개념 한 쪽
수치표고모형(DEM)은 지형의 높이를 격자형 숫자로 저장한 자료로, 고도 자료만으로 경사도·사면방향·등고선 등 여러 지형분석도를 유도할 수 있다. 산림지역 표고 추출에는 항공레이저측량(LiDAR)이 사진계열에 비해 우수하며, 라이다는 능동센서로서 반사강도와 파형, 3차원 좌표 등의 정보를 제공한다.
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출제기준 단원 「수치표고모형」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| DEM 유도 산출물 판정 | 1 | 표고만으로 산출 가능한 지형 분석 항목을 가리기 |
| DEM에서 나오지 않는 항목 고르기 | 1 | 표고 이외의 추가 자료가 필요한 항목을 식별하기 |
| 라이다 특성 응용 선택 | 1 | 산림지역 표고 추출과 라이다의 원리적 한계를 구분하기 |
수치표고모형(DEM)은 일정 격자의 각 지점에 표고값을 기록한 격자형 표고 자료이다. 표고값만으로도 인접 격자 간의 높이 차이를 계산해 경사도(slope)와 사면방향(aspect)을 산출할 수 있으며, 동일 높이 지점을 연결해 등고선을 생성할 수 있다.
DEM에서 얻을 수 있는 산출물은 모두 '높이에서 유도되는 지형 정보'이다. 예컨대 경사도·사면방향·등고선·흐름방향 등은 표고값을 기반으로 직접 계산할 수 있으나, 토지피복도·도로망도·교통량 분포 등은 표고 이외의 영상자료나 속성자료가 필요해 DEM만으로는 생성할 수 없다.
산림지역에서 실제 지면 표고를 얻을 때 항공레이저측량(LiDAR)이 특히 유리하다. 라이다는 레이저 펄스가 수관 틈을 통과하여 지면 반사를 포착하므로, 수관으로 가려진 숲 지역에서도 지면 표고를 직접 추출할 수 있다. 반면 항공사진측량과 위성영상은 수관에 의해 지면 관측이 제한되어 정확도가 낮아진다.
라이다의 본질적 특성은 능동센서인 점과 사용하는 매질이 '빛(레이저)'이라는 점이다. 라이다는 자체적으로 레이저 펄스를 발사해 되돌아오는 시간을 측정해 반사점의 3차원 좌표(X, Y, Z)를 산출하며, 반사강도와 파형 정보도 기록한다. 이로 인해 야간 측량이 가능하고 점군 형태의 고밀도 좌표 자료를 획득할 수 있다.
라이다의 한계도 명확하다. 레이저는 빛이므로 지중으로 침투하지 못해 지하매설물 탐지는 원리적으로 불가능하다. 또한 파장이 짧아 구름이나 공중 부유물에 의한 반사·산란 간섭이 발생할 수 있으므로 기상 조건의 영향이 완전히 사라지지는 않는다.
예시 1 — 숲 지역 표고 추출 문제: 숲이 우거진 지역에서 지면 표고를 묻는 문제라면 항공사진측량보다 항공레이저측량(LiDAR)을 선택한다. 이유는 라이다 펄스가 수관의 틈을 통과해 지면 반사를 포착해 실제 표고를 얻을 수 있기 때문이다.
예시 2 — DEM 유도 산출물 판단 문제: 제시된 항목이 경사도·사면방향이면 DEM에서 직접 계산 가능한 산출물로 판단한다. 반면 토지피복도나 교통량 분포는 표고 이외의 자료가 필요하므로 DEM만으로 얻을 수 없는 항목으로 판정한다.
수치표고모형(DEM)으로부터 얻을 수 있는 자료들로만 짝지어진 것은?
정답 ① · 수치표고모형(DEM)으로부터 얻을 수 있는 자료만으로 짝지어진 보기를 고르는 문제이다. DEM은 격자 단위의 고도값만을 저장하므로 여기서 파생되는 것은 경사도 분석도, 사면방향도, 표고분석도, 가시권 분석도 같은 지형 관련 자료이다.
DEM(수치표고모형)은 고도값만 저장하므로 경사도·사면방향 같은 지형분석도를 얻을 수 있다.
수치표고모형(DEM)으로부터 얻어지는 자료가 아닌 것은?
정답 ② · 수치표고모형으로부터 얻어지는 자료가 아닌 것을 고르는 문제이다. DEM은 지표의 표고를 격자 형태로 저장한 자료로, 경사도, 향(aspect), 등고선, 흐름방향 같은 지형 분석 산출물을 제공한다.
DEM은 지표의 높이(표고) 격자 자료로, 경사도·향·등고선 같은 지형 분석 산출물을 제공한다.
항공 라이다시스템에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
정답 ④ · 항공 라이다시스템의 구성과 원리에 대한 이해를 묻는 문제이다. 라이다는 레이저 펄스를 자체적으로 발사하여 지표면에서 반사되어 돌아오는 시간으로 거리를 측정하는 능동적 원격센서이다.
라이다는 레이저 펄스를 자체 발사해 거리를 재는 능동적 센서로, 극초단파 수동 센서라는 설명은 틀리다.
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