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Development of Erosion Fractal-based Interpolation Method of River Morphology

Erosion Fractal 기반의 하천지형 보간 기법 개발

  • Hwang, Eui-Ho (Korea Institute of Water and Environment, Korea Water Resources Corporation) ;
  • Jung, Kwan-Sue (Department of Civil Engineering, Chungnam National University)
  • Received : 2012.05.29
  • Accepted : 2012.06.25
  • Published : 2012.09.30

Abstract

In this study, a technique based on Fractal Theory with Erosion Model was developed to interpolate the river morphology data at the border area between river bed and river side where both surface and under water surveyings can not be committed easily. Three dimensional river morphology data along the Ara River was generated by the developed technique. The Ara River is an artificially constructed waterway for vessels between the Han River and West Sea of Korea. The result was compared with the survey data by RMSE of 0.384, while the IDW interpolation result has RMSE of 0.802. Consequently, the developed river morphology data interpolation technique using Erosion Model based Fractal Theory is conceived to be superior to the IDW which has been generally used in generating the river morphology data.

본 연구에서는 프랙탈 이론의 하천유역분야 적용성을 고찰을 통하여 하상의 불연속 경계면을 보간하기 위한 침식모형기반 프랙탈 기법을 제시하고, 이를 이용하여 적용 대상인 하상 경계부분의 3차원 지형을 생성하여 실제 측량성과와의 비교, 공간 통계학적 분석을 통해 이론의 적용성을 검증하였다. 침식모형기반 프랙탈 기법의 검증을 위해 표본을 추출하여 실제 지형측량결과 및 IDW 기법에 의한 보간 지형과의 분산분석을 수행하였다. 표본집단이 모집단과 동일 분산을 갖고 있는지에 대한 표고값 간의 F-검정 결과, 유의확률 0.501로 유의수준 0.05보다 큰 것으로 분석되어 표고의 표준차이는 없는 것으로 나타났다. 분산분석 결과 RMSE는 IDW 및 침식모형기반 프랙탈 기법 각 0.802, 0.384로 침식모형기반 프랙탈 기법이 우수한 것으로 나타났다. 이러한 결과로 부터 3차원 정밀 하상 지형 생성 방법으로 침식모형기반 프랙탈 기법의 적용성이 우수한 것으로 사료된다.

Keywords

References

  1. 권기욱 (2006). 프랙탈 기법에 의한 지형복원에 관한 연구, 박사학위논문, 영남대학교.
  2. 한국수자원공사 (2008). 경인 아라뱃길사업 홍수처리계획 검토 보고서.
  3. 황의호 (2012). 침식모형기반 프랙탈 하상보간기법에 관한 연구, 박사학위논문, 충남대학교.
  4. Barnsley, M.F., and Sloan, A.D. (1988). "A Better Way to Compress Imange." Byte, pp. 215-223.
  5. Batty, M., and Longley, P. (1994). Fractal cities : A Geometry of Form and Function, ACADEMIC PRESS.
  6. Neidhold, B., Wacker, M., and Deussen, O. (2005) "Interactive Physically Based Fluid and Erosion Simulation," In Proceedings of Eurographics Workshop on Natural Phenomena, pp. 25-32.
  7. Mandelbrot, B.B. (1977). Fractals, form, chance and dimension, W.H. Freeman, New York.
  8. Stava, O., Benes, B., Brisbin, M., and Krivanek, J. (2008). "Interactive Terrain Modeling Using Hydraulic Erosion." Eurographics, ACM SIGGRAPH Symposium on Computer Animation.
  9. Voss, R.F. (1985). "Random Fractal Forgeries." Fundamental Algorithms for Computer Graphics.