KR20180080550A - 3차원 지리 정보 시스템 웹 서비스를 제공하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 웹 클라이언트와 서버를 이용하여, 3차원 지리 정보 시스템(GIS) 웹 서비스를 제공하는 방법에 있어서, 서버 측에서, 웹 클라이언트에 전송될 정보를 가공하는 정보 가공 단계; 그리고 웹 클라이언트의 요청에 따라 웹 클라이언트의 화면에 디스플레이 될 정보를 서버가 웹 클라이언트로 전송하는 정보 전송 단계;를 포함하며, 정보 가공 단계에서, 가공되는 정보는 카메라로 보여지는 메인 이미지 및 메인 이미지의 주변 이미지를 포함하고, 정보 전송 단계는, 웹 클라이언트의 요청이 화면에 가시화할 이미지에 대한 정보를 포함할 때, 이 요청에 대응하는 메인 이미지 및 메인 이미지의 주변 이미지를 찾는 과정을 포함하는 3차원 지리 정보 시스템 웹 서비스를 제공하는 방법에 관한 것이다.

Description

3차원 지리 정보 시스템 웹 서비스를 제공하는 방법{METHOD OF PROVIDING 3D GIS WEB SERVICE}
본 개시(Disclosure)는 전체적으로 3차원 지리 정보 시스템 웹 서비스를 제공하는 방법에 관한 것으로, 특히 파노라마 촬영 기법을 이용하여 지리 정보가 포함된 이미지를 가시화하는 3차원 지리 정보 시스템(GIS) 웹 서비스를 제공하는 방법에 관한 것이다.
여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).
지리 정보 시스템(GIS; Geographic Information System)은 지리 공간 정보(Geospatial Data)를 다루는 시스템을 의미한다(예: 한국 공개특허공보 제10-2010-0013059호).
일반적으로, 2차원 GIS 웹 서비스 환경에서는 화면에 그려질 이미지를 포함하는 데이터를 서버로부터 전달받은 후 웹 클라이언트가 직접 그리는 방식이 사용되었다.
그러나, 이와 같은 방식은 GIS 분야의 성장에 따라 웹 서비스 시스템이 다루는 이미지 데이터의 용량이 증가함에 따라 서버로부터 받는 이미지 데이터의 양이 증가하여 웹 클라이언트가 직접 그리는데 소요되는 작업시간이 증가하게 되었다.
이후, 2차원 GIS 웹 서비스 시스템에서는 웹 클라이언트가 서버에 이미지 데이터를 요청하는 경우 웹 클라이언트에 가시화 될 이미지를 서버가 미리 그려서 제공해주는 방식으로 바뀌었다.
이와 같은 방식은 웹 클라이언트의 화면에 가시화 될 이미지의 양이 증가하더라도 웹 클라이언트의 화면에 가시화될 이미지를 서버가 제공해주는 방식이기 때문에 항상 균일한 크기의 이미지 데이터가 제공될 뿐만 아니라 웹 클라이언트 입장에서는 전달받은 이미지 데이터를 화면에 그리는 작업만 수행하면 되므로 균일한 작업시간을 보장할 수 있게 되었다.
하지만, view position이 변경 중일 때, 예를 들어, 카메라의 위치변경 등에 따른 화면 조작에 따라 화면이 갱신되는 경우, 웹 클라이언트는 서버로 이미지 데이터를 요청하고, 요청에 따른 이미지 데이터를 수신 받아 화면에 가시화될 이미지를 그리는 작업을 수행한다. 이때, 화면 갱신을 위한 신규 이미지 데이터 요청은 화면 조작이 종료된 후에 수행하거나, 화면 조작 중인 경우에는 기존에 수신한 이미지 데이터를 재활용하여 작업을 수행하였다.
예를 들어, 참조하면 화면을 축소하는 경우 즉, 지면을 바라보고 있는 카메라의 위치를 지면의 반대방향으로 이동시키는 경우 화면에 보이는 실제 지리적인 영역은 더 넓어지게 되고, 화면 축소 중일 때도 화면의 모든 가시화 영역에 데이터를 가시화 하려면 화면이 축소되는 동안 화면 갱신용 신규 데이터를 계속 서버에 요청해야 하며 신규 데이터가 도착하는 대로 계속 그리는 작업을 수행해야 한다.
그러나, 도 1(a)에 도시된 화면을 도 1(c)와 같이 축소하는 하는 경우, 도 1(b)와 같이 화면이 축소되는 동안에는 축소되는 부분을 제외한 나머지 부분은 빈 공간으로 비워둔 채 작업이 진행된 후, 신규 이미지 데이터를 요청 및 수신하여 도 1(c)와 같은 축소 화면을 갱신한다. 이때, 화면이 축소되는 동안에는 화면에 보여지는 이미지는 화면 축소 전에 가시화에 사용된 영상을 재활용 하여 축소 시켜서 즉, 기존에 수신한 이미지 데이터를 재활용하여 가시화 했을 뿐이다.
이와 반대로, 도 2(a)에 도시된 화면을 도 2(c)와 같이 확대하는 하는 경우, 도 2(b)와 같이 화면이 확대되는 동안에는 화면 확대 직전 가시화에 사용된 영상을 재활용하여 영상의 특정 부분을 확대하게 되므로 해상도가 떨어져서 가시화가 되는 것을 확인할 수 있다. 화면 확대 작업이 완료된 후에 새롭게 가시화해야 할 고해상도 영상을 서버에 요청 및 수신하여 가시화 하는 작업을 수행하였다.
최근에 사용되는 3차원 GIS 웹 서비스 시스템에서는 웹 클라이언트가 서버에 3차원 이미지 데이터를 요청하는 경우 웹 클라이언트가 직접 3차원 이미지 데이터를 수신하여 그리는 방식이다. 3차원 이미지 데이터는 2차원 이미지 데이터에 비해 데이터의 양이 더 많고 2차원 비해 3차원 그리기는 더 높은 성능을 요구하기 때문에 성능 개선이 필수적인 상황이다.
결론적으로, 2차원 GIS 웹 서비스 시스템 또는 3차원 GIS 웹 서비스 시스템에 있어서, 웹 클라이언트가 서버에 이미지 데이터를 요청하고 수신한 이미지 데이터를 화면에 그리는 개념은 동일하게 적용될 수 있다.
따라서, 3차원 GIS 웹 서비스 시스템은 2차원 GIS 웹 서비스 시스템과 동일하게 화면에 가시화될 이미지 데이터를 서버가 미리 그려서 제공하거나, 잦은 이미지 데이터 요청을 막기 위해 웹 클라이언트의 화면 조작이 완료된 후에만 신규 이미지 데이터를 서버에 요청하여 이미지를 가시화할 수 있다.
하지만, 2차원 GIS 웹 서비스 시스템에서 사용되는 웹 클라이언트의 화면 조작 중의 가시화 작업 시 화면 조작 전에 수신했던 데이터를 재활용하는 방법은 3차원 GIS 웹 서비스 시스템에서 적용이 불가능하다.
첫째, 화면 조작 중에 나타나는 화면 공백이 2차원의 경우와는 다르게 3차원에서는 무시할 수 없을 정도로 가시성을 저하시킨다.
둘째, 단순히 2차원적인 평행 이동 처리를 수행함에 따라 동일 3차원 객체에 대해 화면 조작 중에 가시화 되는 위치와 화면 조작 완료 후에 갱신되어 가시화 되는 위치 사이에 서로 불일치가 발생한다. 예를 들어, 도 3(a)와 같이 카메라가 이동하기 전의 화면이 도 3(b)를 거쳐 도 3(c)와 같이 카메라를 조작하여 이동한 경우 표시 부분(read line)이 도 3(a)에서는 화면에 도시되어 있지만, 도 3(c)에서는 화면에 도시되지 않는다. 즉, 2차원 GIS 웹 서비스 시스템과 3차원 GIS 웹 서비스 시스템 간에 불일치가 발생한다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).
본 개시에 따른 일 태양에 의하면(According to one aspect of the present disclosure), 웹 클라이언트와 서버를 이용하여, 3차원 지리 정보 시스템(GIS) 웹 서비스를 제공하는 방법에 있어서, 서버 측에서, 웹 클라이언트에 전송될 정보를 가공하는 정보 가공 단계; 그리고 웹 클라이언트의 요청에 따라 웹 클라이언트의 화면에 디스플레이 될 정보를 서버가 웹 클라이언트로 전송하는 정보 전송 단계;를 포함하며, 정보 가공 단계에서, 가공되는 정보는 카메라로 보여지는 메인 이미지 및 메인 이미지의 주변 이미지를 포함하고, 정보 전송 단계는, 웹 클라이언트의 요청이 화면에 가시화할 이미지에 대한 정보를 포함할 때, 이 요청에 대응하는 메인 이미지 및 메인 이미지의 주변 이미지를 찾는 과정을 포함하는 3차원 지리 정보 시스템 웹 서비스를 제공하는 방법이 제공된다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
도 1은 2차원 GIS 웹 서비스 시스템에서 화면을 축소하는 경우의 일 예를 나타내는 도면,
도 2는 2차원 GIS 웹 서비스 시스템에서 화면을 확대하는 경우의 일 예를 나타내는 도면,
도 3은 3차원 GIS 웹 서비스 시스템에 2차원 GIS 웹 서비스 시스템을 적용하는 경우의 일 예를 나타내는 도면,
도 4는 본 개시에 따른 3차원 GIS 웹 서비스 시스템의 전체 구성의 일 예를 나타내는 도면,
도 5 및 도 6은 본 개시에 따른 가공되는 정보를 촬영하는 일 예를 나타내는 도면,
도 7은 본 개시에 따른 3차원 GIS 웹 서비스 시스템을 통해 가시화된 화면의 일 예를 나타내는 도면.
도 4는 본 개시에 따른 3차원 GIS 웹 서비스 시스템의 전체 구성의 일 예를 나타내는 도면이다. 본 개시에서 웹 서비스 시스템은 3차원 GIS 웹 서비스로써, 웹 클라이언트(10)와 서버(20)를 이용한다.
웹 클라이언트(10; 예: PC)가 서버(20)와 연동하여, 웹 클라이언트(10)에 구비된 화면(11)에 서버(20)로부터 전송된 정보를 가시화하는 작업을 통해 디스플레이 할 수 있다.
웹 클라이언트(10)가 화면(11)에 디스플레이 될 정보를 서버(20)에 요청하면, 서버(20)는 카메라 위치에 대응하여 미리 촬영된 메인 이미지 및 주변 이미지를 웹 클라이언트(10)에 전송한다. 서버(20)는 서버(20)가 구비하는 데이터 저장부(21)와 같은 서버(20) 측에 구비되는 하드웨어 및 소프트웨어 모두를 포괄하는 수단으로 이해될 수 있다. 데이터 저장부(21)는 카메라를 통해 촬영된 이미지를 저장할 수 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 메인 이미지는 고정된 카메라와 정면으로 대응되는 화면을 촬영한 이미지이고, 주변 이미지는 메인 이미지를 중심으로 카메라를 상측-하측-좌측-우측 방향으로 회전하여 촬영한 이미지를 포함한다. 즉, 메인 이미지는 고정된 카메라가 현재 보고 있는 방향을 촬영한 이미지이다.
본 개시에서, 도 5(a)에 도시된 봐와 같이, 메인 이미지를 중심으로 상측 이미지와의 거리(L1)가 하측 이미지와의 거리(L2)가 서로 동일하게 설정되는 것이 바람직하다. 하지만, 이와 달리 메인 이미지를 중심으로 상측 이미지와의 거리(L1)가 하측 이미지와의 거리(L2)가 서로 상이하게 형성될 수 있다.
또한 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 메인 이미지를 중심으로 좌측 이미지와의 거리(L3)가 우측 이미지와의 거리(L4)가 서로 동일하게 설정될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 개시에서, 메인 이미지 및 주변 이미지는 파노라마(panorama) 촬영 기법에 의해 촬영되는 것이 바람직하다. 다시 말하면, 메인 이미지 및 주변 이미지는 카메라의 360° 회전에 대응하여 촬영된 이미지를 포함할 수 있다.
파노라마 촬영 기법은 카메라를 촬영 지점에 고정한 후, 정면 화면을 중심으로 상측 방향, 하측 방향, 좌측 방향, 우측 방향으로 카메라를 회전시켜 이미지를 회득할 수 있다. 이때, 촬영 방향은 순서에 상관없이 각각의 카메라를 이용하여 메인 이미지 및 주변 이미지를 동시에 촬영하거나, 하나의 카메라를 이용하여 메인 이미지 및 주변 이미지를 순차적으로 촬영할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 서버(20)는 웹 클라이언트(10)의 요청에 따라 웹 클라이언트(10)의 화면(10)에 디스플레이 될 정보를 웹 클라이언트(10)로 전송하는데, 메인 이미지 및 메인 이미지를 중심으로 최소 상측 이미지, 하측 이미지, 좌측 이미지, 우측 이미지를 웹 클라이언트(10)로 전송한다.
한편, 웹 클라이언트(10)가 화면(10)을 확대하는 경우에 대비하여 서버(20)는 메인 이미지와 주변 이미지 사이에 사이에 위치하는 이미지를 추가로 촬영하여 저장할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 서버(20)는 메인 이미지를 중심으로 상측 이미지, 하측 이미지, 좌측 이미지 및 우측 이미지 중 적어도 하나의 이미지 사이에 위치하는 추가 이미지를 포함한다.
이와 같이 추가 이미지가 증가하는 경우 서버(20)가 제공해야 하는 데이터의 양이 늘어나게 되는데 이런 경우에는 이미지를 저해상도로 촬영하여 데이터의 양을 감소시킬 수 있다. 이는, 2차원 GIS 웹 서비스 시스템에서 볼 수 있듯이, 화면 조작 중에는 사용자에게 저해상도의 데이터를 제공하더라도 불편함을 느끼지 않기 때문이다.
웹 클라이언트(10)는 서버(20)로부터 메인 이미지 및 주변 이미지를 수신하여 카메라 위치에 대응하는 메인 이미지 및 해당 주변 이미지를 찾아 영상 처리부(12)를 통해 가시화된 이미지를 화면(11)에 디스플레이 한다.
웹 클라이언트(10)는 서버(20)로부터 전송된 메인 이미지 및 주변 이미지를 영상 처리부(12)를 통해 메인 이미지 및 카메라의 회전 방향에 대응하는 주변 이미지를 병합한 후, 병합된 이미지를 기하 보정(geometric correction) 및 보간(interpolation) 작업 등을 통해 가시화한다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 사용자에 의해 화면을 좌측으로 이동시키는 경우 미리 수신된 메인 이미지와 좌측 이미지 그리고 메인 이미지와 좌측 이미지 사이에 위치하는 추가 이미지를 병합하여 보정 및 보간 작업을 통해 가시화된 이미지를 화면(11)을 통해 디스플레이 한다.
이하 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1) 웹 클라이언트와 서버를 이용하여, 3차원 지리 정보 시스템(GIS) 웹 서비스를 제공하는 방법에 있어서, 서버 측에서, 웹 클라이언트에 전송될 정보를 가공하는 정보 가공 단계; 그리고, 웹 클라이언트의 요청에 따라 웹 클라이언트의 화면에 디스플레이 될 정보를 서버가 웹 클라이언트로 전송하는 정보 전송 단계;를 포함하며, 정보를 가공하는 단계에서, 가공되는 정보는 건물에 대한 정보를 포함하며, 건물에 대한 정보는 해당 건물에 대해 적어도 하나의 제1 하위 큐브 및 제2 하위 큐브를 각각 설정하고, 카메라를 각각의 제1 하위 큐브의 내부에 두었다고 할 때, 카메라로 보여지는 해당 제2 하위 큐브의 내부에 위치하는 객체를 색인화함으로써 공간 색인별 가시성 색인이 가공되는 3차원 지리 정보 시스템(GIS) 웹 서비스를 제공하는 방법.
웹 클라이언트의 대표적인 예는 PC이지만, 이에 제한되지않고, 화면을 통해 3D 지도 정보를 디스플레이할 수 있는 컴퓨팅 수단(예: 휴대폰)이라면 어떠한 것도 좋다. 이러한 일련의 단계는 서버 측 컴퓨터의 내적 과정으로서, 소프트웨어에 의해 행해진다.
(2) 웹 클라이언트의 요청은 카메라 위치와 촬영 방향에 대한 정보를 포함하며, 웹 클라이언트는 카메라 위치와 촬영 방향을 바탕으로 대응하는 서버로부터 수신된 메인 이미지 및 주변 이미지를 찾는 3차원 지리 정보 시스템 웹 서비스를 제공하는 방법.
(3) 주변 이미지는 메인 이미지를 중심으로 상측 이미지, 하측 이미지, 좌측 이미지 및 우측 이미지 중 적어도 하나를 포함하는 3차원 지리 정보 시스템 웹 서비스를 제공하는 방법.
(4) 메인 이미지를 중심으로 상측 이미지, 하측 이미지, 좌측 이미지 및 우측 이미지 사이에 중 적어도 하나의 이미지 사이에 위치하는 추가 이미지를 더 포함하는 3차원 지리 정보 시스템 웹 서비스를 제공하는 방법.
(5) 정보 전송 단계에서, 화면에 가시화할 이미지는 메인 이미지 및 카메라의 회전 방향에 대응하는 주변 이지미가 영상 처리 과정을 통해 가시화되는 3차원 지리 정보 시스템 웹 서비스를 제공하는 방법.
(6) 영상 처리 과정은 메인 이미지 및 카메라의 회전 방향에 대응하는 주변 이미지를 병합한 후, 병합된 이미지를 기하 보정 및 보간을 통해 가시화하는 3차원 지리 정보 시스템 웹 서비스를 제공하는 방법.
(7) 메인 이미지를 중심으로 상측 이미지 사이의 거리와 하측 이미지 사이의 거리가 동일한 3차원 지리 정보 시스템 웹 서비스를 제공하는 방법.
(8) 메인 이미지를 중심으로 좌측 이미지 사이의 거리와 우측 이미지 사이의 거리가 동일한 3차원 지리 정보 시스템 웹 서비스를 제공하는 방법.
(9) 메인 이미지 및 주변 이미지는 파노라마 촬영 기법에 의해 촬영되는 3차원 지리 정보 시스템 웹 서비스를 제공하는 방법.
(10) 파노라마 촬영 기법에서, 각각의 카메라를 이용하여 메인 이미지 및 주변 이미지를 동시에 촬영하는 3차원 지리 정보 시스템 웹 서비스를 제공하는 방법.
(11) 파노라마 촬영 기법에서, 하나의 카메라를 이용하여 메인 이미지 및 주변 이미지를 순차적으로 촬영하는 3차원 지리 정보 시스템 웹 서비스를 제공하는 방법.
본 개시에 따른 하나의 3차원 지리 정보 시스템(GIS) 웹 서비스를 제공하는 방법에 의하면, 응답 속도가 향상된 3차원 지리 정보 시스템(GIS) 웹 서비스를 제공하는 방법이 제공된다.
또한 본 개시에 따른 다른 3차원 지리 정보 시스템(GIS) 웹 서비스를 제공하는 방법에 의하면, 카메라를 360° 회전하여 촬영하는 파노라마 촬영 기법을 이용하여 촬영된 이미지를 가시화하는 3차원 지리 정보 시스템(GIS) 웹 서비스를 제공하는 방법이 제공된다.
또한 본 개시에 따른 또 다른 3차원 지리 정보 시스템(GIS) 웹 서비스를 제공하는 방법에 의하면, 수신된 이미지를 재활용하여 화면에 디스플레이될 이미지를 가시화하는 3차원 지리 정보 시스템(GIS) 웹 서비스를 제공하는 방법이 제공된다.
10 : 웹 클라이언트 12 : 영상 처리부
20 : 서버 21 : 데이터 저장부

Claims (11)

  1. 웹 클라이언트와 서버를 이용하여, 3차원 지리 정보 시스템(GIS) 웹 서비스를 제공하는 방법에 있어서,
    서버 측에서, 웹 클라이언트에 전송될 정보를 가공하는 정보 가공 단계; 그리고
    웹 클라이언트의 요청에 따라 웹 클라이언트의 화면에 디스플레이 될 정보를 서버가 웹 클라이언트로 전송하는 정보 전송 단계;를 포함하며,
    정보 가공 단계에서, 가공되는 정보는 카메라로 보여지는 메인 이미지 및 메인 이미지의 주변 이미지를 포함하고,
    정보 전송 단계는, 웹 클라이언트의 요청이 화면에 가시화할 이미지에 대한 정보를 포함할 때, 이 요청에 대응하는 메인 이미지 및 메인 이미지의 주변 이미지를 찾는 과정을 포함하는 3차원 지리 정보 시스템 웹 서비스를 제공하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    웹 클라이언트의 요청은 카메라 위치와 촬영 방향에 대한 정보를 포함하며,
    웹 클라이언트는 카메라 위치와 촬영 방향을 바탕으로 대응하는 서버로부터 수신된 메인 이미지 및 주변 이미지를 찾는 3차원 지리 정보 시스템 웹 서비스를 제공하는 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    주변 이미지는 메인 이미지를 중심으로 상측 이미지, 하측 이미지, 좌측 이미지 및 우측 이미지 중 적어도 하나를 포함하는 3차원 지리 정보 시스템 웹 서비스를 제공하는 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    메인 이미지를 중심으로 상측 이미지, 하측 이미지, 좌측 이미지 및 우측 이미지 사이에 중 적어도 하나의 이미지 사이에 위치하는 추가 이미지를 더 포함하는 3차원 지리 정보 시스템 웹 서비스를 제공하는 방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    정보 전송 단계에서, 화면에 가시화할 이미지는 메인 이미지 및 카메라의 회전 방향에 대응하는 주변 이지미가 영상 처리 과정을 통해 가시화되는 3차원 지리 정보 시스템 웹 서비스를 제공하는 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    영상 처리 과정은 메인 이미지 및 카메라의 회전 방향에 대응하는 주변 이미지를 병합한 후, 병합된 이미지를 기하 보정 및 보간을 통해 가시화하는 3차원 지리 정보 시스템 웹 서비스를 제공하는 방법.
  7. 청구항 3에 있어서,
    메인 이미지를 중심으로 상측 이미지 사이의 거리와 하측 이미지 사이의 거리가 동일한 3차원 지리 정보 시스템 웹 서비스를 제공하는 방법.
  8. 청구항 3에 있어서,
    메인 이미지를 중심으로 좌측 이미지 사이의 거리와 우측 이미지 사이의 거리가 동일한 3차원 지리 정보 시스템 웹 서비스를 제공하는 방법.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    메인 이미지 및 주변 이미지는 파노라마 촬영 기법에 의해 촬영되는 3차원 지리 정보 시스템 웹 서비스를 제공하는 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    파노라마 촬영 기법에서, 각각의 카메라를 이용하여 메인 이미지 및 주변 이미지를 동시에 촬영하는 3차원 지리 정보 시스템 웹 서비스를 제공하는 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    파노라마 촬영 기법에서, 하나의 카메라를 이용하여 메인 이미지 및 주변 이미지를 순차적으로 촬영하는 3차원 지리 정보 시스템 웹 서비스를 제공하는 방법.
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