DEM(Digital Elevation Model) 제작

DEM 제작 기법 DEM의 정의 . 공간상에 나타나는 지형기복 (Relief) 의 변화를 2차원 평면상에 연속적으로 표현하는 모형 . Digital Elevation Model 의 약자로서 우리말로는 수치고도모형이라 번역함 . DTM(Digital Terrain Model), DSM(Digital Surface Model), DHM(Digital Height Model), DGM(Digital Ground Model), DTED(Digital Terrain Elevation Data) 등의 용어와 함께 혼용되나 각각 약간의 차이가 있음 . 일반적으로 DEM이라 하면 정규격자방식의 고도행렬을 의미함 DEM의 유형 . 수학모형(Mathematical Model) . 지형을 수학적인 다항식으로 표현 . 사진측량이나 실측으로부터 지형변화점의 고도 측정 뒤 고차다항식으로 표현 . 일반적인 방식은 아니며 오히려 지형면의 경향을 파악하는데 많이 사용됨 . 영상모형(Image Model) . 등고선 모형 (Contour Model) . 비정규삼각망모형(TIN Model) . 격자모형(Grid Model) DEM 유형-이미지모델.등고선모형.비정규삼각망모형.격자모형.비정규삼각망모형.격자모형 . 가장 오랫동안 사용된 모델 . Delaunay 삼각망을 활용하여 지형을 표현 . 고도행렬로 지형을 표현 . . NGIS 수치지도 등 경사도 등 2차 계산이 . 기복이 심한 지역에서 효과적으로 사용됨 . 간단한 자료구조이며 , 2차 계산이 편리함 어려우며 음영기복의 . 복잡성 때문에 자주 . 공간해상도에 큰 표현이 어려움 사용되지 않음 영향을 받음 DEM의 구축 순서 원자료확보모형선정 . GPS 등을 활용한 현지 . 수학모형 측량 . 등고선 모형 . 기존 지도 활용 . 비정규 삼각망 모형 . 항공기나 인공위성 활용 . 정규격자 모형 . SAR, LIDAR 등 활용 기하보정내삽수행 . Sequential Steepest Slope . 정위치편집 . 최근린내삽법 . 영상 등록 등 . 거리가중평균법 . 타원체 모델 선정 등 . 비정규삼각망 이용법 . Kriging 법 등 지형 내삽 기법 . 등고선으로부터 내삽 (Interpolation from Contour) . Sequential Steepest Slope Interpolation . TIN으로부터 내삽 (Interpolation from TIN) . Linear Interpolation . 2nd Exact Fitted Surface Interpolation . Quintic Interpolation . 비정규점으로부터 내삽 (Interpolation from Irregular Points) . Nearest Neighbor Assignment . Linear Interpolation . Bilinear Interpolation . Bicubic Interpolation . Inverse Distance Weighting Interpolation . Kriging Interpolation 지형 내삽 기법 -계속 . Sequential Steepest Slope Algorithm . 등고선을 활용하여 DEM 제작할 경우 사용가능 . 원하는 점을 횡단하는 4선분이 만나는 등고점을 활용 . 횡단하는 4 선분 중 기울기가 가장 급한 것을 선택하여 단순 내삽 수행 지형 내삽 기법 -계속 . Linear Interpolation from TIN . 격자 고도값은 격자의 중심 고도값 . Point-in-Polygon 알고리즘을 활용하여 격자중심점이 속한 삼각망 추적 . 삼각망 내 임의점의 고도값은 평면방정식을 이용하여 추출 가능 . aX+bY+cZ+d =0 지형 내삽 기법 -계속 . Nearest Neighbor Assignment . 주변에서 가장 가까운 점의 값으로 격자점의 높이값을 할당 . Z(x,y) = Z @ min (d1, d2, d3, d4) . 이 방식의 내삽법은 원값의 변화가 없으나 거의 사용되지 않음 지형 내삽 기법 -계속 . Inverse Distance Weighting Interpolation . 지형은 가까운 곳의 고도값에 더 영향을 받는다고 가정 . 원하는 격자점에서 멀어질 수록 영향력은 거리에 반비례함 지형 내삽 기법 -계속 . Kriging Interpolation . Bilinear Interpolation . Bicubic Interpolation . 2nd Exact Fitted Surface Interpolation . Quintic Interpolation . Above methods will be addressed at the next seminar!! 기존 내삽 기법의 한계 . 등고선 주변에서 계단 현상과 같은 문제 발생 . 등고선을 선으로 간주하는 것이 아닌 점의 집합으로 간주함으로써 문제 발생 . 기존 내삽 기법들이 대부분 사회 , 경제적 현상이나 강수량, 기온, 지질 등의 범용적인 목적을 위해 고안된 것으로 지형 표현에는 약간의 문제점이 있음 탐색 기법 . 불규칙하게 존재하는 고도값을 활용하여 DEM을 제작하기 위해서는 격자점 주변의 점을 탐색하는 기법이 필요 . Nearest Neighbor Search . Sector Search . Shape Search . Combination Search 등 탐색 기법 -계속 . N Nearest Neighbor Search . 격자점 주변 점 중 가장 가까운 N개의 점을 찾아 내삽에 이용 . 최근린 점들이 한곳에 집중되어 있을 경우 문제가발생할수 있음 탐색 기법 -계속 . Sector Search . 각 섹터에서 동일한 수의 점을 선택하여 내삽에 이용 . 4방향 탐색과 8방향 탐색 기법 등이 사용됨 . 섹터별로 탐색하더라도 각 섹터에서 가장 가까운 점들을 선택 탐색 기법 -계속 . Shape Search . 점을 선택할 경우 특정 범위 내의 모든 점을 선택하여 내삽에 이용 . 원(거리), 타원, 방형 등의 범위 설정 가능 탐색 기법 -계속 . Combination Search . Nearest Neighbor Search, Sector Search, Shape Search, Combination Search 등을 조합하여 탐색