《먼저 우리 나라 지도를 잘 만들어야 하겠습니다.》 (
지리공간에 대한 3차원시각화는 주제지도들의 묘사와 관련하여 현재 지구과학분야에서 중요한 하나의 연구방향으로 되고있다.
현실대상들을 3차원적으로 분석하는것은 지리정보의 정확성을 높이는데서 매우 중요한 문제로 제기된다.
지형음영법(hill shading)은 태양의 해비침에 의하여 나타나는 지표면의 명암정도를 모의하는것을 통하여 지형의 형태적특징이 일정한 립체감을 가지도록 함으로써 지표면의 기복변화를 직관적으로 묘사하는 방법이다. 여기서 중요한것은 광원의 위치를 잘 설정하여 지표면에 대한 빛효과를 얻어내는것이다.
그러나 지형은 매우 다양하고 복잡하기때문에 일반적인 채색법이나 순수 지형음영법만 리용하면 지형의 세부를 상세하게 묘사할수 없고 인위적인 감이 있으며 현실성이 부족한 결함이 있다. 문제는 주제지도들에서 원래 색상을 잃지 않으면서 세부를 보존하는 지형음영을 창조하는것이다.
지형의 립체적인 형태를 등고선으로 묘사하는 방법중의 하나가 명암등고선도작성법이 있다. 명암등고선도는 등고선을 두 부류 즉 밝은 등고선과 어두운 등고선으로 구분하고 밝은 등고선은 흰색으로, 어두운 등고선은 검은색으로 표시함으로써 명암차이에 의해 계단모양의 3차원시각효과를 나타내여 시각적으로 지형의 립체감을 묘사한다.
복잡하고 다양한 지형기복을 현실세계와 매우 류사하게 묘사하기 위하여 지도화상에 새로운 음영정보를 추가하는것과 함께 지형에 대한 정량적인 측정과 정성적인 파악을 동시에 시각적으로 할수 있도록 명암등고선을 인입하며 지표면의 반사률을 고려하여 지형음영의 묘사효과를 제고하여야 한다.
우선 DEM자료에는 많은 우연오차들이 포함되여있는것으로 하여 지형기복을 묘사하는데서 DEM의 정확도를 높이기 위하여 초기자료에 대한 려파처리를 진행하여야 한다.
그림 1. DEM을 려파처리하지 않고 작성한 지형음영도 그림 2. DEM을 려파처리하고 작성한 지형음영도
일반적으로 DEM에서 잡음성분은 고주파령역에 집중되여있는것만큼 저역통과려파특성을 가지고있는 평균값려파를 적용하여 잡음을 제거할수 있다.
그림 1과 그림 2는 조명원천의 방위각은 315°, 고도각은 45°로 설정하고 작성한것이다. 즉 DEM을 려파처리하고 작성한 지형음영도는 려파처리하지 않고 작성한 지형음영도에 비하여 지형의 형태에 대한 묘사정확도가 높아진다.
다음으로 음영립체지도를 작성할 때 지형음영지도를 만든데 기초하여 그우에 지도의 내용을 중첩하는 종전시기의 방법과는 거꾸로 지도화상에 음영정보를 새롭게 추가하는 방법으로 작성할수 있다. 이것은 모든 주제지도들이 사용자에게 필요한 정보를 추가하는 방법으로 작성되는것과 류사하다. 그렇게 하면 보다 상세한 음영립체지도를 작성할수 있다.(그림 3)
그림 3. 화상에 음영을 추가하여 작성한 새로운 음영립체지도
또한 해비침면과 그늘면에 속하는 등고선자료를 분할하여 명암등고선도를 작성하면 지형에 대한 정량적인 측정과 정성적인 파악을 동시에 시각적으로 할수 있다. 이때 사용자의 요구에 따라 바탕지도의 색을 달리하고 명암정도에 따라 등고선의 검은색과 흰색을 적당한 색으로 바꾸어 시각적효과를 높일수 있다.
지표면은 대상의 류형에 따라 반사률이 서로 차이난다. 따라서 지표면의 반사률을 고려하면 보다 현실감이 있게 지형의 묘사효과를 제고할수 있다.
그림 4. 반사률을 고려하지 않은 지형음영도 그림 5. 반사률을 고려한 지형음영도
지표면의 반사률을 고려하여 지형에 대한 묘사효과를 제고하는것은 면의 반사률이 반사빛선과 관측벡토르가 일치할 때 가장 크며 또한 대상의 류형에 따라 반사률이 서로 차이난다는 원리에 기초하고있다.
또한 지표면의 반사률을 고려하면 빛을 등진 사면에서 지형세부가 잘 나타나지 않는 결함이 극복되고 각이한 지형세부들을 부각시킬수 있다.
지형시각화기술을 리용하여 지도의 현시효과를 제고하면 다음과 같은 우점이 있다.
첫째로 새로운 음영립체지도작성방법으로 작성된 지형음영도는 해당지역을 비행기에서 내려다 볼 때와 같은 실제적인 현실감이 잘 나타나므로 지형판단의 신속성을 보장하며 지형도에 익숙되지 않은 리용자들에도 편리하다.
둘째로 이미 제작된 많은 주제지도들에 음영정보를 추가하여 정보전달과 해석에 유리하다.
셋째로 등고선과 함께 지형기복의 립체상태를 동시에 직관할수 있는것으로 하여 지형기복의 형태에 대한 해석과 판단을 신속정확히 할수 있다. 이것은 등치선이 들어가는 각종 주제별지도를 묘사할 때 리용할수 있다.
넷째로 지표면의 반사률을 고려하면 지형의 골격을 이루고있는 릉선과 골짜기들이 사면에 비하여 비교적 높은 반사률을 가지고있는것으로 하여 지형음영도에서 명백히 나타나며 결국 립체성이 강조된다.
