GGRS: Geoscience, GIS, & Remote Sensing

지구과학, GIS, 그리고 원격탐사 블로그입니다.

수치표고모형(DEM) 기반으로 고도 통계 산출하기

댓글 1

GIS

2021. 3. 21.

안녕하세요? 이번 글은 수치표고모형(DEM) 기반으로 고도 통계를 산출하는 과정을 학습해 보도록 하겠습니다. 실습용 데이터는 아래 링크를 통해 다운로드 받으실 수 있습니다. 실습지역은 '월출산국립공원'입니다.

WOLCHULSAN_BNDRY.zip
5.09MB

압축 파일을 해제해 보시면 아래와 같은 파일들이 들어있는데요, 여기서 WOLCHULSAN_BNDRY.shp는 월출산국립공원 경계를 나타내며, N34E126.hgt는 북위 34도, 동경 126도에 해당하는 수치표고모형(DEM) 데이터를 의미합니다.

이번 실습을 통해 다룰 QGIS 기능은 크게 3가지입니다:

  • SRTM-Downloader 플러그인: 내가 원하는 지역의 DEM 데이터를 확보하는 법
  • 마스크 레이어로 래스터 자르기: DEM 데이터를 원하는 영역으로 자르는 법
  • 구역 통계: 특정 구역의 고도 통계를 산출하는 법

자, 그럼 실습을 시작해볼까요?! '월출산국립공원 경계' 파일을 아래와 같이 로딩해 봅니다.

해당 지역의 DEM 데이터를 확보하기 위해 SRTM-Downloader 플러그인을 설치하겠습니다.

방법은 상단 메뉴 중 '플러그인 > 플러그인 관리 및 설치'를 클릭하고,

'SRTM-Downloader' 플러그인을 검색 후 설치해 주시면 됩니다.

SRTM은 Shuttle Radar Topography Mission(셔틀 레이더 지형 미션)의 약어로써, 전세계의 수치표고모델(Digital Elevation Model, DEM)을 제공하는 프로젝트입니다. SRTM은 미국 항공우주국(U.S. National Aeronautics and Space Administration, NASA)과 미국 국립지리정보국(U.S. National Geospatial-Intelligence Agency, NGA)의 협력으로 추진되었습니다.

SRTM 탑재장비(payload)는 2개의 레이더 안테나를 갖추고 있는데요, 간섭계 합성 개구 레이 (Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR)라고도 합니다.

보다 자세한 사항은 아래 링크를 참조하시면 됩니다.

 

Shuttle Radar Topography Mission

TECHNICAL FACT SHEET The Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) is a joint project of the National Geospatial-Intelligence Agency (NGA) and the National Aeronautics and Space Administration (NASA) to map the world in three dimensions. Using the Spaceborne

www2.jpl.nasa.gov

SRTM-Downloaer는 스위스 취리히 '소스폴(Sourcepole)'의 '호르스트 더스터(Horst Düster)' 박사님이 개발하셨습니다.

 

hdus/SRTM-Downloader

Contribute to hdus/SRTM-Downloader development by creating an account on GitHub.

github.com

플러그인 설치가 완료되면 QGIS 툴바에 아래와 같이 'SRTM Downloader' 버튼이 생성됩니다. 클릭해볼까요?!

실행 화면은 아래와 같습니다.

'Set canvas extent' 버튼을 클릭하면, 현재 QGIS 캔버스 범위가 위경도로 자동 설정됩니다.

Output-Path를 설정하고 'Download' 버튼을 클릭합니다.

아래와 같이 'Login' 창이 실행되는데요, DEM 자료를 내려받기 위해 Earthdata 계정이 필요합니다.

링크를 클릭해서 새 계정을 생성하거나 기존 계정을 입력한 후 '확인' 버튼을 클릭합니다.

계정에 문제가 없다면 다운로드가 진행될 것입니다.

다운로드 결과는 아래와 같습니다. 자, 그럼 이 DEM을 월출산국립공원 경계로 잘라내 볼까요?!

공간 처리 툴박스에서 '마스크 레이어로 래스터 자르기'를 실행합니다.

실행 창은 다음과 같은데요,

입력 레이어는 DEM을, 마스크 레이어는 월출산국립공원 경계를 선택해 줍니다.

현재 DEM은 EPSG:4326으로 설정되어 있는데요, 이것은 각도(degree)로 측정되는 지리좌표계입니다.

이후 계산을 고려하여 이것을 미터(meter)로 측정되는 투영좌표계로 변환해 주겠습니다.

이를 위해 원본 좌표계는 EPSG:4326(지리좌표계)으로, 대상 좌표계는 EPSG:5179(투영좌표계)로 설정해 줍니다.

산출 파일 해상도 설정을 체크한 후 산출 밴드의 X 해상도, Y 해상도는 28m로 설정해 줍니다.

'잘라낸 산출물 (마스크)'에 적절한 이름을 설정하고 결과를 확인해 보겠습니다. 

결과는 다음과 같습니다. 원하는 영역으로 잘 잘려졌죠?!

결과 레이어의 속성을 확인해 보면 '정보' 탭에서,

'픽셀 크기'가 28, -28로 설정된 것을 확인하실 수 있습니다.

이제 '구역 통계'를 계산해 봅니다.

구역 통계를 통해 월출산국립공원 지역 내 고도 통계를 손쉽게 산출할 수 있습니다.

래스터 레이어는 '월출산국립공원 DEM'을, 래스터 밴드는 '밴드 1'을, 산출 열 접두어는 'SRTM_'를 입력합니다.

계산할 통계를 선택한 후,

기본 설정 '개수', '합', '평균'을,

'평균', '표준 편차', '최소값', '최대값'으로 변경해 봅니다.

자, 이제 '구역 통계' 결과 레이어를 설정하고 결과를 확인해볼까요?!

결과는 아래와 같습니다. 월출산국립공원 고도 평균은 264m, 편차들의 평균(표준편차)은 132m, 최소값은 29m, 최대값은 773m로 확인됩니다. 여기까지 수치표고모형(DEM)  기반으로 고도 통계 산출하는 방법을 확인해 봤습니다.