KR100209348B1 - 톱니 모양의 선분을 이용한 전자지도 정밀도 검증방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지리정보시스템에서 구축된 전자지도를 검증하는 방법에 관한 것으로, 새로운 톱니 모양의 선분을 그리는 개념을 이용하여 전자지도의 정밀도를 검증할 수 있게 하므로써 검증시간과 비용, 그리고 검증의 정밀도를 높이는 효과를 수반한다.

Description

톱니 모양의 선분을 이용한 전자지도 정밀도 검증 방법

본 발명은 지리정보시스템에서 구축된 전자지도를 검증하는 방법에 관한 것으로, 특히 톱니 모양의 선분을 그리는 방법을 이용하여 전자지도의 정밀도를 자동으로 검증할 수 있는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 지리정보시스템(GIS)은 지리공간 데이터를 수집, 저장, 분석, 가공해 지형관련(도로, 교통, 전신전화, 상하수도. 수자원, 산림자원, 지질토양 등) 분야에 활용할 수 있는 시스템으로, 이러한 지리정보시스템의 주요구성은 지리정보시스템 데이터베이스 구축 분야, 지리정보시스템 기반 기술분야 및 지리정보시스템 응용 기술분야로 크게 나눌 수 있다.

이 중 본 발명이 다루고자 하는 부분은 전자지도 정밀도 검증방법에 관한 것으로, 상기 전자지도 데이터베이스에 대한 정밀도를 검증하는 부분에 해당된다.

현재까지 제작되는 전자지도는 이미 작성된 원도를 스캐너로 입력하여 래스터 데이터를 만든 후 래스터 데이터상의 선분을 디지타이징하여 벡터 데이터로 제작하고 있다.

이 과정을 거쳐 제작되는 전자지도가 레스터 데이터의 정보를 충분히 반영하고 있는지를 검증하는 작업은 반드시 필요한 작업이다.

지금까지 원도와 전자지도 사이의 검증은 검증자가 두 개의 데이터를 육안으로 관찰하여 비교하는 작업이었다. 이러한 검증방법은 검증시간과 비용이 많이 소요되며 검증의 정밀도가 높지 못하다는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 지금까지 사람이 하던 전자지도 검증을 자동화 하는 것을 목적으로 한다.

즉, 전자지도 검증을 자동화하기 위해서 벡터 데이터를 레스터 데이터로 만든 후에 원래의 레스터 데이터와 배타적 논리합(exclusive OR : 이하 XOR라 한다) 연산을 수행하면, 구축된 벡터 데이터와 원도에스 스캐닝한 래스터 데이터 사이에서 불일치 부분을 쉽게 찾을 수 있다.

상기 XOR 연산은 연산자들이 같은 값을 가질 경우 0을 출력하고 서로 다른 값을 가질 경우 1을 출력한다.

더 나아가 본 발명에서는 상기 방법을 이용하여 정밀도를 검증해 본 결과 외곽선의 불일치로 인한 노이즈는 제거되지 않는 단점을 보완하기 위해, 벡터 데이터를 래스터화할 때 외곽선이 일치되지 않더라도 필터링 작업으로 제거될 수 있도록 톱니 모양의 선분을 자동 생성하여 전자지도의 정밀도를 자동으로 검사하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

제1(a)도는 본 발명에 의한 노이즈 필터링 작업을 설명하는 설명도.

제1(b)도는 본 발명에 의한 원도의 래스터 데이터와 중심선이 어긋난 벡터 데이터를 래스터화한 경우를 도시한 도면.

제2도는 본 발명에 따른 톱니 모양의 선분을 그리기 위한 알고리즘의 과정을 나타내는 순서도.

제3도는 기울기가 '0'인 경우의 톱니모양 선분 그리기를 도시한 도면.

제4도는 기울기가 '1'인 경우의 톱니모양 선분 그리기를 도시한 도면.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 수작업된 원도를 래스터 데이터로 만들고, 이 데이터에서 벡터 데이터를 작성하여 전자지도화 한, 상기 전자지도의 정밀도를 검증하는 방법에 있어서, 상기 작성된 전자지도에서 벡터 데이터를 다시 래스터화할 때 외곽선이 원도의 래스터 데이터와 일치하지 않더라도 필터링 작업으로 이를 제거할 수 있도록 하기 위해, 상기 래스터화된 벡터 데이터의 래스터 데이터에 의한 선분을 톱니 모양의 선분으로 작성하고; 상기 작성된 톱니 모양의 선분을 상기 원도의 선분과 비교하여 전자지도의 정밀도를 검증하는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1(a)도는 본 발명에 따라 필터링에 의한 노이즈 제거를 설명하는 도면이다. 일반적으로 래스터 데이터와 벡터 데이터를 래스터화한 후 XOR 연산을 수행하면 래스터 데이터에 존재하는 노이즈로 인해 발생되는 많은 점(pixel)들이 나타나며 이를 삭제하는 필터링 작업이 필요하다.

필터링은 XOR 연산을 수행하는 래스터 데이터에 존재하는 노이즈로 인해 발생되는 많은 점(pixel)들을 찾는 단계와; 이 점으로부터 4방향 또는 8방향으로 이웃하는 점의 값이 1인 것을 찾는 단계와; 그리고 이렇게 구해진 점들을 모두 포함하는 최고의 크기 사각형의 너비와 높이를 계산하는 단계를 통하여 정해진 필터의 크기 이내에 들어오면 점들의 무리를 모두 0으로 만들어 주는 작업이다.

그러나 상기와 같은 방법으로 래스터 데이터에 포함되어 있는 노이즈를 제거해 보니 완전히 제거되지 않은 노이즈가 남아 있음을 알 수 있다.

즉, 제1(a)에서 처럼 필터의 크기를 2×2 픽셀로 하여 필터링을 행하였을 경우에는 1값을 갖는 연속적인 3개 이상의 픽셀들을 가진 노이즈는 제거되지 않음을 볼 수 있다.

이러한 현상은 래스터 데이터에 너무 많은 노이즈가 있기 때문에 XOR 연산만으로는 정확하게 일치하지 않은 데이터를 찾는데 어려움이 많기 때문이며, 이와 같은 노이즈들 중 실제 데이터에 비하여 크기가 작은 노이즈들은 필터링 작업을 통하여 제거할 수 있으나, 벡터 데이터로부터 생성된 선분 중에서 전자지도상의 선분과 중심점이 일치하지 않아 발생된 불일치 데이터는 상기와 같은 방식의 필터링 작업을 거쳐도 제거되지 않는 것이다.

즉, 선분을 벡터화하는 과정에서 래스터 데이터의 중심점을 정확하게 그려주는 것이 어렵고, 정확하게 래스터 데이터의 중심선에 찍힌 데이터라 할지라도 컴퓨터의 정밀도에 의해 이상적인 중심점과 차이가 발생한다. 이와 같이 래스터 데이터와 벡터화된 선분이 중심선에서 조금만 차이가 나도 제1(b)도에서와 같이 최외곽의 선분이 일치하지 않은 경우가 발생한다.

이 때 발생하는 불일치는 벡터 데이터 자체의 오류이기 보다는 계산상의 오류들로 보는 것이 타당한데 이 불일치선은 최악의 경우 선분의 길이만큼 연속적으로 나타날 수 있다.

이러한 연속적인 불일치선은 제거되어야 하는 것으로서, 크기가 작은 필터를 사용해서는 제거할 수 없으며, 반대로 이를 제거하기 위해 큰 필터를 사용하면 실질적으로 구하고자 하는 불일치 부분을 찾을 수 없다.

제2도는 제1도에서 언급한 벡터화 과정에서의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서 제안한 톱니 모양의 선분을 이용한 전자지도 검증 방법을 나타낸 순서도이다.

본 방법은 먼저 선분의 기울기가 0에서 1사인 경우(20) 선분의 실제 두께 ω에 대응되는 래스터화된 벡터 데이터에 의해 구현되는 선분의 두께 ω_α를 직선의 방정식을 이용하여 구한다(21).

이러한 초기화 과정을 거친후 벡터 데이터에 대응되는 래스터 데이터의 정확한 점을 구할 수 있는 방법들 중에서 브래잰함 알고리즘을 사용하여 x축으로 한점이 증가할 때마다 y축의 값을 증가시킬지 또는 증가시키지 않을지를 결정한다(22).

상기 과정의 수행 후 변환된 점의 좌표를 (x_i, y_i)라 하면(23) 두 점 (x_i, y_i+ W_α/2± miss_p),(x_i, y_i- W_α/2± miss_p)을 연결하는 직선을 그린다(24),(25).

이 때 miss_p는 흠결 (miss)에 대한 파라미터로 miss_p를 1로 하면 1범만큼 흠결하여 착점함(pointing)를 허용한다는 것을 의미한다.

±부호는 x의 값이 홀수인가 짝수인가에 따라 +,-로 바뀐다.

이러한 방법의 사용은 기울기가 1보다 큰 양수인 경우에는 x,y를 바꾸어 적용하면 되며(26), 기울기가 음수인 경우에도 유사하다. 이렇게 생성된 톱니 모양의 선분을 원래의 선분과 XOR 연산을 수행하여(27) 불일치 부분을 추출하고 일정의 필터를 사용, 노이즈를 제거하여(28) 전자지도에서 정밀도를 자동으로 검수한다(29).

제3도 및 제4도는 본 발명에서 창안한 방법을 사용하여 miss_p를 각각 0, 1로 적용하여 그린 선분이다.

제3도는 기울기가 0일 때, 제4도는 기울기가 1일 때를 나타내며, 각각의 상단 왼쪽이 miss_p가 0인 경우, 오른쪽은 miss_p가 1인 경우를 나타낸다.

구해진 직선을 원래의 직선과 XOR 연산을 수행하면 제3도와 제4도의 아래 부분과 같이 얻을 수 있는데, 이 결과는 전자지도상의 선분과 원도의 선분의 중심선의 차이에서 기인한 것이므로 본래 서로 불일치하는 부분이 아니므로 제거되어야 한다.

따라서 크기가 2 이하인 4방향 필터를 적용하면 계산상의 오류에 불일치하던 부분이 제거되므로 본래 불일치하는 부분만이 남게 됨을 알 수 있다.

참고로 상기와 같은 기능을 수행하는 전자지도 정밀도 방법을 동작시키기 위한 기본장치의 블록을 설명하면, 이는 알고리즘을 동작시킬 수 있는 프로세서가 내장된 하드웨어이면 가능하며, 일 예로 일반적인 컴퓨터와 같은 하드웨어만 있으면 실행 가능하다.

즉, 검증하고자 하는 전자지도를 입력하는 입력장치와, 상기 입력장치를 통해 입력된 전자지도에 대한 자료를 저장하는 보조기억장치와, 본 발명에 의한 검증 알고리즘을 저장하는 주기억 장치와, 상기 주기억 장치에 저장된 본 발명의 검증 알고리즘을 사용자의 동작요구에 따라 실행시키며, 각 장치를 제어하는 중앙처리장치, 및 상기 중앙처리장치의 동작으로 인해 실행된 검증 결과를 디스플레이하는 출력장치를 포함하는 하드웨어이면 얼마든지 실행가능하다.

이러한 하드웨어 구성은 현재 모든 사용자들이 손쉽게 사용할 수 있는 장치이며, 본 발명의 알고리즘을 동작시키기 위해 특별히 필요로되는 부분이 없으므로 본 발명을 이용하는데 용이함을 제공한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 새로운 톱니 모양의 선분을 그리는 개념을 이용하여 전자지도의 정밀도를 검증할 수 있게 하므로써 검증시간과 비용, 그리고 검증의 정밀도를 높이는 효과를 수반한다.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허 청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (2)

1. 수작업된 원도를 래스터 데이터로 만들고, 이 데이터에서 벡터 데이터를 작성하여 전자지도화 한, 상기 전자지도의 정밀도를 검증하는 방법에 있어서, 상기 작성된 전자지도에서 벡터 데이터를 다시 래스터화할 때 외곽선이 원도의 래스터 데이터와 일치하지 않더라도 필터링 작업으로 이를 제거할 수 있도록 하기 위해, 상기 래스터화된 벡터 데이터의 래스터 데이터에 의한 선분을 톱니 모양의 선분으로 작성하고; 상기 작성된 톱니 모양의 선분을 상기 원도의 선분과 비교하여 전자지도의 정밀도를 검증하는 것을 특징으로 하는 톱니모양의 선분을 이용한 전자지도 정밀도 검증 방법.
2. 수작업된 원도를 래스터 데이터로 만들고, 이 데이터에서 벡터 데이터를 작성하여 전자지도화 한, 상기 전자지도 정밀도 검증 방법에 있어서, 상기 원도의 래스터 데이터의 실제선분의 두께에 대응되는 래스터화된 벡터 데이터에 의해 구현되는 선분의 두께를 직선의 방정식을 이용하여 구하는 단계와; 상기 작성된 전자지도상의 벡터 데이터를 래스터 데이터로 변환시키는 단계와; 상기 변환된 래스터 데이터와 원도의 래스터 데이터의 외곽선이 일치되지 않더라도 필터링 작업으로 노이즈가 제거될 수 있도록 하기 위해, 상기 래스터화된 벡터 데이터의 래스터 데이터에 의한 선분을 톱니 모양의 선분으로 작성하는 단계와; 상기 작성된 톱니 모양의 선분과 원래의 선분을 XOR 연산하는 단계; 및 상기 연산된 결과에 일정 크기의 필터를 사용하여 불일치한 노이즈를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 톱니모양의 선분을 이용한 전자지도 정밀도 검증 방법.