본 연구에서는 지형의 정량적 분석변수를 이용하여 지형을 분류하고, 지형에 따라 적절한 보간법을 적용하므로써 수치지형모형의 정확도 향상과 효용성을 높이는데 그 목적이 있다. 지형해석에 있어서 정량적 분류 변수를 이용하여 대상지역을 4개의 군집으로 분류하여 지형에 따른 경제적인 보간법을 적용하였으며 격자간격이 클 경우 각 지형군별로 보간법을 조합시킨 조합보간법을 적용하므로써 정확도를 향상시킬 수 있었다.
음향측심자료는 연직단면상의 연속자료이며 측심선사이에는 자료추출점이 없다. 본 연구에서는 음향측심자료에 대하여 측심선상에서 등간격으로 선형보간을 실시하고, 이 보간점을 자료점으로 하여 반분산으로 부터 유도된 크리깅 법으로 측심선 사이에 위치한 정규격자점의 수심을 보간하였다. 이와같은 계층적 보간법은 음향측심 자료에 있어서 기존의 이동평균법이나 크리깅법에 비해 정확도 향상과 보간소요시간절감 효과를 보였다.
지형의 표고값물 격자간격으로 표현하는 수치표고모델(DEM)은 지형분석을 위한 GIS데이터 활용과 휴대전화 중계안테나의 영향권 분석, 정밀지오이드 계산을 위한 지형효과계산 등 여러 가지 분야에 활용되고 있다. 본 연구에서는 이렇게 활용성이 증가하고 있는 수치표고모델을 수집하고 또 진주시 지역을 대상으로 LiDAR촬영을 통한 LiDAR 수치표고모델을 구축하여 그 정확도를 분석하고자 하였다. 연구에 활용된 수치표고모델은 GTOPO30, SRTM-3, 지형도(1/50,000) 독취 DEM, 환경부 DEM, 항공사진에 의해 생성된 DEM, 그리고 LiDAR DEM의 6가지이며, 정확도 분석을 위해 GPS측량과 수준측량이 동시에 실시된 409점의 진주시 3차원 도시기준점 성과를 이용하였다.
유해화학물질 이송관로의 실시간 유지관리를 위하여 파손사전 예방감시를 위한 이중구조 파이프 제작, GIS관망 구축을 위한 측량 및 시공 속성정보 수집을 위한 스마트 폰 앱 프로그램 개발, 실시간 감시를 위한 서버프로그램 개발을 수행하였다. 또한, 파일럿규모의 야외시험시설을 구축하여 시스템 동작여부를 확인하였다. 파손 예방은 파이프에 부착된 센서 케이블을 통하여 감지하도록 하였고, 누수는 압력센서를 일정한 간격으로 설치하여 시험하였다. VRS 측량장비와 스마트폰을 연계할 수 있는 앱 프로그램으로 실시간 자료 수집을 수행할 수 있도록 하였고, 감시 서버프로그램을 통하여 실시간 감시 및 알람이 가능하도록 하였다.
일반적으로 수치지도의 등고선은 항공사진을 해석 및 수치 도화기 상에서 입체시 하여 동일한 높이의 점들을 3차원으로 측정하고 도화하여 생성되므로 등고선 도화는 작업량이 많고 도화사의 주관적인 판단과 경험에 의해 결정된다. 그러므로 지형의 형태와 특성을 묘사하는 등고선의 도화는 도화사의 풍부한 경험이 요구된다. 또한 국내의 수치지도는 수치지형모델(DTM) 데이터를 포함하고 있지 않으므로 DTM이 필요한 경우 대부분 등고선 데이터로부터 간접적으로 생성한다. 본 연구에서는 지형의 특성에 대한 중요한 정보를 포함하고 있는 model key point를 등고선에서 추출하고, 이를 기반으로 지형적 특성을 고려하여 DTM의 격자간격을 효율적이고 융통적으로 조절하여 정량적 및 정성적인 측면에서 최적의 데이터를 이용하여 DTM을 생성하는 방법을 제안한다. 이를 위하여 progressive sampling 기법을 적용하여 지형이 복잡하여 기복이 큰 산악지역에는 격자간격을 작게하고 지형이 완만한 지역은 격자간격을 상대적으로 크게한다. 그러므로 고정된 하나의 격자간격을 사용하지 않고 지역별로 서로 다른 격자간격을 가지는 다중격자 DTM을 생성하였다. 다중격자 DTM은 용량이 최적화되어 계산량이 적고, 신속한 디스플레이 할 수 있는 장점이 있다.
레이더 interferometry 기법을 이용하여 1995년 12월 11일과 12일에 획득된 ERS-1(orbit: 23180, frame 2853), ERS-2(orbit: 03507, frame: 2853) tandem 자료로부터 서해안(강화도-아산만) 지역의 조간대 DEM을 추출하였다. 사용된 SAR 자료는 영상획득 당시의 낮은 조위(ERS-1: 0.89 cm, ERS-2: -0.02 cm), 짧은 시간 간격(1일), 그리고 비교적 긴 기선 간격(270 m 수직 baseline)을 갖기 때문에 조간대 DEM 추출에 매우 적합하였다. 비록 추출된 DEM의 정확도 평가는 수행되지 않았지만 기존에 광학영상으로부터 추출된 남양만 지역의 waterline과 시각적으로 단순 비교될 수 있었다. 보다 정밀한 정확도 평가는 본 연구에서 사용한 자료와 같은 날 획득된 곰소만 지역의 자료(frame: 2886)를 사용하여 waterline 방법으로 추출된 DEM 및 현장 측량자료를 이용하여 수행될 것이다. Temporal 그리고 baseline decorrelation 등을 무시하고 SAR 영상의 위상측정 오차만을 이용하여 계산된 고도 정밀도는 SNR 20 dB에서 약 0.57 m이다.
하천의 흐름해석 분야에서 모형이 요구하는 입력자료 중 하천단면은 매우 중요한 요소이다. 수치모형을 이용해서 자연하천의 2차원 흐름을 모의하고자 할 때 정확한 계산치를 얻기 위해서는 실제 하천단면의 하상을 정확하게 반영하여야 한다. 그러나 하천단면의 하상을 실제 상태의 모습 그대로 반영하는 것은 거의 불가능하다. 본 연구에서는 현재 실무에서 사용하는 하천측량 자료인 HEC단면과 ArcView를 연계하여 등간격 하도단면을 생성하고 유한요소망을 구축하는 방법을 제안하였다. 연구 대상지역은 한강 본류 구간과 낙동강 본류 구간을 선정하였고 등간격 하도단면 구축결과 실측 단면자료와 잘 일치함을 확인할 수 있었다. 또한 본 연구에서 제안한 등간격 하도단면을 이용하면 2차원 흐름해석 및 수질해석을 위한 양질의 유한요소망을 구축하여 유한요소해석 등에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.
오늘날 도시공간에 건축되는 건축물은 건물사이 공간을 크게 확보하여 건물내부에 충분한 일광을 얻도록 노력하고 있으며, 건물의 일조량은 건물의 높이뿐만 아니라 건물간의 간격이 매우 중요하다. 하지만 오늘날 고밀도 개발로 인하여 건물사이 간격을 충분하게 확보할 수 없고 쾌적한 거주환경에 대한 요구가 강해지면서 일조권 분쟁이 증가되고 있다. 따라서 본 연구에서는 LiDAR 자료와 수치지도를 연계하여 3차원 국토정보를 구축한 후 일조권분석에 적용하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 태양의 고도와 방위각을 이용하고 3차원 도시공간을 정확하게 시뮬레이션하여 각각의 세대별 일조권을 총 일조시간과 연속 일조시간으로 구분하여 정량적으로 분석함으로서 일조권 침해 여부를 보다 정밀하게 판단할 수 있는 방법을 제시하였다. 3차원 국토정보를 이용한 일조권분석방법은 지자체에서 도시계획 및 건축 인허가 업무를 수행할 때 보다 정확한 자료를 제공하여 줄 것으로 판단된다.
수치표고모델(DEM)은 정사영상 제작을 위한 중요한 기초 자료이며, 품질은 대상 점 또는 선형요소의 기하학적 정확도에 의존하게 된다. 따라서 본 연구에서는 격자의 간격과 스캐닝 해상도를 달리하며 상관매칭에 의해 수치표고모델 생성을 시도하였다. 실험결과 추출점의 격자간격이 작을수록 표준편차가 가장 작게 나타났으며 스캐닝의 해상도는 큰 영향이 없는 것으로 나타났다. 또한 수치표고모델에 대한 편이량 분석결과 소축척에 비해 대축척의 항공사진에서 편이가 크게 발생되었으며 이는 폐쇄영역이 가장 큰 영향 요소임을 알 수 있었다. 이러한 패쇄영역을 줄이기 위하여 다축척 영상의 이용과 종 중복도를 증가시키며 실험한 결과 한 쌍의 입체영상보다 다중영상을 이용한 경우 음영 및 폐쇄영역의 크기를 대폭 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다.
수문해석에서 지형의 경사분석결과는 수질예측이나 수량예측에 매우 중요한 영향을 미친다. 최근의 경사분석은 기존의 종이지도를 이용하기 보다는 수치표고모형을 이용하는 추세이다. 그러나 수치표고모형에 의한 지형 경사분석은 수치표고모형의 격자크기에 영향을 받는다. 따라서 격자크기에 따른 경사분석결과의 영향은 중요한 요소가 될 수 있다. 이 연구에서는 수질과 수문을 시뮬레이션하기 위해서 요구되는 수문매개변수와 지형매개변수를 결정하기 위해 소양호 유역의 면적이 $640\;km^2$인 내린천 유역과 삼척오십천의 $33\;km^2$ 인 무릉천 유역에 적용하였다. 격자의 크기가 유역의 경사분석에 미치는 영향을 분석하기 위해 내린천유역에 대해서는 1,000 m에서 100 m까지 100 m 격자간격으로 그리고 무릉천유역에 대해서 300 m에서 20 m까지 10 rn간격으로 각각의 격자를 만들어 변화시키면서 적용하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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