산불 화재시뮬레이션을 위한 3차원 지형정보모델의 전처리방법

Preprocessing Method of 3D Topographic Modeling for Wildland Fire Simulation

본 연구는 공개된 지형정보를 기반으로 산불 화재시뮬레이션에 필요한 지형의 기하학적 형상 구성에 필요한 전처리 방법을 개발하고자 한다. 해석대상영역은 팔공산 자연공원 내 갓바위지구의 2 km × 2 km 지역이며 지형과 대기를 포함한 계산영역의 높이는 1.2 km이다. 미항공우주국(NASA)의 SRTM에서 제공하는 90 m급 공간 해상도의 수치표고모델 데이터로부터 지형표면과 3차원 솔리드 오브젝트를 생성하는데 오픈소스기반의 3차원 그래픽 프로그램인BLENDER 2.92를 이용하였다. 산불 화재전파를 해석하기 위해 FDS 모델의 level set method를 적용하였으며 바람은10 m/s의 동풍을 가정하였다. 해석결과 화재 전파는 해석격자의 크기뿐만 아니라 DEM 데이터의 전처리 과정에서설정되는 솔리드 오브젝트의 voxel크기와 해석격자에 따라 크게 의존하는 경향을 보였다.

This study was conducted to develop a preprocessing method that generates a computational geometry for a wildlandfire simulation based on topographic data. The computational domain comprised an area of 2 km × 2 km with a heightof 1.2 km, including the terrain geometry and atmosphere, in Palgongsan Natural Park near the Gatbawi district. BLENDER2.92, an open-source 3D computer graphics software tool, was used to create the terrain surface and 3D solid objects basedon the data of a digital elevation model, considering the spatial resolution of 90 m provided by the SRTM of the NASA. The level-set method of the FDS model was used to track the wildland fire spread, assuming that the speed of the windfrom the east was 10 m/s. The calculated result of the fire spread was dependent on the grid size of the computationalmesh and the voxel size of the 3D solid objects.