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지오이드 모델에 대한 Pix4D 출력 정의 방법

동영상: 고도 및 수직 좌표계 관련 교육 동영상을 여기 에서 시청하세요 .

Z 좌표(고도)는 타원체(타원체 높이) 또는 지오이드(정표고 또는 지오이드 높이)를 기준으로 나타낼 수 있습니다. 지오이드와 타원체는 모두 수학적으로 정의된 표면입니다. 타원체(왼쪽)는 비교적 단순한 반면, 지오이드(오른쪽)는 훨씬 더 복잡합니다

지오이드.JPG

두 고도의 차이에 대한 자세한 내용은 다음 문서에서 확인할 수 있습니다: 정사영 고도 vs 타원체 고도

참고: 오늘날 위성 기반 기술인 글로벌 위성 항법 시스템(GNSS)은 전 세계적으로 측량에 널리 사용되고 있으며, WGS84 타원체를 기준으로 한 고도, 즉 타원체 높이(정표고가 아님)를 제공합니다.

타원체 높이를 지오이드 높이 또는 정표고 높이로 변환하는 데에는 필요한 정확도에 따라 세 가지 다른 접근 방식이 사용될 수 있습니다

  • 일정한 높이 변화

 

지형의 작은 부분에서 지오이드와 타원체가 평행하다고 간주할 수 있는 소규모 지역에 권장됩니다. 그러나 넓은 지역이거나 타원체와 지오이드 사이에 상당한 차이가 있는 경우에는 이 접근 방식이 부정확성을 초래할 수 있습니다.

Pix4D에서 높이 차이를 정의하려면 '타원체 위의 지오이드 높이 ' 함수를 사용할 수 있습니다.

지오이드 높이.JPG

자세한 내용은 여기에서 확인할 수 있습니다: 타원체 위의 지오이드 높이 함수는 언제 사용해야 하나요?

  • 글로벌 지오이드 모델

 

수년에 걸쳐 국제기구들은 지구 표면 전체를 포괄하는 지오이드 모델을 개발해 왔습니다. 예상 정확도는 지역과 지오이드 모델에 따라 약 2~3미터입니다. Pix4D는 EGM84, EGM96 및 EGM2008 글로벌 모델을 지원합니다

  • 지역 지오이드 모델

 

전역 모델의 정확도를 향상시키기 위해 일부 국가에서는 자국 영토를 포괄하는 더 높은 해상도의 지역 지오이드 모델을 구축했습니다. 일반적으로 다양한 형식(ASCII, .grd, .tiff 등)의 지역 지오이드 모델과 변환 도구는 국가 지도 제작 기관에서 제공합니다. 지역 지오이드 모델을 사용하면 최대 수 센티미터(cm)의 정확도를 얻을 수 있습니다.

 

중요: 현재 Pix4D는 로컬 지오이드 모델 사용을 지원하지 않습니다. 전역 지오이드 모델 또는 상수 시프트만 적용할 수 있습니다. 따라서 타원체 좌표가 제공되는 경우, 타사 애플리케이션에서 정확한 로컬 지오이드 모델을 사용하여 직교 좌표로 변환하는 것이 좋습니다.
Pix4D 내에서는 어떻게 작동하나요?

네 가지 경우가 있습니다.

메모: Pix4D로 불러오는 좌표는 다음과 같을 수 있습니다
  • 이미지 위치 정보:
    • 표준 이미지 위치 정보 기능. 시중에 판매되는 대부분의 드론은 수 미터 오차 범위의 정확도를 가진 이미지 위치 정보 기능을 제공합니다.
    • 정밀한 이미지 위치 정보(RTK/PPK 드론). 수 센티미터(cm) 수준의 정확도를 달성할 수 있습니다.
  • GCP(지상 기준점)는 일반적으로 2~5cm의 높은 정확도로 측정됩니다.
  • 사례 1. 표준 이미지 지리 위치 정보 사용 (GCP 없음)

 

프로젝트의 정확도는 이미지 지리 위치 정확도(수 미터)와 동일합니다. Pix4D는 출력 수직 좌표계에 대해 일정한 시프트 값을 적용하거나 전역 지오이드를 선택할 수 있도록 합니다. 이 옵션을 선택하면 결과는 지오이드를 기준으로 표시되지만, 이미지 지리 위치의 절대 정확도가 높지 않으므로 결과의 절대 정확도 또한 높지 않을 것입니다.
  • 사례 2. 표준 이미지 지리 위치 정보 및 GCP

 

GCP(지상 기준점)를 사용할 경우, Pix4D 소프트웨어는 이를 사용하여 프로젝트의 지리적 위치를 지정합니다. 따라서 GCP가 이미 직교 투영(지오이드) 높이로 제공된 경우, 이미지의 지리적 위치가 타원체를 기준으로 제공되더라도 결과 또한 직교 투영 높이로 제공됩니다.

일반적으로 GPS 장치를 사용하여 GCP(지상 기준점)를 측정하므로 측정된 높이는 타원형이 됩니다. 따라서 Pix4D로 가져오기 전에 정확한 지역 지오이드 모델을 사용하여 높이를 변환하는 것이 좋습니다. 일부 GPS 장치에는 지오이드 모델이 미리 탑재되어 있어 정사영(지오이드) 높이로의 변환이 자동으로 수행됩니다.

지역 지오이드 모델을 사용할 수 없는 경우, GCP를 Pix4D로 가져와서 상수 시프트 또는 전역 지오이드를 적용할 수 있습니다. 이 경우, 이러한 변환 과정 자체가 정확하지 않으므로 Z축 값의 정확도는 이전 경우와 유사할 것으로 예상됩니다.

  • 사례 3. 정밀 이미지 지리 위치 및 GCP

 

Pix4D로 이미지를 가져오기 전에 정확한 지역 지오이드 모델을 사용하여 이미지의 지리적 위치와 GCP의 높이를 변환하는 것이 좋습니다. 고정 높이와 전역 지오이드를 사용할 수도 있지만 정확도는 떨어집니다.
  • 사례 4. 정확한 이미지 지리 위치 정보 및 GCP 없음

 

기준점(GCP)이 없으므로 지오이드에 대한 결과를 얻는 유일한 방법은 정확한 지역 지오이드 모델을 사용하여 이미지의 지리적 위치 고도를 미리 변환하는 것입니다. 일정한 높이와 전역 지오이드를 사용할 수도 있지만 정확도는 떨어집니다.

 

 
지오이드에 대한 결과를 얻으려면 어떻게 해야 할까요?
직교 측정 높이 절대 정확도
1. 표준 이미지 지리 위치 정보 및 GCP 미사용

이미지 지리적 위치 정보를 변환하는 방법:

a) 일정한 시프트 또는

b) 전역 지오이드 모델 사용

이미지의 지리적 위치와 동일합니다(몇 미터)

2. 표준 이미지 지리 위치 및 GCP

GCP를 변환하는 방법:

a) 사전에 지역 지오이드 모델을 적용하는 것 또는

b) 일정한 시프트 또는

c) 전역 모델 사용

a) GCP 정확도와 동일 (일반적으로 2-3cm)

b) (*)

c) 2-3m

3. 정확한 이미지 지리 위치 및 GCP

GCP 및 이미지 지리적 위치 정보 변환(선택 사항):

a) 사전에 지역 지오이드 모델을 적용하는 것 또는

b) 일정한 시프트 또는

c) 전역 모델 사용

a) GCP 정확도와 동일 (일반적으로 2-3cm)

b) (*)

c) 2-3m

4. 정확한 이미지 지리 위치 정보 및 GCP(지상 기준점) 불필요

이미지 지리적 위치 정보를 변환하는 방법:

a) 사전에 지역 지오이드 모델을 적용하는 것 또는

b) 일정한 시프트 또는

c) 전역 모델 사용

a) 이미지 위치 정보 정확도와 동일 (일반적으로 2-10cm)

b) (*)

c) 2-3m

 

(*) 프로젝트 규모 및 위치에 따라 다릅니다

 

이 문서에서는 수직 좌표계를 다룹니다. 2D 좌표계 변환에 대한 다음 커뮤니티 게시물( 수평 격자 수정 및 변환) 도 읽어보시기 바랍니다 .

참고: 수직 좌표계 처리에는 PIX4Dmatic 필요한 포괄적인 도구를 제공합니다. 또한, 전역 지오이드와 지역 지오이드를 모두 지원하여 기준점(GCP) 없이도 타원체 높이와 정표고 간의 정확한 변환이 가능합니다. 자세한 내용은 " PIX4Dmatic 사용을 권장합니다. 은 수직 좌표 참조 시스템, 지오이드 및 지오이드 높이를 선택하고 관리하는 데 수직 좌표계 및 지오이드 사용 방법 - PIX4Dmatic. 참조하십시오