레이저 스캐닝 기법에 의한 도로편경사 추출

Abstract

국토가 좁고 산악지형이 많은 우리나라에서는 하나의 도로가 완성되기까지 계획에서부터 완공까지 많은 어려움이 따른다. 도로의 설계단계에서 도로선형은 도로의 서비스를 얼마만큼 만족시킬 수 있는지 또는 임의의 도로 지점에서 과연 안전한 주행이 가능한지를 우선적으로 고려해야한다. 지형 특성상 우리나라 도로는 평면선형에서 곡선부가 많이 설치되고 있는 상황이다. 따라서 곡선부에서는 자동차가 주행시 원심력을 받게 되어 주행 안전상 많은 위험을 가지고 있다. 이를 방지하기 위하여 노면에 편경사를 설치하여 횡단방향으로 안정된 주행을 유지할 수 있도록 설계해야 한다. 이렇게 설계된 사항은 주행차량의 안전과 밀접한 영향을 미치므로 정밀하게 시공되어야 한다. 그러나 도로설계단계에서는 매우 중요한 설계요소로 취급한 편경사를 시공후에는 검증하는 절차가 대부분 무시되는 경우가 많고, 사고율이 증가하면 도로기하구조에서 원인을 분석할 때 편경사를 고려하는 경우가 종종 발생한다. 그리고 도로준공검사시 편경사를 재래의 측량기법으로 정확히 시공 되었는지를 검토하기 위해서는 많은 시간과 경비가 소요된다. 종래에는 재래식측량, 사진측량, 원격탐사, GPS 측량 등을 이용하여 도로에 대한 3차원 위치정보 및 속성정보를 취득하였다. 그러나 최근에는 과학과 측량기술의 발전으로 건설 분야에 적용 가능한 레이저스캐닝기술이 개발 되었다. 이러한 레이저스캐닝 기술은 종래의 측량방식에 비하여 높은 위치정확도로 고밀도의 점군 자료의 취득이 가능함으로써 이를 도로에 적용할 경우 방대한 양의 자료 취득과 함께 보다 정확한 도로의 기하구조를 해석할 수 있게 되었다. 따라서 본 연구에서는 도로에 대해 레이저 스캐닝 기법을 이용하여 도로공간정보를 획득하고, 이를 통해 원곡선구간의 편경사를 추출하였다. 또한 취득된 스캐닝 자료를 Total Station으로 측정된 결과와 비교함으로써 도로에 대한 3차원 레이저 스캐너의 활용성을 높인 좋은 연구로 판단된다.

Because of the nature of the topographic characteristics, in Korea, there are many curve sections in horizontal alignment on road. Driving a car in curve section is very dangerous, because the car could be seriously affected by centrifugal force. To prevent this hazardous matter, superelevation must be installed on road surface for the stable driving of crossway direction. Superelevation must be precisely constructed, because they affect closely the safety of vehicle. In former days, the traditional methods such as conventional surveying, photogrammetry, remote sensing and GPS measurement were utilized to obtain 3-dimensional location and attribute information of the road. But, recently, laser scanning technique which applicable in construction fields was developed with the growth of science and survey technology. This laser scanning methods are enable to obtain high density of point-set data with high positional accuracies. Therefore, if this methods are applied on road, more precise road geometric structures would be analyzed with obtaining of large amount of data. In this study, therefore, the superelevation in circular curve section was extracted from obtained road space information using laser scanning technique. Besides, the obtained scanning data was compared with the result data which measured by Total Station method to prove the usefulness of 3-dimensional laser scanning technique on the field of road.