• 한국컴퓨터산업학회논문지
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• 제2권3호
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• pp.297-308
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• 2001

본 논문에서는 지리 정보로부터 3차원 지형 정보로 복원하는 알고리즘을 제안한다. 자연스러운 3차원 지형의 표현을 위해 기존의 복원 알고리즘들은 삼각형 패치 기법이나 랜덤 프랙탈 중간점 변위기법들을 이용하여 복원하였다. 이와 같이 가우시안 분포를 사용한 랜덤 프랙탈 중간점 변위 방법으로 복원한 결과는 좌우대칭인 이미지에 대해서는 자연스럽게 표현되지만, 자연에 내재된 비대칭인 지형의 모습을 표현하기에는 어려움이 있었다. 좌우비대칭인 지형을 좀 더 자연스럽게 표현하기 위해 기존의 랜덤 프랙탈 중간점 변위 방법에 신경회로망을 이용하여 복원하는 알고리즘을 제안한다. 신경회로망의 학습결과를 3차원 지형 복원에 이용함으로써 비정형적인 데이터가 갖는 통계적 특성을 활용한다. 제시된 알고리즘의 우수성은 복원된 결과의 근사도 평가로 보인다. 또한, 신경회로망 학습 결과를 이용하여 산악지형과 평탄지형에 대하여 실험하고 실험 결과 산악지형에 대한 적용 예가 더 효과적임을 보인다.

• 한국지리정보학회지
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• 제14권3호
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• pp.174-187
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• 2011

항공 LiDAR 측량으로 토석류 발생 전 후의 지형자료를 취득하는 경우 토석류로 인하여 유출된 토사량을 알 수 있다. 그러나 토석류 발생지를 미리 예측하여 촬영하기가 힘들고, 토석류 발생 지역의 과거 항공 LiDAR 자료는 존재가능성이 낮아 토석류 발생이전 지형자료를 이용하는 것은 어렵다. 따라서 본 연구에서는 토석류 발생지역의 토사량 추정을 위해 발생전 지형을 복원하고, 토사유출의 공간적 범위를 파악할 수 있는 지형복원기법을 개발하였다. 지형복원기법은 토석류 발생지역에서 추출한 선형 및 비선형 횡단면을 가우시안혼합모델로 수식화하고 중심점 추정방법과 근사정확도로 근사결과를 평가하여 토석류 발생이전의 지형을 복원한다. 지형복원기법은 토석류 발생 전 후의 항공 LiDAR 자료를 이용하여 두 가지 방법으로 검증하였다. 먼저 토석류 발생구간에서 추출한 각 횡단면을 지형복원하여 발생전 항공 LiDAR 자료와 비교하였다. 또한 토석류 발생지역에 지형복원기법을 적용한 뒤 지형자료를 제작하여 토석류 발생전 항공 LiDAR DEM과 비교하여 검증하였다. 지형복원기법의 검증한 결과 전반적으로 근사정확도가 0.5m에 가까운 높은 정확도를 나타냈다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 1998년도 가을 학술발표논문집 Vol.25 No.2 (2)
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• pp.653-655
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• 1998

본 논문은 3차원 지형을 현실감 있고 효율적으로 구축하기 위하여, 등고선 데이터로부터 지형의 특징점을 추출하고 이를 이용하여 3차원 지형 데이터를 복원하는 방법을 제안한다. 래스터 기반의 거리변환기법 알고리즘을 사용하여 2차원의 등고선 데이터로부터 3차원 지형을 생성하며, 생성된 3차원 지형정보로부터 지형의 특징점을 추출한다. 복원된 3차원 지형을 격자망 형태로 시각화하는데, 이때 특징점의 높이정보를 이용함으로써 지형을 표시하는데 요구되는 정보의 크기를 감소시킨다. 제안한 방법은 사용자가 상호대화식으로 수행할 수 있는 프로그램으로 윈도우 환경의 PC상에서 구현되었다. 이 프로그램의 실험결과는, 기존의 방법보다 적은 데이터양으로 3차원 지형을 시각화할 수 있음을 보여준다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.142-146
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• 2016

최근 저해상도 기상자료를 바탕으로 한 단기간에 내린 폭우나 극심한 가뭄 등과 같은 국지적인 기상 예보는 한계가 있기 때문에 고해상도 기상자료에 대한 수요가 증대되고 있으며, 특히 지형이 복잡한 한반도의 경우 지형적인 영향을 고려한 고해상도 기상자료가 요구되고 있다. 하지만 현재 기상청에서 제공하는 남한 지역의 지상 관측 자료는 약 10km의 불규칙한 간격으로 분포하고 있으며 이는 복잡한 남한지역의 지형 특성을 고려하기에는 해상도가 낮아 상세한 기상 현상을 예측하기 힘들다. 또한, 북한의 경우 사용가능한 관측 자료가 부족하여 한반도 전체를 대상으로 한 기상 예보 및 기후 특성 분석에는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 정량적 강수 예측 모형인 QPM(Quantitative Precipitation Model)을 이용하여 3시간 간격의 현재기후(2000-2014년)에 대한 한반도 지역의 1km 강우 자료를 복원하였다. 관측 자료가 부족한 북한의 경우 재분석 자료를 이용하여 1km 해상도의 강우 자료를 복원하였다. 이를 위해 몇 가지 특정한 강우 Case를 선별하였고, QPM 수행 시 필요한 강수, 상대습도, 지위고도, 연직 기온, 연직 바람장 등의 변수에 대하여 남한 지역에 해당하는 지점의 여러 재분석 자료와 실제 남한 지역의 지상/고층 관측 자료와의 비교 및 Correlation 분석을 통해 가장 적절하다고 판단되는 재분석 자료인 NASA에서 제공하는 MERRA Reanalysis data를 선정하였다. 또한, 소규모 지형효과를 고려하기 위한 상세 지형자료로 고해상도 지형 자료인 DEM(*Digital Elevation Model) 1km 자료를 사용하였다. 한반도의 강우를 복원하기 위하여 Barnes 기법을 이용하여 불규칙적으로 분포해 있는 강수량 데이터를 규칙적인 자료로 격자화 하였고, 격자화 한 10km 해상도의 자료를 QPM을 통해 복잡한 지형 특성을 고려한 1km 해상도의 강우 자료로 복원하였다. 또한, QPM의 모의 성능을 검증하기 위하여, 위에서 선별한 특정 강우 Case에 대하여 복원한 1km 강우자료와 200m 이내의 거리에서 겹치는 지상관측자료와의 비교를 통하여 모의 성능을 검증하였다. 본 연구를 통해 복원된 한반도 상세 강우 자료를 통해 통일을 대비한 기상, 농 수산업, 수자원 등 다양한 분야에서 활용 될 수 있으며, 국지적인 폭우 및 가뭄 등의 이상 기상 현상을 분석하는 데 참고 기초 자료로써 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제12권1호
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• pp.64-72
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• 2009

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.

• 전자공학회논문지SC
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• 제45권6호
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• pp.26-34
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• 2008

차량의 접근 가능한 구역에 대한 판단과 경로 계획은 무인 차량의 자율 주행에 있어서 필수적이다 차량의 접근 가능한 구역과 경로계획을 위한 정보는 3차원 지형형상을 분석하여 얻을 수 있다. 이 논문에서는 카메라의 색 정보와 2차원 레이저 거리센서(2D LRF)를 융합하여 모바일 로봇의 휠 인코더를 통해 복원한 3차원 지형형상과, GPS/IMU 정보와 2차원 레이저 거리 센서로 복원한 3차원 지형형상을 적은 데이터로 표현하는 방법을 제시하였다. 카메라의 색 정보와 2차원 레이저 거리센서의 융합을 위해 카메라의 좌표계와 LRF의 좌표계 사이의 기하학적인 관계를 격자무의 평면을 이용하여 구하였다. 카메라와 2차원 레이저 거리센서의 융합을 통한 3차원 지형형상 복원은 모바일 로봇을 이용하여 실내에서 실험하였고, GPS/IMU 정보와 2차원 레이저 거리센서를 통한 3차원 지형형상 복원은 차량을 이용하여 실외에서 실험하였다. 이런 시스템에서 복원한 3차원 지형형상은 점군 기반으로 되어있고, 이는 매우 많은 양의 정보를 필요로 한다. 정보의 양을 줄이기 위해 점군 기반을 대신하여 입방형 격자 기반의 지형형상으로 복원하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.139-139
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• 2018

국내 하천은 산업화와 도시화로 인하여 하천수가 오염되고, 치수를 위한 인공적, 획일적인 하천개수가 보편화 되었다. 그 결과 본래 하천이 가지고 있던 생물서식처 기능과 자정, 친수 기능 등 하천환경 기능이 점차 상실되었고, 하천형태도 변형되었다. 이와 같은 자연적인 변화와 더불어 준설, 수리구조물 설치 등 인위적인 변화에 의하여 흐름 및 유사이송 양상이 바뀌어 하상변동이 초래되기도 한다. 하상변동은 하천 시설물의 안정, 홍수위 및 지하수위 변화, 하천부지의 변화 등 하천관리에 중대한 영향을 미치고, 또한 수생태계의 서식환경에 영향을 미치기 때문에 하천을 복원하는데 있어 중요한 고려사항이 된다. 본 연구의 목적은 청미천 복원 사업 구간에 대하여 장기하상변동 모의를 수행하고 하도 안정성을 평가하는 것이다. 이를 위하여 구하도 복원구간에서 새롭게 수행된 측량데이터를 토대로 지형자료를 구축하였으며, 2차원 하상변동 모의가 가능한 CCHE2D 모형을 이용하여 장기하상변동 모의를 실시하였다. 또한 구하도 복원의 하천지형학적 영향을 평가하기 위하여 구하도를 복원하지 않았을 경우의 시나리오를 도입하여 비교하고 그 결과를 분석하였다.

• 한국측량학회:학술대회논문집
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• 한국측량학회 2000년도 추계학술발표 논문집
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• pp.1-15
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• 2000

Radar 영상은 능동적탐측기로서 밤과 낮의 구분없이 사용할 수 있고 또한 구름의 영향을 받지 않음으로 해서 여러 분야에서 사용되어왔다. 특히 SAR영상을 이용한 위상간섭법 (InSAR: Interferometric SAR)은 1990년대 초 미국의 JPL (Jet Propulsion Laboratory)에서 사용하기 시작하여 현재 원격탐측, 지구과학, 지구물리학, 측량학, 토목, 환경분야등에 다양하게 활용되고 있는 SAR영상을 이용한 최신의 원격탐측 기술이라 하겠다. 본 논문에서는 InSAR 방법을 중심으로 SAR 영상을 이용한 지형복원 방법과 변위관측 방법에 대해서 알아본다.

• 한국항해항만학회지
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• 제35권1호
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• pp.51-56
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• 2011

자연지형의 3D 디지털 지형모델(DTM)을 다루면서 소실된 셀의 데이터를 복원하거나, 저해상도의 DTM 이미지 일부를 컴퓨터 화면상에 확대표시 할 경우에는 존재하지 않는 데이터를 인위적으로 만들어줄 필요가 있다. 기존의 Bilinear법과 Bicubic법은 고도가 완만한 모델에는 잘 맞지만, 자연지형과 같이 무한의 상세함이 내재된 곳에는 부적합하다. 따라서 본 연구에서는 프랙탈 이론(Fractal theory)에 기초하여 자연지형을 보간하는 문제를 다루면서, 보간 전후 지형의 지형정보(프랙탈 차원과 표준편차)가 유지되는 한 방법을 제안한다. 이를 위해 DTM을 다수의 패치로 분할하고 프랙탈 기법으로 지형정보를 추출하고, 이 정보와 원래의 고도와 Random midpoint displacement법으로 보간한다. 제안된 알고리즘의 유효성을 확인하기 위해 가상의 프랙탈 지형을 만들어 시뮬레이션을 실시하고 기존의 방법과 비교한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.970-970
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• 2012

최근 치수의 기능을 수행하면서 원래 자연하천의 모습을 보전 혹은 복원하는 "생태하천 복원 공법"의 필요성이 대두되고 있으나 구체적인 공법에 대한 연구는 미미한 실정이다. 본 연구에서는 하천 내 시설물의 조성 시 유황에 따른 자연 하안 유도와 습지형태의 생물 서식공간 조성 유무를 평가하기 위하여 평창강 일원에 목재 유도틀을 설치하고 이에 따른 지형변화, 저서무척추동물을 포함한 수생생물들의 서식특성을 분석하였다. 평창강 금당계곡 일원을 대상으로 RMA-2 모형의 범용프로그램인 SMS 모형을 통해 수리 특성분석을 실시하였고 안산에 있는 수리모형 실험장에서 기본 수리특성 실험 후 수리적 안정성이 확보된 지점에 목재 유도틀을 2009년 9월에 설치하여 유도틀 설치 전과 설치 후 2010년 10월까지의 지형변화를 분석하였다. 지형의 측량은 광파측정기(니콘 DTM-520)로 하였으며 측량된 자료를 이용하여 Contour Map을 작성하여 지형변화를 분석하였고, 유도틀 설치지역을 중심으로 2010년에 3차에 걸쳐 지형 및 생물상 변화에 대한 정량 및 정성조사를 실시하여 비교분석 하였다. 유도틀 설치 후 2010년 하절기에 집중호우에 의한 유도틀의 파손 및 형태변형 등 문제가 없어 수리적으로 안정한 것으로 판단되었다. 지형 변화의 측면에서는 유도틀 조성 전 사질로 되어있던 단순한 선형의 하안이 유도틀 설치 후 다양한 하상재질 및 형태가 변화했으며 유도틀의 배치에 따라서 굼치 및 둠벙형 습지가 형성되었다. 유도틀 설치지역의 3개지점(상부, 중간배후습지, 하부)에서 저서무척추동물에 대하여 모니터링한 결과, 설치된 유도틀의 중간지점에서 가장 높게 종의 서식이 확인되었으며 상부지점과 하부지점은 상대적으로 낮게 나왔으나 상부지점 보다는 하부지점이 양호하게 나타났다. 조사시기별 개체수의 변화에서는 종수변화와 패턴이 유사하게 나타났으며 깔다구와 꼬마줄날도래등 특정종의 증식이 많았다. 또한, 굼치 및 둠벙형 습지 내에 어류의 치어 및 유어, 양서류, 파충류등 다양한 생물의 서식이 확인되었다. 이는 유도틀에 의해 생성 및 유도된 지형변화가 하천을 기반으로 생활하는 생물들에게 다양한 피난처 및 은신처 역할을 잘 제공하고 있음을 보여준다.