국내 연구진이 토목공학에 ‘3차원(3D) 비전’을 융합, 암반 절취면의 지질·지형 구조를 원격 측정하는 기술을 처음 개발했다. 안전하고 효율적으로 절취면을 분석해 산사태 등 암반이 무너지는 사고를 방지할 수 있다. 향후 드론 등 차세대 원격 기기에 탑재, 국가 지질·지형 구조를 3D로 분석하는 등 다양한 분야에 활용할 수 있어 주목된다.
황상기 배재대학교 건설환경·철도공학과 교수는 암반 절취면의 지질·지형 구조를 3차원(3D) 원격 측정하는 사면조사 시스템 ‘서페이스매퍼(Surface Mapper) 2014’를 개발했다고 3일 밝혔다. 붕괴 위험이 있는 지점을 빠르고 효율적으로 분석할 수 있고 안전성·정확성도 확보했다.
최근 산을 뚫거나 깎는 대규모 공사 현장에서 산사태를 포함한 사면 재해가 끊이지 않고 있다. 장마·지진 등도 사면 재해의 주원인 중 하나다. 그간 사면 조사 시스템은 전문가들에 의한 수작업으로 이뤄진 탓에 단순 예측만 가능해 정확성이 떨어질뿐더러 암반을 어느 정도 깎아야 해 안전성이 떨어졌다. 분석 시간이 오래 걸리는 것도 단점이었다. 레이저 빔을 쏴 이를 3D로 전환하는 기법이 사용되기도 했으나 고가의 장비·소프트웨어(SW)를 구입해야 했다.
황 교수 연구진은 3D 비전 기술을 적용한 솔루션으로 이 문제점을 극복했다. 평형을 유지할 수 있게 제작된 두 기기(마운트)를 절취면과 평행하게 설치, 기기에 달린 카메라가 좌우 사진을 찍는다. 이후 카메라가 상하로 움직이며 사진을 찍어 이를 합성, 전체 절취면의 3D 사진을 만든다.
측정하고 싶은 면의 위치·형태를 입력하면 SW가 투영망 기술 등으로 자동 분석해 주향(지층면과 수평면의 교선)과 경사를 계산, 별도 데이터베이스(DB)에 저장한다. 이 과정에서 붕괴 위험성이 있는 지점을 쉽게 알아낼 수 있다. 오차 범위는 1㎝에 불과하고 소요 시간도 100×40m 기준 한 시간으로 짧다.
황 교수는 “공사 현장에서 사용하면 사면 재해를 미연에 막을 수 있을 뿐 아니라 모은 DB를 통해 유지·보수비도 아낄 수 있다”며 “향후 사면 보강 작업시 중요한 자료로도 활용 가능하다”고 말했다.
김주연기자 pillar@etnews.com