강원대학교 지구물리학과 이훈열 교수 참고문헌: 이희연, GIS 지리정보학, 2004. 제 10장 고차적 공간 분석 강원대학교 지구물리학과 이훈열 교수 참고문헌: 이희연, GIS 지리정보학, 2004.
공간 분석 기법의 예 근접 분석: 검색 기능, 확산 기능 지형 분석: 경사, 음영 기복, 시계 분석 하계망 분석: 수로, 유역 경계 분석 네트워크 분석: 경로 탐색,자원 배분, 공간적 상호작용 모델, 입지-배분 모델
근접 분석 (Neighborhood Analysis, Proximity Analysis) 주어진 특정 지점을 둘러싸고 있는 주변 지역의 특성을 평가하는 기능. 공간상에서 주어진 지점과 주변의 객체들이 얼마나 가까운가를 파악. 예 1: 소방서로부터 반경 5km 이내에 거주하는 주택의 수는? 예 2: 계획 지점으로부터 인구 500명 이상인 마을이 있는가? 근접 분석을 위해서는 목표지점의 설정, 목표지점의 근접 지역에 대한 명시, 근접지역 내에서 수행되어야 할 기능이 명시되어야 한다. 단순 거리 뿐만이 아니라, 시간, 비용으로도 근접성 측정. 검색기능, 확산기능, 공간적 집적기능, 경사도 분석.
검색 기능 입력 커버리지의 인접 값을 연산하여 산출 커버리지에 새로운 값을 부여 초점(focal) 함수 이동창 (moving window) 여러 가지 대수 사용: 평균, 중위, 최소, 최대, 합계, 최대(소) 빈도수
확산 기능 확산: 주어진 지점에서 특정한 기능이나 현상이 공간상에서 일정 방향으로 그 영향력을 넓혀 가는 것. 확산 기능: 다양한 특정 현상의 영향력을 분석하고, 특히 복잡한 지표면상으로의 이동 시간이나 누적 비용 등을 계산. 누적표면: 주어진 지점으로부터 거리가 증가함에 따라 각 셀의 위치에 따라 변화하는 누적된 값을 나타낸 것
누적 거리 표면
누적 비용 표면의 생성
누적 비용-경로 표면
지형 분석 DEM이나 TIN을 이용하여 지형을 분석 경사도(slope), 경사면의 방향(aspect), 단면도(cross-section), 3차원 지형 표현, 시계 분석(가시구역, 비 가시구역)
경사도와 경사면의 방향
경사도와 경사면의 방향 예
음영 기복
시계
하계망 분석 물의 흐름 방향: 중력 방향 배수시스템(drainage system): 물이 시작되는 지점에서 하구까지 물이 흘러가는 통로 유역 분지 혹은 유역 면적(watershed, basin, catchment):물이 배수구로 흘러가는 전체 영역 분수령(watershed boundary) 혹은 배수 분할(drainage divide): 두 유역 분지 사이의 경계 분기점(junction): 두 하천 수로가 만나는 지점
하계망 구조와 흐름 방향
DEM에서 수로 추출
Sink
하천과 유역경계
흐름방향 추출
하천 수로 추출
예: 섬진강 유역경계와 하천
네트워크 분석 서로 연관된 일련의 선형 형상물의 연결성과 경로를 분석하는 것. 예를 들어 고속도로, 철도, 도로, 하천, 전기, 전화, 상하수도 등. 주로 벡터 위상 데이터를 기반으로 하는 분석 기법 경로 탐색 (path finding) 배분 (allocation) 추적 (tracing) 공간적 상호작용 (spatial interaction) 입지-배분 기능 (location-allocation)
경로탐색 네트워크 위상 데이터 필요: 선분, 교차점, 회전의 세가지 구성요소가 위상적으로 구축되어야 한다. 선분(arc, link): 도로 ID, 도로명, 길이, 번호, 제한속도. 교차점(node): 교차점 ID, 선분의 시작점과 끝점 정보. 회전(turn): 교차점 이동 시간 (예, 교통 신호 멈춤 15초) 최단경로 알고리즘 (Dijkstra, 1959): 두 지점간 가능 경로를 모두 검색하여 최단 거리, 최단 시간, 혹은 최소 비용 경로 선택 도로 길이, 속도 제한, 도로 상태, 일방통행로, 도로명, 신호등, 교통 체증, 폐쇄 도로, 통행료 등 고려 통학버스 경로선정, 소방차, 구급차, 경찰 차량의 운전 경로, 항공기 운항 경로, 버스 경로, 우편물 배달, 폐기물 수거 차량 경로 등에 활용.
Dijkstra 최단경로
최적 경로 탐색의 예
배분(Allocation) 자원의 배분 기능: 네트워크상에 흩어져 있는 고객들에게 공급지로부터 자원을 합리적이고 효율적으로 배분하는 것. 네트워크 시스템에서 수요와 공급을 모델링 하는 것. 도로에 제설 모래 공급, 우물의 위치, 학생들의 학군 배정, 전력 공급, 소방서나 구급차의 서비스 권역 등.
Service Area
끝