https://www.quora.com/How-high-do-you-have-to-go-up-to-see-the-curvature-of-the-Earth-Can-you-reach-that-altitude-in-a-plane
 
어느 고도에서 지구의 곡률을 볼 수 있나요?

'지구의 곡률을 본다'는 말의 의미에 따라 다릅니다. 사람들이 보통 이렇게 말하는 것은 사실 잘못된 표현입니다. 그들은 실제로 지구의 곡률이 아니라 지평선이 자신을 중심으로 휘어지는 것을 보고 있습니다. 물론 당신의 지평선은 지구 곡률의 결과이지만, 엄밀히 말하면 간접적인 관찰입니다.

지구는 편원(약간 찌그러진) 타원체이지만, 실용적인 측면에서는 (약 0.3% 이내) 구라고 볼 수 있습니다. 구를 볼 때 보이는 것은 그 구의 일부이며, 이는 구 위의 높이(h)와 구의 반지름(R)에 비례합니다. 볼 수 있는 비율은 (h/2/(h+R))로 주어집니다. 이 경계는 지평선이라고 부르는 원을 형성합니다.

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지구에서 지평선 이 어떤 고도에서든 곡률을 볼 수 있습니다 . 지평선이 뒤에서 휘어져 있다는 사실만 알아차리면 됩니다. 지구에서 수백 마일 상공에서도 지평선의 곡선만 볼 수 있으며, 높이 올라갈수록 원으로 보이는 것이 조금 더 쉬워집니다. 이는 문자 그대로 지구의 곡률을 보는 것과는 다릅니다. 곡률은 아주 멀리 떨어질 때까지 매우 약하기 때문에 (이 지점에서는 지구의 특징이 매우 작아집니다) 가장 큰 곡률은 항상 가장자리를 따라 우리 관점에서 매우 비스듬하게 나타나 대기에 가려지기 때문에 더 어렵습니다.

하지만 다양한 거리에서 산봉우리를 관찰하여 곡률을 측정할 수 있습니다. 산봉우리는 원근법보다 거리에 따라 더 빨리 줄어드는 것처럼 보입니다. 지평선 위로 북극성이 이루는 각도를 측정하여 같은 결과를 얻을 수 있습니다. 회전 타원체를 돌고 있기 때문에 위도와 북극성의 고도가 거의 같다는 점에 유의하세요.

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육안으로 수평선의 곡선을 시각적으로 관찰하는 경우 좋은 참고 자료는 다음과 같습니다: http://thulescientific.com/Lynch%20Curvature%202008.pdf

이 글의 모든 공로는 데이비드 K. 린치에게 돌아갑니다.

논문의 결론:

시각적 관측, 사진 측정, 그리고 이론적 곡률 사이의 일치를 고려할 때, 지구의 곡률은 상당히 잘 이해되고 있으며 사진으로도 측정할 수 있다는 것이 잘 확립된 것으로 보입니다. 곡률을 감지할 수 있는 임계 고도는 35,000피트 (10.6km) 보다 약간 낮은 것으로 보이지만, 14,000피트 (4.2km) 만큼 낮지는 않습니다 . 사진상으로는 20,000피트 (6km) 까지 곡률을 측정할 수 있습니다 .

대략적으로 좋은 답변이 될 것 같습니다. 하지만 렌즈 중앙을 통과하는 지평선을 매우 조심스럽게 촬영하고, 카메라의 수평을 매우 정밀하게 맞추고 고품질 직선 렌즈를 사용하여 고해상도로 촬영한다면, 훨씬 낮은 고도(단 몇백 미터라도)에서도 지평선의 미세한 곡선을 실제로 볼 수 있습니다.

200미터 고도에서 94.4도 시야각의 4000픽셀 폭 이미지를 촬영하면 수평선에서 약 7픽셀의 수직 상승이 예상됩니다 (계산기 링크 참조). 이미지 너비를 원래 너비의 약 10%로 압축하고 수직으로 2~4배 늘리면 이 작은 '돌출부'를 더 잘 보이게 할 수 있습니다.

예를 들어, 여기 이미지에 다음과 같은 작업을 수행한다면(여기서도 약간의 회전이 필요함):

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결과는 다음과 같습니다. (직접 시도해 보세요!)

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수평선이 렌즈 중심 아래에 있기 때문에 렌즈 왜곡이 나타나지 않아 수평선이 평평해집니다. 렌즈 왜곡을 제어하려면 수평선 바로 아래에 넓은 빌더스 레벨을 추가하여 그 결과 나타나는 융기 부분을 관찰할 수 있습니다.

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이미지의 너비를 압축하면 수직적 부조가 매우 선명하게 나타납니다.

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나머지는 시각적 사진 분석에 대한 저의 논평과 생각입니다...

일반적으로 간단한 사진만으로는 실제 곡률인지, 렌즈 배럴(곡선 왜곡)인지, 아니면 바늘방석 모양인지 구분하기 어렵습니다. 촬영 방식과 크롭 방식, 그리고 시야각(FOV)을 알아야 합니다.

자르지 않은 이미지가 있고 지평선이 정확히 중앙을 통과한다면, 직선은 일반적인 렌즈 왜곡으로 인해 구부러지지 않으므로 왜곡 여부와 관계없이 해당 사진은 상당히 정확하다고 판단할 수 있습니다.

다음 이미지는 실제 곡률이 아닙니다. 이는 주로 수평선이 중심점보다 훨씬 위에 있는 광각 렌즈의 렌즈 왜곡입니다.

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이것은 실제 곡률입니다.

히마와리-8 실시간 웹 - NICT

Himawari 8 11000x11000 픽셀 이미지 중 하나에 대한 링크

고고도 풍선에서 찍은 사진처럼 이 렌즈도 곡선 왜곡이 있는데, 수평선이 렌즈 중앙 아래에 있는 프레임을 매우 신중하게 선택했기 때문에 렌즈 왜곡으로 인해 수평선이 더 평평해 보입니다! 이 고도, 해상도, 화각에서는 약 40픽셀 정도의 '울퉁불퉁함'이 예상됩니다.

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249마일(401km) 상공에 있는 국제 우주 정거장(ISS)은 곡률을 관찰하기에 좋은 위치에 있습니다.

하지만 국제 우주 정거장조차도 지평선까지 1,426마일(2,295km)만 볼 수 있기 때문에 지구의 한쪽 면의 일부만 볼 수 있고, 반구 전체를 볼 수는 없습니다.

힘와리 8호는 상대적으로 22,239마일(35,790km) 떨어져 있어 반구 전체의 상당 부분을 볼 수 있습니다. 하지만 그마저도 보이는 것과 같은 원형 지평선을 보는 것이며, 거리 때문에 더 넓은 부분만 볼 수 있습니다.

수천 피트 위에서 아래를 내려다보는 360도 카메라가 무엇을 볼 수 있을지 궁금해 본 적이 있나요?

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AirPano가 만든 거예요.

그리고 여기 ISS 큐폴라에서 촬영한 사진이 있습니다. 여기서는 사용된 정확한 렌즈를 알 수 있으며, 사진 속 많은 직선이 왜곡되지 않은 점과 렌즈 유형을 통해 직선 렌즈라는 것을 확인할 수 있습니다.

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그리고 우리는 이 관점에서 지구의 예상 지평선을 렌더링하고 그것이 이미지와 일치함을 보여줄 수 있습니다.

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