[자랑스런 출연연]③드론과 3D프린트가 바꾼 지질조사 풍경

한국지질자원연구원, 드론·3D프린터로 독도 모습 재현
암반균열 상태·풍화 정도 등 지질 공간정보 구축 완료
드론데이터플랫폼 통해 현황관리·모니터링 등 작업도

독도 3D프린팅.

기술의 발전은 하늘에 드론을 띄워 땅속을 연구하고 수집한 데이터를 기반으로 섬의 지형을 고스란히 복원해내는 수준에 이르렀다. 이제는 최첨단 기술로 3차원 공간 안에 우리 땅의 모습을 출력해낸다. 드론과 3D 프린트 기술은 첨단과학 분야뿐만이 아니라 기본이라고 할 수 있는 지질자원연구 현장의 풍경도 새롭게 바꾸고 있다.

한국지질자원연구원은 드론(무인기)과 3차원(3D) 프린팅 기술 등을 이용해 독도를 실제와 같은 VR(가상현실)로 재현했다. 이를 통해 독도의 암반균열 상태·풍화 정도·토층 침식 등 지표·지형·지질 공간정보 구축을 완료했다.

지질자원연구원은 3D 기반의 결과 도시, 드론정밀지형모델을 이용한 3D 해석 기능이 포함된 드론데이터플랫폼을 구축했다. 현장 현황관리는 물론이고 지형 모니터링과 절리면 분석·사면안정해석·배수해석(지표수 모델링) 등 보다 고차원적인 작업이 가능하다. 이 드론데이터플랫폼은 지질자원연이 구축하고 있는 3D지질모델링 플랫폼과 VR·AR 플랫폼과도 연동된다.

가상공간에서 현장지형모델에 대한 관찰은 기본이며 360°사진·동영상 보기와 다양한 측정(거리·면적·부피·주향·경사)이 가능한 'KIGAM Earth VR 플랫폼'을 개발, 서비스 중이다. 현장 방문에 앞서 드론 3D 매핑을 통해 해당 현장의 정밀 지형모델을 구축하고 이 모델을 활용해 VR 공간에서 실제 현장에 와 있는 것 같은 환경에서 현장 답사, 지질조사 등을 수행할 수 있다.

지질조사와 자원탐사를 위한 드론 활용은 대상 현장에 대한 항공사진, 동영상 자료 취득 외에도 다양한 드론 서비스로 확대할 수 있다. 지표지형지질 공간정보는 인공위성·항공기·지상조사 등을 통해 획득해 왔으나 드론기술의 발전으로 인해 이들의 영역을 점점 대체하고 있으며 보다 정확하고 정밀한 자료 제공이 가능해졌다.

지질자원 분야 드론 지형 매핑에서 이슈가 되는 사항은 현장측량을 대체할 수 있는 수준의 좌표 정확도와 정밀도를 가지는 자료의 생산이다. 또 라이다(LiDAR)·열화상(Thermal)·다중분광(Multi-spectral)·초분광(Hyper-spectral) 센서 등 원격탐사 자료를 중첩해 보다 고차원적인 현장의 지표 정보를 생성한다. 여기에 GPR·자력·방사능·전자탐사 등의 물리탐사 드론으로 지중 정보를 획득해 드론 데이터의 활용도를 넓히고 서비스의 부가가치를 높여줄 수 있다.

드론 지형 매핑을 위해서는 이에 적합한 고품질의 사진들을 촬영하는 것이 요구된다. 드론 기체·비행 방법·카메라·짐벌의 성능과 사진촬영 방식 등 여기에 영향을 끼치는 다양한 요소가 있다. 과거에는 이러한 기술을 조합하고 적용하는 데 많은 어려움이 있었으나 짐벌일체형 카메라 드론의 출시와 자동비행, 촬영에 필요한 프로그램이 다수 공급돼 비교적 손쉽게 양질의 자료 취득이 가능하다. 이후 포토모델링 프로그램을 통해 정밀지형모델로 만들어지며 이 과정에서 정사영상(Orthomosaic)·수치표고모델(Digital surface model)·3차원 정밀지형모델(3D precise terrain model) 등이 기본적으로 생성된다.

김복철 한국지질자원연구원장은 "ICT와의 융합을 통한 3D 지질모델링의 지속적인 연구로 국민이 안심하는 안전한 대한민국의 목표를 실현하기 위해 최선을 다하겠다"고 말했다. 임효인 기자