항공사진

Boston, as the Eagle and the Wild Goose See It(1860)

항공사진(航空寫眞)은 항공기를 타고 공중에서 지표를 촬영한 사진이다. 지표의 바로 위쪽에서 촬영한 것을 수직 사진, 비스듬히 촬영한 것을 사각 사진(斜角寫眞)이라고 한다.

사진 측량, 사진 판독, 지형도 제작 등의 전문적인 분야에서 사용되고 있는 것은 대개 수직 사진(정사영상)이며 사각 사진은 보도용, 조감도용 등으로 이용되고 있다.

개요

비행기를 타고 가다가 창을 통해 아래를 내려다보면 1/5000 지형도를 펴 놓은 것 같은 느낌이 든다. 이것은 평소에 지도를 본 경험이 시각적인 느낌과 연관되기 때문이다. 사람의 눈과 같은 원리인 카메라로 하늘에서 사진을 찍어 적당한 축척으로 편집하고 도화하여 도면을 만드는데, 이것을 항공사진(도)이라고 한다.

즉 하늘을 나는 비행기에 카메라를 설치하여 사진을 찍어 지상에서 측량한 것과 같은 효과를 얻는 것이다. 즉 항공사진측량(aerial photogrammetry)은 항공기 위에서 촬영된 사진을 이용하여 대상물에 대한 위치 결정, 도면 작성, 대상물의 크기・형상・특성 규명(正性化) 등을 하는 관측과학기술로 지상 측량보다 진보된 측량 기술이다.

항공사진은 찍어서 바로 이용할 수 없다. 이유는 기복 변위(起伏變位)와 경사 변위(傾斜變位)가 있기 때문인데, 이것을 소거해야만 제대로 된 도면으로 이용할 수 있다. 즉, 항공사진의 투영 중심을 정사 투영(正射投影)으로 변환시켜 평면상의 지도와 같이 만들고 그곳에 등고선과 지명을 넣어야 한다. 이것을 집성사진도(集成寫眞圖, Photo mosaic map)라고 한다. 이것을 바로 실무에 사용하기도 하지만 도화, 지명 조사, 편집 등 복잡한 과정을 거쳐 종이 지도(지형도)로 만들어 사용하는 게 보통이다.

사진 지도는 종이로 만든 지도보다는 위치 관계를 정확히 파악하기 어렵지만, 지표면의 상태가 그대로 나타나 있으므로 지형도에서는 일일이 표현할 수 없는 세부 지형과 윤곽을 뚜렷이 읽을 수 있다. 그뿐만 아니라 이렇게 얻은 사진 지도나 사진 영상으로 지형의 해석, 하천이나 도로의 길이, 붕괴 면적, 유역 면적, 변동량, 침식(퇴적)량, 표면 온도, 탁도 등 여러 자료를 획득할 수 있다. 또한, 이들을 2회 이상 촬영하여 진행 추이나 변동 상태를 비교 분석할 수도 있다. 이렇게 비행기에서 찍은 항공사진을 측량이나 측정에 활용할 수 있다는 것이 신기하다.

최근에는 인터넷에도 지도가 많이 공급되어 있다. 구글에 있는 위성 사진이 전 세계를 장악하고 있지만, 우리나라에서는 좀 더 정확한 항공사진을 이용한 지도가 네티즌들에게 공급되고 있다.

세계 최초의 항공사진

제임스 월레스 블랙(좌) 사무엘 아처 킹(우)

세계 최초의 항공사진 촬영은 19세기 중반, 프랑스의 사진작가이자 만화가였던 나다르(Nadar, 1820~1910)가 성공시켰다.

그의 본명은 가스파르펠릭스 투르나숑으로 1855년 '지도 제작과 측지학에 항공사진을 사용하는 아이디어'를 특허 등록하였다. 하지만 특허는 아이디어일 뿐, 이를 실제로 실행하는 데에도 3년간의 기간이 걸렸다.

1858년, 밧줄로 묶은 열기구에 탄 나다르는 지상 80m 높이에서 프랑스 마을 쁘띠베세트르를 촬영하는 데 성공했다. 하지만 불행하게도 촬영을 했다는 기록은 있지만, 그가 촬영한 사진들은 현존하지 않는다.

지금까지 남아있는 가장 오래된 항공사진은 미국의 사진작가 제임스 월레스 블랙(James Wallace Black, 1825~1896)이 역시 열구기에서 촬영한 것이다.

1860년 10월 13일, 블랙은 보스턴에서 열기구 항해사 사무엘 아처 킹(Samuel Archer King, 1828~1914)의 열기구 '공중의 여왕' 호를 타고 상공 1,200피트(365.8m)까지 올라가 항공사진 촬영에 성공했다.

블랙은 사진작품에 '독수리와 기러기의 모습을 한 보스턴(Boston, as the Eagle and the Wild Goose See It)'이라는 제목을 붙였다. 보통 2등은 기억되지 못하는 법이지만 '살아남는 자가 강하다'는 말처럼, 세월을 이겨내고 살아남은 블랙의 작품이 '세계 최초의 항공사진'으로 기록되고 있다.

함께 올라간 사물엘 아처 킹은 훗날 '세계 최고령 열기구 항해서'로 이름을 남겼다. 지금 와서 보면 마치 정해진 듯이 최고령 항해사의 열기구를 타고 올라가 최고령 항공사진을 남기게 된 셈이다.

한국 항공사진의 역사

국내 항공사진의 역사는 1945년 해방과 함께 시작됐다. 미군정이 지도 작성과 토지 측량을 위해 항공사진을 촬영했다. 우리 정부가 항공사진 촬영에 처음 성공한 것은 지난 1966년 네덜란드의 기술을 지원받아 3~4㎞ 단위로 전국 시・도의 풍경을 담았다.

과거 상업용 항공사진을 보관하고 있는 국토지리정보원 관계자는 '일제강점기에는 항공 촬영 기술이 없었기 때문에 실측해서 지도를 만들었다. 따라서 초창기 항공사진은 모두 미군이 찍어서 제공한 것'이라고 말했다.

미군이 철수하면서 넘겨준 항공사진 가운데 군사기밀이 담긴 자료는 현재 육군 지형정보단에서 보관 중이다. 육군은 '민간에서 학술 용도로 활용하기를 원할 때 군사적 기밀을 제외하고 제공하고 있다'고 전했다.

항공사진은 지도 제작뿐만 아니라 도시계획 용도, 불법 건축물 또는 불법 형질변경을 적발하는 단속 근거로도 이용되고 있다.

고해상도 항공사진

독도 항공사진 비교(오른쪽은 고해상고 항공사진)

항공사진의 정사 영상을 기존보다 3개월 이상 빠르게 제공해 최신성을 대폭 확대하고, 해상도를 종전 25cm급에서 12cm급으로 정확도를 높이면서 정보의 신뢰성이 향상돼 진일보한 디지털 트윈 시대를 구체화할 전망이다.

국토지리정보원 지리정보과는 2021년 6월부터 국토정보플랫폼에서 고해상도 항공사진 서비스를 순차적으로 제공하고 있다.

종전의 항공사진은 지도 제작과 민간포털사이트의 영상지도 서비스 및 민원・소송업무 용도로 활용되었지만, 고해상도의 항공사진은 스마트시티, 인공지능 학습데이터, 관심지역 탐지 등 미래 디지털 트윈시대의 핵심 기반으로 활용하게 된다.

고해상도 항공사진은 기존 25cm 해상도에서 판독이 어려운 지형지물까지 확인할 수 있어 4차 산업환경에 더욱 적합한 것으로 평가된다.

촬영면적이 두 배 이상 넓고 해상도가 높아지면서 카메라 검증 등 장비 점검을 사업발주 전에 시행해 국가데이터로서 일관성 있는 품질을 확보할 수 있을 전망이다.

국토지리정보원 사공호상 원장은 '빅데이터, 인공지능과 같은 기술의 발전으로 고품질 데이터의 가치가 높아지고 있는 상황에서 고해상도 항공사진의 잠재적 가치는 더욱 무한할 것'이라고 강조했다.

또 '개인이 구축하기 힘든 원천데이터를 국가가 주도해 4차 산업을 이끌어 갈 기술개발을 적극 장려하고 디지털 트윈 국토를 구축해 다양한 시뮬레이션 환경을 제공하는 등 코로나 이후 미래 성장동력을 준비하는 한국판 뉴딜의 실현을 위해 적극 노력하겠다'고 밝혔다.

참고자료

• 〈항공사진〉, 《네이버지식백과》
• 〈열기구에서 촬영된 세계 최초의 항공사진〉, 《BesTan Time ReSearch》, 2021-11-17
• 이노성 기자, 〈사료로 본 국내 항공사진의 역사〉, 《국제신문》, 2009-04-08
• 김영도 기자, 〈국토지리정보원, 12cm의 차이로 미래산업 경쟁력 확보〉, 《국토매일》, 2021-05-20

같이 보기

• 항공
• 사진
• 지도
• 축척
• 지형도
• 항공지도
• 인터넷지도

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