Camera data: 화상센서의 기하학

참고문헌: 원격탐사개론, 동화기술

* 화상센서의 기하학

화상자료에 포함되는 기하학적인 왜곡을 제거하기 위해서는 우선 화상상의 픽셀위치와 대상물과의 위치관계(가하학적인 관계)를 파악할 필요가 있음. 이 관점에서 화상 센서는 아래와 같이 정리됨

1. 중심투영방식 

-Frame sensor : frame camera, TV camera 

-Line sensor :  linear array sensor, push broom scanner (SPOT HRV)

-Point sensor : optical mechanical sensor (Landsat, MSS, TM)

2. 비중심투영방식 : side looking radar, side scan sonar 

*대상물좌표계 (= 3차원 직교좌표계)

-센서 투영 중심 위치 : 촬영 시 센서의 투영 중심 

-센서 자세 : 회전각으로 정의

주점 (Principal point) : 센서의 투영 중심으로부터 화상 투영 면상에 내린 수선점

공선조건식 (collinearity equation)

-센서의 중심위치 및 자세를 구하는 방법

1. 다른 센서로 직접 계측하는 방법

위치 -> GPS, 측량 기구

자세 ->  gyro, star tracker

2. 화상 상에 포함되어 있는 3차원 좌표의 기준점을 이용해서 센서의 중심 위치와 자세를 추정하는 방법. 3차원 좌표의 기준점을 촬영하고 그 화상 좌표를 계측함으로써 촬영 시의 센서중심위치와 자세를 추정하는 방법이다. 즉 기준점의 3차원 좌표 값과 화상 좌표 값과 사이에 공선조건식에 센서 중심의 위치 좌표와 자세가 미지수로서 포함되는 것에 주목해서, 최소자승법을 적용하여 센서의 중심 위치 좌표와 자세를 추정할 수 있다.

이러한 작업을 표정 (orientation)이라고 한다. 정밀도가 높은 기준점이 다수 얻어지면 정밀도가 높게 추정할 수 있다. 

*기준점 (Ground Control Point)

기준점 : 리모트센싱 화상의 대상물 중 화상 좌표에 다 지상에서의 위치 좌표도 주어져 있는 것. 화상과 대상물과의 기하학적인 대응 관계를 구하기 위해 이용됨. 위성 화상에서 화상 좌표는 계측의 용이성을 고려하여 수준선 등을 이용하는 경우가 많다. 한편 지상 좌표는 기존의 지형도 등으로부터 계측됨.