수치표고모형
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수치표고모형(數値標高模型, Digital Elevation Model, DEM)은 지표면의 높이(표고) 값을 일정한 간격의 격자나 불규칙한 점·삼각형 단위로 수치화해 컴퓨터에 저장한 지형 모형이다.
종이 지도는 등고선으로 높낮이를 그리지만, 수치표고모형은 위치(X, Y)마다 높이(Z) 값을 숫자로 가진다. 그래서 지리정보시스템이 높이 자료를 직접 계산에 쓸 수 있다. 항공 사진 측량, 항공 라이다(LiDAR), 위성 영상, 기존 지형도의 등고선 등을 원자료로 만든다. 수치표고모델·수치고도모형이라고도 부른다.
수치표고모형이 가진 것은 높이 값 하나다. 경사·경사방향·가시권 같은 정보는 이 높이 값들의 차이와 배치를 계산해서 끌어낸 것이다. 반대로 높이와 관계없는 정보, 예를 들어 토지의 소유 단위인 필지의 경계나 지번·지목·소유자는 수치표고모형에 들어 있지 않다. 그런 정보는 지적도·토지정보체계의 몫이다.
| 구조 | 저장 방식 | 특징 |
|---|---|---|
| 격자형(Grid, 래스터 DEM) | 지표를 같은 크기의 정사각형 셀로 나누고 셀마다 높이 값 하나를 둔다 | 구조가 단순하고 계산이 빠르다. 평탄한 곳에도 같은 밀도로 저장해 자료가 많고, 셀 크기(해상도)보다 작은 지형은 표현하지 못한다 |
| TIN(Triangulated Irregular Network, 불규칙 삼각망) | 높이를 잰 점들을 이어 크기가 다른 삼각형 면으로 지표를 덮는다 | 지형이 복잡한 곳에는 점을 많이, 평탄한 곳에는 적게 둘 수 있어 효율적이다. 능선·계곡선 같은 지형선을 살리기 쉽다 |
| 등고선형 | 같은 높이의 점을 이은 선으로 저장한다 | 종이 지도에서 옮기기 쉽지만 계산에는 격자나 TIN 으로 바꿔 쓴다 |
| 용어 | 담는 높이 |
|---|---|
| DEM(수치표고모형) | 건물·나무를 걷어 낸 맨땅의 높이. 가장 넓은 뜻으로 지형 높이 자료 전체를 가리키기도 한다 |
| DSM(수치표면모형, Digital Surface Model) | 건물·나무·구조물 꼭대기까지 포함한 지표면의 높이 |
| DTM(수치지형모형, Digital Terrain Model) | 맨땅 높이에 능선·계곡선 같은 지형 특징선까지 더한 모형. 나라와 기관에 따라 DEM 과 같은 뜻으로 쓴다 |
DSM 에서 DEM 을 빼면 건물 높이나 나무 높이를 구할 수 있다.
| 정보 | 구하는 방법 | 쓰임 |
|---|---|---|
| 표고(Elevation) | 그 지점의 높이 값 자체 | 고도별 구역 나누기, 단면도 |
| 경사도(Slope) | 이웃 셀과의 높이 차를 거리로 나눈 기울기(도 또는 %) | 개발 가능지 판정, 산사태 위험 분석 |
| 경사방향(Aspect, 향) | 가장 가파르게 내려가는 방향(방위각) | 일조량, 농작물 입지 |
| 음영기복(Hillshade) | 가상의 빛을 비춰 생긴 그림자 | 지형을 입체로 보이게 하는 배경 지도 |
| 등고선 | 같은 높이의 셀을 이음 | 지형도 제작 |
| 가시권(Viewshed) | 한 지점에서 시선이 지형에 막히지 않고 닿는 범위 | 기지국·감시탑 입지, 경관 분석 |
| 유역·물흐름·하천망 | 셀마다 가장 낮은 이웃으로 물이 흐른다고 보고 흐름 방향과 모이는 양을 계산 | 홍수 분석, 배수 계획 |
| 체적·토공량 | 계획 높이와 현재 높이의 차를 면적에 곱해 더함 | 절토·성토량 산정 |
| 지형 단면 | 선을 따라 높이 값을 뽑음 | 도로·관로 노선 검토 |
- 위 정보는 모두 높이의 분포에서 계산되는 지형 정보다
- 필지경계(Parcel Boundary)는 추출할 수 없다. 필지는 소유권과 지번으로 나눈 법적 단위이고 땅의 높낮이와 관계가 없다. 지적측량 성과와 지적도에서 얻는다