합성지오이드모델(Hybrid Geoid Model)

1. 합성지오이드모델

Hybrid Geoid Model은 다양한 데이터 소스를 결합하여 지오이드를 모델링합니다. 이 모델은 다양한 데이터를 활용하여 지구의 지형, 지질학적 특성, 중력장 데이터 등을 분석하고 통합하여 지구의 지오이드를 정확하게 모델링합니다.

 

 

1) 합성지오이드모델 장점

데이터 통합: Hybrid Geoid Model은 다양한 데이터 소스를 결합하여 지오이드를 모델링합니다. 이 모델은 위성 측량 데이터, 중력 데이터, 지형 데이터 등을 통합하여 지구의 지오이드를 정확하게 표현합니다.

정확성: Hybrid Geoid Model은 실제 지구의 형태에 가깝게 근사화됩니다. 정확한 모델링은 지리 정보 시스템(GIS) 및 지구 과학 분야에서 다양한 연구 및 분석에 활용됩니다.

다양한 데이터 소스 활용: Hybrid Geoid Model은 위성 측량 데이터, 중력 데이터, 지형 데이터 등 다양한 데이터 소스를 활용합니다. 이를 통해 지구의 다양한 특성을 고려하고 모델링할 수 있습니다. 예를 들어, 위성 측량 데이터는 높이 정보를 제공하며, 중력 데이터는 중력장의 변동을 나타내고, 지형 데이터는 지구의 지형 특성을 보여줍니다.

지구 관측 정확성 향상: Hybrid Geoid Model은 지구 관측의 정확성을 향상시킵니다. 이는 위성 위치 측정, 지리적 측정, 지형 조사 등 다양한 응용 분야에서 중요합니다.

 

2) 합성지오이드모델 단점

데이터 불일치 및 불확실성: Hybrid Geoid Model은 다양한 데이터 소스를 통합하기 때문에 데이터 소스 간의 불일치나 불확실성이 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 다른 기간 또는 다른 방법으로 측정된 중력 데이터가 서로 일치하지 않을 수 있습니다. 이로 인해 모델의 정확성과 일관성에 영향을 줄 수 있습니다.

데이터 품질 및 해상도: Hybrid Geoid Model의 품질은 사용된 데이터의 품질과 해상도에 크게 의존합니다. 낮은 해상도의 데이터 또는 데이터의 부족은 모델의 정확성을 제한할 수 있습니다. 데이터 품질 및 해상도가 낮을 경우, 모델이 세부적인 지리적 특성을 충분히 반영하지 못할 수 있습니다.

지역적 제한성: Hybrid Geoid Model은 특정 지역이나 국가에 대한 데이터를 활용하여 구축되기 때문에 다른 지역에서의 적용이 제한될 수 있습니다. 지구의 지오이드는 지역에 따라 다양한 변동성을 보이므로, 모델이 개발된 지역 이외의 지역에서의 정확성과 유효성이 떨어질 수 있습니다.

모델 업데이트 및 유지 관리: Hybrid Geoid Model은 새로운 데이터 및 정보가 출시됨에 따라 지속적으로 업데이트 및 유지 관리되어야 합니다. 새로운 데이터의 수집 및 처리, 알고리즘의 개선, 모델의 유효성 평가 등에 시간과 비용이 소요될 수 있습니다.

 

2. 합성 지오이드 모델의 구축 과정

중력지오이드 모델의 계산 과정은 ①장파장 및 단파장 효과 제거, ②중력 자료의 합성, ③잔여지오드고 계산, ④장파장 및 단파장 효과 복원, ⑤GPS/Leveling 자료와 중력 지오이드를 융합의 다섯단계로 구성된다.

①지상, 항공, 위성고도계 자료로부터 장파장 효과와 단파장 효과를 제거하는 과정으로 본 과정에서는 전지구중력장 모델의 최대 차수와 지형에 의한 단파장 효과를 계산할 때 각 중력 자료로부터의 반경을 결정한다.

②항공중력자료, 지상중력자료, 위성고도계 자료의 분포와 정밀도를 고려하여 자료를 융합하며, 항공중력자료는 특정 고도 상에서 측정된 자료이므로 다른 중력 자료와 융합하여 활용하기 위해서는 높이 0m의 값으로 환산하는 하향연속(Downward continuation)이 필요하다. 

③장파장 효과와 단파장 효과가 제거된 잔여 중력이상값을 높이 0m상의 값으로 환산하였다면, Stokes 적분을 통하여 잔여 지오이드고를 계싼한다.

④앞서 제거된 장파장 및 단파장 효과를 복원하여 중력 자료 기반의 지오이드 모델을 계산한다.

⑤지오이드와 지역적인 수직기준체계 간의 차이를 최소화하도록 GPS/Leveling 자료와 중력 지오이드를 융합하여 합성지오이드모델을 구축한다.

 

 

3. 국가지오이드모델

국가지오이드모델(KNGeoid18)은 「국가 지오이드 모델 및 육․해상 수직기준 연계모델 개발」 연구를 통해 개발된 고정밀 합성지오이드 모델로써 육상과 해상에서의 지오이드고를 제공합니다. 2008년부터 2017년까지 통합기준점, 수준점, 삼각점 및 위성기준점에서 획득된 육상중력자료와 2009년부터 2010년까지 획득된 항공중력자료, 국립해양조사원 선상중력자료 및 DTU10 위성고도계 자료가 포함되어 있으며, 범지구중력장 모델로는 2016년 개발된 최신의 XGM2016 모델이 적용되었습니다. 육상과 제주도에 위치하는 통합기준점 2,791점과 비교했을 때 KNGeoid18의 적합도는 약 ±2.3cm 입니다.