원격탐사와 항공사진 입체시

항공사진 한 장은 필름의 크기와 동일하게 사방 9인치의 정방형이다. 항공사진은 입체시가 가능하도록 인접 사진과 약 60% 이상 중복(overlap)되도록 촬영한다. 항공사진 판독은 입체시를 통하여 이루어지는데, 입체시는 낱장 사진에서 볼 수 없는 지형지물의 3차원 특성을 관찰할 수 있으므로 보다 정확하고 효율적인 판독이 가능하다. 예를 들어 건물의 상대적 높이와 형상을 비교하거나 산림에서 수종을 구분하고자 할 때 입체시에 의한 판독이 정확한 결과를 얻을 수 있다. 입체시는 두 눈과 물체의 사이의 미세한 관측 각도의 차이로 얻을 수 있다. 훈련된 판독자는 육안으로도 입체쌍(stereo pair) 사진을 입체시 할 수 있으나, 간단한 입체경을 이용하면 보다 쉽게 입체시를 할 수 있다.

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간이입체경(portable stereoscope)을 이용하여서 한 쌍의 항공사진을 입체시 하기 위하여 정렬하는 과정을 보여준다. 항공사진은 네 모서리 또는 네 변의 중앙에 지표(fiducial mark)가 있는데, 두 개의 지표를 각각 상응하는 지표와 연결하면 사진 중앙에 교차하는 주점(principal point,pp)을 찾을 수 있다. 두 장의 사진에서 주점을 찾은 후, 각각의 주점에 해당하는 지점을 인접 사진에서 찾을 수 있다. 입체쌍 사진은 60% 이상 중첩되므로 인접 사진에 반드시 그 사진의 주점이 포함되어 있다. 인접 사진에 표시된 주점을 공액주점(conjugate principal point, cpp)이라고 한다. 한 장의 사진에서 주점과 공액주점을 연결한 선은 그 사진을 촬영한 카메라의 이동선, 즉 비행선이 된다. 입체시는 한 쌍의 항공사진이 촬영될 때 카메라의 위치와 판독자의 두 눈의 위치가 동기화되어야 하므로, 두 장의 사진이 먼저 비행선에 따라 정렬되어야 한다. 그림의 왼쪽 사진에서 얻어진 비행선을 기준으로 하고, 투명한 삼각자 등을 이용하여 이 선의 연장선에 오른쪽 사진의 비행선이 일치되도록 하면 두 사진은 촬영 시점의 비행선에 맞추어 정렬된다. 비행선에 정렬된 두 사진에서 동일 지역이 좌우에 모두 보이도록 간격을 조절해야 하는데, 판독자 두 눈 간격인 5~6cm 범위에서 입체경을 조절하면 입체시가 가능하게 된다. 두 사진에서 60%에 해당하는 부분이 입체시가 가능하지만, 간이입체경으로 그림 3-19b와 같이 배치했을 경우, 30% 정도만 입체시가 가능하다. 나머지 30%에 해당하는 지역을 입체시 하려면 왼쪽 사진을 오른쪽 사진 위로 오도록 바꾸어주면 된다. 이 경우 입체시가 가능한 영역은 오른쪽으로 대폭 이동한다.

입체경은 항공사진 입체시와 함께 사진을 확대하여 볼 수 있으므로 판독 정확도를 높일 수 있다. 입체경은 사진측량에서 사용되었던 대형 입체도화기(stereo plotter)와 달리, 한 쌍의 항공사진을 대상으로 간단한 해석과 측정을 위한 판독용 도구라 할 수 있다. 간단한 볼록렌즈 2개로 이루어진 휴대용 입체경은 야외에서도 쉽게 사용할 수 있지만, 한 번에 전체 지역을 입체시 할 수 없다. 한 쌍의 사진에서 전체 영역을 입체시 할 수 있는 탁상입체경이 있는데, 이 입체경은 입체시를 하면서 건물이나 수목 등의 높이를 측정할 수 있는 부수적인 기능도 갖고 있다. 과거에 촬영된 항공사진의 입체 판독을 위하여 입체경은 여전히 유용한 도구지만, 현재 디지털 항공사진은 기본적인 정렬 처리를 완료한 후에 컴퓨터 모니터에서 입체시를 할 수 있다. 컴퓨터 모니터에서 입체 판독을 위한 여러 종류의 장비가 개발되어 사용되고 있지만, 입체시의 원리는 기존의 아날로그 항공사진과 유사하다.