곡면 영역에 기초한 지형 모델링 document_id A220623049632

최근에, 시티 맵 또는 도로 맵과 같은 디지털 맵이 많이 보편화되고 있다. 이들 디지털 맵은 핸드헬드형 및 차량 내비게이션 시스템에서 중요한 빌딩 블록을 표현한다. 전자 맵은 스트리트, 빌딩 및 강과 같은 지도 제작상의 특징들을 표현할 수 있으며, 콤팩트 디스크 또는 디지털 용도의 디스크와 같은 저장 매체를 이용하여 상기 지도 제작상의 특징들과 관련된 데이터를 저장한다. 디지털 맵은 디지털 지형 모델에 의해 생성될 수 있다. 상업적인 프로바이더 뿐만 아니라 공공 기관에 의해 매우 다양한 토포그래픽(topographical) 지형 모델이 제공된다. 원리적으로, 디지털 지형 모델은 규칙적으로 또는 불규칙적으로 이격된 수평의 간격을 두고 있는 그라운드 위치에 대한 지형 고도로 이루어지는 디지털 파일이다. 지형 기울기, 기울기의 방향 및 선택된 포인트 사이의 지형 프로화일을 디스플레이하는 3차원 디지털 맵을 생성할 때 디지털 지형 생성물이 이용될 수 있다. 보통, 3차원 지형 모델은 에어본 레이저 스캐닝(airborne laser scanning)에 의해 얻어진다. 레이저 스캐닝 시스템은 범위 측정 수단(range measuring means) 및 방향 측정 수단의 조합을 포함한다. 상기 거리 외에 타겟 포인트의 위치를 결정하기 위하여, 수평 및 수직 방향이 결정되어야 한다. 따라서, 방출된 레이점 빔은 편향(deviate)되어야 한다. 일반적으로, 상기 레이저 빔을 편향시키는 두 가지의 방법이 있다. 전체 스캐닝 유닛이 예컨대 스테핑 모터에 의해 회전되거나, 레이저 빔이 회전 미러에 의해 편향된다. 방출/수신된 레이저 빔의 수직 각도 및 수평 각도를 기록함으로써, 필요한 방향을 계산할 수 있다. 범위 및 방향 측정을 조합하면 타겟 포인트의 위치가 제공된다. 상기 데이터 획득 방법 때문에, 레이저 스캐닝에 의해 얻어지는 지형 모델은 해상도(resolution)가 변하는 래스터(raster)에 기초하여 제공된다. 현재 가장 크게 이용 가능한 해상도는 약 25 미터의 데이터 포인트 간격으로 경관을 디지털 표현할 수 있도록 해준다. 데이터 그리드 포인트는 통상 복수의 개별 정점(vertex)에 의해 표현된다. 정점은, 보통 x, y, z 좌표로 주어지는 특정 위치를 갖고 있는 3차원 공간 내의 한 포인트이다. 이는, 함께 취해지는 두 정점이 어느 라인의 양단점을 규정하는데 사용되고, 평면 삼각형을 규정하는데 3개의 정점이 사용되는 다각형 모델링에서 기본적인 구조이다. 데이터 그리드 포인트를 표현하는 정점 사이의 연결은 다각형에 의해 얻어진다. 종래에 결과적으로 얻어지는 지형 모델의 퀄리티는 이용 가능한 해상도에 의존한다. 또한, 컴퓨터 리소스(computational resources)에 대한 요구, 특히 메모리 요구 조건 역시 데이터의 해상도에 의존적이다. 이는 차량 내비게이션 시스템과 같이, 다소 제한된 컴퓨터 리소스가 제공되는 임베디드 시스템에 대하여 심각한 문제점을 부여한다.