Evaluation of Accuracy and Optimization of Digital Image Analysis Technique for Measuring Deformation of Soils

고체 역학 및 유체 역학 분야에서 대상 물체의 변형, 변위 및 속도를 측정하기 위하여 디지털 이미지 해석 기법이 개발, 사용되고 있다. 지반 공학에서도 흙을 포함한 지반 구조물의 변형을 관측하기 위하여 Particle Image Velocimetry (PIV)와 Digital Image Correlation (DIC) 기법이 실내 시험 및 모형 시험 등에 적용되기 시작하는 추세이다. 이미지 해석은 시료의 종류 및 크기, 카메라 해상도, 해석 범위, 이미지 해석 조건에 영향을 받으므로, 다양한 조건에서의 정밀도를 평가하여 합리적으로 최적 조건을 결정할 필요가 있다. 본 연구에서는 디지털 이미지 해석 결과에 영향을 미치는 다양한 요소를 정리하였다. 그리고 높은 정확도의 해석 결과를 얻을 수 있는 최적의 이미지 해석 조건을 결정하는 절차를 제안하였으며 최종적으로 제안된 절차의 적용성을 점성토 시료에 대하여 검증하였다. Digital image analysis techniques have been developed and utilized in the field of solid mechanics and fluid mechanics to measure the deformation and velocity of a target object. The deformation measurement systems based on Particle Image Velocimetry (PIV) and Digital Image Correlation (DIC) have been attempted in geotechnical testings (e.g., physical model tests) for observing the deformation of soils. The digital image analysis is influenced by image pattern of test materials, resolution of the used digital camera, target area, image analysis techniques, and analysis conditions. Therefore, optimal analysis conditions should be determined to obtain high quality results on soil deformations. In the present study, various influence factors on the digital image analysis were described and summarized. The optimizing procedure for high accurate results was then proposed. Finally, the applicability of the developed procedure was examined.