| 연구개발개요 |
○ 국내 하천관리는 크게 자연적, 정책적, 사회적 측면을 고려한 관리계획이 수립되어 적절한 범위 및 대상, 주체 및 조직 등을 설정하여 체계를 마련하고 있음○ 하천은 국가하천, 지방1급 하천, 지방2급 하천의 3등급으로 구분하여 등급별로 하천의 시？종점을 일괄적으로 계획？정비하고 있으며 행정구역별로 지자체에서 관리하고 있음○ 하지만 하천과 관련된 조사 및 관측체계는 생공용수, 농업용수, 지하수, 수질, 수량별 구분에 따라 국토교통부, 환경부, K-Water, 기상청 등으로 다원화되었으며, 이러한 체계로 인하여 수리수문자료의 조사 관측에 있어 일관성이나 통일성이 미흡하고 자료 관리의 효율성이 낮은 수준이라 평가되고 있음○ 21세기형 무인비행체는 정찰, 감시 등 국방 목적의 고전적 활용영역을 넘어 정글이나 오지, 화산지역, 재해지역, 원자력사고 등 인간이 접근할 수 없는 영역은 물론 방송, 교통정보, 물류 등 그 활용영역이 사회 전 분야로 급속히 확대 중임○ 우리나라 하천의 생태적 특성을 고려한 “하천 건전성 확보”라는 분야의 최종목표 달성을 위해서는 기존의 고전적 하천관리 체계와 더불어 시·공간적 제한을 뛰어넘는 새로운 개념의 하천환경 관리체계가 필요함○ 따라서, 무인비행체를 이용한 수계관리라는 본 연구를 통해 2040 국토교통 미래기술 예측조사 7대 메가트렌드 중 Ecological 영역의 “에너지·자원 부족” 중 물·식량 부족의 심화에 대비한 “수자원의 국제적 가치 상승”이라는 미래사회 기술적 수요에 대응할 필요성이 있음○ 하천의 생태적 특성과 체계적인 종합적 수계관리를 위해서는 IT+BT+ET+NT+CT 기술기반 첨단융합기법을 적용하여야 하며, 이는 공간정보 분석 및 평가를 통해 구현될 수 있음○ 무인비행체를 이용한 하천 및 유역관리는 지역적, 항공운영의 기술적, 안전성 등의 제약조건이 거의 없어, 미래유망기술로서 시장선점을 위한 핵심기술로서의 가치가 있음○ 공간정보 활용을 통한 수계관리 기술은 수계, 산림, 도심지역, 재해, 재난, 사고대응 등의 연계적 측면에 있어서 적용 및 활용성이 매우 높은 기술 분야임. 아울러 전자, 제어, 통신 등의 학문분야 발전을 통해 신성장 사업을 창출할 수 있고, 융합적 일자리 확보가 가능할 것으로 보임
|
| 최종목표 |
UAV(Unmanned Aerial Vehicle)를 이용하여 국토이용 중 수계관리를 위한 IT+BT+ET+NT+CT 기반 첨단융합기술 개발과 국내 수계관리 최적의 Data Processing & Vision System 기법을 개발하여 수량(하천저장능력), 녹조경보, 탁도, 하천변 유역변화 등의 수자원 통합관리 시스템을 구축하고, 모니터링 시스템의 개발 및 상용화를 목표로 함- 국토지리 수자원 변동의 국지적, 실시간 감시 및 관리 자동화 시스템의 구축 - 원격탐사센서 및 처리기술의 확보로 다양한 관련사업의 활성화 및 경쟁력 제고 - 저비용의 효율적 정보공간 및 수계관리 기법 제공 - 국토 이용 및 수자원 관리의 선진화
|
| 연구내용 및 범위 |
○ UAV Data Processing & Vision System 기법 개발○ 현장 적용 가능한 수계지표 Level에 따른 수량예측 모델, 파장 검출 기법을 통한 녹조발생 감지, 이동형 센서 및 Data Transmission을 이용한 탁도 분석, 3D Feature Extraction 기법을 적용한 하천변 유역변화 Database 구축○ 상수원보호구역인 경안천을 대상으로 실제 관측 및 Data Processing을 통한 현장실험 검증, 특허출원, 상용화○ UAV 비행제어 보드, 카메라, 센서, GPS, AHRS, S/W architecture 연구개발○ UAV 시제품 제작 및 모의 비행 환경 구축 (H/W in-the-loop simulation) ○ UAV 제어용 통합형 GCS(Ground Control System) 구축- 환경감시 자료(녹조, 수량, 탁도, 수온, 유역변화)와 영상자료 통합수집시스템 개발○ 자동항법 모드 및 원격조정 모드 항법 S/W개발○ 본 연구개발의 기술성숙도는 시스템유형으로 6단계에 해당됨○ 유사환경 기술개발단계를 거쳐, 연구가 종료된 후에는 실제 현장에서 개발된 기술이 구현 될 수 있도록 발전된 형태를 갖출 수 있음- 본 연구에서 개발될 연구 성과물 중 현장적용 소프트웨어는 UAV Data Acquisition, Ortho Rectification, 3D Video Production, 2D/3D Feature Extraction, DEM/DTM/DSM Creation and Editing, UAV Photogrammetry Mapping의 6가지로 구성되어 있고, 통합형 시스템 개발로는 국내 최초임 - 무인비행체를 이용한 수질에 대한 측정자료 수집 및 분석, 제어 등의 관리는 실제 환경에 적용하여 운용이 가능할 수 있는 최적의 요소를 탑재하는 것이 필요하며, 본 연구에서는 이를 위한 통합형 GCS(Ground Control System)를 구축하여 비행 상황 실시간 모니터링 및 관제 시스템, 자동 항법 미션 모드 및 응급 시 원격 조종 항법 모드, 관제 및 자료 수집을 위한 무선 통신 Protocol(WIFI/Bluetooth, LTE 등 기반), 환경감시자료(녹조, 수량, 탁도, 수온, 유역변화)와 영상자료 통합수집시스템, 개발 환경 구축을 위한 HILS(H/W In-the-loop Simulation 환경 구축)를 통합형 시스템으로 구축함 - 수계측정 자료의 결과 중 인과관계를 도출해낼 수 있는 온도(수온), 녹조, 일사량 등에 대해서는 통계적 분석을 통한 과학적인 접근이 필요함 - 본 연구에서는 무인비행체를 이용한 수계 지표자료 측정과 과학적인 분석기법 통해 수계관리에 대한 차별화전략을 수립하여 공간정보의 활용성을 극대화 시켜 다양한 수요자와 연계할 수 있는 가능성을 높임 - 본 연구진은 무인항공기를 이용한 수계관리의 성공적인 연구를 수행하기 위한 자연과학+공학적 이론과 경험이 풍부함. 수계 관리 분야에서는 수년간 수계의 오염물질, 생물학적 반응기작, 생태학적 위해성분야에서 많은 연구와 논문 등을 발표하였고, 무인비행체의 운영 및 통합 GCS 시스템에 관해서는 한국항공우주연구원 및 국방과학연구소와의 공동연구 등을 통해 많은 노하우와 기술이 축적되어 있음- 본 연구진은 무인비행체의 수계 영상자료를 대상으로 한 특수 Data Processing 기술 역량을 보유하고 있으며, 실시간 모니터링용 S/W 구축 및 개발이 가능함- 본 연구진은 고정밀도/고해상도 데이터 수집 및 처리/관리/제어 기술을 통해 제안기술의 상용화 및 시장 진입의 가능성을 높을 수 있을 것으로 사료됨
|
이 누리집은 대한민국 공식 전자정부 누리집입니다.
