대한 단위 DSM 생성하도록 할 수도 있다.
여기서, 영상 데이터는 지형 DSM을 생성하기 위한 목적으로 촬영된 영상 또는 사진을 포함하는 것으로, 일반 광학 사진기에 의해 촬영된 사진, 멀티-스펙트럴(multi-spectral) 영상, 항공 사진, 위성 사진, LiDAR 촬영 데이터 등을 포함할 수 있다.
다시 말하면, 1) 지역 DSM 생성 장치(110)는 복수의 단위 DSM 생성 장치(120) 각각으로, 대응되는 단위 영역 정보만을 제공할 수도 있다. 또는 2) 지역 DSM 생성 장치(110)는 복수의 단위 DSM 생성 장치(120) 각각으로, 대응되는 단위 영역 정보와 대응되는 레퍼런스 영상들을 함께 제공할 수도 있다.
실시예에 따라 지역 DSM 생성 장치(110)는 1), 2)의 두 가지 경우를 모두 포함할 수 있으며, 이는 지역 DSM 생성 장치(110)에서의 로드를 고려하여 선택하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 지역 DSM 생성 장치(110)에서 단위 영역들에 대한 레퍼런스 영상들을 탐색함으로써 지역 DSM 생성 장치(110)에서의 로드가 커질 수 있기에, 복수의 단위 DSM 생성 장치(120)에서 해당 로드를 분산시켜 메모리, 계산 량, 처리 시간을 줄일 수 있는 1)의 경우가 더 바람직할 수 있다. 따라서 본 발명의 상세한 설명에서는 1)의 경우를 예로 설명한다.
지역 DSM 생성 장치(110)는 대상 지역의 DSM을 갱신할 수 있다. 대상 지역의 DSM에 대한 갱신이 필요한 경우에는 다음과 같은 과정에 의하여 갱신이 이루어질 수 있다. 대상 지역의 DSM 중에서 갱신이 필요한 단위 영역이 선택(또는 확인)되면, 지역 DSM 생성 장치(110)는 선택(또는 확인)된 단위 영역에 대응되는 단위 DSM 생성 장치(120)로 갱신된 갱신 단위 DSM을 요청한 후, 해당 갱신 단위 영역의 단위 DSM 생성 장치(120)로부터 갱신 단위 DSM을 수신하고, 해당 갱신 단위 영역의 이전 단위 DSM을 갱신 단위 DSM으로 대체하여 대상 지역의 DSM을 갱신할 수 있다.
여기서, 갱신이 필요한 단위 영역의 선택은 사용자 또는 외부 입력에 의해 갱신이 필요한 단위 영역이 선택되는 과정을 의미하고, 갱신이 필요한 단위 영역의 확인은 지역 DSM 생성 장치(110) 또는 외부의 시스템에 의하여 이전에 얻어진 영상 데이터와 새로이 얻어진 영상 데이터의 비교 과정을 통해 갱신이 필요한 단위 영역이 자동으로 확인(식별)되는 것을 의미한다. 본 발명의 실시예는 갱신 단위 영역이 사용자에 의해 직접 선택되는 경우를 포함할 수도 있고, 장치에 의해 자동 확인되는 경우를 포함할 수도 있다.
단위 DSM 생성 장치(120)는 지역 DSM 생성 장치(110)로부터 대상 지역의 분할된 단위 영역들 중 해당 단위 DSM 생성 장치(120)에 대응하는 단위 영역 또는 단위 영역에 대한 정보를 수신하고, 수신된 단위 영역에 대한 정보를 기초로 해당 단위 영역의 적어도 일부를 포함하는 레퍼런스 영상들을 탐색한다. 단위 DSM 생성 장치(120)는 탐색된 레퍼런스 영상들을 이용하여 해당 단위 영역의 2차원 좌표에 대응하는 높이 값들을 추출하고, 추출된 높이 값들을 이용하여 단위 DSM을 생성한다.
즉, 복수의 단위 DSM 생성 장치(120)는 병렬 처리를 통해 해당 단위 영역에 대한 단위 DSM을 생성할 수 있기 때문에 지역 DSM 생성 장치(110)에서 각 단위 DSM 생성 장치(120)에서 생성된 복수의 단위 DSM들을 이용하여 대상 지역의 DSM을 빠르게 생성할 수 있다.
본 발명의 가장 간단한 실시예로는, 단위 DSM 생성 장치(120)이 레퍼런스 영상들 가운데서 영상 획득시의 위치나 각도 등의 정보를 이용하여 적당한 마스터 영상과 슬레이브 영상을 선택한 후, 마스터 영상과 슬레이브 영상 간의 스테레오 매칭을 통하여 DSM을 생성할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 시스템은 대상 지역의 단위 영역들에 대한 단위 DSM을 단위 영역별 프로세스 유닛(process unit) 즉, 단위 DSM 생성 장치(120) 각각에서 병렬 처리하여 생성하고, 복수의 단위 DSM 생성 장치(120)에서 병렬 처리 기반으로 생성된 복수의 단위 DSM들을 병합하여 대상 지역의 DSM을 생성하기 때문에 대상 지역의 영상 데이터를 분산시켜 계산 량과 메모리, 처리 시간을 줄일 수 있으며, 이를 통해 대상 지역의 DSM을 빠르게 생성할 수 있다.
비록, 도 1에서 병렬적으로 처리되는 복수의 단위 DSM 생성 장치(120) 각각이 컴퓨터 또는 서버 등과 같은 별도의 장치로 구분되어 표시되었지만, 이에 한정하지 않으며, 복수의 단위 DSM 생성 장치(120) 각각이 하나의 장치 예를 들어, 서버 내에 구비된 복수의 프로세서들 각각에 대응될 수도 있다. 즉, 별도의 장치로 구분되는 복수의 장치에서 병렬적으로 처리하여 복수의 단위 DSM들을 생성할 수도 있으며, 하나의 장치에 구비된 복수의 프로세서들에서 병렬적으로 처리하여 복수의 단위 DSM들을 생성할 수도 있다.
도 2는 도 1에 도시된 지역 DSM 생성 장치에 대한 일 실시예의 구성을 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 지역 DSM 생성 장치(110)는 가상지면 결정부(210), 저장부(220), 분할부(230) 및 지역 DSM 생성부(240)를 포함한다.
가상지면 결정부(210)는 기 설정된 하나 이상의 가상 지면으로부터 대상 지역의 가상 지면을 결정한다.
여기서, 가상지면 결정부(210)에 의해 결정되는 가상 지면은 SRTM이 될 수도 있고, 대상 지역에 대해 기 저장된 DEM이 될 수도 있으며, 대상 지역에 대한 정보를 기초로 생성된 특정 지면이 될 수도 있는데, 기 저장된 DEM은 대상 지역에 대한 러프(rough)한 DEM일 수 있다.
저장부(220)는 대상 지역의 적어도 일부를 포함하는 복수의 영상 데이터를 저장하는 구성으로, 복수의 영상 데이터 뿐만 아니라 가상 지면에 대한 데이터 및 본 발명을 수행하기 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다.
또한, 저장부(220)는 대상 지역에 대응되는 영상 데이터 뿐만 아니라 DSM을 생성할 수 있는 모든 지역의 영상 데이터를 포함할 수 있다.
물론, 저장부(220)는 지역에 대한 복수의 영상 데이터 예를 들어, 항공 사진을 저장하는 데이터베이스(미도시)와, 그 외의 다른 종류의 데이터를 저장하는 저장 수단을 별도로 구성할 수도 있으며, 복수의 영상 데이터를 저장하는 데이터베이스를 지역 DSM 생성 장치가 아닌 별도의 서버 또는 별도의 DB로 구성할 수도 있다.
분할부(230)는 가상지면 결정부(210)에 의해 결정된 가상 지면 중 대상 지역의 가상 지면을 복수의 단위 영역들로 분할하는 구성으로, 가상 지면을 분할하는 방식은 다양할 수 있다.
일 예로, 분할부(230)는 도 4에 도시된 일 예와 같이, 대상 지역의 가상 지면을 그리드 방식을 이용하여 16개의 단위 영역들(ROI-1 내지 ROI-16)로 분할할 수 있다. 다른 일 예로는, 분할부(230)는 도 5에 도시된 일 예와 같이, 대상 지역의 가상 지면을 삼각형 형태를 갖는 16개의 단위 영역들(ROI-1 내지 ROI-16)로 분할할 수도 있다.
여기서, 분할부(230)에서 분할하는 단위 영역들의 개수가 16개로 한정되는 것은 아니고, 계산되어야 하는 데이터 량과 단위 DSM 생성 장치(120)의 개수 등을 고려하여 설정될 수 있으며, 분할되는 단위 영역들의 모양 또한 상기 두 예로 한정되는 것은 아니다.
필요에 따라, 분할부(230)는 대상 지역에 대한 정보 예를 들어, 영역 정보를 기초로 단위 영역들의 모양을 결정하여 분할할 수도 있다.
지역 DSM 생성 장치는 분할부(230)에 의해 복수의 단위 영역들이 분할되면 분할된 단위 영역들 각각에 대한 정보를 해당 단위 영역에 대응되는 단위 DSM 생성 장치(120)로 제공하고, 복수의 단위 DSM 생성 장치로부터 단위 영역들 각각에 대한 단위 DSM을 수신한다.
지역 DSM 생성부(240)는 복수의 단위 DSM 생성 장치로부터 수신된 복수의 단위 영역들에 대응되는 단위 DSM들을 이용하여 대상 지역의 DSM을 생성하는 구성으로, 분할된 단위 DSM들을 병합하여 대상 지역의 DSM을 생성한다.
이때, 지역 DSM 생성부(240)는 단위 DSM들간 이음 부분을 자연스럽게 또는 부드럽게 처리하는 것이 바람직하다.
나아가, 본 발명에 따른 지역 DSM 생성 장치는 지형모델에 대한 갱신이 필요한 경우 갱신에 대한 구성 기능이 필요에 따라 추가될 수 있다.
예컨대, 도 8에 도시된 지역 DSM 생성 장치에 대한 다른 일 실시예의 구성에서와 같이, 도 2에 대한 구성에 갱신 기능을 수행하는 갱신부의 구성이 추가된다.
갱신부(250)는 대상 지역의 DSM에 대한 갱신이 요청된 경우 대상 지역의 단위 영역들 중 갱신되어야 하는 갱신 단위 영역을 선택하고, 선택된 갱신 단위 영역에 대응되는 해당 단위 DSM 생성 장치로 갱신 단위 DSM을 요청하여 수신한다.
예컨대, 도 4에 도시된 단위 영역들 중 ROI-11(410)의 단위 DSM의 적어도 일부가 갱신되어야 하는 경우라 가정하면, 갱신부(250)는 ROI-11(410)의 단위 DSM을 생성하는 단위 DSM 생성 장치로 ROI-11의 갱신 단위 DSM을 생성할 것을 요청하고, 해당 단위 DSM 생성 장치로부터 생성된 ROI-11의 갱신 단위 DSM이 수신되면 이를 지역 DSM 생성부(240)로 제공한다.
지역 DSM 생성부(240)는 갱신부(250)에 의해 요청되고 수신된 갱신 단위 DSM을 이용하여 대상 지역의 DSM을 갱신하는데, 갱신 단위 영역에 대응되는 이전 단위 DSM을 갱신 단위 DSM으로 대체함으로써, 대상 지역의 DSM을 갱신할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 단위 DSM 생성 장치에 대한 일 실시예의 구성을 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 단위 DSM 생성 장치(120)는 수신부(310), DSM 생성부(320) 및 제공부(330)를 포함한다.
수신부(310)는 병렬 처리가 가능하도록 지역 DSM 생성 장치에 의해 분할된 복수의 단위 영역들 중 해당 단위 영역에 대한 정보를 지역 DSM 생성 장치로부터 수신한다.
이때, 수신부(310)는 탐색부(311)를 구비할 수 있는데, 탐색부(311)는 수신부(310)로 수신되는 해당 단위 영역에 대한 정보에 대응되는 레퍼런스 영상들을 탐색하고, 탐색된 레퍼런스 영상들을 수신부(310)로 제공할 수 있다.
즉, 수신부(310)는 해당 단위 영역에 대한 정보와 해당 단위 영역의 적어도 일부를 포함하는 레퍼런스 영상들을 수신한다.
수신부(310)에서 수신하는 단위 영역에 대한 정보는 대상 지역의 가상 지면에서 분할된 해당 단위 영역의 가상 지면에 대한 정보일 수도 있으며, 단위 영역에 대한 영역 정보가 될 수도 있다.
또한, 수신부(310)는 단위 DSM의 갱신을 요청하는 요청 메시지를 수신할 수도 있다.
DSM 생성부(320)는 수신부(310)로 수신되는 해당 단위 영역에 대한 정보와 탐색부(311)에 의해 탐색된 레퍼런스 영상들을 이용하여 해당 단위 영역의 2차원 좌표에 대응하는 높이 값을 추출하고, 추출된 높이 값을 이용하여 해당 단위 영역에 대한 단위 DSM을 생성한다.
제공부(330)는 DSM 생성부(320)로부터 생성된 단위 DSM을 지역 DSM 생성 장치로 제공함으로써, 지역 DSM 생성 장치에서 복수의 단위 DSM들을 이용하여 대상 지역의 DSM을 생성할 수 있도록 한다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 DSM 생성 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 6을 참조하면, DSM 생성 방법은 DSM을 생성하고자 하는 대상 지역을 선택하고, 선택된 대상 지역의 가상 지면을 결정한다(S610).
예컨대, 대상 지역이 영등포라 가정하고 영등포의 DSM을 생성하고자 한다면, 적어도 하나 이상의 가상 지면 중 어느 하나를 결정하고, 결정된 가상 지면에서 영등포 지역에 해당하는 가상 지면만을 선택한다.
이때, 가상 지면은 SRTM, DEM, 대상 지역에 대한 영역 정보를 기초로 생성된 지면일 수 있다.
대상 지역의 가상 지면이 결정되면, 결정된 대상 지역의 가상 지면을 복수(N)의 단위 영역들로 분할하고, 분할된 복수의 단위 영역들에 대해 병렬 처리를 수행할 수 있도록 단위 영역들 각각에 대한 정보를 제공한다(S620, S630).
단계 S610에서 기 정의된 가상 지면으로부터 어느 하나의 가상 지면을 결정하는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며 대상 지역이 선택되면 대상 지역에 대한 영역 정보를 기초로 가상 지면을 생성하고 생성된 가상 지면을 대상 지역의 가상 지면으로 결정할 수도 있다.
또한, 단계 S620에서 대상 지역의 가상 지면을 복수의 단위 영역들로 분할하는 것으로 기재하였지만, 상황에 따라 대상 지역의 가상 지면을 제공하지 않고 대상 지역의 영역 정보만을 제공할 수도 있기 때문에 이 경우에는 단계 S610을 대상 지역의 영역 정보를 수신하는 구성으로 대체할 수 있다. 이 경우에는 단계 S620은 수신된 대상 지역의 영역 정보를 기초로 대상 지역을 복수의 단위 영역들로 분할하는 것으로 대체할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명은 대상 지역의 가상 지면을 제공받고 이를 복수의 단위 영역들로 분할하는 경우에도 적용할 수 있으며, 나아가 대상 지역의 영역 정보만을 제공하고 이 영역 정보를 복수의 단위 영역들로 분할하는 경우에도 적용할 수 있다.
단위 영역들 각각에 대한 정보가 제공되면, 단위 영역들 각각에 대한 정보를 기초로 단위 영역들 각각의 적어도 일부를 포함하는 레퍼런스 영상들을 탐색하고, 단위 영역들 각각에 대해 탐색된 레퍼런스 영상들을 이용하여 단위 영역들 각각의 2차원 좌표에 대응하는 높이 값을 추출하며, 추출된 높이 값을 이용하여 단위 영역들 각각에 대한 단위 DSM을 생성한다(S640).
즉, 제1 단위 영역에 대한 정보를 이용하여 대상 지역의 적어도 일부를 포함하는 복수의 영상 데이터 중에서 제1 단위 영역의 적어도 일부를 포함하는 레퍼런스 영상들을 탐색하고, 탐색된 레퍼런스 영상들을 이용하여 제1 단위 영역의 2차원 좌표에 대응하는 높이 값을 추출하며 추출된 높이 값을 이용하여 제1 단위 영역의 단위 DSM을 생성한다. 병렬적으로 제2 단위 영역에 대한 정보를 이용하여 대상 지역의 적어도 일부를 포함하는 복수의 영상 데이터 중에서 제2 단위 영역의 적어도 일부를 포함하는 레퍼런스 영상들을 탐색하고, 탐색된 레퍼런스 영상들을 이용하여 제2 단위 영역의 2차원 좌표에 대응하는 높이 값을 추출하며 추출된 높이 값을 이용하여 제2 단위 영역의 단위 DSM을 생성한다. 이와 같은 과정을 제1 단위 영역에서부터 제N 단위 영역까지 병렬적으로 처리함으로써, 제1 단위 영역에 대한 단위 DSM 내지 제N 단위 영역에 대한 단위 DSM을 병렬적으로 생성한다.
물론, 단위 영역들 각각에 대한 레퍼런스 영상들 또한 단위 영역들 각각에 대해 병렬적으로 탐색될 수 있다.
복수의 단위 영역들에 대한 병렬 처리 과정을 통해 복수의 단위 영역들 각각에 대한 단위 DSM이 생성되면 생성된 복수의 단위 DSM들을 병합하고, 병합된 복수의 단위 DSM들의 이음 부분을 기 설정된 방식을 사용하여 처리함으로써, 대상 지역의 DSM을 생성한다(S650, S660).
이와 같이, 본 발명에 따른 DSM 생성 방법은 대상 지역을 복수의 일정 영역으로 분할하고, 분할된 복수의 일정 영역에 대한 단위 DSM을 병렬적으로 생성함으로써, 대상 지역의 DSM을 생성하는데 필요한 데이터를 복수의 프로세스 유닛들로 분산시킬 수 있다. 이와 같은 부하(load)의 분산에 의하여 프로세스 유닛 각각에서 처리해야 하는 계산 량과 저장해야 하는 관련 데이터 량(예를 들어, 레퍼런스 영상들)이 줄어들고, 이로 인해 대상 지역의 DSM이 생성되는 시간이 줄어들 수 있다.
도 6에 도시된 단계 S640에서 복수의 단위 영역들 각각에 대해 각 프로세스 유닛 즉, 도 1에서의 단위 DSM 생성 장치에서 병렬 처리하는 것으로 기재하였지만, 본 발명에서의 병렬 처리는 하나의 프로세스 유닛에서 하나의 단위 영역만을 처리하는 것으로 한정되지 않는다. 예컨대, 하나의 프로세스 유닛에서 두 개의 단위 영역에 대해 순차적으로 처리하고, 복수의 프로세스 유닛이 이를 병렬 처리하는 것도 포함될 수 있으며, 두 개의 프로세스 유닛이 세 개의 단위 영역을 병렬 처리할 수도 있다.
이렇듯, 본 발명에서 사용되는 병렬 처리라는 용어는 동시에 이루어지는 것만을 의미하는 것으로 한정되지 않으며, 분리되거나 분산되는 데이터 경로를 이용하여 수행될 수 있는 모든 처리를 포함하는 것이다. 또한, 병렬 처리는 각각의 프로세스 유닛에서 모두 독립적으로 수행될 수도 있지만, 적어도 일부의 데이터가 종속적으로 수행될 수도 있다. 예컨대, 두 프로세스 유닛이 두 개의 독립된 데이터를 각각 병렬 처리할 수도 있지만, 두 프로세스 유닛이 세 개의 독립된 데이터 중 두 개의 독립된 데이터는 독립적으로 처리하고, 하나의 독립된 데이터는 함께 처리할 수도 있다.
도 7은 본 발명에 따른 DSM 생성 방법에서 대상 지역의 DSM을 갱신하는 갱신 과정에 대한 일 실시예의 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 7을 참조하면, 분할된 복수의 단위 영역들에 대한 단위 DSM을 이용하여 대상 지역의 DSM이 생성된 상태에서, 대상 지역의 DSM에 존재하는 오류를 수정하거나 지형지물의 변동으로 인한 DSM의 갱신이 요청이 수신되면, 대상 지역의 DSM에 대한 복수의 단위 영역들 중 갱신이 필요한 갱신 단위 영역을 선택한다(S710, S720).
갱신이 필요한 갱신 단위 영역이 선택되면, 갱신 단위 영역의 적어도 일부를 포함하는 갱신된 레퍼런스 영상들 즉, 갱신 레퍼런스 영상들을 탐색하고, 탐색된 갱신 레퍼런스 영상들을 이용하여 2차원 좌표에 대응하는 높이 값을 추출함으로써 갱신 단위 영역의 갱신 단위 DSM을 생성한다(S730 내지 S750).
갱신 단위 DSM이 생성되면, 갱신 단위 영역의 이전 단위 DSM을 갱신 단위 DSM으로 대체함으로써, 대상 지역의 DSM을 갱신한다(S760).
물론, 갱신이 필요한 갱신 단위 영역이 복수인 경우에는 복수의 갱신 단위 영역을 병렬 처리하여 복수의 갱신 단위 영역에 대한 갱신 단위 DSM을 생성한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 표면 모델 생성 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (12)

  1. 디지털 표면 모델(DSM: Digital Surface Model)을 생성하기 위한 대상 지역을 복수의 단위 영역들로 분할하는 단계;
    상기 대상 지역의 적어도 일부를 포함하는 복수의 영상 데이터 중에서, 상기 복수의 단위 영역들 각각의 적어도 일부를 포함하는 레퍼런스 영상들을 탐색하는 단계;
    상기 탐색된 상기 레퍼런스 영상들을 이용하여 상기 복수의 단위 영역들 각각의 2차원 좌표에 대응하는 높이 값을 추출하고, 상기 추출된 상기 높이 값을 이용하여 상기 복수의 단위 영역들 각각에 대한 단위 DSM을 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 상기 단위 DSM을 이용하여 상기 대상 지역의 DSM을 생성하는 단계
    를 포함하는 디지털 표면 모델 생성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단위 DSM을 생성하는 단계는
    상기 레퍼런스 영상들에 대응되는 상기 단위 영역들 각각을 병렬 처리하여 상기 단위 DSM을 생성하는 것을 특징으로 하는 디지털 표면 모델 생성 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탐색하는 단계는
    상기 단위 영역들 각각에 대응되는 상기 레퍼런스 영상들을 상기 단위 영역들 각각에 대해 병렬 탐색하는 것을 특징으로 하는 디지털 표면 모델 생성 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 분할하는 단계는
    상기 대상 지역을 그리드 방식을 이용하여 상기 복수의 단위 영역들로 분할하는 것을 특징으로 하는 디지털 표면 모델 생성 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 대상 지역의 DSM은
    상기 단위 영역들 중 갱신하고자 하는 단위 영역의 단위 DSM만이 갱신되어 상기 대상 지역의 DSM이 갱신되는 것을 특징으로 하는 디지털 표면 모델 생성 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 단위 영역들 중 갱신하고자 하는 갱신 단위 영역을 선택하는 단계;
    상기 선택된 상기 갱신 단위 영역에 대한 갱신 레퍼런스 영상들을 이용하여 상기 갱신 단위 영역의 갱신 단위 DSM을 생성하는 단계; 및
    상기 대상 지역의 DSM 중 상기 갱신 단위 영역에 대응하는 단위 DSM을 상기 갱신 단위 DSM으로 갱신하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 표면 모델 생성 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 탐색하는 단계는
    상기 복수의 영상 데이터로부터 상기 단위 영역들의 적어도 일부를 포함하는 상기 단위 영역들 각각에 대한 복수의 레퍼런스 영상들을 추출하는 단계; 및
    상기 추출된 상기 복수의 레퍼런스 영상들에서 해당 단위 영역의 단위 DSM을 생성하기 위해 영상 획득시의 위치나 각도를 포함하는 정보를 이용하여 적당한 마스터 영상과 슬레이브 영상을 선택하는 단계
    를 포함하고,
    상기 단위 DSM을 생성하는 단계는
    상기 선택된 상기 적어도 두 개 이상의 레퍼런스 영상들을 이용하여 상기 단위 DSM을 생성하는 것을 특징으로 하는 디지털 표면 모델 생성 방법.
  8. DSM을 생성하기 위한 대상 지역을 복수의 단위 영역들로 분할하는 분할부;
    상기 대상 지역의 적어도 일부를 포함하는 복수의 영상 데이터 중에서, 상기 복수의 단위 영역들 각각의 적어도 일부를 포함하는 레퍼런스 영상들을 탐색하는 탐색부;
    상기 탐색된 상기 레퍼런스 영상들을 이용하여 상기 복수의 단위 영역들 각각의 2차원 좌표에 대응하는 높이 값을 추출하고, 상기 추출된 상기 높이 값을 이용하여 상기 복수의 단위 영역들 각각에 대한 단위 DSM을 생성하는 복수의 단위 DSM 생성부; 및
    상기 생성된 상기 단위 DSM을 이용하여 상기 대상 지역의 DSM을 생성하는 지역 DSM 생성부
    를 포함하고,
    상기 복수의 단위 DSM 생성부는
    상기 단위 영역들 각각을 병렬 처리하여 상기 단위 DSM을 생성하는 디지털 표면 모델 생성 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 단위 영역들 중 갱신하고자 하는 갱신 단위 영역을 선택하고, 상기 복수의 단위 DSM 생성부 중 상기 선택된 상기 갱신 단위 영역에 대응하는 해당 단위 DSM 생성부로 갱신을 요청하는 갱신부
    를 더 포함하고,
    상기 지역 DSM 생성부는
    상기 해당 단위 DSM 생성부로부터 갱신 단위 DSM이 수신되면 상기 대상 지역의 DSM 중 상기 갱신 단위 영역에 대응하는 단위 DSM을 상기 갱신 단위 DSM으로 갱신하는 것을 특징으로 하는 디지털 표면 모델 생성 시스템.
  10. 병렬 처리가 가능하도록 대상 지역에 대하여 분할된 단위 영역들 중 대상 단위 영역에 대한 정보와 상기 대상 단위 영역의 적어도 일부를 포함하는 레퍼런스 영상들을 수신하는 수신부;
    상기 수신된 상기 대상 단위 영역에 대한 정보와 상기 레퍼런스 영상들을 이용하여 상기 대상 단위 영역의 2차원 좌표에 대응하는 높이 값을 추출하고, 상기 추출된 상기 높이 값을 이용하여 상기 대상 단위 영역에 대한 단위 DSM을 생성하는 DSM 생성부; 및
    상기 단위 영역들의 단위 DSM을 이용하여 상기 대상 지역의 DSM이 생성되도록, 상기 생성된 상기 대상 단위 영역의 단위 DSM을 제공하는 제공부
    를 포함하는 디지털 표면 모델 생성 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 수신부는
    상기 대상 지역의 적어도 일부를 포함하는 복수의 영상 데이터 중에서, 상기 대상 단위 영역의 적어도 일부를 포함하는 상기 레퍼런스 영상들을 탐색하는 탐색부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 표면 모델 생성 장치.
  12. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.
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