개념 한 쪽
수치지형모형(DTM)은 지표의 높이 값을 저장한 지형 전용 모델로, 높이로부터 경사·사면방향·가시권 같은 지형 분석도를 산출할 수 있다. 삼각망 기반의 TIN과 격자 기반의 DEM(격자형)은 구조와 표현 방식이 달라 용도에 따라 구별해 사용해야 한다. 정사영상 제작 과정에서는 지형에 따른 기복변위와 내부표정·자세 오차를 보정하며, 편위 수정법으로 허용 비고를 계산해 표정 정확도를 평가한다.
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출제기준 단원 「수치지형모형」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| TIN의 특징 판별 | 1 | 불규칙삼각망의 표현 방식과 래스터 대비를 구별하기 |
| DTM으로부터 추출 불가 정보 고르기 | 1 | 표고만으로는 얻을 수 없는 토지 이용 속성 식별하기 |
| 편위 수정 허용비고 계산 | 1 | 축척 환산과 공식을 이용해 허용 비고를 수치로 구하기 |
수치지형모형(DTM)은 지표의 표고(높이) 값을 저장한 '지형만'의 모형으로서 격자(래스터)나 삼각망(벡터) 형태로 표현된다. 표고 데이터만으로 경사분석도(기울기 분포), 사면방향도(경사면이 향하는 방위), 가시권 분석도(어느 지점에서 어디가 보이는지) 같은 파생 지형도를 계산으로 생성할 수 있다.
DTM에서 직접 추출하기 어려운 정보는 토지이용현황처럼 땅의 '이용 상태' 또는 속성에 관한 자료이다. 토지이용 정보는 고도와 무관한 속성자료이므로 영상 판독이나 토지조사 등 별도의 속성 데이터가 필요하다.
TIN(불규칙삼각망)은 표면을 크기와 모양이 제각각인 삼각형으로 분할하는 벡터 기반 구조이다. 각 삼각형은 하나의 평면으로 취급되어 그 내부에서 경사와 경사방향을 하나의 값으로 정할 수 있으며, 삼각형 사이의 위상관계가 존재하므로 등고선 자료 등에서 생성 가능하다.
격자형 수치지형모형(DEM)은 지면을 규칙적인 사각형 칸으로 나누어 각 칸에 높이값을 배열하는 래스터 방식이다. 밝기값·화소 같은 용어가 나오면 격자형을 떠올리고, 삼각망·위상관계 같은 단서가 보이면 TIN을 선택하는 판단 규칙을 사용할 수 있다.
정사영상 제작이나 조정집성 영상지도 제작에서는 기하학적 왜곡 요소, 즉 내부표정 오차(렌즈계), 센서 자세에 따른 기울기 왜곡, 지형으로 인한 기복변위를 보정하는 수치미분편위수정을 수행한다. 반대로 센서 노이즈는 방사적(화질) 오류로서 이 기하 보정 과정에서 제거 대상이 아니므로 구별해 다뤄야 한다.
편위 수정법에서 허용해야 할 최대 비고를 계산하는 대표 예제를 보인다. 완성도상(1/5000)의 허용오차 0.3mm, 초점거리 150mm, 사용되는 사진의 축척 1/10000, 도화에 이용될 사진에서 주점으로부터의 거리 3cm일 때 허용비고 h를 구하는 절차는 다음과 같다.
1) 완성도상 허용오차를 사진 축척으로 환산한다: 0.3mm × (5000/10000) = 0.15mm한다 2) 주점으로부터의 거리 r = 3cm = 30mm, 초점거리 f = 150mm, 사진 축척분모 = 10000를 이용해 공식을 적용한다. 편위 수정법의 공식 표현은 h = (사진상 허용오차 × 초점거리 × 축척분모) ÷ r 이다. 3) 숫자를 대입하면 h = (0.15 × 150 × 10000) ÷ 30 = 7,500 mm = 7.5 m가 된다.
또 다른 표현으로는 Δr·H/r 공식을 사용해 모든 값을 지상 실거리(m)로 통일하여 계산할 수 있다. 완성도 0.3mm(1/5000)→지상 1.5m, r=3cm(1/10000)→지상 300m, 촬영고도 H = f × 축척분모 = 0.15m × 10000 = 1500m, 따라서 h = 1.5 × 1500 / 300 = 7.5m가 된다.
불규칙삼각망(TIN:Triangulated Irregular Network)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
정답 ③ · 불규칙삼각망인 TIN에 대한 옳지 않은 설명을 고르는 문제이다. TIN은 불규칙하게 분포하는 3차원 점들을 삼각형으로 연결해 지형을 표현하는 벡터 구조의 수치지형모형이며 위상관계를 가지고, 수치지도의 등고선 자료로부터도 생성할 수 있다.
TIN은 벡터 기반 삼각망이며, 밝기값으로 고도를 표현하는 것은 격자(Grid)형 래스터 수치지형모형의 특징이다.
수치지형모형(DTM)으로부터 추출할 수 있는 정보로 가장 거리가 먼 것은?
정답 ④ · 수치지형모형(DTM)으로부터 추출할 수 있는 정보에서 거리가 먼 것을 고르는 문제이다. DTM은 표고 즉 높이 데이터를 바탕으로 만든 지형 모형이므로 경사분석도, 사면방향도, 가시권 분석도는 모두 표고 정보에서 직접 파생되어 나올 수 있는 지형 분석 결과이다.
DTM은 표고(높이) 모형이라 경사·가시권·사면방향은 파생 가능하나, 토지이용은 별도 속성자료가 필요하다.
편위 수정법에 의하여 1/5000 의 지형도 측정을 계획하고 있다. 편위 수정을 평면 기준점을 기준으로 하여 실시하였을 때 허용해야 할 최대 비고는? (단, 초점거리는 150㎜, 사진축척은 1/10000, 완성도상(1/5000)에서의 허용오차는 0.3㎜이며, 도화에 이용될 지역은 1/10000의 사진에서 주점으로부터 3㎝의 범위이다.)
정답 ③ · 편위 수정법에서 허용 최대 비고(h)는 h = (허용오차 × 초점거리 × 사진축척분모) / 주점으로부터의 거리 공식으로 구합니다. 완성도상(1/5000)에서 허용오차 0.3mm는 사진(1/10000) 상에서 0.15mm(0.015cm)로 환산됩니다.
h = (사진상으로 환산한 허용오차 × 초점거리 × 사진축척분모) ÷ 주점으로부터의 거리.
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