본 논문은 3차원적 분할공간 환경에서 종래의 음영검사법과 Crow의 음영입체법을 상황에 따라 우리하도록 선택하는 혼합음영검사법을 소개하고 파라메타화를 통하여 그 선택의 최적화를 꾀하였다. 추가적인 선행계산시간이 소요됨에도 불구하고 제안된 혼합음영검사법은 여러가지 예제화면들에 재하여 종래의 방법에 비하여 음영계산시간에 있어서는 50%, 전체묘화시간에 있어서는 30%정도씩의 CPU시간단축효과를 보였다. 그 원인은 음영검사의 선택적 사용을 통하여 그림자영역의 일관성(coherency)을 이용한데에 있다. 연속되는 두 반사점사이에 존재하는 음영다각형의 갯수를 나타내는 $N_{th}$라는 파라메타가 음영검사의 효과적 선택을 위한 지표가 되며, 묘화환경의 통계적 수치로부터 이 값을 알아내는 방법이 제안되고 실험적 결과와 비교된다.
본 연구의 목적은 GIS 공간분석을 이용하여 음영에 따른 노면결빙예상구간을 정량적으로 평가하는데 있다 산악지역의 도로는 절토 및 터널구간이 많아서 겨울철에는 결빙구간이 발생될 우려가 있으며, 이는 교통 안전사고를 크게 야기시킬 수 있다. 따라서 도로의 기본설계에서부터 각 구간에서의 일조 환경 및 노면결빙예상구간을 정량적으로 정확하게 예측할 수 있는 분석이 필요하다. 본 연구에서는 동해고속도로 중 약 29km구간에 대하여 3차원 모델링, 일조 시뮬레이션, 지오데이터베이스 구축, GIS 중첩 기능에 의한 공간분석을 통해 노면결빙 예상구간을 추출할 수 있었다. 연구결과, GIS를 이용할 경우 기상조건 별로 도로의 일조영향에 따른 노면결빙 예상구간을 정량적으로 추출할 수 있었으며, 연구대상지역 중 상당한 구간이 결빙의 위험에 노출되어 있음을 알 수 있었다. 또한 GIS를 이용한 렌더링 기법이 기존의 음영기복 방법보다 정확하며, 3차원 상에서 그림자의 변화를 시각적으로 판단할 수 있음을 알 수 있었다. 향후 본 논문이 도로관련 법제도상의 노면결빙구간에 대한 규정을 제정하는데 크게 이바지할 수 있을 것으로 생각되며, 도로 설치 구조물의 배치 및 도로포장의 종류 등을 고려한 추가적인 음영구간추출 연구가 필요하다고 판단된다.
3차원 공간상에 분포되어 있는 정들로부터 기하정보를 재구성하여 렌더링 할 때 법선 벡터가 필요하다. 이 점들은 서로간의 연결성 정보가 없고 법선 벡터가 없기 때문에 음영 효과를 표현 할 수 없다. 본 논문에서는 점들의 연결성 정보를 추정하여 법선 벡터를 구하는 과정에서 GPU를 사용하는 방법을 제안한다 GPU로 법선 벡터를 계산할 경우 CPU의 부하가 줄게 되고 계산 시간도 감소된다 이 방법을 점 렌더링에 적용하여 법선 벡터를 신속하게 계산하고 가시성 검사와 음영처리를 효과적으로 할 수 있도록 한다.
산악지역을 관통하는 도로의 경우 그 특성상 절토 후 도로를 시공하는 경우가 자주 있으며 때로는 매우 긴 구간에 일조가 적게 나타나 음영이 오래 지속되는 곳이 발생한다. 본 연구는 GIS를 이용하여 도로의 노선계획시 예상되는 일조영향을 평가하여 정확한 데이터를 제공하고자 한다. 실험대상지역을 선정하고 수치지형자료의 변환을 통하여 3D 지형 메쉬데이터를 작성하고 동일좌표체계의 도로선형자료를 반영하여 정확한 도로모델링을 생성하므로써 도로의 각 지점별 일조영향분석을 위한 기초자료를 구축하였다. 또한 도로노면상의 음영시간을 계산하고 일영이 도로 전체에 어느 정도 유지되는지를 가시적으로 모델링화하여 계절별 시간대별로 도식화하므로써 판단자의 시각적 분석을 가능케 하였다.
국내에서 활발하게 연구되고 있는 위성영상을 이용한 원격탐사는 매핑, 환경관리, 시설물 관리 등에 이용되어 왔다. 본 연구에서는 날씨나 태양의 제약을 받지 않는 RADARSAT SAR 영상의 수계지역을 신경망 기법을 이용하여 분류하고자 하였다. RADARSAT은 경사관측을 통하여 영상을 취득하며 지형의 기복에 의한 음영효과(Shadow effect)로 인하여 수계지역 분류시 정확도를 감소시킨다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 본 연구에서는 RADARSAT SAR 영상의 역산란계수를 계산하고 음영효과에 의한 분류오류를 감소시키기 위하여 수치고도모형을 사용하였다. 지형의 기복이 작은 평지와 지형의 기복이 심한 산악지로 나누어 연구를 수행하여 각 지역별로 분류 정확도를 평가하였다. 연구결과로 역산란계수를 신경망기법의 단일 입력 자료로 사용한 경우보다 수치고도모형을 같이 사용한 것이 분류 정확도가 높았다. 또한, 수치고도모형을 역산란계수와 함께 입력 자료로 이용할 경우 평지보다 산악지에서 효율적이었다. 산악지역이 많은 국내에서는 SAR영상의 수계지역 추출을 신경망 기법으로 할 경우에는 수치고도모형을 함께 이용함으로써 분류정확도 향상을 시킬 수 있다고 사료된다.
성당의 공간이미지를 조성함에 있어, 시각을 통해 심성을 변화시키는 가장 중요한 요인은 빛이라고 할 수 있다. 그리고 공간의 깊이는 빛에 의한 음영에 의해 만들어진다. 미사와 같은 종교적 행사가 행해지는 장소에 있어서 음영에 의한 깊이의 변화와 위계설정은 집중도와 신비로움 또는 성스러움의 분위기를 확보하는 데에 중요한 계획조건이 된다고 할 수 있다. 따라서 빛이 가진 종교적 의미와 인간 감성에 미치는 영향은 매우 크다고 할 수 있으며, 이에 본 연구에서는 성당의 예배공간 조명계획에 대한 요소 중 '조도'를 그 중요요소로 보았다. 조도는 시각적 환경조성에서 미묘한 공간구성상의 차이를 통해 대상과 공간의 형태, 명료함을 부여함으로써 표현된다. 조명을 통해 공간분위기를 적정한 수준에서 관리하게 되고, 공간의 존재를 확인함에 조도의 역할은 필수적이라고 할 수 있을 것이다. 이에 따라, 관련 기준을 종합 분석하여 조도의 기준과 범위를 설정하고, 현대적인 디자인 적용이 시작되었다고 할 수 있는 80년대 이후 서울 강남지역에 건립된 성당들을 대상으로 조도와 관련된 요소들을 분석하고 각 성당의 전례공간과 회중석의 조도를 측정하여 이를 비교분석함으로써 적정수준의 적용여부를 검토확인하고 이를 추후 계획지침으로 활용하도록 제안하고자 하였다.
IEEE 802.16j는 기존의 IEEE 802.16e에 중계기를 도입하여 커버리지 확장과 데이터 처리율 향상을 목적으로 하고 있다. 일반적인 셀룰러 시스템과 마찬가지로 IEEE 802.16j 또한 셀 가장자리에서 경로손실(Path loss), 음영감쇄(Shadow Fading)와 다중경로 감쇄(Multipath fading)에 의해 성능 열화를 겪게 된다. 한편, IEEE 802.16j시스템에서 두 개 이상의 중계기를 상호 협조적으로 사용함으로써 공간 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 여기에, 공간 시간 부호를 사용하는 상호 협조 중계 방식은 일반적인 단일 중계기를 사용하는 방식보다 Multipath Fading 환경에서 보다 우수한 성능을 제공하며, Shadow Fading에 대해서 링크간의 통신 신뢰도를 높인다. 이 논문에서는 상호 협조 중계 방식을 사용하는 IEEE 802.16j의 성능을 링크 레벨 모의 실험을 통해 구하고, 그 방식이 기존의 단일 중계 방식보다 우수한 성능을 가짐을 보인다. 또한 서로 다른 경로들마다 각각의 Shadow Fading을 겪으므로, 이 점을 고려한 실제적인 Shadow Fading 모델을 적용하고 분석하여, 중계기의 공간적인 위치가 시스템의 성능에 큰 영향을 준다는 것을 밝힌다.
본 연구는 넓은 지역의 DEM 생성 시 하드웨어 성능에 따라 자료를 부분적으로 처리해야 하는 불편을 개선하고 DEM의 정밀도를 개선하는 것에 그 목적이 있다. 본 연구에서 개발된 DEM Generator 프로그램은 대용량 LiDAR 자료, 수치지형도 자료에 스트리밍 방식을 적용하여 인덱싱 및 델로니 삼각망 생성을 수행하고, Natural Neighborhood 또는 TIN 보간법을 적용한 가상 파일을 생성하여 특정한 해상도로 대규모 지역의 DEM 및 음영기 복도를 효율적으로 생성하도록 설계되었다. 최종적으로 생성된 DEM 및 음영기복도는 GeoTIFF 포맷으로 제공된다. DEM Generator 프로그램은 GIS, 기상, 환경 분석 등 넓은 지역의 DEM 생성이 필요한 분야에서 기존의 부분적인 DEM 생성 및 인접 처리 과정에 의해 발생했던 시간적 경제적 손실을 절감시킬 수 있을 것으로 판단되며, 추가적인 인접 및 수정 작업이 불필요하여 DEM의 정밀도를 높일 수 있을 것으로 판단된다.
본 논문에서는 음영 지역을 위한 다중 중계기 기반의 주파수 효율적인 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 전송 시스템을 제안한다. 본 논문에서는 다중 중계기를 통해 확보된 다중 경로에 주파수 공간 블록 부호를 적용하여 음영 지역의 시스템 성능을 향상시킨다. 또한, 주기적 프리픽스 부족으로 인해 발생하는 채널 주기성 손실을 복원하는 과정이 포함된 주기적 프리픽스를 사용하지 않는 OFDMA 시스템을 제안한다. 본 논문에서 제안된 주기적 프리픽스를 사용하지 않는 OFDMA 시스템의 성능이 충분한 주기적 프리픽스를 사용하는 기존 OFDMA 시스템의 성능과 거의 동일하여, 기존 시스템 대비 주파수 효율이 향상되는 것을 실험을 통해서 확인할 수 있다.
본 논문에서는 중계기를 통해 다중 경로가 확보된 음영 지역에서 주파수 공간 블록 부호를 적용한 주파수 효율적인 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) 전송 시스템을 제안한다. 본 논문에서 제안된 시스템은 주기적 프리픽스 사용에 따른 주파수 효율 감소를 방지하기 위하여 주기적 프리픽스를 사용하지 않는다. 주기적 프리픽스를 사용하지 않음에 따라 훼손되는 채널 주기성을 중계기와 수신국의 수신기에서 복원함으로써, 주기적 프리픽스를 사용하지 않는 제안된 시스템의 성능이 충분한 주기적 프리픽스를 사용하는 기존 시스템의 성능과 거의 동일하여 시스템의 주파수 효율이 향상되는 것을 실험을 통해 확인할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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