본 연구에서는 백두산 화산 분화 시 발생할 것으로 예상되는 화산재 확산 피해에 대해 화산분화지역을 중심으로 그 주변 지역의 공간적 피해를 시뮬레이션(WRF 및 FALL3D)을 통해서 예상피해를 제공하는 프로그램을 구현하여 화산재 확산 가시화를 수행한다. 화산재해의 공간적 피해를 정량적으로 계산한 결과 값의 집합체(NetCDF)를 이용하여 Fall3D방식에 의한 화산재 확산모형을 표현하고 확산을 표현하기 위해 전처리된 확산 모델 결과 데이터를 입력받아 3차원으로 표현하고 가시화하는 방식에 대한 연구를 통해 효과적인 화산재의 확산을 시각화할 수 있도록 단위영역별 농도표시법, LOD적용방법, 적층레이어 효과 등을 사용하여 최적의 가시화 방법을 찾았다. 시도된 방식 중 LOD적용은 고농도 부분은 화산재 격자의 개수를 많게 표현하고 저농도에서는 화산재의 개수를 적게 표현하여 현실감을 극대화 하도록 프로그램을 구성하였으며, 현실적인 시각화를 위해 느슨한 옥트리(Loose Octree) 표현방식을 사용하여 LOD기법을 적용하였다. 최종적인 가시화 방식으로 선택한 적층레이어 표현 방식은 입자총농도(CON)내에 포함된 레이어(10개~ 61개)를 적절한 간격으로 선택하여 적층 가시화하고 투명효과를 적용하였다. FALL3D의 시뮬레이션 방식이 단위면적당 농도값을 나타내는 결과를 나타내는 결과파일이 고용량(1GB이상)이므로 가시화를 위해 데이터를 다운로드하고 표출하는 시간을 단축하기 위한 기술개발이 지속적으로 필요하다.

화산재해대응을 위하여 화산분화 시 화산재 확산의 다양한 조건을 분석 모델에 의해 분석하고 이를 기반으로 도출된 결과물을 가시화함으로서 화산재 확산 시 피해규모 및 범위를 사전에 예측하는 것이 중요하다. 시간대 별 격자 형태의 대용량 분석 결과물을 실시간 3차원으로 가시화하기 위해 LOD(Level Of Detail) 알고리즘을 핵심 요소로 적용한다. 최근 3차원 시각화 기술은 재해 시뮬레이션은 물론, GIS 응용 분야, 가상현실 등을 실현하기 위한 중요한 기술로 부각되고 있다. 그러나 대용량 데이터를 실시간으로 처리하여 시각화를 구현하기 위해 컴퓨터 메모리 한계성의 극복은 아직 과제로 남아 있다. 본 연구에서는 대규모의 화산재 확산 분석 모델 데이터를 가시화하기 위해 파일 기반의 효율적은 실시간 LOD 알고리즘 개발을 수행한다. 실시간 LOD 알고리즘은 대규모 분석데이터 표현에 필요한 기하학적 연산 처리를 가능하게 한다. 시간대별 격자형태의 화산재 확산 분석 모델 결과 데이터(NetCDF)의 가시화를 위해 3차원 격자 데이터를 공간 분할하여 피라미드 형태의 계층적인 구조로 재구성 하는 방법을 선택한다. 또한 정규화 된 3차원 격자(Cube)는 사용자 시야를 중심으로 원활하고 사실감 있는 표현이 될 수 있도록 비 메모리 방식의 계층 구조로 블록화하여 파일 형태로 저장한다. 대용량 분석데이터는 다수의 상세도를 가지는 데이터로 변형하고 이를 상호 연결함으로서 수많은 격자를 데이터 손실 없이 표현하고 3차원 프레임 속도를 극대화 시키는 방안을 제시한다.