구글어스2009. 4. 6. 11:36
얼마전에 향후 포털 지도전쟁의 핵심, 중앙항업의 경사사진이라는 글에서, 중앙항업이 작년 말 도입하여 시험 촬영한 여의도 사진을 몇장 보여드린 적이 있었습니다. 사진과 함께 포토신스에 등록된 사진들도 보여드렸고요.

그러나, 이런 방법으로는 경사사진의 위력을 제대로 보여드린 것이라고 할 수 없습니다. 어떤 사진이든 실제 지형과 정확히 일치시켜서 지형과 비교하면서 볼 수 있어야 하기 때문입니다.

그래서, 오늘은 경사사진 몇장을 구글어스에 사진중첩(Photo Overlay) 방식으로 올려 보여드리겠습니다. 아래에서 사용한 사진들은 중앙항업에서 촬영한 사진을 샘플로 얻은 것입니다.

먼저, 아래는 작업 결과중에서 가장 지형과 잘 맞는 것 하나만 애니메이션으로 구성한 것입니다. 맨 처음 사진은 등록된 경사사진이고, 나머지는 투명도를 조금씩 높여서 배경과 비교할 수 있도록 만든 것입니다.

사용자 삽입 이미지

구글어스(Google Earth)에서 사진의 촬영 위치와 방향을 지정하여 등록하는 것을 사진중첩(Photo Overlay)라고 합니다. 일반적으로 사진중첩을 등록하는 방법은 제 예전 블로그의 글내 사진을 구글어스와 맞춰보는 법을 읽어보시기 바랍니다.

그런데, 항공사진들은 이렇게 대충대충 등록할 필요가 없습니다. 사진을 촬영하고, 후속으로 계산하는 과정에서 사진의 촬영지점과 촬영방향(이를 외부표정요소라고 합니다)이 정확히 결정되기 때문입니다.

즉, 이 외부표정요소를 구글어스에 등록하기만 하면, 간단하게 구글어스에 등록할 수 있습니다. 그런데... 먼저 대충 한장을 실험해 봤는데, 외부표정요소가 일반적으로 사진측량에서 사용하는 값과 너무 달라서 영 엉뚱한 곳으로 등록이 되는 것이었습니다. 두가지 시스템에서 촬영위치는 동일하게 정의하고 있지만, 각도부분은 다르게 정의하기 때문이었습니다.

그래서 일단, 사진의 위치(X,Y,Z) 값만 넣어서 등록을 해 보았습니다. 아래가 그 결과인데, 대략적으로 5장의 사진의 위치가 잘 자리잡고 있음을 알 수 있습니다.

사용자 삽입 이미지

Azimuth 값의 전환

일반적으로 사진측량에서는 Azimuth(방위각)를 북쪽을 기준으로 시계방향으로 회전한 값을 사용합니다. 그런데, 픽토메트리 사진에 나온 Azimuth 값은 동쪽을 기준으로 하고 있네요. 그리고 구글어스(Google Earth)에서 사용하는 값은 남쪽을 기준으로 시계방향으로 회전한 값이고요. 그래서... 픽토메트리 사진의 Azimuth값에 90도를 빼면 구글어스용 Azimuth 값이 됩니다.

아래가 이 값으로 설정한 모습입니다. 대략적이지만, 그래도 방향이 비슷하게 되었다는 것을 아실 수 있을 겁니다.

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Roll 값의 전환

일반적으로 사진측량에서 Roll 값이란 아래 그림처럼 비행방향을 기준으로 좌우로 흔들리는 정도를 말합니다.

사용자 삽입 이미지

그런데, 픽토메트리에 있는 Roll 값은 앞뒤로 기울인 값으로 기록되어 있습니다. 비행기가 수평방향이라면 0도, 세워질 수록 높은 값입니다. 그런데, 구글어스에서는 이것을 기울기조절이란 용어를 사용하고 있으며, 똑같은 양입니다. 즉, 픽토메트리의 Roll 값을 구글어스 사진중첩에서는 기울기조절 값에 넣어주면 됩니다. (단, 음수는 받아들이지 않네요... ㅠㅠ)

Pitch값 전환

Pictch 값도 비슷합니다. 픽토메트리의 Pictch 값을 구글어스 사진중첩에는 Roll로 입력하면 됩니다.

아래는 이와 같은 과정을 거쳐 등록한 사진의 모습입니다. 크기는 맞지 않지만, 대략적인 방향은 일치하는 것을 알 수 있습니다.

사용자 삽입 이미지

대충 여기까지만 되면 등록은 끝난 것이나 다름없습니다. 나머지는 위 사진에서 보는 것처럼 경사사진의 스케일이 지상과 맞지 않는 것인데, 원래 사진측량이라면 초점거리(Focal Length)로 조정해야 하지만, 구글어스(Google Earth)에서는 "시야" 즉 보이는 범위로 조정하도록 되어 있습니다. 그냥 위성사진에 나타난 길이와 경사사진에 나타난 길이를 비례식으로 구했습니다.


아래가 이러한 과정을 마친 후, 사진중첩(Photo Overlay)로 등록한 모습입니다. 북동쪽 방향에서 촬영한 사진으로 그나마 가장 잘 맞는 것을 골랐습니다.

사용자 삽입 이미지

이러한 방식으로 총 5장의 사진, 4장의 경사사진과 1장의 정사사진을 모두 등록시켰습니다. 이 사진들을 직접 구글어스에서 보시려면 아래에 있는 KML을 실행시켜보시면 됩니다. 구글어스가 없다면 여기에서 다운로드 받으시고, 구글어스가 뭔지도 모르시겠다면 구글어스 왕초보 가이드를 읽어보시기 바랍니다. 참고로, 이 KML에 들어 있는 사진은 40%정도로 축소하고 많이 압축된 상태입니다.

이렇게 등록한 사진들을 보시면, 약간씩 위치가 어긋나 있습니다. 이 원인은 당연히 픽토메트리(Pictometry)사진의 촬영지점 및 촬영자세(외부표정요소)가 정확하지 않기 때문입니다. 그런데, 이것은 지상기준점을 사용해서 엄밀한 조정이 완료된 것이 아니라, 비행기에서 처음 취득한 정보를 그대로 사용했기때문에 발생하는 것 뿐입니다. 엄밀한 조정이 완료되면 아주 정확하게 맞아들어가게 될텐데, 나중에 기회가 닿으면 다시 올리도록 하겠습니다.

민, 푸른하늘

Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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  1. hyojin

    어렵네요...ㅋㅋㅋ
    버추얼어스랑 구글이랑 합쳐지면 좋겠다고 생각했는데
    그건 불가능 하겠죠?

    2009.04.07 19:06 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]

공간정보2008. 11. 17. 08:33
Blom이란 회사는 못들어보신 분이 많을 겁니다. 현재 파란에서 서비스하고 있는 "항공사진 Wings"와 유사한 항공경사사진을 제작하는 회사입니다.

우리나라에서는 잘 알려지지 않았지만, 마이크로소프트의 3차원 지도서비스인 버추얼어스(Virtual Earth)에 경사사진인 "Bird's Eye View" 영상을 공급하는 유럽회사죠. 미국에서는 Pictometry라는 회사가 비슷한 사진을 공급하고 있고요.

이 회사에서 얼마전, BlomURBEX(Blom Urban Explorer)라는 SDK를 공개하였습니다. (via SharpGIS) 이 SDK를 이용하면 유럽의 1,000여개 도시에 대한 고해상도 정사사진과 경사사진, 그리고 도로지도까지 사용할 수 있다고 합니다. 특히 이 경사사진은 연속사진 즉 끊기지 않고 이어진 사진이라는 점에서 독특하고 정말 멋집니다.

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왜 독특하고, 멋지다고 하는지를 설명드리기 위해, 약간 지루하더라도 배경 설명을 드리겠습니다. 아래는 구글맵에서 영국 런던의 타워브릿지를 찾아본 모습입니다. 직접 보시려면 여기를 눌러보시면 됩니다. 아래와 같은 사진은 정사항공사진이라고 합니다. 하늘에서 수직 아래 방향으로 찍은 사진을 처리한 것입니다.

구글맵의 타워브릿지

물론 이런 사진도 매우 유용합니다. 특히, 지도와 위치가 일치하기 때문에 도로지도와 겹쳐볼 때 매우 유용하고, 실제 지도를 제작할 때도 이런 사진을 사용하기도 합니다.

그러나, 이런 정사항공사진의 단점은 지형지물의 형상을 제대로 표현하지 못한다는 점입니다. 위의 사진으로는 타워브릿지가 어떻게 생겼는지 알기가 힘들죠. 하지만, 아래 사진을 보시기 바랍니다. 어떻게 생겼는지 금방 와닿죠? 직접 보시려면 여기를 눌러보시면 됩니다.

버추얼어스 버드아이뷰로 본 런던 타워브릿지

이렇게 항공사진을 수직방향으로 찍지 않고 경사방향으로 찍은 경사사진은 지형지물을 쉽게 파악할 수 있어서 일반인들에게는 위와 같은 정사항공사진보다 훨씬 쉽게 다가갈 수 있습니다. 게다가 버드아이뷰(Bird's Eye View) 사진은 동서남북 네 방향에서 촬영하였기 때문에, 가려진 부분도 쉽게 파악할 수 있는 장점이 있습니다.

하지만, 이런 경사사진에도 단점이 존재합니다. 사진을 경사지게 찍음으로써, 연속사진, 즉, 여러장의 사진을 합쳐서 하나의 큰 사진으로 만들기가 힘들다는 것입니다. 그 이유는 제가 쓴 버추얼어스 버드아이뷰 영상의 원리를 읽어보시면 자세하게 설명되어 있습니다.

그 결과, 경사사진을 동서남북 방향에서 바라보게 되면, 아래와 같이 검은 부분이 생기게 됩니다. 연속사진을 못만들어서 바로 옆의 사진과 한꺼번에 볼 수 없다는 것입니다.

버추얼어스 버드아이뷰로 본 런던 타워브릿지

파란의 "항공사진 Wings"를 제작한 지오피스는 이런 문제를 수작업으로 해결했습니다. 즉, 원칙적으로 연결하기 힘든 사진들을 수작업으로 (포토샵 등을 이용해) 강제 편집하여 커다란 한장의 연속사진으로 만든 것입니다. (지오피스의 항공사진에 대한 상세한 내용은 서비스가 시작될 당시 써둔 "파란 지오피스 항공사진?? 짜집기!"를 보시면 됩니다.)

먼저, 아래는 서울시청부근을 캡처한 것입니다. 사실, 이건 얼마전 3D 전자지도를 서비스한 우리사이 사이트에서 캡처한 것입니다. 현재 파란 항공사진Wings에서는 해상도가 낮은 사진만 제공하고, 지오피스 사이트에서는 캡처방지를 해놓았는데, 우리사이에서는 그대로 캡처가 되네요. 어쨌든... 건물이 약간씩 기울어져 있기는 해도, 이 정도면 쓸만해 보입니다.

파란 항공사진 Wings 서울시청

그런데, 제가 살고 있는 신림동을 보시면, 건물이 좌측 우측으로 누워있는 것을 보실 수 있습니다. 여기는 아무래도 중요한 지역이 아니다 보니 편집에 신경을 덜썼겠죠.

파란 항공사진 Wings

게다가... 경사사진으로서의 지오피스 항공사진?은 치명적인 단점이 있습니다. 마이크로소프트의 버드아이뷰 사진과는 달리 남쪽에서 북쪽방향으로 촬영된 사진만 있다는 것입니다. 예를 들면, 위에서 보여드린 서울시청 인근 사진을 북쪽에서 바라본다면 아래와 같이 보입니다. 어떠세요? 오히려 정사사진이 훨씬 낫겠다 싶으실 겁니다.

파란 항공사진 Wings 서울시청

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배경설명 읽으시느라 정말 수고가 많으셨습니다. 이제 본격적으로 Blom사에서 발표한 BlomURBEX(Blom Urban Explorer)라는 SDK에 대해 설명드려야 겠네요.

그런데, 사실 아직까지 이 녀석의 실체는 잘 모르겠습니다. 어떤 API를 지원하는지가 어딘가에 써 있을 것 같기는 한데, 찾지도 못하겠습니다. 다만, 정사사진이나 경사사진은 모두 자체 서버에 저장해 두고, SDK를 이용하여 이 사진들을 불러올 수 있다고 합니다.

이런 게 있다면 당연히 홈페이지에 이를 이용해 사이트 하나정도 만들어 두는 게 당연할텐데, 그런 것도 없습니다.

대신, 이 SDK를 이용해 아이폰(iPhone)용 무료 어플리케이션 Demyko란 게 있습니다. <- 사실 이것때문에 아이팟터치(iPod Touch)를 구할 생각을 했습니다. 이 SDK는 유럽의 1,000여개 도시에 대한 고해상도 정사사진과 경사사진, 그리고 도로지도까지 사용할 수 있다고 하며, 연속사진 즉 끊기지 않고 이어진 사진이라고 하니 직접 살펴보지 않을 수가 없었거든요.

일단 이 아이폰용 어플리케이션을 설치하는 방법은 엊그제 올린 아이폰용 구글어스에 관한 글과 동일하니 여기에서는 쓰지 않겠습니다.

아래는 이 녀석을 검색했을 때의 정보와 화면을 캡처한 것입니다.

Demyko - 유럽 대도시 경사항공사진
Demyko - 유럽 대도시 경사항공사진

우측 그림의 좌측 위에 있는 아이콘은 북마크로서 아래 왼쪽 그림처럼 여러 도시 이름들이 들어 있습니다. 베를린/마드리드/바르셀로나 등 알만한 도시들이 꽤 있습니다.

좌측 아래에는 아이폰용 구글어스와 마찬가지로 내위치(My Location)기능이 있는데, 어차피 우리나라엔 사진이 없어서 아래 오른쪽에 있는 것처럼 에러메시지만 나옵니다.

Demyko - 유럽 대도시 경사항공사진
Demyko - 유럽 대도시 경사항공사진

이밖에 오른쪽 위에는 검색 아이콘이 있는데, 뭘 넣어도 검색을 못하고, 오른쪽 아래에 있는 아이콘은 설정메뉴처럼 생겼는데 작동을 하지 않습니다. <- 제가 잘못사용해서 일 수도 있습니다. 하여튼... 현재까지의 감상으로는 어플리케이션 자체로는 아주 초보적이고, 별로 쓸만하지 않다 싶습니다.

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그러나, Demyko에서 제공해 주는 사진은 아주 훌륭합니다. 화면 가운데 아래를 보면 O/N/S/W/E가 있는데, 어떤 한 지점에서 각각 수직사진/북쪽/남쪽/서쪽/동쪽에서 촬영한 사진을 보여줍니다. 아래는 서쪽(West)에서 런던타워를 순서대로 바라본 모습입니다.

참고로, 실제 아이팟터치(iPod Touch)에서 Demyko를 띄워보면, 이것보다 해상도가 더 높은 사진까지 볼 수 있습니다. 대략 10-15cm 정도.... 차량이 선명하게 보이고, 사람들도 셀 수 있는 정도입니다.

사용자 삽입 이미지사용자 삽입 이미지사용자 삽입 이미지
사용자 삽입 이미지사용자 삽입 이미지사용자 삽입 이미지

아래는 제가 몇시간 삽질한 끝에 위에 있는 들어 있는 사진들을 포토샵으로 쌩 노가다로 이어붙여 본 런던 타워브릿지(Tower Bridge)의 모습입니다.

Demyko - 타워브릿지 경사항공사진

중간 중간 사진이 어긋나 있는 것이 보이시죠? 이건 제가 편집을 잘못한 것이 아니라, 원래 사진이 이렇게 생긴 것입니다. 즉, 경사사진을 완전 자동으로 한장의 사진으로 연결하는 과정에서 색깔도 약간 차이가 나고, 형태도 약간 이그러져 있습니다.

그래도 저는 정말 대단하다고 생각합니다. 마이크로소프트의 버드아이뷰(Bird's Eye View)에서 해결하지 못한 것을, 지오피스처럼 막노동을 하지 않고 자동으로 생성된 결과가 이정도면 훌륭하다는 것이죠. 물론 좀더 깨끗했으면 좋았을 걸... 하는 아쉬움이 들기는 합니다.

마지막으로 유튜브에서 Demyko iPhone Application에 대한 영상을 찾아 올립니다. 다만, 이 동영상을 보시면 제가 캡처한 것과 약간 다르고요... 중간에 위치 검색이 나오는데, 현재 제 아이팟터치(iPod Touch)에서는 검색이 안된다는 것... 참고하고 보시기 바랍니다.


민, 푸른하늘

Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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  1. kc

    신문보니까..저거 촬영할 수 있는 장비를 중앙항업에서 도입한다는데..아마 내년중이면 국내도 서비스가 되지 않을까 싶군요..여기는 전자신문입니다..

    http://www.etnews.co.kr/news/detail.html?id=200811280062

    2008.12.01 09:10 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]