홍라이프 계산기GSD(지상 표본 거리) 계산기 쉽게 이해하기 — 개념과 원리
지상 표본 거리(GSD)는 사진의 픽셀 하나가 땅에서 얼마만큼을 덮는지, 보통 픽셀당 센티미터로 나타낸 값입니다. 드론 측량이나 항공사진이 얼마나 세밀한지를 결정합니다. 이 계산기는 센서 폭, 초점거리, 이미지 폭, 비행 높이로 GSD를 구하고, 사진 한 장이 덮는 지면 크기와 면적, 목표 GSD에 필요한 높이도 계산합니다.
계산 방법
픽셀 크기 p = 센서 폭 ÷ 이미지 폭(px)
GSD = p × H ÷ f
지면 범위 = GSD × 이미지 폭, GSD × 이미지 높이
면적(ha) = 가로 × 세로 ÷ 10,000
목표 GSD 높이: H = GSD × f ÷ p
- 센서 폭과 초점거리는 mm, 높이 H는 m이며, 35mm 환산이 아닌 실제 초점거리를 씁니다.
원리
바로 아래를 보는 카메라의 축척은 바늘구멍 사진기처럼 초점거리를 지면 높이로 나눈 값입니다. 닮은 삼각형으로 센서의 픽셀 하나와 그것이 보는 땅 조각을 연결하면, 땅 조각 크기는 픽셀 크기 × H ÷ f입니다. 두 배 높이 날면 GSD가 두 배가 되어 덜 세밀하지만 사진 한 장이 네 배 넓이를 덮습니다. 초점거리가 길거나 픽셀이 작은 센서는 같은 높이에서 더 세밀한 GSD를 줍니다.
예제 풀이
기본값인 센서 폭 13.2mm, 초점거리 8.8mm, 이미지 5,472 × 3,648px, 높이 100m, 목표 GSD 2cm로 계산합니다.
- 픽셀 크기 = 13.2 ÷ 5,472 = 0.00241mm = 2.41µm입니다.
- GSD = 0.002412 × 100 ÷ 8.8 = 0.0274m = 2.74cm/픽셀입니다.
- 지면 범위 = 150m × 100m, 면적 = 1.5ha입니다.
- 2cm GSD를 위한 높이 = 0.02 × 8.8 ÷ 0.002412 = 73m입니다.
| 초점 거리 (실제, mm) | 지상 표본 거리 (cm/픽셀) |
|---|---|
| 2.2 | 10.96 |
| 4.4 | 5.48 |
| 6.6 | 3.65 |
| 8.8 | 2.74 |
| 11 | 2.19 |
| 13.2 | 1.83 |
| 17.6 | 1.37 |
결과 해석
보고 싶은 가장 작은 대상보다 몇 배 세밀한 GSD를 고르십시오. 필요한 GSD에 맞춰 측량을 계획한 뒤, 비행 높이가 드론 관련 법규와 장애물 조건에 맞는지 확인하십시오. 낮게 날면 더 세밀하지만 사진 수와 비행 시간이 늘어납니다. 지형도 중요해서, 드론에 가까운 언덕은 계곡보다 GSD가 세밀하게 나오므로 굴곡이 있는 곳에서는 지형 기준 높이를 쓰거나 가장 낮은 지점을 고려하십시오.
흔한 실수
- 실제 초점거리 대신 35mm 환산 초점거리를 쓰는 경우
- 측량할 지면이 아닌 이륙 지점 기준 높이를 쓰는 경우
- GSD를 위치 정확도와 혼동하는 경우(정확도에는 지상 기준점이 필요합니다)
- 비스듬히 찍은 사진은 GSD가 위치마다 다르다는 점을 잊는 경우
자주 묻는 질문
해상도가 높은 카메라가 GSD를 개선하나요?
같은 센서 크기와 렌즈에서 픽셀이 작아지면 그렇습니다.
실제 초점거리는 어디서 확인하나요?
사진의 EXIF 정보나 카메라 사양에 있습니다.
GSD가 곧 정확도인가요?
아닙니다. GSD는 해상도이며, 정확도는 GPS, 지상 기준점, 처리 방식에도 달려 있습니다.
출처: R. P. Comer, G. Kinn, D. Light and C. Mondello, "Talking Digital", Photogrammetric Engineering & Remote Sensing 64(12): 1139–1142, 1998 (ASPRS)