KR20200065797A - 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법 - Google Patents

3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200065797A
KR20200065797A KR1020180152626A KR20180152626A KR20200065797A KR 20200065797 A KR20200065797 A KR 20200065797A KR 1020180152626 A KR1020180152626 A KR 1020180152626A KR 20180152626 A KR20180152626 A KR 20180152626A KR 20200065797 A KR20200065797 A KR 20200065797A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
visualization
data
dem
spatial information
mesh
Prior art date
Application number
KR1020180152626A
Other languages
English (en)
Inventor
박현철
최형욱
천서이
최영철
이응준
이승현
이유연
Original Assignee
(주) 지오씨엔아이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주) 지오씨엔아이 filed Critical (주) 지오씨엔아이
Priority to KR1020180152626A priority Critical patent/KR20200065797A/ko
Publication of KR20200065797A publication Critical patent/KR20200065797A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G06T17/05—Geographic models
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G06T17/20—Finite element generation, e.g. wire-frame surface description, tesselation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10032—Satellite or aerial image; Remote sensing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Instructional Devices (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)

Abstract

본 발명은 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 하천정보를 포함하는 공간정보를 3차원으로 표출하기 위해 시스템 개발에 적합한 엔진을 선별하고 선별한 엔진을 이용한 데이터 처리 및 시스템의 속도 문제까지 해결할 수 있어, 향후 대용량 고정밀 하천공간 기반의 3차원 공간정보 구축시 효과적으로 활용할 수 있는 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

Description

3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법 {3D spatial information visualization system and method}
본 발명은 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대용량의 DEM(Digital Elevation Model)과 위성 또는 항공 영상 데이터를 이용한 3차원 공간정보 구축에 있어서, 데이터 처리 및 시스템의 속도 문제를 해결할 수 있어, 효과적으로 활용할 수 있는 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 하천공간을 활용한 친수활동 인구의 증가로 하천정보에 대한 사회적 수요가 급증하고 있으며, ICT(Information and Communication Technology) 기술의 발전으로 실세계와 동일한 3차원 공간정보에 대한 수요가 증대함에 따라 3차원의 고정밀 공간정보 기반의 연구가 다양하게 진행되고 있다.
그렇지만, 이러한 우리나라의 하천정보는 RIMGIS(하천 관리 지리정보웹시스템)와 WAMIS(국가 수자원 관리종합정보시스템) 등 국가하천을 대상으로 운영되는 다수의 하천관리 업무용 시스템이 존재하지만, 기관별로 분산 관리되고 있어 하천의 통합 관리와 효율적 정책 추진을 위한 일관성이 결여되어 있다.
국가하천 시설물의 관리를 위한 시스템 구축 등을 통해 일부 하천정보를 제공하고 있으나, 통합적인 관리를 위한 체계가 제대로 이루어져 있지 않으며 홍수 재해 관리를 위한 의사결정 및 정보제공 분야에서의 활용이 미흡한 실정이다.
또한, 국민소득 및 여가시간의 증대와 가치관의 변화 등에 따라 도시 내 친수공간에 대한 국민적 관심이 증가하고 있고, 하천인근 친수구역 조성사업에 따른 신규 정보가 증가하고 있다.
이에 물이용, 홍수, 레저, 문화 등 다양한 형태의 공간정보의 제공 요구가 증대되어 국민이 원하는 정보를 언제 어디서나 이용할 수 있는 '맞춤형 다차원 통합하천관리 서비스'가 요구되고 있다.
또한, ICT 기술의 발전으로 GIS 기반의 3차원 공간정보에 대한 수요와 하천정보 관리를 목적으로 하는 고정밀 3차원 분석 도구의 수요가 증가하고 있다. 그렇지만, 효과적인 공간정보 전달이 가능한 직관적 도구의 부재로 인해, 일반 국민이 원하는 정보 제공에 있어서 그 한계가 존재하는 것이 현실이다.
이에 따라, 하천정보 이용시 직접 활용할 수 있는 정보의 원활한 공급과 효율적인 하천관리를 위해 표준화된 통합하천 관리 정보체계를 구축하고 생애주기별 하천시설물 정보 구축과 시설물의 이력관리가 요구되고 있다.
그렇지만, 이러한 3차원 공간정보를 구축하기 위해서는, 대용량의 정밀 위성 또는 항공 영상 데이터와 DEM 데이터를 활용하기 때문에 데이터 처리 속도 및 시각화 지연의 문제가 발생하게 된다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법에서는, 상술한 문제점을 해결하기 위하여 3차원 공간정보 구축에 가장 적합한 엔진을 비교 분석하여 선별하고, 선별한 엔진을 활용하여 3차원 공간정보를 구축함에 있어서 데이터 서비스 속도 문제를 해결하고자 하였다.
이와 관련하여, 국내공개특허 제10-2012-0065182호("시계열 정보의 3차원 공간 모델 맵핑 및 시각화 방법과 이를 위한 장치")에서는 간접적으로 3차원 공간상의 위치를 표현하는 세대별 시계열 정보를 3차원 공간 모델의 3차원 해당 위치에 정밀 맵핑하여 시각화함으로써 3차원 가상 도시 모델에서의 시계열 정보를 통합 시각화할 수 있는 시스템을 개시하고 있다.
국내 공개 특허 제10-2012-0065182호(공개일 2012.06.26.)
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 대용량의 DEM(Digital Elevation Model)과 위성 또는 항공 영상 데이터를 이용한 3차원 공간정보 구축에 있어서, 데이터 처리 및 시스템의 속도 문제를 해결할 수 있어, 효과적으로 활용할 수 있는 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템은, 외부로부터 DEM(Digital Elevation Model) 데이터를 입력받아, 기저장된 3D 시각화 모델링 방식에 적용되도록 상기 DEM 데이터의 형식을 변환하는 DEM 변환부(100), 기저장된 3D 시각화 모델링 방식을 이용하여, 상기 DEM 변환부(100)로부터 전달받은 상기 DEM 데이터를 맵핑 좌표(UV 좌표)가 포함되는 3D 메쉬 데이터로 변환하는 3D 메쉬 변환부(200), 외부로부터 입력되는 위성 또는 항공 영상 데이터를 기설정된 개수로 분할하고, 기저장된 LoD(Level of Detail) 기법을 적용하여 분할한 상기 위성 또는 항공 영상 데이터를 재분할하여, 최적 영상 데이터를 생성하는 영상 전처리부(300) 및 상기 3D 메쉬 변환부(200)로부터 전달받은 상기 3D 메쉬 데이터와 상기 영상 전처리부(300)로부터 전달받은 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 3D 메쉬 변환부(200)는 기저장된 3D 시각화 모델링 방식을 이용하여, 전달받은 상기 DEM 데이터를 텍스트(.txt) 파일로 변환하여 저장하되, 생성되는 3축(x, y, z) 꼭지점(vertex) 정보의 배치 위치를 기준으로 맵핑 좌표(UV 좌표)를 포함하는 3D 메쉬 데이터로 변환하는 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 시각화부(400)는 상기 최적 영상 데이터를 맵핑하여 3차원 가시화가 가능한 구현 데이터로 변환하고, 상용 3차원 가시화 도구를 통해서 출력되도록 하는 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 3D 메쉬 변환부(200)는 기저장된 3D 시각화 모델링 방식으로 Unity 3D 엔진을 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른3차원 공간정보 시각화 방법은,외부로부터 DEM(Digital Elevation Model) 데이터, 위성 또는 항공 영상 데이터를 입력받는 수신단계(S100), 기저장된 3D 시각화 모델링 방식에 적용되도록 상기 수신단계(S100)에 의해 입력받은 상기 DEM 데이터의 형식을 변환하는 DEM 변환단계(S200), 기저장된 3D 시각화 모델링 방식을 이용하여, 상기 DEM 변환단계(S200)에 의해 변환한 상기 DEM 데이터를 맵핑 좌표(UV 좌표)가 포함되는 3D 메쉬 데이터로 변환하는 3D 메쉬 변환단계(S300), 상기 수신단계(S100)에 의해 입력받은 상기 위성 또는 항공 영상 데이터를 기설정된 개수로 분할하고, 기저장된 LoD(Level of Detail) 기법을 적용하여 분할한 상기 위성 또는 항공 영상 데이터를 재분할하여, 최적 영상 데이터를 생성하는 영상 전처리단계(S400) 및 상기 3D 메쉬 변환단계(S300)에 의한 상기 3D 메쉬 데이터와 상기 영상 처리단계(S400)에 의한 상기 최적 영상 데이터를 맵핑(mapping)하여 3차원 가시화가 가능한 구현 데이터로 변환하는 공간정보 가시화단계(S500)로 이루어지는 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 3D 메쉬 변환단계(S300)는 기저장된 3D 시각화 모델링 방식을 이용하여, 전달받은 상기 DEM 데이터를 텍스트(.txt) 파일로 변환하여 저장하되, 생성되는 3축(x, y, z) 꼭지점(vertex) 정보의 배치 위치를 기준으로 맵핑 좌표(UV 좌표)를 포함하는 3D 메쉬 데이터로 변환하는 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 3차원 공간정보 시각화 방법은 기저장된 3D 시각화 모델링 방식으로 Unity 3D 엔진을 이용하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법은 대용량의 DEM(Digital Elevation Model)과 위성 또는 항공 영상 데이터를 이용한 3차원 공간정보 구축에 있어서, 데이터 처리 및 시스템의 속도 문제를 해결할 수 있어, 효과적으로 활용할 수 있는 장점이 있다.
즉, 공간정보의 통합관리 및 효율적인 정보 표출이 가능한 시스템을 구현할 수 있는 장점이 있다.
상세하게는, 본 발명의 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법은, 하천정보를 포함하는 공간정보를 3차원으로 표출하기 위해 시스템 개발에 적합한 엔진을 선별하고 선별한 엔진을 이용한 데이터 처리 및 시스템의 속도 문제까지 해결할 수 있어, 향후 대용량 고정밀 하천공간 기반의 3차원 공간정보 구축시 효과적으로 활용될 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템을 나타닌 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템에서, 가장 최적의 3D 시각화 모델링 방식을 이용하기 위해서 상용 엔진과 오픈 소스 및 오픈 플랫폼에 대한 비교 분석한 결과값을 나타낸 표이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템에서, DEM 데이터의 형식을 변환하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템에서, 3D 메쉬 데이터를 변환하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템에서, 위성 또는 항공 데이터를 전처리하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템에서, 3D 메쉬 데이터와 고해상의 항공 또는 위성 영상 데이터를 맵핑하여 시각화한 3차원 공간정보를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 방법을 나타낸 순서도이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이 때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
더불어, 시스템은 필요한 기능을 수행하기 위하여 조직화되고 규칙적으로 상호 작용하는 장치, 기구 및 수단 등을 포함하는 구성 요소들의 집합을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법은, 공간정보(본 발명에서는 실시예로 하천정보를 들고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과함.), 특히, 하천정보의 통합관리 및 효율적인 정보 표출이 가능한 시스템을 구현하기 위해, 3차원 공간정보 구축에 적합한 엔진을 다양한 엔진들의 비교 분석을 통해서 선별하고, 하천정보의 3차원 표출을 위해 3D Base map의 공간 인프라를 구축하고 있다.
특히, 종합적인 하천정보를 3차원으로 표출하기 위한 GIS 엔진 및 그래픽스 엔진 등을 비교 분석하여, 하천정보 시스템 개발에 가장 적합한 엔진을 선별하였으며, 선별한 엔진을 기반으로 데이터 처리 속도 및 시각화 지연의 문제점을 해결하기 위하여, 다시 말하자면, 3차원 지형정보 Base map을 구축하면서 발생하는 대용량의 DEM 데이터와 위성 또는 항공 영상 데이터에 따른 시스템의 과부하 문제점을 해결함으로써, 공간정보 및 하천정보를 3차원으로 표출하기 위해 시스템 개발에 적합한 엔진을 선별하고 데이터 처리 및 시스템의 속도 문제까지 해결할 수 있어, 향후 대용량 고정밀 하천공간 기반의 3차원 공간정보 구축시 효과적으로 활용될 수 있다.
즉, 상술한 바와 같이, 3차원 공간정보를 구축하기 위해서는 대용량의 정밀 위성 또는 항공 영상 데이터와 DEM 데이터를 활용하기 때문에, 데이터 처리 속도 및 시각화 지연의 문제가 발생하게 된다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법은, 3차원 공간정보 구축에 적합한 엔진을 비교 분석하여 선별하고, 선별한 엔진을 이용하여 3차원 공간정보 구축에 있어 데이터 서비스 속도 문제를 해결할 수 있다.
상세하게는, 대용량의 DEM 데이터는, 카메라 위치에 따라 객체 생성 가변 알고리즘을 적용하여 해상도에 따라 메쉬 폴리곤의 개수 증감을 제어함으로써 처리 속도를 향상시켰으며, 지형정보의 메쉬 생성시, 인접한 위치의 동일한 고도값은 추가적인 메쉬를 생성하지 않고 하나의 메쉬로 병합함으로써, 데이터의 용량을 줄여 3차원 지형공간을 생성하는 것이 바람직하다.
또한, 대용량의 고해상도 위성 또는 항공 영상 데이터는, 이미지 분할 기법을 활용하여 세부 이미지로 분할한 후 맵핑함으로써, 종래의 시스템 대비 초기 구동시 사용자의 대기시간이 80% 향상됨을 확인할 수 있다.
이를 통해서, 향후 대용량 고정밀 하천공간 기반의 3차원 공간정보 구축시 데이터 처리 및 시스템의 속도 문제 해결에 있어서, 효과적인 활용이 이루어질 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
이에 앞서서, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법은 다양한 전자적으로 정보를 처리하는 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 저장 매체에 기록될 수 있다. 저장 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
저장 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 소프트웨어 분야 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 저장 매체는 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 전자적으로 정보를 처리하는 장치가 포함된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템을 나타낸 도면이다. 도 1을 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템을 상세히 설명한다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, DEM 변환부(100), 3D 메쉬 변환부(200), 영상 전처리부(300) 및 시각화부(400)를 포함하여 구성될 수 있다.
각 구성에 대해서 자세히 알아보자면,
상기 DEM 변환부(100)는 외부로부터 입력되는 DEM(Digital Elevation Model) 데이터를 이용하여, 미리 저장된 3D 시각화 모델링 방식에 적용되도록 상기 DEM 데이터의 형식을 변환하는 것이 바람직하다.
이 때, 미리 저장된 3D 시각화 모델링 방식은 상술한 바와 같이, 상용 엔진과 오픈 소스 및 오픈 플랫폼들을 비교 분석하여, 하천정보 시스템 개발에 가장 적합한 엔진을 선별하여 이용하는 것이 바람직하다.
상세하게는, 공간정보의 3D Base map과 다양한 하천정보를 3차원으로 표출하기 위해, 기존에 사용되는 상용 엔진과 오픈 소스 및 오픈 플랫폼들에 대해 비교/분석하여, 하천정보 통합관리를 위한 시스템 개발에 가장 적합한 엔진을 선별하는 것이 바람직하다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템에서는, Arc GIS와 QGIS, XDWORLD builder, V-World, Unity 3D 등 5개의 시스템 엔진을 대상으로 3D 제공, Web 지원, 데이터베이스 연동성 및 응용 기능 등 4가지의 기능을 비교 분석하는 것이 바람직하다.
분석한 결과 데이터베이스 연동성은 Open source cloud 환경에서 연동이 가능한 QGIS와 외부 DB 연계 지원이 가능한 Unity 3D가 가장 효율적인 것으로 분석되었으며, V-World 및 Unity 3D의 경우, V-World 기능 기반의 신규 서비스 개발이 용이한 것으로 분석되었다.
더불어, Unity 3D는 도 2에 도시된 바와 같이, 강력한 3차원 개발환경 및 라이브러리 환경, 커스터마이징 환경을 가지고 있으며, 이는 하천정보의 3차원 렌더링이 주된 기능인 하천정보 통합관리를 위한 시스템을 구축하는데 있어서 Arc GIS 등 상용 GIS와 비교하였을 때, 커스터마이징 환경, 렌더링 속도 등 큰 장점을 가지고 있는 것으로 분석되었다.
특히, Unity 3D의 경우, 플래시를 이용하여 다양한 게임이 많이 제작되었듯이 게임분야의 3D 콘텐츠 제작을 위해 활용되기 시작하였고, 더욱이 실사와 유사한 환경 구현을 위한 사용자의 요구에 따라 많은 3D 기능이 추가되었다. 또한, 모바일 등 게임 구현의 다양한 사용자 환경에 부합하게 기본적으로 무겁지 않을 뿐 아니라, Windows, Mac, Unix, Web, iOS, Android 등의 멀티 플랫폼을 지원함은 물론이며 C#, Java Script, Boo 등의 언어를 사용한 코드 작성이 가능해 스마트폰을 활용한 하천정보 통합관리를 위한 시스템 구현에 있어서도 그 확정성을 매우 우수하다고 평가받고 있다.
이러한 비교 분석 결과에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법에서는, 미리 저장된 3D 시각화 모델링 방식으로 상용 Unity 3D 엔진을 이용하는 것이 가장 바람직하다. 그렇지만, 상술한 바와 같이, 다양한 기능 비교 분석에 따라 더욱 최적의 엔진이 개발될 경우, 이를 이용하는 것이 바람직하다.
이를 통해서, 상기 DEM 변환부(100)는 외부로부터 입력되는 DEM 데이터를 상기 Unity 3D 엔진에 적용되도록 상기 DEM 데이터의 형식을 변환하는 것이 바람직하다.
상세하게는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 DEM 변환부(100)는 외부로부터 DEM point data를 입력받아, ArcMap 10.1에서 5m 해상도의 DEM으로 생성하고 보정한 후, DEM의 고유 데이터 형식을 상기 Unity 3D 엔진에서 적용/인식될 수 있도록 이미지 파일(Tiff 또는 IMG)로 변환하는 것이 바람직하다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 DEM 변환부(100)에서는 Global Mapper를 활용하는 것이 가장 바람직하다.
상기 3D 메쉬 변환부(200)는 미리 저장된 3D 시각화 모델링 방식인 Unity 3D 엔진을 이용하여, 상기 DEM 변환부(100)로부터 전달받은 상기 DEM 데이터를 맵핑 좌표(UV 좌표)가 포함된 3D 메쉬 데이터로 변환하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 3D 메쉬 변환부(200)에서는 상기 Unity 3D 엔진에서 3차원 지형정보를 구축하기 위하여, DEM 기반의 메쉬 데이터를 생성하여야 한다.
상세하게는, 상기 3D 메쉬 변환부(200)는 미리 저장된 3D 시각화 모델링 방식을 이용하여, 전달받은 상기 DEM 데이터를 텍스트(.txt) 파일로 변환하여 저장하되, 생성되는 3축(x, y, z) 꼭지점(vertex) 정보의 배치 위치를 기준으로 맵핑 좌표(UV 좌표)를 포함하는 상기 3D 메쉬 데이터로 변환하는 것이 바람직하다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 3D 메쉬 변환부(200)를 통해서, 상기 DEM 변환부(100)로부터 전달받은 상기 DEM 파일을 텍스트 파일로 export하되, 이 때 생성되는 x, y, z 그리드 파일의 vertex 정보를 상기 Unity 3D 엔진으로 import하여 포지션에 따라 배치하는 것이 바람직하다. 이 때, vertex의 위치에 따라 3개의 점을 기준으로 연결함으로써, triangle을 생성하고 외부로부터 입력되는 위성 또는 항공 영상 데이터와 맵핑이 가능하도록 UV 좌표를 생성한 후, 상기 3D 메쉬 데이터로 변환하여 생성하는 것이 가장 바람직하다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템은, 상술한 바와 같이, 3차원 하천공간 정보의 base map 구축시 대용량의 고해상 위성 또는 항공 영상 데이터와 DEM 데이터를 기반으로 한 3차원 메쉬 데이터를 활용하기 때문에, 데이터 처리 속도 및 시각화 지연의 문제가 발생할 수 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위하여 대용량 파일의 용량을 최적화하고 효과적인 시각화를 위해 상기 영상 전처리부(300)를 통해서, 외부로부터 입력되는 상기 위성 또는 항공 영상 데이터를 이미지 분할(Split Image) 및 LoD(Level of Detail) 기법을 적용하는 것이 바람직하다.
다시 말하자면, 상기 영상 전처리부(300)는 외부로부터 입력되는 상기 위성 또는 항공 영상 데이터(국토지리정보원에서 제공되는 해상도 25cm급 항공영상인 것이 가장 바람직함.)를 미리 설정된 개수로 분할하고, 미리 저장된 LoD 기법을 적용하여 분할한 상기 위성 또는 항공 영상 데이터를 재분할하여, 최적 영상 데이터를 생성하는 것이 바람직하다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 영상 전처리부(300)를 통해서, 외부로부터 입력되는 상기 위성 또는 항공 영상 데이터를 상기 3D 메쉬 변환부(200)에서의 상기 Unity 3D 엔진으로 import 용량에 따라, N개의 이미지로 분할 처리하는 것이 바람직하다. 분할된 이미지 정보를 LoD 기법을 적용하여 다시 재분할 처리하는 것이 바람직하다.
상기 영상 전처리부(300)를 통해서 분할된 영상 이미지 데이터를 LoD 단계별로 확대될 경우, 고화질 이미지로 변경되어 신속한 사용자 서비스로 구현될 수 있다. 또한, 메쉬 폴리곤의 개수 증감 여부는 외부로부터 입력되는 상기 위성 또는 항공 영상 데이터의 해상도에 따라 결정되도록 구축하여 높은 처리속도를 갖는 것이 가장 바람직하다.
상기 시각화부(400)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 3D 메쉬 변환부(200)로부터 전달받은 상기 3D 메쉬 데이터과 상기 영상 전처리부(300)로부터 전달받은 상기 최적 영상 데이터를 맵핑(mapping)하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 시각화부(400)는 상기 최적 영상 데이터를 맵핑하여 3차원 가시화가 가능한 구현 데이터로 변환하고, 상용 3차원 가시화 도구를 통해서 출력되도록 함으로써 향후 대용량 고정밀 하천공간 기반의 3차원 공간정보 구축시 효과적인 활용이 이루어질 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 방법을 나타낸 순서도이다. 도 7을 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 방법을 상세히 설명한다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 방법은 도 7에 도시된 바와 같이, 수신단계(S100), DEM 변환단계(S200), 3D 메쉬 변환단계(S300), 영상 전처리단계(S400), 공간정보 가시화단계(S500)로 이루어지는 것이 바람직하다.
각 단계에 대해서 자세히 알아보자면,
상기 수신단계(S100)는 외부로부터 상기 DEM 데이터와 위성 또는 항공 영상 데이터를 입력받을 수 있다.
상기 DEM 변환단계(S200)는 미리 저장된 3D 시각화 모델링 방식, 즉, Unity 3D 엔진에 적용될 수 있도록 상기 수신단계(S100)에 의해 입력받은 상기 DEM 데이터의 형식을 변환할 수 있다.
즉, 상기 DEM 변환단계(S200)는 상기 DEM 변환부(100)에서, 상기 수신단계(S100)에서 입력받은 상기 DEM 데이터를 이용하여 상기 Unity 3D 엔진에 적용되도록 상기 DEM 데이터의 형식을 변환하는 것이 바람직하며, 상세하게는, DEM의 고유 데이터 형식을 상기 Unity 3D 엔진에서 적용/인식될 수 있도록 이미지 파일(Tiff 또는 IMG)로 변환하는 것이 바람직하다.
상기 3D 메쉬 변환단계(S300)는 상기 3D 메쉬 변환부(200)에서, 미리 저장된 3D 시각화 모델링 방식인 Unity 3D 엔진을 이용하여, 상기 DEM 변환단계(S200)에 의해 변환한 상기 DEM 데이터를 맵핑 좌표(UV 좌표)가 포함되는 3D 메쉬 데이터로 변환할 수 있다.
상세하게는, 상기 3D 메쉬 변환단계(S300)는 상기 3D 메쉬 변환부(200)에서, 상기 Unity 3D 엔진에서 3차원 지형정보를 구축하기 위하여, DEM 기반의 메쉬 데이터를 생성하기 때문에, 전달받은 상기 DEM 데이터를 텍스트(.txt) 파일로 변환하여 저장하되, 생성되는 3축(x, y, z) 꼭지점(vertex) 정보의 배치 위치를 기준으로 맵핑 좌표(UV 좌표)를 포함하는 상기 3D 메쉬 데이터로 변환하는 것이 바람직하다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 DEM 변환단계(S200)에 의해 변환하여 전달받은 상기 DEM 파일을 텍스트 파일로 export하되, 이 때 생성되는 x, y, z 그리드 파일의 vertex 정보를 상기 Unity 3D 엔진으로 import하여 포지션에 따라 배치하는 것이 바람직하다. 이 때, vertex의 위치에 따라 3개의 점을 기준으로 연결함으로써, triangle을 생성하고 외부로부터 입력되는 위성 또는 항공 영상 데이터와 맵핑이 가능하도록 UV 좌표를 생성한 후, 상기 3D 메쉬 데이터로 변환하여 생성하는 것이 가장 바람직하다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 방법은 상술한 바와 같이, 3차원 하천공간 정보의 base map 구축시 대용량의 고해상 위성 또는 항공 영상 데이터와 DEM 데이터를 기반으로 한 3차원 메쉬 데이터를 활용하기 때문에, 데이터 처리 속도 및 시각화 지연의 문제가 발생할 수 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위하여 대용량 파일의 용량을 최적화하고 효과적인 시각화를 위해 상기 영상 전처리단계(S400)를 통해서 상기 수신단계(S100)에 의해 입력받은 상기 위성 또는 항공 영상 데이터를 이미지 분할(Split Image) 및 LoD(Level of Detail) 기법을 적용하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 영상 전처리단계(S400)는 상기 영상 전처리부(300)에서, 상기 수신단계(S100)에 의해 입력받은 상기 위성 또는 항공 영상 데이터(국토지리정보원에서 제공되는 해상도 25cm급 항공영상인 것이 가장 바람직함.)를 미리 설정된 개수로 분할하고, 미리 저장된 LoD 기법을 적용하여 분할한 상기 위성 또는 항공 영상 데이터를 재분할하여, 최적 영상 데이터를 생성하는 것이 바람직하다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 영상 전처리단계(S400)는 상기 위성 또는 항공 영상 데이터를 상기 3D 메쉬 변환단계(S300)에서의 상기 Unity 3D 엔진으로 import 용량에 따라, N개의 이미지로 분할 처리하는 것이 바람직하다. 분할된 이미지 정보를 LoD 기법을 적용하여 다시 재분할 처리하는 것이 바람직하다.
상기 영상 전처리단계(S400)를 통해서 분할된 영상 이미지 데이터를 LoD 단계별로 확대될 경우, 고화질 이미지로 변경되어 신속한 사용자 서비스로 구현될 수 있다. 또한, 메쉬 폴리곤의 개수 증감 여부는 외부로부터 입력되는 상기 위성 또는 항공 영상 데이터의 해상도에 따라 결정되도록 구축하여 높은 처리속도를 갖는 것이 가장 바람직하다.
상기 공간정보 가시화단계(S500)는 상기 시각화부(400)에서, 상기 3D 메쉬 변환단계(S300)에 의한 상기 3D 메쉬 데이터와 상기 영상 전처리단계(S400)에 의한 상기 최적 영상 데이터를 맵핑(mapping)하여 3차원 가시화가 가능한 구현 데이터로 변환할 수 있다.
즉, 상기 공간정보 가시화단계(S500)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 3D 메쉬 변환단계(S300)에 의한 상기 3D 메쉬 데이터와 상기 영상 전처리단계(S400)에 의한 상기 최적 영상 데이터를 맵핑(mapping)하여 3차원 가시화가 가능한 구현 데이터로 변환할 수 있다.
즉, 다시 말하자면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법은, 데이터 처리 속도의 지연과 시각좌 지연 문제를 해결하기 위해 Unity 3D 엔진을 기반으로 이미지 분할과 LoD 기법을 적용함으로써, 시스템 초기 구동시 사용자 대기시간이 기존 대비 80% 향상된 시스템을 제공할 수 있어, 향후 대용량 고정밀 하천공간 기반의 3차원 공간정보 구축시 효과적인 활용이 이루어질 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100 : DEM 변환부
200 : 3D 메쉬 변환부
300 : 영상 전처리부
400 : 시각화부

Claims (7)

  1. 외부로부터 DEM(Digital Elevation Model) 데이터를 입력받아, 기저장된 3D 시각화 모델링 방식에 적용되도록 상기 DEM 데이터의 형식을 변환하는 DEM 변환부(100);
    기저장된 3D 시각화 모델링 방식을 이용하여, 상기 DEM 변환부(100)로부터 전달받은 상기 DEM 데이터를 맵핑 좌표(UV 좌표)가 포함되는 3D 메쉬 데이터로 변환하는 3D 메쉬 변환부(200);
    외부로부터 입력되는 위성 또는 항공 영상 데이터를 기설정된 개수로 분할하고, 기저장된 LoD(Level of Detail) 기법을 적용하여 분할한 상기 위성 또는 항공 영상 데이터를 재분할하여, 최적 영상 데이터를 생성하는 영상 전처리부(300); 및
    상기 3D 메쉬 변환부(200)로부터 전달받은 상기 3D 메쉬 데이터와 상기 영상 전처리부(300)로부터 전달받은 상기 최적 영상 데이터를 맵핑(mapping)하는 시각화부(400);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 공간정보 시각화 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 3D 메쉬 변환부(200)는
    기저장된 3D 시각화 모델링 방식을 이용하여, 전달받은 상기 DEM 데이터를 텍스트(.txt) 파일로 변환하여 저장하되, 생성되는 3축(x, y, z) 꼭지점(vertex) 정보의 배치 위치를 기준으로 맵핑 좌표(UV 좌표)를 포함하는 3D 메쉬 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 3차원 공간정보 시각화 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 시각화부(400)는
    상기 최적 영상 데이터를 맵핑하여 3차원 가시화가 가능한 구현 데이터로 변환하고, 상용 3차원 가시화 도구를 통해서 출력되도록 하는 것을 특징으로 하는 3차원 공간정보 시각화 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 3D 메쉬 변환부(200)는
    기저장된 3D 시각화 모델링 방식으로 Unity 3D 엔진을 이용하는 것을 특징으로 하는 3차원 공간정보 시각화 시스템.
  5. 외부로부터 DEM(Digital Elevation Model) 데이터, 위성 또는 항공 영상 데이터를 입력받는 수신단계(S100);
    기저장된 3D 시각화 모델링 방식에 적용되도록 상기 수신단계(S100)에 의해 입력받은 상기 DEM 데이터의 형식을 변환하는 DEM 변환단계(S200);
    기저장된 3D 시각화 모델링 방식을 이용하여, 상기 DEM 변환단계(S200)에 의해 변환한 상기 DEM 데이터를 맵핑 좌표(UV 좌표)가 포함되는 3D 메쉬 데이터로 변환하는 3D 메쉬 변환단계(S300);
    상기 수신단계(S100)에 의해 입력받은 상기 위성 또는 항공 영상 데이터를 기설정된 개수로 분할하고, 기저장된 LoD(Level of Detail) 기법을 적용하여 분할한 상기 위성 또는 항공 영상 데이터를 재분할하여, 최적 영상 데이터를 생성하는 영상 전처리단계(S400); 및
    상기 3D 메쉬 변환단계(S300)에 의한 상기 3D 메쉬 데이터와 상기 영상 처리단계(S400)에 의한 상기 최적 영상 데이터를 맵핑(mapping)하여 3차원 가시화가 가능한 구현 데이터로 변환하는 공간정보 가시화단계(S500);
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 공간정보 시각화 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 3D 메쉬 변환단계(S300)는
    기저장된 3D 시각화 모델링 방식을 이용하여, 전달받은 상기 DEM 데이터를 텍스트(.txt) 파일로 변환하여 저장하되, 생성되는 3축(x, y, z) 꼭지점(vertex) 정보의 배치 위치를 기준으로 맵핑 좌표(UV 좌표)를 포함하는 3D 메쉬 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 3차원 공간정보 시각화 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 3차원 공간정보 시각화 방법은
    기저장된 3D 시각화 모델링 방식으로 Unity 3D 엔진을 이용하는 것을 특징으로 하는 3차원 공간정보 시각화 방법.
KR1020180152626A 2018-11-30 2018-11-30 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법 KR20200065797A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180152626A KR20200065797A (ko) 2018-11-30 2018-11-30 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180152626A KR20200065797A (ko) 2018-11-30 2018-11-30 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200065797A true KR20200065797A (ko) 2020-06-09

Family

ID=71082490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180152626A KR20200065797A (ko) 2018-11-30 2018-11-30 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20200065797A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220059709A (ko) 2020-11-03 2022-05-10 아이씨티웨이주식회사 3차원 지하시설물의 부분갱신을 위한 영상 처리 장치
KR20220059706A (ko) 2020-11-03 2022-05-10 아이씨티웨이주식회사 3차원 지하시설물 가공을 위한 영상 처리 장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120065182A (ko) 2010-12-10 2012-06-20 한국전자통신연구원 시계열 정보의 3차원 공간 모델 매핑 및 시각화 방법과 이를 위한 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120065182A (ko) 2010-12-10 2012-06-20 한국전자통신연구원 시계열 정보의 3차원 공간 모델 매핑 및 시각화 방법과 이를 위한 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220059709A (ko) 2020-11-03 2022-05-10 아이씨티웨이주식회사 3차원 지하시설물의 부분갱신을 위한 영상 처리 장치
KR20220059706A (ko) 2020-11-03 2022-05-10 아이씨티웨이주식회사 3차원 지하시설물 가공을 위한 영상 처리 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101546703B1 (ko) 대용량 건물 bim데이터의 시각화 시스템
CN110706341B (zh) 一种城市信息模型的高性能渲染方法、装置及存储介质
CN111784833B (zh) 基于WebGL的洪水演进态势三维动态可视化展示方法
EP4120199A1 (en) Image rendering method and apparatus, and electronic device and storage medium
KR101546705B1 (ko) Bim데이터 처리단말 장치의 건물내부 bim데이터 가시화 방법
KR102199940B1 (ko) 3ｄ 엔진을 통한 모바일 3ｄ 디지털 트윈의 3ｄ 지도 구축 방법
CN109448137B (zh) 交互方法、交互装置、电子设备及存储介质
US20180225802A1 (en) Distributed and parallelized visualization framework
Li et al. Visualizing dynamic geosciences phenomena using an octree-based view-dependent LOD strategy within virtual globes
KR20240001021A (ko) 이미지 렌더링 방법, 장치, 전자 설비 및 저장 매체
CN108717729A (zh) 一种面向虚拟地球的地形多尺度tin在线可视化方法
KR102424571B1 (ko) Ｇｉｓ 데이터 자동변환 시스템
Lorenz et al. 3D feature surface properties and their application in geovisualization
CN113593051A (zh) 一种实景可视化方法及大坝可视化方法及计算机设备
CN109388843B (zh) 一种基于vtk的桁架天线的可视化***及方法、终端
CN114756937A (zh) 一种基于UE4引擎和Cesium框架的可视化***及方法
KR20200065797A (ko) 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법
CN110110132A (zh) 一种建立空间网格体系的方法、装置及遥感影像处理***
US9786073B2 (en) Geometric shape hierarchy determination to provide visualization context
Kamat et al. Large-scale dynamic terrain in three-dimensional construction process visualizations
WO2023005934A1 (zh) 数据处理方法、***及电子设备
Di Staso et al. Heterogeneous-Resolution and multi-source terrain builder for CesiumJS WebGL virtual globe
CN110827400B (zh) 三维场景中对象的模型生成方法、装置以及终端
Amara et al. A GPU Tile-Load-Map architecture for terrain rendering: theory and applications
Glander et al. Concepts for automatic generalization of virtual 3D landscape models

Legal Events

Date Code Title Description
E601 Decision to refuse application