System and Method for Improving of wave prediction through combination of stereo imagery based depth retrieval and wave numerical model

The present invention relates to an apparatus and a method for improving the accuracy of prediction of coastal waves through a combination of a depth inverse calculation and a numerical wave model from stereo imagery, which can monitor and calculate the water depth topography of the coast through stereo imagery and can use the same as input data for a wave prediction numerical model, thereby increasing the accuracy of prediction of waves. The apparatus comprises: a stereo image acquisition unit for acquiring stereo images with the photographing time of a stereo camera synchronized; a stereo image analysis unit for calculating time-series data on a 3D sea level from the acquired stereo images; an incident wave characteristic quantity calculation unit for calculating the characteristic quantity of waves at each grid position in a horizontal domain from the time-series data on the 3D sea level; a characteristic quantity 3D quantification unit for three-dimensionally quantifying the characteristic quantity of incident waves calculated by the incident wave characteristic quantity calculation unit; a water depth topography inverse calculation prediction unit for inversely calculating a coastal water depth by applying nonlinear wave theory to information on the characteristic quantity of waves calculated and quantified from the stereo images; and a wave prediction unit for predicting waves by using the coastal water depth topography obtained from the stereo images as input data for a numerical wave model. 본 발명은 연안의 수심지형을 스테레오 영상을 통해서 모니터링 및 계산하여 파랑 예측 수치모델의 입력 자료로 사용하여 파랑 예측 정확도를 향상시킬 수 있도록 한 스테레오 영상으로부터 수심 역계산과 파랑 수치모델의 결합을 통한 연안 파랑의 예측 정확도 향상을 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 스테레오 카메라를 촬영시각 동기화를 하여 스테레오 영상을 획득하는 스테레오 영상 획득부;획득된 스테레오 영상으로부터 3차원 해수면의 시계열자료를 계산하는 스테레오 영상 분석부;3차원 해수면의 시계열자료로부터 수평 도메인의 각 격자 위치에서 파랑의 특성량을 계산을 하는 입사파랑 특성량 산출부;입사파랑 특성량 산출부에서 계산된 입사파랑 특성량을 3차원 정량화하는 특성량 3차원 정량화부;스테레오 영상으로부터 계산되어 정량화된 파랑의 특성량 정보에 비선형파 이론을 적용하여 연안 수심을 역계산하는 수심지형 역계산 예측부;스테레오 영상으로부터 얻어진 연안 수심지형을 파랑 수치모델에 입력자료로 사용하여 파랑 예측을 하는 파랑 예측부;를 포함하는 것이다.