Updating DEM for Improving Geomorphic Details

미기복 지형 표현을 위한 DEM 개선

  • Kim, Nam-Shin (Department of Geography Education, Teachers College, Kyungpook National University)
  • Received : 2009.01.23
  • Accepted : 2009.03.24
  • Published : 2009.03.31

Abstract

The method to generate a digital elevation model(DEM) from contour lines causes a problem in which the low relief landform cannot be clearly presented due to the fact that it is significantly influenced by the expression of micro landform elements according to the interval of contours. Thus, this study attempts to develop a landcover burning method that recovers the micro relief landform of the DEM, which applies buffering and map algebra methods by inputting the elevation information to the landcover. In the recovering process of the micro landform, the DEM was recovered using the buffering method and elevation information through the map algebra for the landcover element for the micro landform among the primary DEM generation, making landcover map, and landcover elements. The recovering of the micro landform was applied based on stream landforms. The recovering of landforms using the buffering method was performed for the bar, which is a polygonal element, and wetland according to the properties of concave/convex through generating contours with a uniform interval in which the elevation information applied to the recovered landform. In the case of the linear elements, such as bank, road, waterway, and tributary, the landform can be recovered by using the elevation information through applying a map algebra function. Because the polygonal elements, such as stream channel, river terrace, and artificial objects (farmlands) are determined as a flat property, these are recovered by inputting constant elevation values. The results of this study were compared and analyzed for the degree of landform expression between the original DEM and the recovered DEM. In the results of the analysis, the DEM produced by using the conventional method showed few expressions in micro landform elements. The method developed in this study well described wetland, bar, landform around rivers, farmland, bank, river terrace, and artificial objects. It can be expected that the results of this study contribute to the classification and analysis of micro landforms, plain and the ecology and environment study that requires the recovering of micro landforms around streams and rivers.

등고선에서 생성된 DEM(digital elevation model)은 고도 간격에 따라 미지형 요소 표현에 절대적인 영향을 받기 때문에 미기복 지형이 잘 표현되지 않는 문제가 발생한다. 이를 보완하기 위해 지표피복에 고도정보를 입력하여 buffering과 지도대수 연산기법을 적용하며 미기복 지형을 복원하는 Landcover burning 기법을 개발하고자 하였다. 미지형복원과정은 등고선에서 일차 DEM 생성, 지표피복도 제작, 지표피복요소 중 미지형요소에 대한 buffering 기법에 의한 고도정보 복원, 피복인자에 대한 지도대수 연산을 통한 고도정보 입력에 의해 DEM을 복원하였다. 미지형복원은 하천지형을 중심으로 적용하였다. buffering에 의한 지형복원은 면적인(polygonal) 요소인 사력퇴, 습지에 대해서 지형형상이 오목 혹은 볼록 지형의 특성에 맞추어 일정간격의 등고선을 생성하여 지형을 복원한 후, 고도 정보를 입력하여 복원하였다. 선형적인 요소인 제방, 도로, 수로, 지류는 지도대수함수를 이용하여 지형을 복원할 수 있었다. 하상, 하안단구, 인공지물(농경지)과 같은 면적인 요소들은 평탄하기 때문에 일정한 고도값을 입력하여 지형면을 복원하였다. 연구결과는 단면도를 제작하여 원래의 DEM과 복원된 DEM의 지형표현 정도를 비교 분석하였다. 분석한 결과, 기존의 방법으로 제작된 DEM은 미지형적인 요소들이 거의 표현되지 않았다. 본 연구에서 개발된 방법은 습지, 사력퇴, 하천주변의 지형, 농경지, 제방, 하안단구, 인공지물 위치가 비교적 잘 표현되었다. 본 연구는 중소규모의 저기복 구릉대나 평야지대의 미지형분류와 분석, 하천 주변 미지형복원이 필요한 생태 및 환경분야 연구에 기여할 것으로 기대된다.

Keywords

References

  1. 고광현, 구자영. 1998. 닫혀진 단일 등고선 내부점의 보간법. 대한원격탐사학회지 14(2): 129-136.
  2. 김만규, 박종철. 2008. 수치표고모형(DEM)의 해상도가 물리 결정 일괄 매개변수 수문모형의 모의 결과에 미치는 영향 평가. 한국지리정보학회지 11(3):151-165.
  3. 김병선, 구자용. 2005. 수치고도모델을 이용한 내륙습지 관리권역 설정. 한국GIS학회지 13(2): 167-183.
  4. 박찬수, 이성규, 서용철. 2007. 수치지형도를 이용한 DEM 자동 생성 기법의 개발. 한국지리정보학회지 10(3):113-122.
  5. 성동권, 조기성. 2002. BurnDEM을 이용한 유역 및 하도망 추출에 관한 연구. 대한토목학회지 22(2-D): 293-301.
  6. 위광재, 조재명, 이임평, 강인구. 2007. LiDAR 데이터를 이용한 등고선 제작의 효율성평가. 한국지형공간정보학회지 15(2):59-66.
  7. 정인규, 김성준. 2003. 효과적인 유역 및 하도망 추출을 위한 DEM 전처리 방법의 비교. 대한토목학회지 23(4-D):393-400.
  8. 조성민. 1998. GRASS 와 Arc / Info 를 이용한 DEM 데이터의 정확도와 에러측정. 한국지리정보학회지 1(1):3-8.
  9. Getirana, A.C.V., Bonnet, M-P., Rotunno, F., C. Otto and W.J. Mansur. 2009. Improving hydrological information acquisition from DEM processing in floodplains. Hydrological Processes 23(3):502-514. https://doi.org/10.1002/hyp.7167
  10. Hellweger, F.K. 1997. AGREE-DEM Surface Reconditioning System. http://www.ce.utexas.edu/prof/maidment/gishydro/ferdi/research/agree/agree.html
  11. Masataka, T. and S. Ryousuke. 1995. Contour Line Interpolation by using Buffering Method. http://www.gisdevelopment.net/aars/acrs/1995/workshop1/ws003.asp.
  12. Saunders, W. K. 2000. Preparation of DEMs for Use in Environmental Modeling Analysis. Hydrologic and Hydraulic Modelling Support with Geographic Information Systems. David Maidment and Dean Djokic. ESRI Press. New York. pp.29-51.
  13. Saunders, W.K. and D.R. Maidment. 1995. Grid-Based Watershed and Stream Network Delineation for the San Antonio-Nueces Coastal Basin. In Proceedings: Texas Water '95: A Component Conference of the First International Conference of Water Resources Engineering, August.pp.16-17. 1995. American Society of Civil Engineers. San Antonio. TX.