SPOT 위성영상은 괘도의 안정성, 높은 공간해상력 및 적절한 기선대 고도비등을 제공하며 사각촬영으로 얻어진 위성영상으로부더 3차원 지형정보를 추출할 수 있는 계기를 가져다 주었다. 본 연구에서는 SPOT 입체 위성영상을 이용하여 3차원 지형지물의 특징자료를 추출하고, 이 자료를 이용하여 지형과 지물에 대한 3차원 그래픽 자료를 생성하는 기법과 지형정보의 3차원 그래픽 화일을 컴퓨터상에서 자동생성하고 도시하는 기법을 연구하였다.
최근 치수계획 분야에서 원격탐사(RS) 및 지형정보시스템(GIS)의 비중이 높아짐에 따라 이를 이용하여 유역 치수계획에서의 홍수범람분석 향상을 위한 활용이 증가하고 있다. 홍수범람분석을 할 때 대상유역의 지형학적 특성을 제대로 판단하고 범람 가능지역에 대한 사전 추출 및 홍수에 의한 피해 상황을 미연에 방지하는 연구가 필요하다. 그러나 수리해석에서 사용하는 대표적인 지형자료인 수치표고모델(Digital Elevation Model ; DEM) 제작시 제외지 수면부에 대한 지형정보취득 불가로 인해 자세한 표고자료와 제방 및 제외지의 형태를 구분할 수 있는 정보가 없으므로 홍수범람분석에는 한계가 있으며, 이에 따라 하천지형 보완에 대한 검토가 이루어져야 할 것이다. 본 연구에서는 하천지형 보완에 따른 홍수범람 비교연구를 위하여 섬강 유역의 DEM 및 하천측량자료를 이용하여 수행하였다. 국토지리정보원의 DEM과 하천지형 보완을 수행한 DEM(하천측량자료)을 이용하여 대상유역의 지형구축을 하였으며, HEC-GeoRAS/HEC-RAS 및 CCHE-2D를 이용하여 RS/GIS 프로그램과 연계한 홍수범람분석을 수행하였다. 또한 이상홍수시에 홍수범람 양상을 산출하고 하천지형 보완 유무에 따른 비교를 함으로서 RS/GIS를 이용한 수리분석시 지형자료의 활용성에 대해 알아보고자 한다.
본 연구는 도로의 기본설계 및 실시설계시 요구되는 3차원 대축척 지형정보를 보다 효율적으로 획득하고 설계의 전산화 및 자동화를 도모하고자 35 mm 카메라를 탑재한 원격조종 공중사진 촬영시스템을 개발하여, 이를 실제 도로설계시 요구되는 자료획득에 응용함으로써 지형정보의 획득 및 처리의 효율성 증대에 기여함을 목적으로 하고 있다. 연구결과, 개발한 촬영시스템은 대상지역의 지형정보를 효율적으로 얻을 수 있었으며, 비행고도 400 m이내의 촬영으로 기대정확도에 상응하는 대축척 지형정보획득이 가능하였고, 종·횡단면도, 토공량 등의 자료를 신속하고, 정확하게 획득할 수 있었다.
2차원 지형정보의 고속 중첩 도시에 적합한 효율적인 3차원 지형 입체 도시 방안을 제안하였으며 벡터지도를 소프트웨어로 복원 도시 후 래스터화한 VRRG(Vector Restored Raster Graphics)의 지형 속성별 고유칼라인덱스를 이용하여 벡터 지도와 같이 지형 지물을 선택 도시하는 기능과 함께 선명한 2차원 래스터 지도를 3차원 지형 고도 위에 중첩 도시를 할 수 있게 되었으며 각종 상황 정보, 지형 분석 결과 둥의 중첩도시를 효율적으로 수행할 수 있게 되었다.
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.
정보화 사업의 결과로 전 국토에 대한 수치지도 및 여러 가지 주제도 제작이 완료되었다. 건물, 도로 및 교량 등과 같은 인공적 지형지물과 하천과 같은 자연적 지형지물을 포괄하는 모든 지형지물을 체계적으로 관리하고 활용하기 위한 체계화된 관리체계가 필요하나, 지형지물의 관리기관별 DB가 불일치하여 국가적 지리정보체계의 통합관리자 어려운 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 지형지물의 관리, 검색, 활용에 공통키로 사용될 수 있고, 또한 식별자만으로 위치 판단이 가능하고, 정보의 일관성 및 NGIS DB의 체계적 관리를 할 수 있는 지형지물 유일식별자(UFID)를 부여하는 체계와 방법을 제시하였다.
본 연구는 개방환경에서 지형정보 웹지도화를 통한 활용가능성에 대한 검토 분석이다. 웹지형도는 기존 지형도의 기능을 수행하면서 동적인 지형정보 활용을 위한 기능과 분석, 시각화에 초점을 두고자 하였다. 웹지형정보도의 주요 기능 구현으로는 공간검색, 확대 축소, 이동, 토지이용 정보, 사용자정의 3차원 표현, 지형단면 및 고도분석, 거리분석, 지역간 경로안내, 지역검색, 필드정보, 지역 영상정보 등이다. 이러한 기능을 수행하기 위해 SVG, MYSQL, PHP, XML을 사용하였다. 공간정보는 SVG를 이용하여 표현되도록 하였다. SVG는 소스가 개방되어 누구나 쉽게 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 웹언어를 통한 데이터베이스 연동, 지도학적 표현이 효과적이다. 본 연구에서 중점을 두어 개발한 기능은 사용자 정의 3차원지도, 지형단면도, 최단경로 분석이다. 3차원지도는 수치고도모델을 제작하여 고도에 따른 픽셀에 불투명도 간을 부여하여 태양빛에 따라 입체영상이 표현되도록 하였다. 지형단면분석은 사용자가 범위를 지정하면 수치고도모델의 고도간을 데이터베이스에서 가져와 지형단면도과 통계정보가 나타나도록 하였다. 지역간 최단경로는 다익스트라 알고리즘을 적용하여 개발하였다. 앞으로 WebGIS는 정보전달 보다는 사용자 제공 지리정보(WebGIS 2.0) 확산에 더 기여할 것으로 예상된다. 이를 위하여 보다 많은 WebGIS 에 대한 연구개발이 요구된다.
최근 3차원 도시 모델의 활용이 증가하고 있다. 본 논문에서는 단일 고해상도 위성영상으로부터 3차원 도시 모델을 생성하는 연구를 수행하였다. 3차원 도심 모델은 크게 인공지물 정보와 지형정보가 필요하다. 본 연구에서 인공지물 정보는 단일 고해상도 위성영상으로부터 건물의 그림자를 이용한 방법으로 추출하였으며, 지형정보는 기존에 구축된 수치지도로부터 수치표고자료를 생성하여 적용하였다.
지형지물 유일식별자(UFID: Unique Feature Identifier)는 주민등록번호처럼 우리나라의 국토를 구성하고 있는 도로, 건물 및 하천 등의 모든 인공적 및 자연적 지형지물에 단일식별자를 부여함으로써 해당 지형지물을 관리하는 기관은 물론, 물류, 금융 등 각종 산업 분야에 매우 중요한 역할을 하게 된다. 따라서 본 논문에서는 국가기본지리정보에 지형지물 유일식별자를 생성 및 소멸, 검수 그리고 부여하는 방법을 제시하였다. 그리고, 국가기본지리정보를 위한 지형지물 유일식별자 관리시스템을 설계하고 구현하였으며, 서로 다른 두 데이터베이스간에 이루어지는 지형지물의 삽입, 삭제 그리고 갱신 등을 지형지물 유일식 별자를 통하여 연계하는 방안을 설계하여 제시하였다. 본 논문에서 제안한 시스템은 통신, 가스, 전략 등의 기관에 확대하여 적용이 가능할 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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