사진측량 입체모델 (Photogrammetric Stereo Model)
쉽게 풀면
같은 지역을 조금씩 다른 위치에서 찍은 두 장의 사진을 함께 보면, 사람의 두 눈이 만들어내는 입체감처럼 지형의 높낮이가 입체적으로 느껴집니다. 사진측량 입체모델은 이렇게 두 사진을 정확히 짝지어(표정 과정을 거쳐) 만들어낸, 실제로는 존재하지 않지만 컴퓨터나 광학 장비 안에서 3차원처럼 보고 측정할 수 있는 가상의 모형입니다. 예전에는 특수 안경이나 스테레오 관측 장비로, 요즘은 컴퓨터 화면에서 이 모델을 관찰합니다.
왜 중요한가
입체모델을 통해 지형의 높이나 건물의 입체 형상을 직접 관측하고 측정할 수 있어, 수치표고모델 제작이나 지형도 작성과 같은 사진측량의 핵심 산출물을 만드는 기초가 됩니다. 디지털 사진측량 워크스테이션에서는 좌우 영상을 번갈아 표시하고 셔터 안경으로 동기화하거나, 서로 다른 편광으로 동시에 표시하고 편광 안경으로 분리하는 방식으로 입체모델을 관측하며, 이를 통해 도화 작업자가 등고선이나 건물 윤곽을 3차원 좌표로 직접 채취할 수 있습니다. 입체모델을 통해 관측자는 두 눈으로 보는 것과 유사한 입체감을 느끼며 지형을 관찰할 수 있어, 수치표고모델 생성이나 도화 작업의 정확도를 좌우하는 핵심 단계로 취급됩니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
완성된 입체모델을 이용해 실제 지형 높이를 읽어냈다는 뜻입니다.
입체 모델을 보면서 건물 윤곽선을 손으로 그려 지도 데이터로 만들었다는 의미입니다.
조금 더 깊게 보면
입체모델은 상호표정으로 두 사진의 상대 위치를 맞추고, 절대표정으로 실제 좌표계에 배치함으로써 완성됩니다. 이 모델 위에서 동일 지점을 관측할 때 나타나는 시차(parallax)를 이용해 높이 정보를 계산할 수 있습니다. 최근에는 물리적인 입체모델 관측 대신, 밀집영상매칭(dense image matching) 알고리즘으로 컴퓨터가 자동으로 각 화소의 높이를 계산해 수치표면모델을 생성하는 방식이 널리 대체하고 있습니다. 입체모델은 중복 촬영된 두 사진의 상호표정과 절대표정을 거쳐 형성되는 가상의 3차원 지형 모형으로, 이를 통해 시차를 측정함으로써 지표의 표고를 도출할 수 있습니다.
주의할 점
입체모델의 품질은 표정 정확도와 두 사진 간 중첩률에 크게 좌우되며, 중첩 영역이 부족하거나 대응점이 적으면 모델이 왜곡될 수 있습니다.
입체모델에서 시차를 잘못 읽으면 실제와 다른 높이가 산출되므로, 관측 전 상호표정·절대표정의 잔차가 허용 범위 안에 있는지 반드시 확인해야 합니다. 밀집영상매칭도 여전히 그림자, 반사면, 텍스처가 부족한 영역에서는 오류가 발생하기 쉬워, 자동으로 생성된 표면모델을 사람이 검수하는 절차가 함께 필요합니다.