개념 한 쪽
항공사진과 원격탐측은 지형을 비접촉으로 관측하는 핵심 기법이다. 항공사진에서 사진상의 길이와 실제 길이는 화면거리(초점거리)와 촬영고도의 비로 주어지는 축적을 이용해 상호 변환하고, 고저차에 의한 위치변위는 기복변위로 설명한다. 원격탐측은 전자기스펙트럼을 센서로 관측해 정보를 얻는 포괄적 기술이다.
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출제기준 단원 「등고선의 일반개요」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 축적 계산 및 사진상 길이 구하기 | 1 | 초점거리와 촬영고도에서 사진 축적을 계산하고 사진상 길이를 구하는 절차를 묻는다 |
| 투영 원리 구별 | 1 | 항공사진의 형성 원리가 중심투영임을 판별하는 지식 여부를 묻는다 |
| 축적 적용 사례 계산 | 1 | 주어진 f, H로 축적을 구해 실제 길이를 사진상 길이로 환산하는 계산 능력을 묻는다 |
항공사진의 축적(또는 축척)은 카메라의 화면거리(초점거리 f)와 비행고도(촬영고도 H)의 비로 정의한다. 단위를 통일한 뒤 S = f / H를 적용하면 사진상 길이와 지상 길이의 비를 얻을 수 있다. 사진상 길이는 지상 길이에 축적을 곱해 구하거나, 분수식으로 표현하면 1:S 형태로 읽을 수 있다.
항공사진은 중심투영의 원리에 의해 형성된다. 지상의 한 점에서 나오는 빛이 카메라의 광학 중심을 지나 필름면 또는 센서면에 상을 맺기 때문에 원근과 왜곡이 발생할 수 있다. 이 점에서 정사투영으로 제작되는 지형도와 구별되며, 항공사진에서 고저차에 따라 상의 위치가 달라지는 현상이 나타난다.
고저차로 인한 사진상의 위치 어긋남을 기복변위라 한다. 이 변위는 등각점(항공사진의 중심점)을 기준으로 방사상 방향으로 발생하며, 촬영고도 H에 반비례하고 초점거리 f에 비례하는 경향을 가진다. 따라서 등각점을 원점으로 하는 방사상 변위를 떠올리면 상하좌우 모든 방향으로 변위가 발생함을 이해할 수 있다.
원격탐측(Remote Sensing)은 센서를 이용해 지표에서 반사되거나 방사된 전자기스펙트럼을 관측하고 이를 분석해 정보를 얻는 비접촉식 관측 방법이다. 레이더와 같은 능동형 기법이나 항공사진 등은 원격탐측의 일부에 해당하므로, 정의 문제에서는 '전자기스펙트럼 관측'과 '센서에 의한 비접촉 정보추출'이라는 두 요소를 포함하는 서술을 선택해야 한다.
대표 계산 예: 촬영고도 H=3000m, 화면거리(초점거리) f=151mm(=0.151m), 지상 길이 L=50m인 경우 축적 S = f / H = 0.151 / 3000 ≈ 1/19868이다. 사진상 길이는 L × S = 50 × (0.151/3000) ≈ 0.00251m = 2.51mm로 계산된다. 단위 변환 시 mm와 m를 혼동하지 않도록 주의한다.
또 다른 예: H=2000m, f=152.7mm(=0.1527m), L=50m인 경우 S = 0.1527 / 2000 ≈ 1/13098이고, 사진상 길이는 50 × S ≈ 0.003817m = 3.817mm로 계산된다. 오답은 주로 단위 변환 오류나 축적을 역수로 적용한 계산 실수에서 유래한다.
촬영고도 3000m인 비행기에서 화면거리 151mm인 카메라로 촬영한 수직항공사진에서 길이가 50m인 교량의 사진상에 나타나는 길이는?
정답 ④ · 항공사진 측량에서 사진 축적(m)은 실제 거리(H)와 초점 거리(f)의 비율, 즉 m = H / f로 구합니다. H는 3000m, f는 151mm(0.151m)이므로 축적 m = 3000 / 0.151 ≈ 19867.5입니다.
수직항공사진의 축적은 촬영고도(H)를 초점거리(f)로 나눈 값이며, 사진상 길이는 실제 길이를 이 축적으로 나누어 계산한다.
항공사진은 다음 어떤 원리에 의한 지형지물의 상인가?
정답 ④ · 일반적인 지형도(평면도)가 수직선을 이용하여 지표면을 수평면에 정사투영(Orthographic Projection)하는 방식인 반면, 항공사진은 지상의 각 지점이 카메라 렌즈의 중심을 지나 필름면에 투영되는 원리인 중심투영(Central Projection)에 의해 형성됩니다. 이로 인해 항공사진은 고저차에 따라 상의 위치가 변하는 등의 특성을 가집니다.
항공사진은 카메라 렌즈 중심을 지나 투영되는 중심투영 원리에 의해 형성된다.
지상고도 2000m의 비행기 위에서 초점거리 152.7㎜의 사진기로 촬영한 수직항공 사진에서 길이 50m인 교량의 사진상의 길이는?
정답 ② · 수직항공사진에서 지상의 길이와 사진 상의 길이 비율은 축척과 동일합니다. 사진축척(S)은 초점거리(f)를 촬영고도(H)로 나눈 값이므로 S = 152.7mm / 2000m = 0.1527m / 2000m = 1 / 13098 입니다.
수직항공사진의 축척은 초점거리÷촬영고도이므로, 지상 길이×축척으로 사진상 길이를 계산한다.
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