상호표정 (Relative Orientation (Photogrammetry))

한 줄 정의: 두 장의 중첩된 사진 사이의 상대적인 위치와 자세 관계를 계산하여, 입체모델을 구성할 수 있도록 두 사진을 서로 정확히 짝짓는 사진측량 처리 과정입니다.

쉽게 풀면

사람이 두 눈으로 사물을 보면 입체감을 느끼는 것처럼, 사진측량에서도 겹치는 두 장의 사진으로 입체모델을 만듭니다. 하지만 이를 위해서는 두 사진이 촬영될 당시 서로 어떤 위치와 각도 차이를 두고 찍혔는지부터 알아야 합니다. 상호표정은 바로 이 두 사진 간의 상대적인 위치·자세 관계를 계산하는 단계입니다. 절대적인 지구 좌표를 아직 모르더라도, 두 사진끼리의 관계만 먼저 맞추는 작업이라고 이해하면 됩니다.

왜 중요한가

상호표정이 정확히 이루어져야 두 사진으로부터 올바른 입체모델을 만들 수 있고, 이후 절대표정을 거쳐 실제 지도 좌표계로 옮길 수 있습니다. 아날로그 시대부터 이어져 온 스테레오 사진측량의 기본 절차로서 지도학 교육과 연구에서 핵심적으로 다뤄집니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"두 영상 간 대응점을 이용하여 상호표정을 수행한 후 입체모델을 형성하였다."

두 사진의 상대적 위치 관계를 계산해 입체로 볼 수 있는 모델을 만들었다는 뜻입니다.

"상호표정 결과의 잔차를 분석하여 대응점의 품질을 평가하였다."

계산 후 남은 오차를 살펴봄으로써 대응점을 얼마나 잘 골랐는지 점검했다는 의미입니다.

조금 더 깊게 보면

상호표정은 두 사진에서 공통으로 관측되는 여러 대응점을 이용해 공면조건(coplanarity condition) 등을 만족하도록 두 카메라의 상대 위치·자세 매개변수를 계산하는 방식으로 이루어집니다. 이 결과로 만들어진 입체모델은 아직 임의의 축척과 방향을 가지므로, 이후 절대표정을 통해 실제 지도 좌표계로 변환됩니다.

주의할 점

상호표정만으로는 실제 지구상의 절대 위치나 축척을 알 수 없으며, 반드시 절대표정 단계를 거쳐야 완전한 지도 좌표를 얻을 수 있습니다.