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DEM 으로부터 터레인 제작: Digital Elevation Models (DEM) 사용하기
문서 요약: 터레인 제작을 위한 DEM 파일 사용에 관한 정보 원저자: David Green?.디지털 표고 모델 (Digital Elevation Model: DEM) 개요
Digital Elevation Model (디지털 표고 모델: "DEM") 은 천체 레이더 인공위성과 같은 원격 감지 시스템으로부터 일반적으로 얻어지는 표고 표본점의 래스터 격자를 포함하는 데이터 파일입니다. 이 데이터는 조사된 위치를 나타내는 회색조 하이트맵 또는 3D 메쉬로 변환될 수 있습니다. 현재 사용 가능한 DEM 데이터의 해상도와 품질은 상당히 다양하지만, 다수의 데이터의 해상도가 매우 낮아서 GIS 또는 높은 고도의 이미지와 음영 기복 렌더링에만 유용합니다. GoogleEarth(http://earth.google.com/) 또는 Mars HiRISE 프로젝트(http://hirise.lpl.arizona.edu/)에서 관찰할 수 있는 실제적인 래스터 사진 이미지와 DEM 데이터를 혼동하지 마십시오. 래스터 사진은 사진 카메라로 촬영된 표준 시각적 이미지를 포함하는 반면에 DEM 데이터는 일반적으로 레이더, 레이저, 또는 이와 유사한 고도 측정 시스템을 사용하여 축적됩니다. 이미지의 픽셀 데이터가 각 위치의 고도를 직접적으로 표현하고 있지 않기 때문에 사진 데이터는 쉽게 하이트맵 고도 데이터로 변환될 수 없습니다. 주요 광원 광선의 입사각과 그로 인하여 발생하는 빛과 그림자의 영향등과 같은 여러 요인을 고려해야 하기 때문에 사진에서 파생 고도 데이터를 추출하는 것은 어렵습니다. 지형 데이터는 또한 단색과 표고 컬러 스타일을 포함하는 표고 컬러 그라데이션 스타일이있습니다 Contour Line Map (등고선맵) 형식으로도 사용 가능합니다. Color Relief (컬러 기복) 형식은 Contour 와 비슷하지만 고도를 나타내는데 컬러 색상을 사용합니다. 다수의 Contour Line 과 Color Relief 맵들은 토지 측량의 소스이므로 원격 탐지 데이터 파일의 해상도 또는 정확성을 포함하지 않습니다. 항공 사진 이미지:
Volga River Delta (볼가강 델타) - 미국 지질조사국
Contour 맵:
미 뉴햄프셔 주. - 미국 지질조사국
음영 기복 이미지:
미 뉴멕시코 주. - National Atlas Map Maker
DEM 데이터로 제작된 Unreal 터레인
David Green
DEM 데이터 해상도
대부분의 DEM 데이터 파일은 16 비트 바이너리 또는 ASCII 고도 값의 x*y 표본 점의 사각형의 래스터 이미지로 저장됩니다. 다양한 DEM 형식을 UnrealEd G16 의 하이트맵 형식으로 직접 변환시키는 G16Ed 또는 HMCS 과 HMES 소프트웨어 응용 프로그램과 같은 소프트웨어 유틸리티가 많이 있습니다. 다른 GIS 와 정부 또는 대학 변환 유틸리티는 좀 더 쉽게 UnrealEd 의 G16 형식으로 변환될 수 있는 RAW16 또는 TIF-16 과 같은 중간 변환 파일 형식을 제공합니다. 현재 가장 일반적으로 사용되는 DEM 파일은 지구와 화성에 관한 것으로, 각 행성의 각기 다른 위치에서의 다양한 해상도 데이터를 검색할 수 있습니다. DEM 파일의 해상도는 arcminutes (분 각도) 와 arcseconds (초 각도) 또는 각각에 상응하는 미터 단위의 공간으로 측정됩니다. 가장 일반적인 DEM 해상도는 10,30, 90 미터입니다. 현재 가능한 최고 해상도 데이터는 1 ~ 5 미터이며, 이러한 고해상도 데이터는 드물기 때문에 일반에 공개되지 않습니다. Arcsecond 또는 미터 단위의 해상도는 데이터 파일에서의 각 표본점 사이의 공간을 말합니다. 지구 해수면에서 1 arcminute 또는 각도의 1 분 은 약 1.151 마일 (6076.115 피트) 또는 1.852 킬로미터 (1852 미터) 입니다. 이는 또한 1 해리 (nautical mile) 와도 동일한 값입니다. 3 분의 1 arcsecond (1/3") 는 일반적으로 10 미터 (10.3 미터 또는 33.79 피트)를 가리킵니다. 1 arcsecond (1"또는 1/60 arcminute) 는 일반적으로 30 미터 (30.86 미터 또는 101.2 피트) 를 가리킵니다. 3 arcseconds (3")는 일반적으로 90 미터 (92.6 미터 또는 303.6 피트) 를 가리킵니다. 30 arcseconds (30")는 약 1km (926 미터 또는 3038.06 피트) 입니다.Contour 맵과 기복도의 해상도
하이트맵 정보를 얻기 위해 Contour 맵을 사용하는 것과 관련된 문제는 경우의 문제점은 이미지가 기본적으로 어떤 영역의 합리적인 고도 변화의 일반 정의를 나타내는 선들의 그룹이라는 사실입니다. 이 데이터를 검색하여 맵의 특정 격자 영역에 대한 실제 x*y 고도 점으로 변환하는 것은 어렵습니다. 특히 각 contour 선의 가장자리 탐지 및 추적을 수행하고, 그 후에 거기에서 고도 기준과 곡선을 추정하는 디자인된 소프트웨어가 필요합니다. Contour 맵에서의 테레인 세부 사항에 대한 실제 해상도는 아주 낮습니다. 하이트맵 정보를 얻기 위해 Relief 와 Shaded Relief 를 사용하는 것과 관련된 문제점은 일반적으로 지질적 특징을 보다 알게하기 위해 10 배로 고도를 과장하여 만들어진 등고선(지질적) 맵으로부터의 소스에 있습니다. Shaded Relief 맵 또한 원래의 고도 데이터를 쉽게 분리될 수 없는 뛰어난 3D 뷰를 제공하기 위한 빛과 그림자의 렌더링을 포함합니다. Contour와 Relief 맵 모두 1:x 배율로 측정됩니다. 일반적인 스케일의 값과 그 해당 크기는 다음과 같습니다: 1:24,000 스케일의 맵은 7.5 분입니다. 7.5 분 사변형은 약 64 평방 마일의 면적을 포함합니다. 1:62,500 스케일의 맵은 15 분입니다. 1:63,360은 1 마일을 1 인치로 나타냅니다. 1:100,000 스케일 맵은 30 분 간격의 위도 선과 60 분 간격의 경도 선을 갖습니다. 30 x 60 분의 사변형 맵의 1cm 는 지상 거리로 1 킬로미터를 나타냅니다.DEM 해상도 증가시키기
30 미터 또는 10 미터의 데이터 파일에 노이즈를 추가하는 것과 같이 저해상도 DEM 파일에 세부 사항을 추가하는 것은 비록 가능하지만 데이터 파일에 없는 정확한 원래의 고도 데이터를 재현하는 것은 불가능합니다. DEM 데이터 파일을 다른 노이즈 또는 고도 데이터를 전달하는 지형학적 특징(부식 등)을 사용하여 수정되는 지형 하이트맵의 소스로 사용하는 원래의 고도점이 변경되듯이 더 이상 소스를 대표하지 DEM 의 결과를 초래합니다.Unreal 단위로 표시되는 DEM 데이터
_비디오 게임 터레인에 사용하기 적합한 DEM 데이터의 해상도에 대한 신속한 답변은 5 미터 이하입니다. 10 미터 이상의 DEM 데이터는 터레인 디자인으로 사용하기에 해상도가 너무 낮습니다. Unreal Engines 2, 2.5 와 3 은 1 Unreal Unit 의 기본 스케일을 2 cm 를 사용합니다. 따라서 1 미터는 50 Unreal Units 입니다. 이 기본 엔진 스케일을 사용하면 일반적인 DEM 해상도는 다음의 Unreal Unit 거리에 해당하게 됩니다.- 1 미터 DEM 데이터 = 1x50 = 표본점의 간격이 50 UUs
- 5 미터 DEM 데이터 = 5x50 = 표본점의 간격이 250 UUs
- 10 미터 DEM 데이터 = 10x50 = 표본점의 간격이 500 UUs
- 30 미터 DEM 데이터 = 30x50 = 표본점의 간격이 1500 UUs
- 90 미터 DEM 데이터 = 90x50 = 표본점의 간격이 4500 UUs
DEM 파일 형식
가장 일반적인 DEM 파일 형식의 파일 확장명은 다음과 같습니다.| 확장명 | 형식 |
|---|---|
| .ddf | USGS DEM |
| .dem | Vista Pro Binary DEM |
| .dem | USGS DEM |
| .hgt | SRTM (Shuttle Radar Topography Mission: 우주 왕복선 레이더 지형 미션) |
| .tif | GeoTIFF |
| .txt | Vista Pro ASCII DEM |
DEM 변환 소프트웨어
DEM 파일을 궁극적으로 하이트맵 소프트웨어와 UnrealED 에 의해 사용될 수 있는 형식으로 변환되는 다른 중간체 파일 형식으로 변환하는 소프트웨어 프로그램이나 유틸리티가 다수 존재합니다. 광범위한 DEM 데이터 유형과 다양한 특징과 기능을 갖춘 도구가 있으므로 여기서는 특정 응용 프로그램을 권장하지 않습니다. 소프트웨어의 선택은 스튜디오의 요구 사항에 따라 다릅니다. 1 개 이상 DEM 형식의 변환을 지원하는 일반적인 응용 프로그램로는 HMCS, HMES, Leveller 가 있고, 다양한 DEM 형식을 읽고 변환시키는 비영리, 정부 기관, 교육 기관 도구가 다수 존재합니다. 여기에는 3DEM, Kashmir3D, LandSerf, MicroDEM, Wilbur, EarthSlot, LandView, World Wind 등이 포함됩니다.DEM 데이터 소스
항공 사진, 위성 이미지, 원격 탐지 데이터에 대한 현재 최신 소스로의 링크는 미국 지질조사국 웹사이트에서 찾을 수 있습니다. 유료로 이 자료 대부분의 복사본을 구할 수 있습니다. 다음은 사용 가능한 DEM 데이터 소스의 극히 일부입니다. 5 미터 UTAH AGRCUS 데이터 영역에 국한됨.
http://agrc.utah.gov/agrc_sgid/dem_5m.html 10 미터 NED
10 미터와 30 미터 데이터 세트. 10 미터는 US 영역에만 국한됨.
http://ned.usgs.gov/ 30 미터 USGS
http://www.usgs.gov/pubprod/ 90 미터 SRTM: Shuttle Radar Topography Mission (우주 왕복선 레이더 지형 미션)
http://srtm.usgs.gov/
원래 30 미터 데이터에서부터 평균되어진 90 미터 데이터.
간섭 측정을 이용하여 얻어진 원래의 30 미터 데이터 집합.
16m 이하의 절대 수직 높이 정확성, 10m 이하의 상대 수직 높이 정확성, 20m 이하의 절대 수평 원형 정확성을 사용한 30m x 30m 공간 샘플링. Canada Topographical Data (캐나다 지형 데이터)
http://maps.nrcan.gc.ca/index_e.php 1 킬로미터 SRTM30: Shuttle Radar Topography Mission (우주 왕복선 레이더 지형 미션), 30 arcsecond(1km) 세트
http://topex.ucsd.edu/WWW_html/srtm30_plus.html
926 미터 데이터. GTOPO30: 지형적 30 arseconds 세트
http://edc.usgs.gov/products/elevation/gtopo30/gtopo30.html
926 미터 데이터.
