복셀 자료모형 (Voxel Data Model)
한 줄 정의: 3차원 공간을 일정한 크기의 정육면체 단위(복셀)로 나누어 각 단위에 값을 부여함으로써 입체적 현상을 표현하는 자료모형입니다.
쉽게 풀면
2차원 지도에서 픽셀이 화면을 작은 사각형으로 나눈 것이라면, 복셀은 3차원 공간을 작은 정육면체로 나눈 것이라고 생각하면 됩니다. 지하수의 오염 농도나 대기 중 미세먼지 농도처럼 높이에 따라서도 값이 달라지는 현상을 표현할 때, 평면뿐 아니라 높이 방향까지 잘게 쪼개어 각 칸마다 값을 저장하는 방식입니다. 마치 3D 블록을 쌓아 공간 전체를 채우고, 각 블록마다 정보를 기록해두는 것과 비슷합니다.
왜 중요한가
지질, 대기, 해양처럼 3차원적으로 변화하는 현상을 다루는 연구에서 복셀 자료모형은 공간을 체계적으로 표현할 수 있는 방법을 제공합니다. 지도학 및 GIS 분야에서 3차원 공간분석이 점차 요구되면서, 기존의 2차원 래스터 모형을 3차원으로 확장한 복셀 모형에 대한 관심이 커지고 있습니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"지하 지질 구조를 표현하기 위해 복셀 자료모형(voxel data model)을 구축하고 층별 물성값을 저장하였다."
지질 구조를 3차원적으로 표현하는 데 복셀 모형이 활용된 사례입니다.
"도시 대기오염 농도의 3차원 분포를 복셀 기반으로 시각화하여 고도별 변화를 분석하였다."
대기오염 자료를 복셀로 표현해 분석한 연구를 보여줍니다.
조금 더 깊게 보면
복셀 자료모형은 x, y, z 세 방향으로 일정한 간격의 격자를 만들고 각 복셀에 하나의 값을 저장하는 방식으로 구성됩니다. 자료량이 3차원으로 늘어나기 때문에 2차원 래스터에 비해 저장 공간과 연산 부담이 커지는 경향이 있어, 필요에 따라 복셀 해상도를 조정하는 연구가 함께 이루어집니다.
주의할 점
복셀 자료는 해상도를 높일수록 자료량이 급격히 커지므로, 분석 목적에 맞는 적절한 복셀 크기를 설정하는 것이 중요합니다.