KR102202231B1

KR102202231B1 - 지리 정보 분석 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR102202231B1
Application number: KR1020120146232A
Authority: KR
Inventors: 유영웅; 허홍석; 이해원; 최용훈; 정훈
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2012-12-14
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2021-01-13
Also published as: US20140172896A1; US9269280B2; KR20140077424A

Abstract

본 명세서에서는 지리 정보 분석 장치 및 그 방법에 대해 개시하며, 더욱 상세하게는 사용자의 임의영역 설정에 대한 분석이 가능한 지리 정보 분석 장치 및 그 방법에 대해 개시한다.
본 명세서에서 개시하는 지리정보 분석장치는 지리공간적 정보를 저장하는 공간데이터 저장부와 상기 공간데이터에 대응하는 속성정보를 저장하는 속성데이터 저장부를 포함하는 데이터저장부, 사용자 인터페이스를 제공하고 사용자로부터 임의영역의 공간정보를 입력받는 맵뷰어 및 상기 지리공간적 정보와 상기 임의영역의 공간정보를 비교하여 중첩 비율을 계산하고 상기 중첩 비율에 따른 속성정보를 이용하여 기 설정된 함수에 따라 분석을 수행하는 함수제공부를 포함한다.

Description

지리 정보 분석 장치 및 그 방법{Apparatus for Analyzing Geographic Information and Method thereof}

본 명세서에서는 지리 정보 분석 장치 및 그 방법에 대해 개시하며, 더욱 상세하게는 사용자의 임의영역 설정에 대한 분석이 가능한 지리 정보 분석 장치 및 그 방법에 대해 개시한다.

지리정보 시스템(GIS: Geographic Information System)은 지리 공간상에 위치를 점유하는 지리자료(Geographic data)와 해당 지리자료와 관련된 다양한 속성자료(Attribute data)를 통합, 처리하는 정보시스템으로 다양한 형태의 지리정보를 효율적으로 수집, 저장, 갱신, 처리, 분석 및 출력하기 위해 이용되는 하드웨어, 소프트웨어, 지리자료, 인적자원의 총체적 조직체라 정의할 수 있다.

일반적으로 지리정보 시스템에서 사용자 인터페이스는 GIS 뷰어(viewer)로 구현된다. GIS 뷰어는 화면상에 지도레이어 형태로 표현되는 지리 데이터와 지도레이어를 구성하는 각각의 피쳐(feature)들이 가지는 속성값들을 사용자에게 가시적으로 보여주는 역할을 한다. 피쳐는 하나의 지도레이어를 구성하는 포인트, 라인 또는 폴리곤(polygon) 형태의 기본적인 기하학(geometry) 타입 중 하나의 형태를 가지는 지리데이터 요소이다.

여기서, 지오메트리(geometry)는 포인트, 라인, 폴리곤 등과 같은 피쳐라고 지칭되는 지리 객체의 측정 및 특성으로 GIS 분야에서 지오메트리란 지리 피쳐에 대한 공간 요소의 표현에 사용된다.

하나의 지도레이어는 데이터 저장부에 하나의 테이블 형태로 구성되고 하나의 피쳐는 해당 테이블 내에 하나의 행(row)에 해당한다.

GIS 뷰어에서 특정 피쳐에 해당하는 정보를 보기 위해서는 해당 피쳐의 선택을 통해 선택된 피쳐와 연결된 속성 정보를 데이터베이스에서 읽어 들여 화면을 통해 제공한다. 예를 들어, 행정동 기준으로 경계를 표현하는 경우 지도레이어를 구성하는 폴리곤 형태의 각각의 피쳐들은 하나의 행정동을 의미하며 해당 행정동이 가지는 명칭, 코드 등 다양한 범주형 데이터와 해당동의 인구 수, 건물 수, 세대 수 등 다양한 수치형 데이터를 포함할 수 있다. 이러한 다양한 속성정보가 데이터베이스에 존재한다면 해당 속성정보를 GIS 뷰어 상에서 피쳐 선택을 통하여 직접적으로 확인할 수 있게 된다. 이때, 사용자가 확인 가능한 속성은 이미 존재하는 피쳐의 형태에 한정되게 된다. 예를 들어, 행정동 1의 일부 또는 행정동 2의 일부와 3의 일부를 합친 영역에 대한 정보는 알 수가 없는데, 그 이유는 그러한 영역의 피쳐는 데이터베이스에 존재하지 않기 때문이다.

이러한 두 피쳐 간의 중첩영역 추출 등은 공간데이터베이스 시스템이 제공하는 함수를 이용하여 간단히 계산하는 것이 가능하지만, 상기에서 언급한 예와 같이 특정 분석 모델에 의한 계산 및 분석이 필요한 경우에는 외부의 별도의 분석 도구를 이용하거나 복잡한 분석 모델을 사용자 인터페이스에 직접 구현해야 하며 모델의 수정이 발생할 경우 뷰어의 소스코드를 직접 수정해야 하는 문제점이 발생한다.

본 명세서에서는 전술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 지리공간적인 환경상에서 임의의 영역에 대하여 영역의 확장, 축소 또는 영역 내의 다양한 구성 요소들의 변화의 발생에 대해, 사용자가 변경될 임의의 영역을 설정하는 것만으로 사전 구현된 분석 모델에 의해 원하는 분석이 가능한 지리 정보 분석 장치 및 그 방법을 제공한다.

본 명세서에서 개시하는 지리정보 분석장치는 지리공간적 정보를 저장하는 공간데이터 저장부와 공간데이터에 대응하는 속성정보를 저장하는 속성데이터 저장부를 포함하는 데이터저장부, 사용자 인터페이스를 제공하고 사용자로부터 임의영역의 공간정보를 입력받는 맵뷰어 및 지리공간적 정보와 임의영역의 공간정보를 비교하여 중첩 비율을 계산하고 중첩 비율에 따른 속성정보를 이용하는 분석 모델이 기 설정된 함수에 따라 분석을 수행하는 함수제공부를 포함한다.

본 명세서에서 개시하는 지리정보 분석방법은 지리공간적 정보를 저장하는 공간데이터 저장부와 공간데이터에 대응하는 속성정보를 저장하는 속성데이터 저장부를 포함하는 데이터저장부를 포함하는 지리정보 분석장치의 지리정보 분석방법에 있어서, 사용자 인터페이스를 제공하고 사용자로부터 임의영역의 공간정보를 입력받는 단계 및 지리공간적 정보와 임의영역의 공간정보를 비교하여 중첩 비율을 계산하고 중첩 비율에 따른 속성정보를 이용하여 기 설정된 함수에 따라 분석을 수행하는 단계를 포함한다.

본 명세서에 개시되는 발명들에 의하면, 지리공간적인 환경상에서 임의의 영역에 대하여 영역의 확장, 축소 또는 영역 내의 다양한 구성 요소들의 변화의 발생에 대해, 사용자가 변경될 임의의 영역을 설정하는 것만으로 분석할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 명세서에서 개시하는 지리정보 분석장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 명세서에서 개시하는 지리정보 분석방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 중첩된 비율을 계산하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 발명의 원리, 관점 및 실시예들 뿐만 아니라 특정 실시예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 개념적 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.

프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.

또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.

본 명세서의 특허청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 특허청구범위에 의해 정의되는 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 발명을 설명함에 있어서 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 명세서에서는 지리정보와 관련한 분석 또는 예측에 있어 사용자에게 보다 용이한 해결책을 제시하는 프레임워크의 구현이 가능하도록 하는 지리 정보 분석 장치 및 그 방법을 개시한다. 이러한 지리 정보 분석 장치 및 그 방법은 GIS라는 지리정보시스템 기반 환경에서, 다양한 지리 공간적 속성을 입력변수 값으로 이용하는 수식(예를 들어, y=f(X) 형태로 표현되는 물류센터의 배송지에서 특정 영역에 대한 택배 수거 및 배송 시간 예측에 대한 회귀식(Regression equation))을 시스템 정의 함수(function) 또는 사용자정의함수(user-defined function)에 통합 구현하는 것이 가능하다. 사용자는 지도상의 임의의 영역을 설정하는 것만으로 해당 영역에 대한 분석 또는 예측을 용이하게 수행하고 그 결과를 GIS 환경 기반의 지도상에 표현되도록 할 수 있다.

종래에는 GIS 환경에서 무작위로 선택한 임의의 지역에 대하여 데이터 저장부에 저장된 다양한 정보를 이용하여 임의의 영역에 대한 특정 분석 또는 예측을 수행하고자 할 때, 데이터베이스의 데이터를 외부로 반출하여 사용자가 수행하고자 하는 특정 분석을 실시하고 해당 결과값을 다시 데이터베이스로 저장하여 사용자 인터페이스에서 확인하는 번거로운 절차가 존재한다.

본 명세서에서는 개시하는 지리 정보 분석 장치 및 그 방법에 의하면 사용자가 수립한 분석 또는 예측을 위한 모델의 수식 자체를 데이터베이스 내의 (사용자 정의) 함수 내에 통합 구현하고 이를 바탕으로 어떠한 임의의 영역을 설정하더라도 즉각적으로 수식이 통합 구현된 함수를 호출하는 것으로 해당 수식이 표현하는 분석 또는 예측 작업을 수행하는 것이 가능하다. 또한, 특정 지역의 경계 정보가 변하거나 건물과 도로 및 다양한 지리 환경적인 속성 그리고 인구, 주택 그리고 소득 등 다양한 속성 정보들의 변화를 반영하여 새로운 분석 및 예측을 즉각적이고도 편리하게 수행할 수 있으며, 사용자는 지도상의 임의의 영역을 설정하는 것만으로 해당 영역에 대한 분석 또는 예측 수행이 가능하다.

이하, 본 명세서에서는 개시하는 지리 정보 분석 장치 및 그 방법에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 명세서에서 개시하는 지리정보 분석장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 지리정보 분석장치(100)는 지리공간적 정보를 저장하는 공간데이터 저장부(121)와 공간데이터에 대응하는 속성정보를 저장하는 속성데이터 저장부(123)를 포함하는 데이터 저장부(120), 사용자 인터페이스를 제공하고 사용자로부터 임의영역의 공간정보를 입력받는 맵뷰어(111) 및 지리공간적 정보와 임의영역의 공간정보를 비교하여 중첩 비율을 계산하고 중첩 비율에 따른 속성정보를 이용하여 기 설정된 함수에 따라 분석을 수행하는 함수 제공부(130)를 포함한다. 속성데이터 저장부(123)는 기 설정된 함수의 수식을 저장하는 수식 저장부(124) 및 수식의 입력변수를 저장하는 입력변수 저장부(125)를 포함할 수 있고, 입력변수 저장부(125)는 추출된 속성정보에 기초하여 수식의 입력변수를 저장할 수 있다. 여기서, 기 설정된 함수는 사용자가 지정한 함수를 포함할 수 있다. 데이터 저장부(120)와 함수제공부(130)는 공간데이터베이스(140)에 함께 포함될 수 있다.

공간데이터 저장부(121)는 지리공간적인 정보인 공간데이터(spatial data)를 저장하고, 속성데이터 저장부(123)는 지리공간적인 정보인 공간데이터를 제외한 비공간데이터(non-spatial data)로 구성될 수 있다. 지리공간적 정보는 기 설정된 기준에 따른 경계 정보에 기초하여 지리공간적 정보일 수 있다. 즉, 지리공간적인 정보는 시도 경계, 시군구 경계, 읍면동 경계 등의 행정구역 경계데이터와 기초구역 경계, 통계청 집계구 경계 등을 포함하여 도로, 철도, 건물, 하천, 교량 등 다양한 지리공간을 표현하는 정보이고, 속성데이터는 지리공간적인 정보에 대응하는 인구, 주택, 가구 및 사업체 정보 등에 대한 집계, 평균 및 비율 등을 포함할 수 있다.

속성데이터 저장부(123)에는 수식저장부(124)와 입력변수 저장부(125)를 포함할 수 있는데, 입력변수 저장부(125)에는 해당 수식 모델에 대한 입력변수로 사용되는 테이블내의 컬럼명과 그 테이블명을 저장할 수 있다.

함수제공부(130)는 임의영역에 대한 함수를 분석하기 위해 사용자로부터 설정된 사용자정의함수부(131)로 구성되며, 시스템제공함수부(132)를 추가적으로 포함할 수도 있다. 함수 제공부(130)의 사용자정의함수부(131)는 지리공간적 정보와 임의영역의 공간정보를 비교하여 중첩 비율을 계산하고 중첩 비율에 따른 속성정보를 추출하는 모델수행함수부(133) 및 기 설정된 함수를 호출하고 추출된 속성정보에 기초하여 입력변수 저장부(125)에 저장된 입력변수를 이용하여 분석하는 수식실행함수부(134)를 포함할 수 있다. 함수제공부(130)는 수식저장부(124)에 저장된 수식을 구현하고 호출하여 분석을 수행할 수 있다. 모델수행함수부(133)는 지리공간적 정보와 임의영역의 공간정보를 비교하여 완전 중첩 구역과 일부 중첩 구역에 대한 중첩 여부를 판단하는 것을 시작으로 수식의 입력변수에 필요한 입력값을 추출을 포함하여 전체 모델의 수행에 필요한 과정을 처리하고 결과값의 리턴 과정 등을 수행할 수 있다.

맵뷰어(111)는 지리정보 분석장치 전체를 제어하는 기능 제어부(110)에 포함될 수 있다. 맵뷰어(111)는 저장된 지도 데이터에 의해 하나 이상의 지도레이어를 생성하여 사용자 인터페이스를 통해 사용자에게 제공하고, 지도레이어 상에서 사용자가 정의한 모델의 수식을 이용하여 분석 및 예측을 원하는 임의의 영역을 입력받을 수 있다. 이렇게 입력된 임의영역의 공간정보는 폴리곤 형태로 생성될 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 맵뷰어(111)에 의해 임의영역의 공간정보(지오메트리)를 입력받으면, 중첩여부를 판단하게 된다. 중첩여부의 판단은 임의영역에 대한 피쳐의 지리정보와 지도레이어를 구성하는 피쳐와의 중첩 여부를 체크하고, 중첩여부에 대한 판단은 임의영역에 대해 지도레이어의 피쳐들이 완전히 포함되거나(completely contained) 일부만 중첩(partially overlapped)되는 지를 포함한다. 중첩된 것으로 판단된 피쳐들에 대해서는 중첩 비율(ratio)을 계산하고, 중첩된 피쳐의 ID와 중첩 비율을 속성데이터저장부(123) 내의 새로운 중첩피쳐리스트 테이블에 저장하게 된다. 중첩된 피쳐들에 대해 수식의 입력값으로 사용될 입력변수는 입력변수저장부(125)에 저장되고, 입력변수들의 리스트에 존재하는 모든 입력변수들이 가지는 테이블의 컬럼값을 중첩피쳐리스트 테이블에 저장된 중첩비율만큼 반영한다. 중첩된 비율만큼 반영된 속성값들을 수식의 입력변수로 사용하기 위해 수식실행함수부의 파라메터로 전달하여 해당 함수를 호출하며, 이러한 입력변수 값들을 이용하여 수식에 따라 계산된 결과값을 모델수행함수부로 리턴하고 모델수행함수부는 다시 결과값을 사용자 인터페이스를 통해 사용자에게 전달하게 된다.

이렇게 함으로써, 사용자는 분석 및 예측을 위해 만든 수식을 데이터 저장부(200) 내부에 함수를 이용하여 구현할 수 있고, 이는 GIS 환경에서 간단하게 임의의 영역을 설정하는 것만으로 해당 영역에 대한 예측 및 분석을 용이하게 수행할 수 있게 된다.

도 2는 본 명세서에서 개시하는 지리정보 분석방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 지리공간적 정보를 저장하는 공간데이터 저장부와 공간데이터에 대응하는 속성정보를 저장하는 속성데이터 저장부를 포함하는 데이터 저장부를 포함하는 지리정보 분석장치의 지리정보 분석방법은 사용자 인터페이스를 제공하고 사용자로부터 임의영역의 공간정보를 입력받는 단계(S201) 및 지리공간적 정보와 임의영역의 공간정보를 비교(S202)하여 중첩 비율을 계산(S203)하고 중첩 비율에 따른 속성정보를 이용(S204)하여 기 설정된 함수에 따라 분석을 수행(S205)하는 단계를 포함한다. 수행된 분석결과는 사용자에게 출력된다(S206). 여기서, 지리공간적 정보는 기 설정된 기준에 따른 경계 정보에 기초하여 정보일 수 있다.

속성데이터 저장부는 기 설정된 함수의 수식을 저장하는 수식 저장부 및 수식의 입력변수를 저장하는 입력변수 저장부를 포함할 수 있다. 입력변수 저장부는 추출된 속성정보에 기초하여 수식의 입력변수를 저장할 수 있다.

여기서, 수행하는 단계는 지리공간적 정보와 임의영역의 공간정보를 비교(S202)하여 중첩 비율을 계산(S203)하고 중첩 비율에 따른 속성정보를 추출(S204)하는 단계 및 기 설정된 함수를 호출하고 추출된 속성정보에 기초하여 입력변수 저장부에 저장된 입력변수를 이용하여 분석하는 단계(S205)를 포함할 수 있으며, 추출하는 단계는 지리공간적 정보와 임의영역의 공간정보를 비교하여 완전 중첩 구역과 일부 중첩 구역에 대한 중첩 여부를 판단할 수 있다.

임의영역의 공간정보는 폴리곤 형태로 생성될 수 있고, 기 설정된 함수는 사용자가 지정한 함수를 포함할 수 있다.

기타 지리정보 분석방법에 대한 구체적인 설명 중 도 1에서 설명한 지리정보 분석장치와 중복되는 부분은 생략하기로 한다.

이하에서는 지리정보 분석장치 및 방법를 구현하는 구체적인 실시예를 도 1을 참조하여 상세히 설명한다.

전체 구현 프레임워크는 분석 및 예측 모델을 위한 데이터저장부(120)를 구축 하고, 모델의 수식과 입력변수들을 이용한 사용자정의함수를 구현하며, 함수에 대한 API를 이용한 맵뷰어(GIS 사용자인터페이스: 111)와의 연계 인터페이스를 구현한다.

먼저, 데이터저장부(120)를 구축하는 과정을 설명한다.

데이터 저장부(120)에는 K개의 테이블로 이루어진다. 이러한 테이블들의 집합 T={ti|i=1, 2, ..., K}는 각각 여러 개의 테이블 컬럼으로 구성된다. 테이블 집합 T에 존재하는 각 테이블 ti=<table_name, column_size>는 해당 테이블명과 컬럼의 개수로 표현한다. 테이블을 구성하는 컬럼 cij는 테이블 ti에 존재하는 j번째 컬럼을 의미한다.

1. 속성데이터저장부(123) 내의 분석 및 예측 모델 저장

분석 및 예측 모델은 데이터 저장부(120) 내에 공간정보가 아닌 속성데이터저장부(123)에 저장된다. 사용자가 만든 다양한 수식들이 속성데이터저장부(123)의 수식저장부(124)에 저장된다. 예를 들어, 사용자가 지리공간상에서 임의 지역에 대한 예측값을 구하는 회기식(regression equation) y=f(X)라는 모델을 수립하였다고 가정하면, 해당 모델의 수식 f(X)는 수식저장부(124)에 저장되며, 수식저장부(124)는 아래 [표1]과 같은 테이블로 구성될 수 있다.

id	equation	equation4function	description
1		((3.5($1)³)/2.5)7$2-0.5$3+0.78	업무시간 예측수식
2		a($1)²+b$2+c	업무부하 예측수식
...	...	...	...

2. 수식의 입력변수저장부(125)

사용자가 저장한 모델에 대한 수식의 입력변수로 사용되는 컬럼들은 입력변수 저장부(125)에 저장된다. 해당 수식의 입력값으로 사용되는 입력변수집합 X = {xij|i=1, 2, ..., K and j<=ti.column_size}는 테이블의 컬럼과 1:1로 매핑된다. 따라서 모델 수식의 입력변수 xij는 cij와 같고, 입력변수 집합 X는 INPUT_VAR라는 테이블명을 이용하여 저장된다.

입력변수 저장의 구현 절차는 아래와 같다.

FOR (int j = 1; j <= ti.column_size; i++) {

INSERT INTO INPUT_VAR (equation_id, table_name, column_name) VALUES (equation_id, ti.table_name, cij); // for all i

}

수식의 입력변수로 사용되는 컬럼들은 입력변수저장부(125)에 INPUT_VAR 테이블에 수식ID(equation_id), 입력변수로 사용될 컬럼이 존재하는 테이블의 테이블명(table_name) 및 컬럼명(column_name)을 모든 입력변수집합 X에 대해 저장한다. INPUT VAR 테이블의 상세 구조의 일례는 다음 [표2]와 같다.

id[PK]	equation-id[FK]	table_name	column-name	description
1	1	table_1	column_2	...
2	1	table_1	column_4	...
3	1	table_2	column_5	...
4	2	table_3	column_1	...
...	...	...	...	...

수식 1(equation_id=1)에 사용되는 입력변수집합 X는 {x12, x14, x25}의 총 세 개의 입력변수를 가진다는 것을 알 수 있다.

이는 다음의 질의문을 이용하여 획득할 수 있다.

SELECT table_name, column_name FROM INPUT_VAR WHERE equation_id = 1;

이에 대한 결과는 아래의 [표3]과 같다.

table_name	column_name
table_1	column_2
table_1	column_4
table_2	column_5

다음으로, 수식을 사용자정의함수부(131)에 통합 구현하는 단계에서는, 사용자가 맵뷰어(111)에서 임의로 설정한 영역에 대한 기하학적인(geometry) 정보를 입력파라메터로 하는 모델수행함수부(133)와 수식실행함수부(134)를 구현하는 단계를 포함한다.

모델수행함수부(133)에서는, 사용자가 맵뷰어(111)의 GIS 사용자 인터페이스에서 임의의 영역을 작도하는 것부터 실제 수식실행함수가 실행되기 전, 수식의 입력변수집합 X의 실제 컬럼값 X’를 구하는 과정까지를 포함한다. 이 과정에서 사용자가 설정한 임의 영역에 대하여 해당 영역에 대하여 분석 및 예측을 하기 위하여 지도레이어에서 임의 영역만큼 추출하는 과정이 필요하다. 따라서 작도된 임의의 영역와 중첩되는 피쳐들을 선택해 낸 후, 작도된 임의의 영역만큼을 추출해 내는 과정이 진행된다.

분석 및 예측하고자 하는 수식 1에 대해 입력변수저장부(125)인 INPUT_VAR 테이블의 table_name 컬럼에서 equation_id=1인 모든 테이블들에 대해 파라메터로 전달받은 지리정보와 중첩되는(intersected) 모든 피쳐들의 ID(feature_id)를 추출하고 중첩된 면적의 비율(ratio)을 계산하여 중첩피쳐리스트 테이블 T’에 저장한다.

중첩피쳐를 추출하는 질의를 처리하는 질의문의 예는 다음과 같다.

SELECT feature_id, ratio FROM ti WHERE ST_INTERSECTS(g, ti.geometry); // for all i

위 질의문 예에서 ratio는 다음과 같은 방법에 의해 구할 수 있다. 여기서 중첩 비율 ratio는 일반적으로 사용될 수 있는 것이며, 모델의 특성이나 사용자에 의해 다른 방식으로 계산될 수 있다.

atio = ST_AREA(ST_INTERSECTION(g, ti.geometry)) / ST_AREA(ti.geometry); // if, geometry type is polygon

ratio = ST_LENGTH(ST_INTERSECTION(g, ti.geometry)) / ST_LENGTH(ti.geometry); // if, geometry type is line

ratio = COUNT (ti.geometry) WHERE (ST_INTERSECTS(g, ti.geometry)) / COUNT(ti.geometry); // if, geometry type is point

도 3은 중첩된 비율을 계산하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, T’={t1’, t2’}임을 알 수 있다. 두 지도레이어로 사용된 테이블 ti’=<feature_id, ratio>는 질의문을 이용해 추출된 feature_id와 중첩된 비율이 계산되어 저장된다.

지도레이어 t1에 대해 사용자가 임의로 작도한 영역에는 총 15개(04460, 04462, 04463, 04464, 04465, 04466, 04467, 04468, 04470, 04471, 04472, 04473, 04475, 04477, 04478)의 피쳐들이 중첩되었고, 계산된 중첩비율 ratio의 예는 하기의 표와 같으며 ratio=1.0은 지도레이어의 피쳐가 작도한 임의의 영역 내에 완전히 중첩(completely obtained) 되었다는 것을 의미한다.

도 3에 따른 질의문은 결과는 아래 [표4]와 같다.

id	feature_id	ratio
1	04460	0.42
2	04462	0.85
3	04463	0.79
4	04464	0.32
5	04465	1.00
6	04466	0.90
...	...	...

위 예에서 각각의 중첩된 피쳐들이 가지는 속성 중에서 총 인구 수라는 속성이 수식의 입력변수로 사용된다고 가정하면, 각 피쳐들이 가지는 인구수를 모두 추출하여 더해야 한다. 그러나, 위 15개의 중첩된 피쳐리스트에서 10개(04460, 04462, 04463, 04464, 04466, 04467, 04468, 04470, 04475, 04478)의 피쳐는 완전히 중첩되지 않는 것을 알 수 있다. 이때, 10개의 부분적으로 중첩된 피쳐들은 중첩된 부분에 해당하는 비율을 계산하여 반영해야 하며, 이때의 비율은 앞서 기술한 ritio를 구하는 방법 또는 사용자가 정하는 방법을 따를 수 있다.

위 예의 수식 1에서 입력변수집합 X={x12, x14, x25}로 사용되는 컬럼에서 추출된 15개의 피쳐의 속성값에서 계산한 ratio를 반영해주는 과정이 필요하다.

ratio를 반영하는 질의문의 예는 다음과 같다.

xij = SELECT SUM([cij] * ratio) FROM ti, ti’ WHERE ti.feature_id = ti’.feature_id;

중첩된 피쳐리스트에 존재하는 15개의 피쳐들 각각에 대하여, 입력변수집합 X 내의 모든 xij=cij={x12, x14, x25}에 대해, ratio(in T’)만큼 반영해야 한다. 그 다음 각각의 xij를 다 합하면 하나의 중첩된 피쳐에 대한 최종 입력값이 구해진다. 이러한 질의문의 결과 예는 다음의 [표5]와 같다.

x12	x14	x25
sum(x12); for all features	sum(x14) for all features	sum(x25) for all features

이러한 질의문 결과 예로 구해진 3개의 입력변수값 집합 X’는 그 다음 단계인 수식실행함수의 파라메터로 전달되어 미리 구현된 y=f(X)인 수식에 따라 분석 및 예측이 실행되고 최종 결과값을 리턴한다.

마지막으로 분석 및 예측을 위한 수식을 공간데이터베이스(140)의 사용자정의함수 제공부(131)에 구현하는 단계이다. 모델수행함수부(133)와 수식실행함수부(134)를 이용하여 위 실시예의 y=f(X) 형태를 가지는 하나의 수식을 구현하는 것으로 상세하게 설명한다.

먼저 사용자가 위 회귀식을 이용하여 임의의 영역에 대한 예측을 수행하고자 할 때, 지도상의 임의의 영역을 작도하고 작도된 임의 영역에 대한 기하학적인 정보를 파라메터로 전달하여 모델수행함수(133)를 호출한다. 호출된 함수는 지도레이어에서 중첩된 피쳐리스트를 추출하고 중첩 영역의 비율 ratio를 계산한다. 계산 과정을 통해 계산된 수식의 입력변수값 집합 X’와 작도된 임의영역에 대한 기하학적인 정보를 파라메터로 전달하여 수식실행함수(134)을 호출한다.

모델수행함수(executeModel())의 예는 다음과 같다.

result_type executeModel(geometry g){

// 1. geometry와 중첩된 피쳐(feature_id)추출

// 2. 추출된 중첩피쳐들의 중첩 비율(ratio) 계산

// 3. 상기 1, 2에서 구해진 값들을 중첩피쳐리스트 T’에 저장

T’ = SELECT feature_id, ratio FROM ti WHERE ST_INTERSECTS(g, ti.geometry); for all i

// 4. 수식 입력변수 리스트 X의 모든 xij(=cij)에 대해, 상기에서 구해진 ratio를 반영하고 반영된 값을 추출하여 X’에 저장

X’ = xij’ = SELECT SUM([cij] * ti’.ratio) FROM ti, ti’ WHERE ti.feature_id = ti’.feature_id;

// 5. 작도된 geometry g와 g에 해당하는 속성값들을 저장한 X’를 파라메터로 전달하여 회귀식을 실행하는 함수 runEquation(record X’)를 호출한 뒤, 상기 runEquation () 함수의 결과값을 리턴받아 executeModel() 함수로 리턴

return runEquation(X’);

}

호출된 수식실행함수(runEquation()) 내부에는 위 실시예의 수식 y=f(X)가 구현되어 있다. 그 다음, 수식에 따라 계산된 결과값은 함수 모델수행함수(executeModel())로 리턴되고, 다시 맵뷰터(111)로 전달되어 화면상에서 간단하게 사용자에게 보여지게 된다.

수식실행함수(runEquation())의 구현의 일례는 다음와 같다.

result_type runEquation (record X’){

// 1. 전달받은 파라메터 X’={xi | i = 1, 2, ..., I}의 각 변수값들을 수식 y=f(X)의 입력변수 X에 할당. 여기서, 레코드 형태인 파라메타 X’의 인덱스는 $로 표현되며 $2는 레코드의 두 번째 값을 의미한다.

x1 = $1;

x2 = $2;

...

xI = $I;

// 2. 수식 구현

equation = SELECT equation4function FROM EQUATIONS WHERE id = 1;

result = equation 실행;

// 3. 수식을 통해 계산된 결과값 리턴

return result;

}

본 명세서에서 개시하는 지리 정보 분석 장치 및 그 방법에 의하면, 지리공간적인 환경상에서 임의의 영역에 대하여 영역의 확장, 축소 또는 영역 내의 다양한 구성 요소들의 변화의 발생에 대해, 사용자가 GIS 도구를 이용하여 변경될 임의의 영역을 간단하게 설정하는 것만으로 사용자 정의 함수를 이용하여 사전에 구현된 분석 및 예측 모델을 통해 구해진 결과값을 사용자 인터페이스 상에서 바로 확인 가능하도록 하는 일련의 구축 프레임워크를 제공할 수 있게 된다. 즉, 사용자가 분석 및 예측하기 위해 수립한 모델에 대한 수식을 데이터베이스 내에 사용자 정의함수에 통합 구현함으로써 GIS 환경에서 편리한 분석 및 예측이 가능하고, GIS 기반의 사용자 인터페이스, 데이터 저장부, 분석 및 예측 모델 간의 사용자 정의 함수의 API를 통한 체계적인 통합 구현이 가능할 수 있게 된다. 따라서, 사용자는 GIS 기반 사용자 인터페이스를 통하여 특정 분석 및 예측을 원하는 임의의 영역을 편리하게 작도하여 데이터 저장부 내에 구현된 사용자정의함수를 호출하는 것으로서 원하는 영역에 대한 분석 및 예측이 가능하다. 설정된 임의의 영역에 대한 여러 개의 배경지도레이어와 겹치는 공간을 추출하고, 중첩된 공간에 해당하는 다양한 속성정보를 질의하여 집계하며, 집계된 속성값들을 수식의 입력값으로 입력변수에 할당하는 과정 및 수식의 실행 그리고 실행결과로 계산된 결과값을 다시 사용자에게 전달하는 일련의 과정을 (사용자정의) 함수 내부에 구현할 수 있게 되고, 별도의 외부의 분석과정을 없이도 간편한 분석 및 예측이 가능하다. 또한, 모델의 수식이 수정되거나 변경이 발생하더라도 전체 시스템 프레임워크의 변경 없이 모델의 수식저장부만 독립적으로 수정하여 사용이 가능하게 되고, 수식저장부에 다양한 다른 분석 및 예측 모델이 들어오더라도 사용자 인터페이스를 통해 영역을 설정하여 해당 영역에 대한 계산을 원하는 프레임워크 자체로 다양하게 활용하는 것이 가능하다.

이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 지리정보 분석장치
111: 맵뷰어
120: 데이터 저장부
130: 함수제공부
140: 공간데이터베이스

Claims

지리공간적 정보를 저장하는 공간데이터 저장부와 상기 공간데이터에 대응하는 속성정보를 저장하는 속성데이터 저장부를 포함하는 데이터저장부;
사용자 인터페이스를 제공하고 사용자로부터 임의영역의 공간정보를 입력받는 맵뷰어; 및
상기 지리공간적 정보와 상기 임의영역의 공간정보를 비교하여 중첩 비율을 계산하고 상기 중첩 비율에 따른 속성정보를 이용하여 기 설정된 함수에 따라 분석을 수행하는 함수제공부를 포함하고
상기 함수제공부는,
상기 지리공간적 정보로부터 상기 임의영역의 공간정보와 중첩되는 영역을 확인하고, 상기 임의영역의 공간정보를 기준으로 한 상기 중첩된 영역의 비율(ratio)을 계산하고, 계산된 상기 중첩 비율을 적용하여 대응되는 속성정보를 산출하는 모델수행함수부; 및
상기 기 설정된 함수를 수행하는 수식실행함수부를 포함하고,
상기 함수제공부는 상기 임의영역을 설정하고, 설정된 상기 임의영역에 대한 기하학적 정보를 확인하고, 상기 기하학적 정보를 모델수행함수부에 전달하여 모델수행함수를 호출하고,
상기 모델수행함수부는 상기 기하학적 정보에 기초하여, 지도레이어에서 중첩된 적어도 하나의 피쳐를 추출하고, 상기 추출된 적어도 하나의 피쳐에 대한 중첩 비율(ratio)을 산출하고,
상기 수식실행함수부는 상기 기하학적 정보와 중첩 비율(ratio)을 사용하여 상기 기 설정된 함수를 구성하고, 상기 기 설정된 함수의 연산을 수행하고, 수행된 상기 연산 결과를 출력하는,
지리정보 분석장치.
제1항에 있어서,
상기 지리공간적 정보는
상기 피쳐, 및 상기 피쳐의 속성정보를 포함하고,
상기 피쳐는 점(point), 선(line), 또는 면(polygon) 형태의 지리 데이터를 포함하고,
상기 피쳐의 속성정보는 상기 피쳐의 지리공간을 표현하는 정보로서, 상기 점이 나타내는 지점의 정보, 및 상기 선이 나타내는 영역의 종류를 포함하는,
지리정보 분석장치.
제2항에 있어서,
상기 속성데이터 저장부는
상기 기 설정된 함수의 수식을 저장하는 수식 저장부; 및
상기 수식의 입력변수를 저장하는 입력변수 저장부를 포함하는, 지리정보 분석장치.
제3항에 있어서,
상기 입력변수 저장부는
상기 속성정보에 기초하여 상기 수식의 입력변수를 저장하는, 지리정보 분석장치.
제4항에 있어서,
상기 수식실행함수부는,
상기 기 설정된 함수를 호출하고 상기 추출된 속성정보에 기초하여 상기 입력변수 저장부에 저장된 상기 입력변수를 이용하여 분석하는, 지리정보 분석장치.
제5항에 있어서,
상기 모델수행함수부는
상기 지리공간적 정보와 상기 임의영역의 공간정보를 비교하여 완전 중첩 구역과 일부 중첩 구역에 대한 중첩 여부를 판단하는, 지리정보 분석장치.
제6항에 있어서,
상기 임의영역의 공간정보는
폴리곤 형태로 생성되는, 지리정보 분석장치.
제7항에 있어서,
상기 기 설정된 함수는
상기 사용자가 지정한 함수를 포함하는, 지리정보 분석장치.
지리공간적 정보를 저장하는 공간데이터 저장부와 상기 공간데이터에 대응하는 속성정보를 저장하는 속성데이터 저장부를 포함하는 데이터저장부를 포함하는 지리정보 분석장치의 지리정보 분석방법에 있어서,
사용자 인터페이스를 제공하고 사용자로부터 임의영역의 공간정보를 입력받는 단계; 및
상기 지리공간적 정보와 상기 임의영역의 공간정보를 비교하여 중첩 비율을 계산하고 상기 중첩 비율에 따른 속성정보를 이용하여 기 설정된 함수에 따라 분석을 수행하는 단계를 포함하고,
상기 분석을 수행하는 단계는,
상기 지리공간적 정보로부터 상기 임의영역의 공간정보와 중첩되는 영역을 확인하고, 중첩된 적어도 하나의 피쳐를 추출하고, 상기 추출된 적어도 하나의 피쳐에 대한 상기 중첩된 영역의 비율(ratio)을 계산하는 단계와,
상기 임의영역에 대한 기하학적 정보와 중첩 비율(ratio)을 사용하여 상기 기 설정된 함수를 구성하는 단계와,
상기 기 설정된 함수의 연산을 수행하고, 수행된 상기 연산 결과를 출력하는 단계;를 포함하는, 지리정보 분석방법.
제9항에 있어서,
상기 속성데이터 저장부는
상기 기 설정된 함수의 수식을 저장하는 수식 저장부; 및
상기 수식의 입력변수를 저장하는 입력변수 저장부를 포함하는, 지리정보 분석방법.
제10항에 있어서,
상기 입력변수 저장부는
상기 속성정보에 기초하여 상기 수식의 입력변수를 저장하는, 지리정보 분석방법.
제11항에 있어서,
상기 수행하는 단계는
상기 기 설정된 함수를 호출하고 상기 추출된 속성정보에 기초하여 상기 입력변수 저장부에 저장된 상기 입력변수를 이용하여 분석하는 단계를 포함하는, 지리정보 분석방법.
제12항에 있어서,
상기 추출하는 단계는
상기 지리공간적 정보와 상기 임의영역의 공간정보를 비교하여 완전 중첩 구역과 일부 중첩 구역에 대한 중첩 여부를 판단하는, 지리정보 분석방법.
제13항에 있어서,
상기 임의영역의 공간정보는
폴리곤 형태로 생성되는, 지리정보 분석방법.
제14항에 있어서,
상기 기 설정된 함수는
상기 사용자가 지정한 함수를 포함하는, 지리정보 분석방법.
제1항에 있어서,
상기 속성정보를 산출하는 단계는,
상기 중첩된 영역 내에 존재하는 점(point), 선(line), 및 면(polygon) 중 적어도 하나의 유형에 대한 중첩 비율(ratio)을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지리정보 분석장치.
제9항에 있어서,
상기 중첩된 영역의 비율(ratio)을 계산하는 단계는,
상기 중첩된 영역 내에 존재하는 점(point), 선(line), 및 면(polygon) 중 적어도 하나의 유형에 대한 중첩 비율(ratio)을 계산하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 지리정보 분석방법.