KR102057448B1 - 3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템 - Google Patents

3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템 Download PDF

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Abstract

3차원 지리정보체계 데이터 생산을 위한 시스템에 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 지리정보체계 데이터 생산을 위한 시스템은, 3차원 지리정보체계 입체 데이터 생성을 위한 규칙을 정의하는 규칙정의부, 2차원 지리정보체계 데이터를 획득하고 파싱하는 2차원 지리정보체계 데이터 처리부, 상기 2차원 지리정보체계 데이터와 상기 규칙을 매핑하는 규칙매핑부, 상기 규칙이 매핑된 2차원 지리정보체계 데이터와 수치표고모델로부터 추출한 고도값일 조합하여 3차원 지리정보체계 입체 데이터를 생산하는 3차원 지리정보체계 입체 데이터 변환부, 전 지구를 복수의 레벨별 격자로 분할하여 3차원 입체 격자 데이터를 생성하는 레벨별 격자 생성부, 상기 3차원 지리정보체계 입체 데이터와 상기 3차원 입체 격자 데이터를 교차연산하는 교차연산부 및 상기 교차연산부에서의 교차 연산 결과에 기초하여 상기 3차원 지리정보체계 입체 데이터와 상기 3차원 입체 격자 데이터간 매칭 테이블을 생성하는 매칭 테이블 생성부를 포함한다.

Description

3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템{a Three dimensional solid grid based geographic information system data conversion system}
본 발명은 3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 2차원 지리정보체계 데이터와 입체 격자를 융합하여 가공 및 관리에 용이한 지리정보체계 데이터 변환 방법 및 시스템에 관한 것이다.
'국가공간정보 기본법'에 따르면, “공간정보”란 지상, 지하, 수중, 수상 등 공간상에 존재하는 자연적 또는 인공적인 객체에 대한 위치정보 및 이와 관련된 공간적 인지 및 의사결정에 필요한 정보를 말한다. 즉, 공간정보는 사람의 주 생활공간인 지표면을 중심으로 지상 공간정보, 해양 공간정보, 공중 공간정보로 구분할 수 있다. 그리고 이러한 공간정보들은 국토교통부, 해양수산부, 국방부 등과 같이 다양한 정부부처에서 생산, 활용하며, 이에 따라 다양한 시스템에서 공간정보를 제공하고 있다.
최근에는 국토교통부 공간정보오픈플랫폼에서는 3차원 공간정보를 제공한다. 이 데이터는 LOD(level of details) 4,025m 해상도를 지원하며, 다방향 멀티카메라 촬영 후 PLW 소프트웨어에서 시설물의 3차원 정밀 입체묘사 및 3차원 모델로 제작되었다.
3차원 공간정보는 현실세계를 정밀하게 구축할 수 있는 장점이 있으나,많은 시간과 금전적 비용이 발생한다는 문제가 있으며,새로운 건물이나 시설물이 구축할 때마다 빈번하게 3차원 공간정보를 구축하기에는 비용을 감당하기가 힘들다.또한 데이터 사이즈가 커서 과거의 시스템 및 네트워크 환경에서는 데이터 관리 및 활용이 용이하지가 않았다.
2차원 공간정보는 현실세계의 3차원 공간정보를차원축소한 정보로서,일반적인 지도정보 등이 이에 속한다.2차원 공간정보는 3차원 공간정보보다 구축 시간과 금전적 비용이 훨씬 절약되며,과거에는 2차원 공간정보만으로 많은 서비스에서 활용이 가능하였기에 대부분의 정부부처와 지방자치단체에서는 2차원 기하모형을 가지는 2차원 공간정보를 구축하여 왔다.
따라서 2차원 공간정보는 차원확장을 통해 다시 3차원 공간정보를 생성할 수 있다.2차원 공간정보를 3차원 공간 정보로 확장하기 위해서는 {X,Y} 구성되어 있는 2차원 공간정보에 Z 값을 부여하고, 특정 규칙에 따라 부피를 갖는 3차원 개체로 확장시킨다. 이러한 방법은 통상적으로 지리정보체계(Geographic Information System, GIS) 툴에서 2차원 객체를 3차원 객체로 변환할 때 사용되는 방법이다.
이 때, 2차원으로 구축된 공간정보 중에서 일부데이터는 3차원으로 확장할 수 있는 속성정보를 가지고 있거나, 타 정보와 융합하여 3차원으로 확장될 수 있다.
본 발명에서는 이미 구축되어 있는 개방형 2차원 공간정보 중 3차원 공간정보로 확장할 수 있는 정보들을 수집하고 속성정보와 융합하여 3차원 공간 정보로 변환하고 다시 입체격제체계 정보로 변환하여 데이터 구조가간단하면서도 데이터 사이즈가가벼운 입체격자데이터를 변환하는 방법 및 시스템을 제안하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 지리정보체계 데이터 생산을 위한 시스템은, 3차원 지리정보체계 입체 데이터 생성을 위한 규칙을 정의하는 규칙정의부, 2차원 지리정보체계 데이터를 획득하고 파싱하는 2차원 지리정보체계 데이터 처리부, 상기 2차원 지리정보체계 데이터와 상기 규칙을 매핑하는 규칙매핑부, 상기 규칙이 매핑된 2차원 지리정보체계 데이터와 수치표고모델로부터 추출한 고도값일 조합하여 3차원 지리정보체계 입체 데이터를 생산하는 3차원 지리정보체계 입체 데이터 변환부, 전 지구를 복수의 레벨별 격자로 분할하여 3차원 입체 격자 데이터를 생성하는 레벨별 격자 생성부, 상기 3차원 지리정보체계 입체 데이터와 상기 3차원 입체 격자 데이터를 교차연산하는 교차연산부 및 상기 교차연산부에서의 교차 연산 결과에 기초하여 상기 3차원 지리정보체계 입체 데이터와 상기 3차원 입체 격자 데이터간 매칭 테이블을 생성하는 매칭 테이블 생성부를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 시스템에 따르면 전 국토를 입체격자화로 관리할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 시스템은 기존의 복잡한 3차원 공간정보 사이즈에 비교하여 상대적으로 작은 데이터 크기를 가져 3차원 지리정보를 관리 및 가공하기 용이하다는 장점이 있다.
도 1 내지 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 입체격자 데이터 생성 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 항목별 3차원 지리정보체계 입체 데이터 생성을 위한 규칙 정의의 일 예를 나타낸다.
도 4는 정부부처에서 개방하는 2차원 지리정보체계 데이터의 3차원 지리정보체계 입체 데이터 생성 규칙을 정의하는 일 예를 나타낸다.
도 5는 상술한 2차원 지리정보체계 데이터의 예를 나타낸다.
도 6은 상술한 수치표고모델 데이터의 일 예를 나타낸다.
도 7은 2차원 지리정보체계 데이터의 평면좌표와 수치표고모델 데이터간 중첩 분석 과정을 나타낸다.
도 8은 2차원 지리정보체계 데이터에 수치표고모델 데이터를 적용한 일 예를 나타낸다.
도 9는 2차원 선을 2차원 다각형으로 변환한 후, 수치표고모델을 적용하여 3차원 다각형으로 변환한 예이다.
도 10은 2차원 지리정보체계 데이터를 부피를 갖는 3차원 지리정보체계 입체 데이터로 변환하는 일 예를 나타낸다.
도 11 내지 도 13은 3차원 격자 레벨 정의 과정을 나타낸다.
도 14는 정의된 레벨에 따라 전 지구를 3차원 격자로 생성한 결과의 일부를 예시한다.
도 15는 3차원 지리정보체계 입체 데이터와 3차원 입체 격자 데이터의 교차연산 시나리오를 나타낸다.
도 16은 교차 연산 과정에서 필요하거나 생성되는 데이터를 가시화한 일 예를 나타낸다.
도 17은 상술한 매칭 테이블의 일 예를 나타낸다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템을 나타내는 블록도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명의 사상은 이하의 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 및 추가 등에 의해서 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
첨부 도면은 발명의 사상을 이해하기 쉽게 표현하기 위하여 전체적인 구조를 설명함에 있어서는 미소한 부분은 구체적으로 표현하지 않을 수도 있고, 미소한 부분을 설명함에 있어서는 전체적인 구조는 구체적으로 반영되지 않을 수도 있다. 또한, 설치 위치 등 구체적인 부분이 다르더라도 그 작용이 동일한 경우에는 동일한 명칭을 부여함으로써, 이해의 편의를 높일 수 있도록 한다. 또한, 동일한 구성이 복수 개가 있을 때에는 어느 하나의 구성에 대해서만 설명하고 다른 구성에 대해서는 동일한 설명이 적용되는 것으로 하고 그 설명을 생략한다.
도 1 내지 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 입체격자 데이터 생성 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 입체격자 데이터 생성 시스템은 항목별 3차원 지리정보체계(GIS) 데이터(입체) 생성을 위한 규칙을 정의한다(S101). 이와 관련하여 도 3 내지 도 4를 참고하여 설명하도록 한다.
도 3은 항목별 3차원 지리정보체계 입체 데이터 생성을 위한 규칙 정의의 일 예를 나타낸다.
3차원 지리정보체계 입체 데이터 생성을 위한 규칙은 개방형 2차원 지리정보체계 데이터의 특성을 분석하여 부피를 가지는 입체의 3차원 지리정보체계 데이터로 생성하기 위한 규칙을 말한다. 일반적으로 국토교통부를 포함하여 대부분의 정부부처에서는 2차원 기반의 지리정보체계 데이터를 생산하고 개방하고 있으며, 본 발명에서는 이러한 2차원 지리정보체계 데이터를 변환하여 3차원 지리정보체계 입체 데이터로 변환하는 방법을 제안한다.
여기에서 개방형 2차원 지리정보체계 데이터는 x,y 좌표들의 나열로 구성되며, 3차원 지리정보체계 데이터는 x,y,z 좌표들의 나열로 구성된다. 그리고 3차원 지리정보체계 입체 데이터는 부피를 갖는 3차원 지리정보체계 데이터를 말한다.
(a)에서예시하는 바와 같이, 먼저 x,y로 표현되는 2차원 포인트가 주어질 수 있다. 이 경우, 반지름이 제공되면, 3차원 지리정보체계 입체 데이터 생성 시스템은 2차원 포인트를 원으로 변환한다. 추가적으로 높이가 제공되는 경우 3차원 지리정보체계 입체 데이터 생성 시스템은 변환된 원을 3차원 솔리드(3차원 실린더)로 변환한다.
또한, (b)에서 예시하는 바와 같이, x,y로 표현가능한 2차원 선이 주어질 수 있다. 이 경우, 폭이 제공되면 3차원 지리정보체계 입체 데이터 시스템은 2차원 선을 2차원 사각형으로 변환한다. 추가적으로 높이가 제공되는 경우 3차원 지리정보체계 입체 데이터 생성 시스템은 변환된 사각형을 3차원 솔리드(3차원 육면체)로 변환한다.
다시 말해서, 최초의 2차원 지리정보체계 데이터에 따른 항목이 정의되고, 항목에 따라 2차원 지리정보체계 데이터를 3차원 지리정보체계 입체 데이터로 변환하는 규칙이 정의될 수 있다.
상술한 규칙에 따라 생성되는 모든 객체는 z 값이 최초 0으로 설정된다. 다시 말해서, 산에 있는 객체와 해안가에 있는 객체가 모두 동일한 선상에 위치할 수 있으며, 후처리를 통해 지형에 따라 z값을 조정할 수 있다.
도 4는 정부부처에서 개방하는 2차원 지리정보체계 데이터의 3차원 지리정보체계 입체 데이터 생성 규칙을 정의하는 일 예를 나타낸다. 구체적으로 도 4에서 예시하는 표는 다양하게 정의 가능한 규칙 중 3차원 지리정보체계 데이터로 변환가능한 연속수치지형도에 대한 규칙 정의를 발췌한 표이다.
도 4에서 예시하는 바와 같이, 공간정보별로 개방형 2차원 지리정보체계 데이터(2차원 포인트 또는 2차원 선 또는 2차원 다각형)가 달라질 수 있다. 그리고 공간정보별로 높이 및 옵션이 정의될 수 있다.
도 4에서 예시하는 바와 같이, 독립수 데이터와 같이 필요한 값(예를 들어 직경)이 있는 경우 그 값이 그대로 활용되나, 폭포 데이터와 같이 필요한 값이 없는 경우에는 적절한 값이 미리 디폴트로 지정하여 사용될 수 있다.
또한, 건물의 경우 필요한 값(예를 들어 높이)가 없더라도, 대략적으로 높이를 유추할 수 있다면(예를 들어 층수), 유추가능한 계산 값이 디폴트로 지정되어 사용될 수 있다(예를 들어 층수 별 높이를 3m로 계산 가능함).
다시 도 1로 돌아와, 3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 2차원 지리정보체계 데이터 파일을 입력받는다(S102). 여기에서 2차원 지리정보체계 데이터 파일은 현실세계의 객체를 필요한 목적에 따라 점/선/면/입체로 모델링한 데이터를 말한다.
도 5는 상술한 2차원 지리정보체계 데이터의 예를 나타낸다.
도 5에서 예시하고 있는 바와 같이, 2차원 지리정보체계 데이터는 우물은 점으로, 강은 선으로, 호수는 면으로 표현할 수 있다.
다시 도 1로 돌아와, 3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 입력 받은 2차원 지리정보체계 데이터 파일을 파싱한다(S103). 다시 말해서, 3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 입력 받은 2차원 데이터를 컴퓨터가 이해할 수 있는 데이터로 분해하고 파싱한다.
3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 입력된 2차원 지리정보체계 데이터의 종류에 따라 S101에서 정의된 규칙을 매핑한다(S104). 다시 말해서, 3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 2차원 지리정보체계 데이터 각각에 특정의 규칙을 매핑하여, 2차원 지리정보체계 데이터와 3차원 지리정보체계 입체 데이터 변환 옵션이 조합된 데이터 셋을 생성할 수 있다.
3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 수치표고모델(Digital Elevation Model, DEM) 데이터 파일을 입력 받는다(S105). 수치표고모델이란, 수치지면자료를 이용하여 격자형태로 제작한 지표모형을 말한다.
수치표고모델은 실세계 지형 정보 중 건물, 수목, 인공구조물 등을 제외한 지형(bare earth) 부분을 표현하는 수치 모형이다. 지형 기본도 상에서의 표고 데이터의 디지털과 동등한 격자 형태의 규칙적인 공간 간격으로 기록되고, 사변형에 의해 조직된 지형고도에 관한 파일을 지칭할 수 있다.
도 6은 상술한 수치표고모델 데이터의 일 예를 나타낸다.
상술한 바와 같이, 수치표고모델은 지형의 표고 값을 의미한다. 구체적으로 수치표고모델은 지표면을 격자로 나누고, 높이에 따라 색을 달리 표현한다. 도 6의 수치표고모델의 샘플 확대도와 같이, 지표면이 무수히 많은 격자로 나누어지고, 격자로 나누어진 곳이 고도 값을 가져 높이에 따라 다른 색으로 표현될 수 있다.
다시 도 1로 돌아와, 3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 입력 받은 수치표고모델 데이터 파일을 파싱한다(S106). 구체적으로3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 입력 받은 수치표고모델 데이터 파일을 컴퓨터가 이해할 수 있는 데이터로 분해하고 파싱한다.
3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 2차원 지리정보체계 데이터의 평면좌표와 수치표고모델 데이터의 중첩을 분석한다(S107). 2차원 지리정보체계 데이터는 고도값(z 값)을 가지고 있지 않기 때문에 3차원 지리정보체계 데이터로 변환하기 위해 z 값을 매칭하여야 한다. 따라서, 3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 2차원 지리정보체계 데이터에 z 값을 매칭하기 위해 높이 값을 가지는 수치표고모델 데이터와 중첩을 분석한다.
도 7은 2차원 지리정보체계 데이터의 평면좌표와 수치표고모델 데이터간 중첩 분석 과정을 나타낸다.
수치표고모델은 다양한 형태(예를 들어, 경사도, 고도, 인구수)로 z 값을 가질 수 있다. 따라서,3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 특정의 좌표에 대응하는 z 값을 추출하기 전에, 2차원 지리정보체계 데이터의 평면 좌표와 중첩되는(일치하는) 수치표고모델 데이터를 분석한다.
3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 분석 결과에 기초하여 2차원 지리정보체계 데이터의 평면좌표와 중첩되는 수치표고모델 데이터의 고도값(z 값)을 추출한다(S108). 다시 말해서, 3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 중첩 분석을 통해 2차원 지리정보체계 데이터의 평면좌표가 위치한 지형의 고도값을 수치표고모델 데이터로부터 추출할 수 있다.
도 8은 2차원 지리정보체계 데이터에 수치표고모델 데이터를 적용한 일 예를 나타낸다.
도 8의 (a)는 고도값이 적용되지 않은 2차원 지리정보체계 데이터이며, 도 8(b)는수치표고모델 중첩분석을 통해 2차원 지리정보체계 데이터에 고도를 적용한 예시를 나타낸다.
다시, 도 2로 돌아와서, 3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 2차원 지리정보체계 데이터의 평면좌표에 고도값을 추가하여 2차원 지리정보체계 데이터를 3차원 지리정보체계 데이터로 변환한다(S109).
도 9는 2차원 선을 2차원 다각형으로 변환한 후, 수치표고모델을 적용하여 3차원 다각형으로 변환한 예이다.
앞서 도 3에서 상술한 바와 같이, 2차원 지리정보체계를 통해 생산된 객체는 0의 z 값을 갖는다. 따라서, 실세계에 맞도록 3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 x,y로 표현되는 2차원 지리정보체계 데이터에 고도값을 부여하여 x,y,z으로 표현되는 3차원 지리정보체계 데이터를 생산한다.
다시 도 2로 돌아와서, 3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 2차원 지리정보체계 데이터를 3차원 지리정보체계 입체 데이터로 변환한다(S110). 구체적으로3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 2차원 지리정보체계 데이터에 3차원 지리정보체계 데이터 변환 규칙과 수치표고모델 중첩분석에 따른 고도 값을 적용하여 입력된 2차원 지리정보체계 데이터를 부피를 갖는 3차원 지리정보체계 입체 데이터로 변환한다.
도 10은 2차원 지리정보체계 데이터를 부피를 갖는 3차원 지리정보체계 입체 데이터로 변환하는 일 예를 나타낸다.
도 10에서 예시하는 바와 같이, 3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은, 2차원 선에 3차원 지리정보체계 데이터 변환 규칙(폭 및 높이)를 적용하여 부피를 갖는 3차원 입체 객체를 생산하고, 생성된 3차원 입체 객체에 수치표고모델로부터 추출한 고도를 적용하여 3차원 지리정보체계 입체 데이터를 생산한다.
다시 도 2로 돌아와서, 3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 3차원 격자의 레벨을 정의한다(S111). 다시 말해서, 3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 옥트리(Octree) 기반 3차원 격자 생성 규칙을 정의하기 위하여 3차원 격자의 레벨을 정의할 수 있다.
도 11 내지 도 13은 3차원 격자 레벨 정의 과정을 나타낸다.
도 11에서 예시하는 바와 같이, 3차원 격자 레벨 정의를 위해, 먼저 3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 옥트리(Octree) 기반으로 지표면을 복수개의 격자로 분할한다. 지표면은 무수히 많은 제1 레벨의 격자로 분할될 수 있으며, 제1 레벨의 격자 중 일부는 필요에 따라 8개의 제2 레벨 격자로 분할될 수 있다. 또한, 제2 레벨 격자의 일부는 필요에 따라 8개의 제3 레벨 격자로 분할될 수 있다.
도 11에서 예시하는 바와 같이, 특정의 레벨 격자 전체가 각각 하위 레벨 격자를 갖는 것은 아니며, 하위 레벨 격자를 갖더라도, 동일한 깊이의 하위 레벨을 갖지 않는다.
도 12에서 예시하는 바와 같이, 격자 레벨의 최상위 레벨은 0으로 설정될 수 있으며, 최고 20레벨까지 설정될 수 있다. 도 12에서 예시하는 20레벨은 일 예로서, 필요에 따라 격자는 더 많은 레벨로 분할되거나, 더 적은 레벨로 분할될 수도 있다.
도 13에서 예시하는 바와 같이, 최상위 0레벨 격자는 지구중심을 기준으로 36도만큼 분할하여 결정될 수 있다. 결론적으로 0레벨에서 지구 지표면은 10개의 격자로 나뉠 수 있다. 한편, 도 11 내지 도 12에서 예시하는 모양들은 정육면체로 표현되고 있으나, 실제는 사다리꼴에 가까운 형태의 육면체이다.
다시 도 2로 돌아와서, 3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 생성하고자 하는 3차원 격자의 공간 범위를 정의한다(S112). 구체적으로 3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 평균 해수면을 기준으로 하여 생산하고자 하는 격자의 전체 공간 범위(지상 및 지하)를 정의한다.
3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 정의된 3차원 격자별 인덱스 생성 규칙을 정의한다(S113). 구체적으로 3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 평면좌표계 및 고도 정보를 이용하여 좌표와 격자 식별자(ID) 간 변환 규칙을 정의할 수 있다. 3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 좌표 및 고도를 격자크기와 조합하여 기 정해진 방식에 따라 입체 격자에 식별자를 할당할 수 있다.
반대로, 특정 3차원 격자의 식별자를 이용하여 3차원 격자의 평면좌표 및 고도를 기 정해진 방식에 따라 역으로 획득할 수도 있다.
3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 S111 내지 S113 단계를 통해 레벨별 격자를 생성한다(S114). 다시 말해서, 3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 3차원 격자 레벨을 정의하고, 3차원 격자의 공간 범위를 정의하고, 각 3차원 격자별 인덱스 생성 규칙을 마련하여 지표면을 나누는 수많은 레벨별 격자를 생성할 수 있다. 도 14는 정의된 레벨에 따라 전 지구를 3차원 격자로 생성한 결과의 일부를 예시한다.
3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 S110 단계에서 생성된 3차원 지리정보체계 입체 데이터와 S114 단계에서 생성된 3차원 입체 격자 데이터를 교차 연산한다(S115). 다시 말해서, 3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 전 지구를 기계적으로 나눈 3차원 입체 격자 데이터에 3차원 지리정보체계 입체 데이터를 매핑하기 위한 교차 연산을 수행한다.
도 15는 3차원 지리정보체계 입체 데이터와 3차원 입체 격자 데이터의 교차연산 시나리오를 나타낸다.
여기에서 A는 3차원 지리정보체계 입체 데이터이고, B는 3차원 입체 격자 데이터를 나타낼 수 있다. 3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 disjoint 연산을 제외한 교차 연산을 수행하여 두 객체의 일부가 겹칠 때 true를 반환한다. 이러한 교차 연산의 과정에서 3차원 지리정보체계 생산 시스템은 3차원 지리정보체계 입체 데이터와 겹치는 3차원 입체 격자 데이터를 찾을 수 있다.
다시 도 2로 돌아와서, 3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 3차원 지리정보체계 입체 데이터와 3차원 입체 격자 데이터간 매칭 테이블을 생성한다(S116). 구체적으로3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 3차원 지리정보체계 입체 데이터와 3차원 입체 격자 데이터간 교차 연산을 통해 두 데이터간 매칭을 수행하고, 이를 테이블화 한다.
도 16은 교차 연산 과정에서 필요하거나 생성되는 데이터를 가시화한 일 예를 나타낸다.
도 16에서 예시하는 노란색 격자는 전 지구에 대한 17레벨 3차원 입체 격자이고, 파란색 격자는 2차원 지리정보체계 데이터에서 생성된 3차원 지리정보체계 입체 데이터이다. 그리고 빨간색 격자는 노란색의 3차원 입체 격자와, 파란색의 3차원 지리정보체계 입체 데이터간 교차 분석을 통해 매칭되는 17레벨 3차원 입체 격자이다.
도 17은 상술한 매칭 테이블의 일 예를 나타낸다.
3차원 지리정보체계 입체 데이터와 3차원 입체 격자 데이터간 매칭되어 매칭테이블이 생성될 수 있다. 그리고 도 19에서 예시하는 바와 같이 하나의 3차원 입체 격자 데이터에 하나 이상의 3차원 지리정보체계 입체 데이터가 매칭되어 매칭테이블이 생성될 수 있다. 예를 들어, 건물, 독립수, 터널 별로 3차원 지리정보체계 입체 데이터가 있을 수 있으며, 3개의 서로 다른 3차원 지리정보체계 입체 데이터가 하나의 3차원 입체 격자와 매칭되어 매칭테이블이 생성될 수 있다.
도 17에서 예시하는 바와 같이, 3차원 지리정보체계 입체 데이터 테이블은 객체 식별자를 포함할 수 있으며, 3차원 격자 데이터 테이블은 격자 식별자를 포함할 수 있다. 여기에서 객체 식별자는 3차원 지리정보체계 데이터를 식별하기 위한 것으로, 도 4에서 예기하는 항목 및 항목 별 값을 나타낼 수 있다. 격자 식별자는 전 지구를 분할하는 수많은 격자 중 어느 하나를 식별하기 위한 식별자일 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 3차원 지리정보체계 입체 데이터와 3차원 입체 격자가 매칭된 테이블을 생산할 수 있다. 다시 말해서, 3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 전 지구를 3차원 입체 격자로 나누고, 특정의 3차원 입체 격자와 3차원 지리정보체계 입체 데이터간 교차 연산을 통해 특정의 3차원 입체 격자와 3차원 지리정보를 매칭할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템은 3차원 지리정보체계 데이터 테이블, 매칭 테이블, 3차원 격자 데이터 테이블만으로도 데이터 수신측에서 3차원 지리정보 렌더링이 가능한바, 핸들링되는 데이터 양이 적어 데이터 송수신 및 관리에 유리하다. 또한, 지리정보에 관한 데이터가 렌더링된 데이터가 아닌, 테이블로 관리되는바, 수요자 측의 요구에 따라 적절한 형태로 가공이 용이하다는 장점이 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 18에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템(100)은 규칙정의부(110), 2차원 지리정보체계 데이터 처리부(120), 규칭 매핑부(130), 수치표고모델 데이터 처리부(140), 3차원 지리정보체계 입체 데이터 변환부(150), 레벨별 격자 생성부(160), 교차 연산부(170) 및 매칭 테이블 생성부(180)을 포함할 수 있다.
규칙정의부(110)는 항목별 3차원 지리정보체계 입체 데이터 생성을 위한 규칙을 정의한다. 여기에서 항목은 개방형 데이터 및 옵션으로 구성될 수 있으며, 개방형 데이터는 세부적으로 공간정보명, 공간정보유형 및 높이의 항목을 가질 수 있다. 공간정보는 폭포, 독립수 등을 예로 들 수 있다. 공간정보 유형은 2차원 포인트, 2차원 선, 2차원 다각형을 예로 들 수 있다. 옵션은 공간정보별로 필요한 값이 없는 경우 또는 필요한 값이 없더라도 해당 값 유추를 위한 디폴트 값에 관한 것일 수 있다.
2차원 지리정보체계 데이터 처리부(120)는 2차원 지리정보체계 데이터를 획득하고, 획득한 데이터를 컴퓨터가 읽을 수 있는 형식으로 변환한다. 2차원 지리정보체계 데이터는 정부부처에서 개방하는 2차원 지리정보체계 데이터일 수 있다.
규칙매핑부(130)는 2차원 지리정보체계 데이터와 3차원 지리정보체계 입체 데이터 생성을 위한 규칙을 매핑한다.
수치표고모델 데이터 처리부(140)는 수치표고모델 데이터를 획득하고, 획득한 데이터를 컴퓨터가 읽을 수 있는 형식으로 변환한다.
3차원 지리정보체계 입체 데이터 변환부(150)는 2차원 지리정보체계 데이터와 수치표고모델 데이터를 조합하여 3차원 지리정보체계 입체 데이터를 생산한다. 3차원 지리정보체계 입체 데이터 변환부(150)는 2차원 지리정보체계 데이터와 수치표고모델 데이터의 중첩을 분석하고, 중첩분석 결과에 따라 2차원 지리정보체계 데이터에 고도 값을 추가하여 3차원 지리정보체계 데이터를 생성한다. 그리고 3차원 지리정보체계 데이터에 매핑된 규칙을 적용하여 최종적으로 2차원 지리정보체계 데이터를 3차원 지리정보체계 입체 데이터로 변환한다.
레벨별 격자 생성부(160)는 전 지구를 복수의 레벨별 격자로 분할하고, 격자마다 식별자를 정의한다. 레벨별 격자 생성부는 지구 중심으로 36도마다 분할하여 최상위 0레벨 격자를 생성할 수 있으며, 0레벨 격자를 옥트리 기반으로 분할하여 하위 레벨 격자를 생성할 수 있다.
교차 연산부(170)는 3차원 지리정보체계 입체 데이터와 레벨별 입체 격자 데이터를 교차 연산하여 입체 격자에 지리정보를 추가한다.
매칭 테이블 생성부(180)는 교차 연산부(170)에서의 교차 연산 결과에 기초하여 3차원 지리정보체계 입체 데이터와 레벨별 입체 격자 데이터간 매칭 테이블을 생성한다. 생성되는 매칭 테이블은 이후 3차원 입체 격자를 활용하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 특정의 지리정보가 요청되는 경우 3차원 입체 격자의 식별자와 매칭 테이블만이 전달될 수 있으며, 수신측에서 전달 받은 식별자와 매칭 테이블에 기초하여 지리정보를 렌더링할 수 있다. 다시 말해서, 지리정보를 전달할 때, 전체 정보를 전달할 필요가 없으며, 최소한의 용량으로 구현가능한 3차원 입체 격자의 식별자와 매칭 테이블만을 전달하는 것만으로 3차원 지리정보를 수신측에서 렌더링 가능하다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (7)

  1. 항목별 3차원 지리정보체계 입체 데이터 생성을 위한 규칙을 정의하는 단계;
    2차원 지리정보체계 데이터를 획득하는 단계;
    상기 2차원 지리정보체계 데이터에 상기 항목별 정의된 규칙을 매핑하고, 고도값을 추가하여 3차원 지리정보체계 입체 데이터를 생성하는 단계;
    3차원 입체 격자 데이터를 획득하는 단계;
    상기 3차원 지리정보체계 입체 데이터에 상기 3차원 입체 격자 데이터를 교차연산하는 단계; 및
    상기 교차연산 결과에 기초하여 상기 3차원 지리정보체계 입체 데이터와 상기 3차원 입체 격자 데이터간 매칭 테이블을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 3차원 지리정보체계 입체 데이터는 객체 식별자를 포함하고,
    상기 3차원 입체 격자 데이터는 격자 식별자를 포함하고,
    상기 매칭 테이블은 매칭된 객체 식별자와 격자 식별자를 포함하는
    3차원 지리정보체계 입체 데이터 생산 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 3차원 입체 격자 데이터는 전 지구를 분할하는 복수의 레벨로 구성되는 입체 격자를 포함하고,
    상기 입체 격자는 격자별로 식별자에 의해 식별되는
    3차원 지리정보체계 입체 데이터 생산 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 입체 격자는 지구 중심을 기준으로 전 지구를 36도로 나누는 0 레벨 최상위 격자를 포함하고,
    상기 0레벨 최상위 격자를 옥트리(Octree) 기반 분할하여 생성되는 복수의 레벨 별 입체 격자를 포함하는
    3차원 지리정보체계 입체 데이터 생산 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 고도값은,
    수치표고모델 데이터와 2차원 지리정보체계 평면 좌표간 중첩 분석의 결과로 추출되는 값인
    3차원 지리정보체계 입체 데이터 생산 방법.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 매칭 테이블은 하나의 격자 식별자에 하나 이상의 객체 식별자가 매칭되어 있는
    3차원 지리정보체계 입체 데이터 생산 방법.
  7. 3차원 지리정보체계 입체 데이터 생성을 위한 규칙을 정의하는 규칙정의부;
    2차원 지리정보체계 데이터를 획득하고 파싱하는 2차원 지리정보체계 데이터 처리부;
    상기 2차원 지리정보체계 데이터와 상기 규칙을 매핑하는 규칙매핑부;
    상기 규칙이 매핑된 2차원 지리정보체계 데이터와 수치표고모델로부터 추출한 고도값일 조합하여 3차원 지리정보체계 입체 데이터를 생산하는 3차원 지리정보체계 입체 데이터 변환부;
    전 지구를 복수의 레벨별 격자로 분할하여 3차원 입체 격자 데이터를 생성하는 레벨별 격자 생성부;
    상기 3차원 지리정보체계 입체 데이터와 상기 3차원 입체 격자 데이터를 교차연산하는 교차연산부; 및
    상기 교차연산부에서의 교차 연산 결과에 기초하여 상기 3차원 지리정보체계 입체 데이터와 상기 3차원 입체 격자 데이터간 매칭 테이블을 생성하는 매칭 테이블 생성부를 포함하고,
    상기 3차원 지리정보체계 입체 데이터는 객체 식별자를 포함하고,
    상기 3차원 입체 격자 데이터는 격자 식별자를 포함하고,
    상기 매칭 테이블은 매칭된 객체 식별자와 격자 식별자를 포함하는
    3차원 입체 격자 기반 지리정보체계 데이터 변환 시스템.
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