해수유통모델 결과를 3차원적으로 가시화하기 위한 그래픽 유저 인터페이스를 지리정보시스템 (GIS) 기술을 활용하여 구축하였다. 연안역 관리에서 GIS기법은 산재되어 있는 방대한 자료들을 저장하고 이를 3 차원으로 가사화하는 기능을 제공하며 해석적, 통계적, 모델링 도구로써 주어진 상황에 적합한 데이터 변환이 가능하도록 해준다. 해수유동모델은 개방경제에서 조석, 바람, 수온, 염분, 장물 유업 및 태양복사 등 과 같은 모델입력값을 부여함으로써 구동되며 대상해역은 진해만으로 하였다. 본 연구에서는 국산 GIS 소프트웨어인 GeoMania (v2.5)를 사용하여 진해만을 대상으로 시뮬레이션된 해수유통모델 결과의 3차원 가시화 모듈을 구축하였다.
해수유통모델 결과를 3차원적으로 가시화하기 위한 그래픽 유저 인터페이스를 지리정보시스템 (GIS) 기술을 활용하여 구축하였다. 연안역 관리에서 GIS기법은 산재되어 있는 방대한 자료들을 저장하고 이를 3 차원으로 가사화하는 기능을 제공하며 해석적, 통계적, 모델링 도구로써 주어진 상황에 적합한 데이터 변환이 가능하도록 해준다. 해수유동모델은 개방경제에서 조석, 바람, 수온, 염분, 장물 유업 및 태양복사 등 과 같은 모델입력값을 부여함으로써 구동되며 대상해역은 진해만으로 하였다. 본 연구에서는 국산 GIS 소프트웨어인 GeoMania (v2.5)를 사용하여 진해만을 대상으로 시뮬레이션된 해수유통모델 결과의 3차원 가시화 모듈을 구축하였다.
This study presents an application of GIS technologies to construct the graphic user interface for 3-dimensional exhibition of the results obtained by ocean hydrodynamic model. In coastal management studies, GIS provide a receptacle for scattered data from diverse sources and an improvement of the 3...
This study presents an application of GIS technologies to construct the graphic user interface for 3-dimensional exhibition of the results obtained by ocean hydrodynamic model. In coastal management studies, GIS provide a receptacle for scattered data from diverse sources and an improvement of the 3D visualization of such data. Within the frame of a GIS a variety of analytical, statistical and modeling tools can be applied to transform data and make them suitable for a given application. A 3D hydrodynamic model was driven by time-dependent external forcing such as tide, wind velocity, temperature, salinity, river discharge, and solar radiation under the open boundary condition. The Jinhae Bay was selected as a case study. Here, we have used GeoMania v2.5 GIS software and its 3D Analyst extension module to visualize hydrodynamic model result that were simulated around the Jinhae Bay.
This study presents an application of GIS technologies to construct the graphic user interface for 3-dimensional exhibition of the results obtained by ocean hydrodynamic model. In coastal management studies, GIS provide a receptacle for scattered data from diverse sources and an improvement of the 3D visualization of such data. Within the frame of a GIS a variety of analytical, statistical and modeling tools can be applied to transform data and make them suitable for a given application. A 3D hydrodynamic model was driven by time-dependent external forcing such as tide, wind velocity, temperature, salinity, river discharge, and solar radiation under the open boundary condition. The Jinhae Bay was selected as a case study. Here, we have used GeoMania v2.5 GIS software and its 3D Analyst extension module to visualize hydrodynamic model result that were simulated around the Jinhae Bay.
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문제 정의
본 연구에서는 이미 이런 요구를 충족시키고자 다양한 분야에 적용되고 있는 GIS 기법을 3차원 해수유동모델링과 연계한 GUI를 구축함으로써 차후 해양관련 업무의 효율성을 증대시킬 수 있는 시스템을 개발하고자 하였다. 비록 초기적인 단계이기는 하지만 본 연구에서는 해수유동모델의 3차원 가시화 시스템을 구축하여 진해만과 마산만 주변의 상세한 조류도를 다양한 조건하에서 조석주기별로 파악할 수 있었으며 사용자가 지정한 시간에 가장 적합한 조류도를 3차원 그래픽으로 작성하고 분석할 수 있었다.
해양수산부(2002b)는 국가 GIS 기술개발의 중점 추진 과제 가운데 공간지리정보 가공처리 및 통합기술개발 분야에 3차원 모델링 및 4차원 시간정보 연산기술 개발을 추진한 바 있으며 이에 본 연구에서는 진해만을 대상해역으로 GIS 기법을 연계하여 해양의 3차원 해수유동모델이 windows 횐경에서 쉽게 구현될 수 있는 GUKGraphic User Interface)를 구축하고자 하였다.
제안 방법
대상해역인 진해만의 DEM(digital eleva- tion model)을 생성시키기 위해서 1:5,000 및 1:25, 000 축적의 수치등고선도를 기본으로 하여 커버리지를 생성하였다. 또 진해만 수치지도의 도형정보 및 수치해도의 속성정보를 연결하여 해양지리정보시스템을 구축하고 시스템 내에서 3차원 해수유동모델의 수행이 가능하도록 설계하였다.
2에 나타낸 바와 같이 벡터와 콘타로 표현하여 3차원으로 가시화하였다. 또 메뉴창을 통해서 x-y, x-z, y-z 평면상에 모델결과를 표현하고 RGB color 값들을 이용하여 색상이 조절되도록 하였다.
계산결과들을 가시화하였다. 또 메인 툴바에서 각각의 툴바를 선택하여 확대, 축소, 좌우상하의 자유로운 화면이동을 수행한다. 화면 위에서 마우스를 이동하면 그 지점의 X, y, z 값이 화면 하단의 상태바를 통해 나타나며 화면에 나타나 있는 결과들은 BMP 파일로 저장한다.
하여 커버리지를 생성하였다. 또 진해만 수치지도의 도형정보 및 수치해도의 속성정보를 연결하여 해양지리정보시스템을 구축하고 시스템 내에서 3차원 해수유동모델의 수행이 가능하도록 설계하였다. 수치해 역도상에 3차원 해수유동모델의 수행 결과인 조류 및 조석잔차류 정보를 입력하고 그래픽으로 구현할 수 있도록 DBMS(database management system)를 구축하여 통계분석 및 시각화가 가능하도록 하였다.
마우스 왼쪽 버튼을 클릭한 상태로 드래그하여 주 화면의 3차원 표현 요소들이 자유롭게 회전하도록 하여 진해만의 모든 방향에서 계산결과들을 가시화하였다. 또 메인 툴바에서 각각의 툴바를 선택하여 확대, 축소, 좌우상하의 자유로운 화면이동을 수행한다.
먼저 시스템으로부터 연안지형 및 수심자료를 입력하고 모든 강유역 경계자료는 기본적으로 Polygon을 유지하도록 한다. 격자정보와 강유역 경계의 좌표를 설정한 후 데이터베이스 서버에 저장하면 서버로부터 자료를 요청하는 모델링 시스템 클라이언트로 자료가 넘겨진다.
본 연구에서 구현된 해수유동모델링 시스템은 크게 입력변수 생성 프로그램, 모델링 실행 프로그램 3차원 가시화 프로그램 등 크게 3가지 프로그램으로 구성된다.
또 진해만 수치지도의 도형정보 및 수치해도의 속성정보를 연결하여 해양지리정보시스템을 구축하고 시스템 내에서 3차원 해수유동모델의 수행이 가능하도록 설계하였다. 수치해 역도상에 3차원 해수유동모델의 수행 결과인 조류 및 조석잔차류 정보를 입력하고 그래픽으로 구현할 수 있도록 DBMS(database management system)를 구축하여 통계분석 및 시각화가 가능하도록 하였다.
에니메이션 창이 활성화 된 상태에서 마우스 동작에 의해 회전, 확대, 축소 등이 가능하도록 시스템을 설계하여 수치지도와 결합된 만 전체의 변화양상을 나타내었다.
조류는 본 시스템에서 반일주조인 M2 분조만 고려되며 조석잔차류는 M2분조 주기 내의 조류값을 평균하여 구한다. 잔차류값을 통해 물질의 수송과정에 대한 정보가 차후 생태계모델로 전달된다.
한편, 계산된 모델결과의 시간 흐름에 따른 변화를 보다 효과적으로 보기 위하여 에니메이션 기능을 활용하였다. 에니메이션 창이 활성화 된 상태에서 마우스 동작에 의해 회전, 확대, 축소 등이 가능하도록 시스템을 설계하여 수치지도와 결합된 만 전체의 변화양상을 나타내었다.
대상 데이터
3을 사용하였다. 사용된 GIS 시스템은 국내에서 개발된 소프트웨어인 GeoMania v2.5(GEOBase)로 일반인의 접근이 편리한 PC 환경을 대상으로 Windows 2000 professional OS 상에서 구동되도록 하였으며 DBMS로는 범용적이면서 안정적인 Oracle v9.0을 사용하였다.
이론/모형
본 시스템의 개발 환경으로 사용된 언어로는 통합시스템으로 Delphi가 사용되었으며 3차원 시스템 및 모델입력변수 생성 프로그램은 Visual C++ , 모델링 실행프로그램은 Visual Fortran, 그리고 3차원 가시화 기능은 IDUinteractive data language) v5.3을 사용하였다. 사용된 GIS 시스템은 국내에서 개발된 소프트웨어인 GeoMania v2.
성능/효과
수 있는 시스템을 개발하고자 하였다. 비록 초기적인 단계이기는 하지만 본 연구에서는 해수유동모델의 3차원 가시화 시스템을 구축하여 진해만과 마산만 주변의 상세한 조류도를 다양한 조건하에서 조석주기별로 파악할 수 있었으며 사용자가 지정한 시간에 가장 적합한 조류도를 3차원 그래픽으로 작성하고 분석할 수 있었다. 그러나 보다 정확한 조류를 계산하기 위해서는 4대 분조를 포함한 보다 많은 분조가 고려되어야 할 필요성이 있으며 장기 관측된 시계열 자료를 통한 충분한 검증이 이루어져야 한다.
후속연구
비록 초기적인 단계이기는 하지만 본 연구에서는 해수유동모델의 3차원 가시화 시스템을 구축하여 진해만과 마산만 주변의 상세한 조류도를 다양한 조건하에서 조석주기별로 파악할 수 있었으며 사용자가 지정한 시간에 가장 적합한 조류도를 3차원 그래픽으로 작성하고 분석할 수 있었다. 그러나 보다 정확한 조류를 계산하기 위해서는 4대 분조를 포함한 보다 많은 분조가 고려되어야 할 필요성이 있으며 장기 관측된 시계열 자료를 통한 충분한 검증이 이루어져야 한다. 이를 위해서는 GIS를 활용하여 조사 및 관측된 자료들이 실시간으로 데이터베이스화되는 과정이 반드시 필요하다.
사용하는 범용코드로 전환될 계획이다. 이러한 시스템 구축은 해양관련 업무수행 시 문서상으로 제공되는 자료외에 연안 현황과 여러 관련 정보가 시스템을 통해 함께 제공되도록 함으로써 업무처리 시 신속한 의사결정을 지원하고 연안관리의 인프라 구축에 기여할 것으로 사료된다.
차후 본 연구에서 구축된 모델링 가시화 시스템은 해수유동모델로부터 물리적인 수송 정보를 전달받아 수행되는 해양생태계모델과 연계되어 구동될 예정 이며, 해수유동모델은 σ-좌표계를 사용하는 범용코드로 전환될 계획이다. 이러한 시스템 구축은 해양관련 업무수행 시 문서상으로 제공되는 자료외에 연안 현황과 여러 관련 정보가 시스템을 통해 함께 제공되도록 함으로써 업무처리 시 신속한 의사결정을 지원하고 연안관리의 인프라 구축에 기여할 것으로 사료된다.
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