KR100639498B1 - 객체 모듈의 다변수 가중치 변경을 통한 최적경로 산출방법 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 객체 모듈의 다변수 가중치 변경을 통한 최적경로 산출방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것임.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은, 지리정보시스템(GIS)에서 GIS 데이터를 기반으로 한 경로산출을 위해 다변수를 활용하여 가중치를 부여하거나 속성값을 사용자가 임의적으로 활용하여 최적경로를 산출할 수 있도록, 객체 모델링을 적용시켜 사용자 요구에 맞는 현실성있는 경로를 산출하기 위한 최적경로 산출방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하고자 함.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은, 지리정보시스템(GIS)에서 지리정보를 기반으로 한 경로 산출방법에 있어서, 다양한 GIS 데이터 입력 모듈과 연계되어 메타데이터를 생성하는 메타데이터 구축자가, GIS의 파일 포맷 중 형상 파일 포맷의 속성 테이블인 데이터베이스 기능(DBF) 테이블이 다양한 어플리케이션에 의해 자유롭게 사용되고 그 결과들이 가중치 변경을 위해 쓰일 수 있도록, 상기 DBF 테이블을 개방형으로 제공하는 단계; 상기 메타데이터 구축자가 상기 DBF 테이블내의 여러 속성들 중에서 가중치로 두고 싶은 필드의 값들을 가지고 원하는 지점내 이동에 대한 가중치를 부여하기 위해 다변량 상관관계에 의한 가중치 계산 함수를 개방형 객체 모델로 정의하는 단계; 상기 메타데이터 구축자가 소정의 GIS 데이터 입력 모듈로부터 원하는 지점으로의 이동에 대한 다양한 변수(차선수, 거리, 구배를 포함하는 속성정보)를 입력받아, 상기 변수를 상기 개방형 객체 모델의 가중치 계산 함수에 적용하여 경로 산출을 위한 가중치를 계산하고, 상기 가중치를 바탕으로 지리정보 테이블을 구축하는 단계; 및 상기 메타데이터 구축자가 상기 가중치가 변경된 지리정보 테이블을 바탕으로 해당 지리정보에 대한 최적의 경로를 산출하여, 해당 애플리케이션으로 제공하는 단계를 포함함.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 지리정보시스템(GIS) 등에 이용됨.

최적경로, 링크, 가중치, 객체 모듈, 객체 모델링

Description

객체 모듈의 다변수 가중치 변경을 통한 최적경로 산출방법{Method of calculating optimum path with multivariates weighted value of object module}

도 1 은 본 발명이 적용되는 하드웨어 시스템의 구성 예시도.

도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 위상구조와 객체구조의 특징을 이용한 최적경로 산출방법에 대한 일실시예 설명도.

도 3 은 본 발명에 따른 객체 모듈의 다변수 가중치 변경을 통한 최적경로 산출방법에 대한 일실시예 설명도.

도 4 는 본 발명에 이용되는 경로산출을 위해 정의된 포맷 구성도.

도 5 는 본 발명에 이용되는 GIS 데이터베이스 테이블의 구성도.

도 6 은 본 발명에 이용되는 GIS 데이터베이스에 기반하여 생성된 개방형 데이터베이스(Open DB)의 구성 예시도.

도 7은 본 발명에 이용되는 속성정보 처리 과정(DBF Ⅲ의 경우)을 나타낸 설명도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11 : 중앙처리장치(CPU) 12 : 출력장치

13 : 보조기억장치 14 : 주기억장치

15 : 입력장치 16 : 레지스터(Register)

본 발명은 지리정보시스템(GIS : Geographic Information System)에서 GIS 데이터를 기반으로 한 경로산출을 위해 다변수(차선수, 거리, 구배(도로의 경사)를 포함하는 속성정보)를 활용하여 경로 산출을 위한 가중치를 부여하거나 속성값을 사용자가 임의적으로 활용하여 최적 경로를 산출할 수 있도록, 객체 모델링을 적용시켜 사용자 요구에 맞는 현실성있는 경로를 산출할 수 있도록 한, 최적경로 산출방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.

과거의 모듈화된 프로그램은 사용자의 요구를 그 툴(Tool)이 정하는 한도내로 규정지어 왔다. 이는 과거의 프로그램 제작 기법이 폐쇄적인 성향을 가지고 있기 때문이다. 그러나, 이러한 프로그램의 제작 방식은 다양한 응용 프로그램과의 접목이나 연동이 쉽지 않아 많은 불편을 겪어 왔고, 자원(프로그램 소스)의 재사용이 상당히 힘든 문제점이 있었다.

현재의 기술은 점차적으로 개방형의 객체 지향적 요소를 중시하는 경향이 있다. 이는 프로그램의 소스 차원의 공유가 아닌 실행 파일 차원의 공유를 가능하게 하여, 사용자의 다양한 요구에 부응하고, 자원의 효과적인 사용과 공유를 가능하게 한다.

지리정보체계 데이터베이스(DB)를 입력받아 그래픽 정보를 기반으로 다양한 속성정보를 적용한 가중치에 따라 그 결과인 경로는 각각 다른 형태를 가져온다. 따라서, 다양한 변수의 조정을 통하여 경로를 산출하게 되면, 사용자들에게 모델링과 다양한 시뮬레이션(모의 실험)의 기능을 제공할 것이다. 즉, 가중치 환산 함수 자체를 다차원으로 사용자에게 맡겨 최적 경로 산출의 모든 결과를 사용자의 의도대로 바꾸어 놓음으로써 사용자는 기초적인 데이터를 중심으로 데이터간의 상이한 다차원 변수의 적용을 통하여 여러 가지 결과를 얻을 수 있다.

따라서, 사용자의 편이성이나 요구는 무시한 채, 정해진 틀에 의해서 단순 경로만을 산출하는 기존의 최적 경로 산출 프로그램들이 지니는 문제점들을 객체 모델링의 구현을 통하여, 사용자가 다양한 방식으로 접근할 수 있도록 하는 방안이 필수적으로 요구된다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 지리정보시스템(GIS)에서 GIS 데이터를 기반으로 한 경로산출을 위해 다변수를 활용하여 가중치를 부여하거나 속성값을 사용자가 임의적으로 활용하여 최적경로를 산출할 수 있도록, 객체 모델링을 적용시켜 사용자 요구에 맞는 현실성있는 경로를 산출하기 위한 최적경로 산출방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 지리정보시스템(GIS)에서 지리정보를 기반으로 한 경로 산출방법에 있어서, 다양한 GIS 데이터 입력 모듈과 연계되어 메타데이터를 생성하는 메타데이터 구축자가, GIS의 파일 포맷 중 형상 파일 포맷의 속성 테이블인 데이터베이스 기능(DBF) 테이블이 다양한 어플리케이션에 의해 자유롭게 사용되고 그 결과들이 가중치 변경을 위해 쓰일 수 있도록, 상기 DBF 테이블을 개방형으로 제공하는 단계; 상기 메타데이터 구축자가 상기 DBF 테이블내의 여러 속성들 중에서 가중치로 두고 싶은 필드의 값들을 가지고 원하는 지점내 이동에 대한 가중치를 부여하기 위해 다변량 상관관계에 의한 가중치 계산 함수를 개방형 객체 모델로 정의하는 단계; 상기 메타데이터 구축자가 소정의 GIS 데이터 입력 모듈로부터 원하는 지점으로의 이동에 대한 다양한 변수(차선수, 거리, 구배를 포함하는 속성정보)를 입력받아, 상기 변수를 상기 개방형 객체 모델의 가중치 계산 함수에 적용하여 경로 산출을 위한 가중치를 계산하고, 상기 가중치를 바탕으로 지리정보 테이블을 구축하는 단계; 및 상기 메타데이터 구축자가 상기 가중치가 변경된 지리정보 테이블을 바탕으로 해당 지리정보에 대한 최적의 경로를 산출하여, 해당 애플리케이션으로 제공하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은, 프로세서를 구비한 지리정보시스템(GIS)에, 다양한 GIS 데이터 입력 모듈과 연계되어 메타데이터를 생성하는 메타데이터 구축자가, GIS의 파일 포맷 중 형상 파일 포맷의 속성 테이블인 데이터베이스 기능(DBF) 테이블이 다양한 어플리케이션에 의해 자유롭게 사용되고 그 결과들이 가중치 변경을 위해 쓰일 수 있도록, 상기 DBF 테이블을 개방형으로 제공하는 기능; 상기 메타데이터 구축자가 상기 DBF 테이블내의 여러 속성들 중에서 가중치로 두고 싶은 필드의 값들을 가지고 원하는 지점내 이동에 대한 가중치를 부여하기 위해 다변량 상관관계에 의한 가중치 계산 함수를 개방형 객체 모델로 정의하는 기능; 상기 메타데이터 구축자가 소정의 GIS 데이터 입력 모듈로부터 원하는 지점으로의 이동에 대한 다양한 변수(차선수, 거리, 구배를 포함하는 속성정보)를 입력받아, 상기 변수를 상기 개방형 객체 모델의 가중치 계산 함수에 적용하여 경로 산출을 위한 가중치를 계산하고, 상기 가중치를 바탕으로 지리정보 테이블을 구축하는 기능; 및 상기 메타데이터 구축자가 상기 가중치가 변경된 지리정보 테이블을 바탕으로 해당 지리정보에 대한 최적의 경로를 산출하여, 해당 애플리케이션으로 제공하는 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.

본 발명은 현재의 객체 모델링이라는 새로운 방식을 최적 경로 산출의 알고리즘에 적용한 미들웨어이다. 이 미들웨어는 전체 흐름에 있어, 사용자의 요구가 가장 빈번하게 발생하는 가중치 부분을 담당하게 함으로써, 다양한 사용자 요구를 만족할 수 있도록 하며, 다양한 시뮬레이션이 가능하도록 한다. 이 모듈은 근본적으로 (주)마이크로 소프트사가 주장하는 공통객체모델(COM : Common Object Model) 이론을 만족한다.

최적 경로의 다양한 시뮬레이션이 가능하도록 하기 위해서는, 최적 경로 결정의 가장 중요한 변수인 경로를 구성하기 위한 개별 링크에 대한 가중치가 변화되었을 경우에, 이 다양한 변화를 저장할 수 있어야 한다. 그러나, 이는 많은 연산 시간을 요하는 최적경로 산출 알고리즘의 경우에, 알고리즘내의 일부 계산식으로 처리되어져 있는 경우가 대부분이므로 용이하지 않다. 이러한 폐쇄성은 기존의 모듈화 프로그램의 특징에 의한다.

본 발명에서는 이 부분을 외부로 끌어내어 객체화하였다. 단, 고속의 연산이 필요한 부분을 객체로 처리하면, 오히려 수행속도를 떨어뜨리는 단점이 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하고 이후에 구성되는 최적 경로 산출의 알고리즘을 좀더 간결하게 하기 위하여, 다양한 출력폼의 형태로 입력(Input), 출력(Output)이 가능하도록 하였다.

따라서, 연산시에 있어서 계산과정을 없애므로써 큰 데이터베이스에서는 전체 수행 속도를 증감시킬 뿐만아니라, 이 미들웨어는 결과의 입출력을 모두 지원하게 된다.

본 발명은 기본적으로 GIS의 여러 포맷중에 형상(Shape) 구조를 지원한다. 그러나, 속성 부분에서 입출력을 모두 지원함으로써 이 포맷에 연결된 속성은 다양 한 형태로 변경되어 응용될 수 있는 가능성을 제시해 두었다. 또한, 기본적인 그래픽 데이터의 처리 방법 역시 제공하고 있으나, 이것은 전체 위상에 따르는 이 파일 포맷의 구조적 문제 때문에 바람직하지 않다.

본 발명은 객체의 미들웨어로 제작됨으로써 다른 객체의 미들웨어와 상호 작동 가능하며, 다양한 GIS 입력 모듈과의 접목을 시도하고 있다.

이상에서와 같이, 본 발명은 지리정보체계(GIS)의 데이터를 기반으로 다변량 변수를 활용하여 최적경로를 산출하는 방식에 관한 것이다.

여기서, 개시된 내용은 일반적인 최적 경로 산출 알고리즘이 가중치 연산 부분에 많은 시간이 드는 단점으로 인하여 폐쇄적인 경향을 띄우며, 설계 방식에 의존한 결과만을 도출하는 것을 객체 모델링의 개념을 도입하여 전체 알고리즘의 호환성과 다양한 사용자 요구에 대응할 수 있는 모의실험 기능을 추가한 것이다.

이를 위해, 객체 모델링이라는 새로운 개념을 전체 프로그램의 일정 부분에 적용시킴으로써, 최적경로 연산에 있어 모의실험 기능을 가능하게 하였다. 이는 기존의 윈도우의 스프레드쉬트가 가지는 기능과는 많은 차이를 지닌다.

본 발명은 독립 애플리케이션이 아닌 미들웨어 개념을 가지며, GIS 분야에 있어서 가장 널리 사용되는 "SHAPE(ESRI사의 표준 포맷)"을 기본적으로 지원하는 GIS 애플리케이션의 새로운 형태이다.

또한, 대부분의 GIS 툴은 자신의 패키지내에서 매크로 언어를 사용하여 가중치를 변경하거나 이런 고도의 연산이 요하는 곳에 있어서는 변경을 막아 놓아 정해진 결과만을 얻는데 반해서, 본 발명은 중간 포맷을 생성함으로써 다양한 툴들로부 터의 접근성을 허용하여, 누구나 쉽게 이를 수정 및 편집 그리고 변형할 수 있도록 한 것이 가장 큰 차이점이다. 즉, 특정 애플리케이션을 통한 데이터와 함수의 변형이 아니라, 가장 근본적인 아스키 구조를 지원하여 접근성을 용이하도록 한다.

따라서, 본 발명은 이러한 GIS 툴(Tool)의 폐쇄성을 배제하고, 다른 툴과의 객체 모델에 의한 연계성을 확보한다. 이는 GIS가 궁극적으로 지향하는 객체 지향성과 근본적으로 맥락을 같이 한다. 특히, 최적 경로 산출을 위한 이러한 기존 툴들의 단점을 개량 및 보완 개발함으로써, 객체 모듈이 지향하는 여러 가지 특징을 충실히 따르고 있다.

이로써, 본 발명은 다양한 변수(차선수, 거리, 구배(도로의 경사)를 포함하는 속성정보)를 활용하여 경로 산출을 위한 가중치를 변경시킨 지리정보체계 DB를 기반으로 최적경로를 산출하는 응용 애플리케이션에 이용될 수 있다.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명이 적용되는 하드웨어 시스템의 구성 예시도로서, 일반 컴퓨터나 중대형 메인프레임의 기본적인 하드웨어 구성을 나타낸다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 하드웨어 시스템은, 컴퓨터의 전체 동작을 제어하고 관리하는 중앙처리장치(11)와, 중앙처리장치(11)에서 수행할 프로그램을 저장하고 작업 수행중 이용되는 각종 데이터들중에서 최우선 순위의 데이터를 캐슁하는 임시 보관소인 레지스터(Register)(16)와 이를 저장하는 주기억장치(14)와 접속되고, 이 물리적 용량이 초과했을 경우나 추가적인 데이터를 임시 보관해 놓거나 영구 보관해 놓을 보조기억장치(13)와 기본적으로 사용자의 요구를 입력하는 입력장치(키보드, 마우스)(15)와 결과를 디스플레이할 출력장치(모니터 등)(12)를 구비한다.

그러나, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 컴퓨터 하드웨어 환경은 당해 분야에서 이미 주지된 기술에 지나지 아니하므로 여기에서는 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 상기한 바와 같은 일반 컴퓨터 및 중대형 메인프레임에서 본 발명이 적용되는 컴퓨팅 환경에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. 일반적인 환경은 (표 1)에 도시된 바와 같다.

CPU	Pentium Ⅱ300
HDD	10.1G(UDMA 33), 7,2000RPM
Memory	512Mbyte
O/S	Windows NT 4.0

기본적으로 중앙처리장치(CPU)(11)는 "펜티엄(Pentium) Ⅱ Core"를 사용하므로 하드웨어는 최소한 펜티엄Ⅱ 이상을 요구한다.

보조기억장치(HDD)(13)의 경우는 7,200RPM급 이상을 요구한다.

주기억장치(Memory)(14)는 GIS DB의 크기(Size)에 따라 변하나, 최소 256MB 이상을 요구한다.

운영체계(O/S)는 기본적으로는 "윈도우(Windows) NT 4.0" 이상을 요구한다.

"ANSI"의 규정을 준수함으로서, 유닉스(UNIX)와 Source Level의 호환이 고려되어 있다.

이를 최종적으로 정리하면, 하기의 (표 2)와 같으며, 그외에 키보드(입력장치), 모니터(출력장치)로 구성된다.

CPU	Pentium Ⅱ 데슈츠 300 이상
Memory	PC-100용 SDRAM 256M
Main Board	BX급 이상(UDMA 지원)
HDD	AGP 지원 Card
VGA	Windows NT 4.0+Service Pack 6.0 이상
O/S	Linux Kernel 2.3 이상
(변경적용가능)	x86용 솔라리스 2.5.1 이상

도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 위상구조와 객체구조의 특징을 이용한 최적경로 산출방법에 대한 일실시예 설명도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 위상구조와 객체구조의 특징을 이용한 최적경로 산출방법은, 크게 메타-데이터(Meta-Data)를 구축하는 과정(201), 에지(Edge)를 이용한 간선 구축 과정(202), 최적경로 산출 과정(203)으로 나눌 수 있다.

메타 데이터 구축 과정(201)에서는 대용량의 GIS 데이터중에서 도로 에지(Edge)에 관한 연산을 처리하기 위하여 전체 데이터베이스중에서 관심의 대상이 되는 특정 데이터의 특성을 이용하여 메타-데이터를 구축한다.

여기서, 다양한 GIS 툴(Tool)이나 여러 가지 독립 모듈을 이용하여, 생성된 GIS 데이터에서 메타-데이터 구축자(Meta-Data Builder)를 통하여 에지(Edge) 데이터를 추출한다. 이때 추출된 데이터는 호환성, 용량, 처리 시간 등을 모두 고려하여, 순차적 아스키(ASCII) 표준을 준수한 형태로 일정한 법칙에 의하여 구축된다.

여기서, 중간 출력물을 고려한 것은 다른 응용 프로그램의 접근과 응용을 용 이하도록 하기 위함이다. 이 중간 출력물의 형태인 아스키(ASCII) 파일은 운영체계와 플랫폼에 상관없이 동일하게 사용할 수 있는 형태로 제공된다. 이러한 이유로 중간 포맷으로 선택되어 생성된 것이다.

이러한 중간 포맷을 제어하는 하나의 모듈의 예이자, 본 발명에서 추구하는 형태의 모듈이 바로 연결된 노드 구축자(Connected Node Builder)이다. 이것은 "Mil-STD-2047"의 근본적 개념을 수용하고 있으나, 형식과 적용 및 응용에 있어서는 완전히 다르다. 여기서, 파생된 결과물은 도로 데이터의 연결성을 검증 및 보장함과 동시에 이를 응용하여, 최적 경로 등의 산출에 있어 최대한의 편이성을 제공하는 형태가 된다.

일반적인 최적 경로 산출에서는 점과 점사이의 연결 링크를 구하는 과정(즉, 에지를 이용한 간선 구축 과정)(202)이 있는데, 일단 데이터 추상화 모듈을 통과하고 나면, 벡터좌표와 벡터좌표 사이의 연결링크라는 형태로 데이터 추상화가 이루어져 GIS 데이터의 현실성을 반영하게 된다. 이것은 전체 대상 데이터의 엔티티(Entity) 개수를 줄임으로써, 속도의 향상과 더불어 실제 도로를 축출해야 하는 문제에 대한 선처리가 미리 일어남으로써, 이후 최적 경로 산출 알고리즘의 적용에 있어 유연성을 제공하게 된다.

또한, 다양한 가중치를 이 과정을 통해 부과할 수 있으며, 이렇게 부과된 형태의 결과물들이 링크드 리스트 관리자라는 객체를 통하여 관리됨으로써 객체의 복사와 생성 등을 통한 다양한 응용과 접근이 용이하도록 설계된다. 이렇게 보존된 링크드리스트는 추후 최적 경로 산출 등에 직접적인 사용이나 응용이 가능하다.

데이터 추상화 모듈 및 링크드 리스트 관리자를 통과한 결과물은 에지 리스트 생성자(Edge List Creator)를 통하여 하나의 전체 리스트로 재정렬되어 결과로 보존되어 가상의 도로 연결 상태가 가상메모리에 탑재됨으로써, 도로 벡터의 처리 과정이 완료된다.

최적경로 산출 과정(203)은 고전적인 그래프 이론과 그 개념은 같으나, 대상이 GIS의 위상 구조를 의미하는 것이 다르다.

GIS에서는 위상 관계에 대한 정의가 가장 중요하다.

도로의 일정한 마디점을 무작위로 연결하여 그래프를 생성해 내는 것이 고전적 그래프 이론이라면, 여기에서는 반드시 실도로상의 여러 연결 에지(Edge)들을 따라서 이루어지는 2차원적 구조물에 대한 위상관계를 지닌다. 한 도로 에지(Edge)는 인접 도로의 연결 유무에 대한 관계성에 대한 위상구조를 지니고 있다.

그런데, 이미 데이터 구축에 있어 이런 위상 구조는 이미 결정된 경로만을 지나가도록 구축되어 있다. 이것은 현실 세계의 대상물을 바탕으로 구축된 GIS DB의 현실성에 기인한다. 이러한 현실성은 고전적 이론에서 어디를 지나는가 하는 문제에 대한 대답이 이미 결정되어 있다는 해답을 제시해 주고 있으므로 이를 고려치 않아도 된다. 이러한 GIS DB만의 특징은 또 다른 추상화와 여러 가지 위상적 질문(Query)에 대한 판단이나 조건 추가를 용이하게 해주며, 이를 응용한 다차원적인 다른 위상 정립 결과를 만들어 내는 것을 가능하게 해 준다.

고전 이론에서 이러한 질문을 통과한 결과물은 일정한 링크 혹은 에지(Edge)가 된다. 이것은 본 발명에 있어 중요한 모티브가 된다. 이미 결정되어 구축된 데 이터를 대상으로 하는데 있어, 이런 질문에 대한 답을 구하기 위한 알고리즘 과정을 생략하는 것이 가능한가에 대한 새로운 해답을 제시해 주기 때문이다.

이것에 대한 답은 GIS 도로 데이터의 현재 구축 과정에 있으며, 결정된 경로를 새로 찾을 필요가 없음을 알려주고 있다. 그렇다면, 연산의 단위도 노드가 아닌 일정한 결정된 벡터 사이의 연결 순서만을 부여하거나, 찾는 기하적 요소를 포함하는 추상화 알고리즘을 생성하면(GIS의 위상 구조를 이용하면), 이러한 문제에 들어가는 시간과 비용을 상당히 줄여줄 수 있다.

이런 모든 과정을 지나면, 최종 최적 노선 산출의 결과물이 출력된다.

도 3 은 본 발명에 따른 객체 모듈의 다변수 가중치 변경을 통한 최적경로 산출방법에 대한 일실시예 설명도이다.

본 발명에 의해 생성된 메타 데이터 구축자(Meta-Data Builder)는 어떠한 GIS 데이터 입력 모듈과도 쉽게 연결될 수 있다. 또한, 임의의 GIS 툴에서도 애플리케이션을 통해 쉽게 자체내의 매크로 언어를 사용하여 이 모듈(메타 데이터 구축자)에 접근할 수 있다.

메타 데이터 구축자는 GIS 데이터 입력 모듈을 통해 입력된 데이터를 바탕으로 외부의 어떤 객체에 의한 가중치가 부여되는지 여부에 따라 처리방법이 달라지는데, 이 과정이 수행되면 링크들 사이의 연결성 유무를 판단한 다음 기타 여러 애플리케이션으로 연계된다.

본 발명에서는 메타 데이터의 호환성을 위하여 사람이 간단히 에디터만으로 접근이 가능하도록 아스키(ASCII)로 만들어진 CSV(Comma Separated Value) 형태의 가장 표준적인 출력폼을 지원하고, 정해진 결과를 빠른 속도로 처리하기 위하여 이 객체를 메모리상에서도 이동이 가능하도록 설계한다.

이러한 ASCII 포맷에 대하여 마지막의 f(n), 즉 가중치 함수에 어떻게 접근하는지를 도 4를 통해 설명한다.

도 4 는 본 발명에 이용되는 경로산출을 위해 정의된 포맷 구성도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 임의의 외부 툴이나 기타 다양한 방법들에 대해 함수가 외부에 존재함을 알리면, 메타 데이터 작성기는 이들에게 해당하는 데이터와 키(key)값을 넘겨주고, 이들로부터 계산된 가중치 값을 받아들인다.

도 5 는 본 발명에 이용되는 GIS 데이터베이스 테이블의 구성 예시도로서, 데이터베이스 기능(DBF : Database Facility) 테이블에서의 예를 나타낸다. 이는 테이블내의 여러 속성들중에서 가중치로 두고 싶은 필드의 값들을 가지고 원하는 지점내 이동에 대한 가중치를 부여하기 위해 다변량 상관관계에 의한 일정한 식을 만드는 과정을 보여준다. 이 과정을 통해 결과치만이 넘어간다. 이것은 모든 객체 프로그램이 취하는 방식을 그대로 취한다.

도 6 은 본 발명에 이용되는 GIS 데이터베이스에 기반하여 생성된 개방형 데이터베이스(Open DB)의 구성 예시도로서, GIS의 파일 포맷중 형상 파일 포맷(SHAPE File Format)의 속성 테이블인 DBF 포맷이 다른 애플리케이션에 의해 자유롭게 사용되고 그 결과들이 가중치 변경을 위해 쓰일 수 있음을 개략적으로 나타낸다. 이러한 객체들간의 자유스러운 상호작동은 동적 접근을 가능하게 한다.

본 발명에서는 데이터의 무결성을 유지하기 위하여, 기본 테이블을 정의한 후 이를 유지시킨다. 그 형태는 보편적으로 사용되는 DBF Ⅲ 구조로 구축한다.

이제, 전술한 바와 같이 무결성과 데이터간의 호환성을 위해 본 발명에서 채택한 DBF Ⅲ 파일을 다루는 과정에 대해 도 7을 통해 살펴본다.

도 7은 본 발명에 이용되는 속성정보 처리 과정(DBF Ⅲ의 경우)을 나타낸 설명도이다.

본 발명은 객체 모델을 따르면서 DBF를 다루는 완전한 모듈을 제공한다. 이러한 모듈은 각기 동적링크 라이브러리(DLL : Dynamic Link Libray)로 정의되거나 유닉스(Unix)에서는 공유 객체(Shared Object)로 정의된다. 이렇게 정의된 콤퍼넌트를 COM이론과 마찬가지로 다양한 툴과 애플리케이션에서의 호환을 최대한 보장하는 방향으로 생성한다.
이상에서와 같이, 본 발명은 GIS의 파일 포맷 중 형상 파일 포맷의 속성 테이블인 데이터베이스 기능(DBF) 테이블이 다양한 어플리케이션에 의해 자유롭게 사용되고 그 결과들이 가중치 변경을 위해 쓰일 수 있도록, DBF 테이블을 개방형으로 제공하고, DBF 테이블내의 여러 속성들 중에서 가중치로 두고 싶은 필드의 값들을 가지고 원하는 지점내 이동에 대한 가중치를 부여하기 위해 다변량 상관관계에 의한 가중치 계산 함수를 개방형 객체 모델로 정의한다. 그리고, GIS 데이터 입력 모듈로부터 원하는 지점으로의 이동에 대한 다양한 변수(차선수, 거리, 구배(도로의 경사)를 포함하는 속성정보)가 입력되면, 이 변수를 개방형 객체 모델의 가중치 계산 함수에 적용하여 경로 산출을 위한 가중치를 계산한 후 이를 바탕으로 지리정보 테이블을 구축하고, 이와 같이 가중치가 변경된 지리정보 테이블을 바탕으로 해당 지리정보에 대한 최적의 경로를 산출하여 해당 애플리케이션으로 제공할 수 있다.
여기서, 가중치는, 도 5에 도시된 바와 같이, 차선수(n), 거리(s), 구배(도로의 경사)(c) 등의 속성정보를 바탕으로 산출되는 지점내 이동에 대한 가중치로서, 가중치 값 산출을 위한 함수 "f(n) = n×1/s×1/c×...×k"에서와 같이 지점내의 이동량이 차선수(n)에 비례하고, 거리(s), 구배(도로의 경사)(c)에 반비례함을 알 수 있다.
이와 같이 속성정보에 따라 변경되는 가중치 값을 지리정보 테이블에 적용하여, 최적 경로 산출시에 이용할 수 있다. 이때, 최적 경로 산출을 위한 알고리즘은 공지의 방식(예를 들면, 노드 중심의 최적(최단) 경로 산출 알고리즘 등) 중 하나가 될 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명은 최적 경로 산출에 있어 기존의 소스 차원의 공유가 아닌 객체 모델에서 중시하는 자원의 재사용과 바이너리상의 호환성을 충실히 이행함으로써, 개방성을 가져 다른 애플리케이션과의 상호작동이 가능하도록 함으로써 관련 부분의 확장성과 발달을 도모할 수 있다.

종래의 모듈들이 단지 결과를 중시한 것과는 다르게, 본 발명에서는 결과 도출 이전에 사용자의 요구를 받아들이도록 하고, 외부의 다양한 응용 프로그램과 툴들의 접목이 가능하도록 함으로써 모의실험이 가능하다. 이것은 객체 지향형의 프로그램과 구조에 의한 재사용의 효과이다. 특히, 이것은 지리정보체계가 궁극적으로 이루고자하는 의사 결정 시스템의 목적에 상당히 부합되도록 함으로써, 현재 지리정보체계의 여러 분석 기능중 최적 경로 산출을 강화시켜 이를 모의시험이 가능한 개방형 구조의 분석 기능을 제공하는 프로그램이 되도록 한다.

또한, 데이터의 재사용과 데이터간의 연산을 가능하게 함으로써, 새로운 결과를 도출하기 위하여 가중치에 해당하는 여러 정보들을 수작업에 의해 속성을 재구축해야 하는 문제점들을 제거함으로써, 지리정보체계 데이터의 속성 재구축을 위한 많은 유연함을 제공한다. 이러한 유연함은 지리정보체계의 비용 발생에 있어 가장 큰 부분을 차지하는 데이터 입력 비용의 절감을 가지도록 한다.

또한, 데이터 입력이 일정한 툴과 다양한 방법의 조합을 통해서 가능하던 것을 개방형 구조의 장점을 이용하여 누구나 쉽게 일반적인 툴을 통하여 쉽게 입력할 수 있도록 하였기 때문에 지리정보체계 데이터 입력에 있어서도 상당한 유연성을 제공한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.

상기한 바와 같은 본 발명은, 최적경로 산출에 있어 GIS 툴의 폐쇄성을 배제하고 객체 모델에서 중시하는 자원의 재사용과 호환성에 따라 개방성을 가져 다른 애플리케이션과의 상호동작이 가능하도록 함으로써 관련 부분의 확장과 발달을 도모할 수 있고, 다양한 변수를 활용하여 가중치를 변경시킨 지리정보체계 DB를 기반으로 최적경로를 산출하는 다양한 응용 애플리케이션에 이용할 수 있는 효과가 있 다.

Claims (5)

1. 지리정보시스템(GIS)에서 지리정보를 기반으로 한 경로 산출방법에 있어서,

   다양한 GIS 데이터 입력 모듈과 연계되어 메타데이터를 생성하는 메타데이터 구축자가, GIS의 파일 포맷 중 형상 파일 포맷의 속성 테이블인 데이터베이스 기능(DBF) 테이블이 다양한 어플리케이션에 의해 자유롭게 사용되고 그 결과들이 가중치 변경을 위해 쓰일 수 있도록, 상기 DBF 테이블을 개방형으로 제공하는 단계;

   상기 메타데이터 구축자가 상기 DBF 테이블내의 여러 속성들 중에서 가중치로 두고 싶은 필드의 값들을 가지고 원하는 지점내 이동에 대한 가중치를 부여하기 위해 다변량 상관관계에 의한 가중치 계산 함수를 개방형 객체 모델로 정의하는 단계;

   상기 메타데이터 구축자가 소정의 GIS 데이터 입력 모듈로부터 원하는 지점으로의 이동에 대한 다양한 변수(차선수, 거리, 구배를 포함하는 속성정보)를 입력받아, 상기 변수를 상기 개방형 객체 모델의 가중치 계산 함수에 적용하여 경로 산출을 위한 가중치를 계산하고, 상기 가중치를 바탕으로 지리정보 테이블을 구축하는 단계; 및

   상기 메타데이터 구축자가 상기 가중치가 변경된 지리정보 테이블을 바탕으로 해당 지리정보에 대한 최적의 경로를 산출하여, 해당 애플리케이션으로 제공하는 단계

   를 포함하는 객체 모듈의 다변수 가중치 변경을 통한 최적경로 산출방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 메타데이터 구축자는,

   상기 해당 애플리케이션에게 모델링과 다양한 시뮬레이션(모의실험)의 기능을 제공하기 위한 동적 객체 모듈이되, 다양한 경로 산출을 위하여 상기 지리정보 테이블 구축시에 상기 가중치 계산 함수를 상기 해당 애플리케이션에게 맡겨 상기 해당 애플리케이션의 요구에 따라 가중치를 달리 부여하는 것을 특징으로 하는 것을 객체 모듈의 다변수 가중치 변경을 통한 최적경로 산출방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 메타데이터 구축자는,

   상기 해당 애플리케이션의 GIS 데이터 입력 모듈과 연결되어 메타데이터를 생성하되, 형상(Shape) 포맷의 속성부분인 DBF 테이블을 개방형 데이터베이스로 제공하여 상기 해당 애플리케이션이 상기 DBF 테이블에 용이하게 접근하여 가중치를 변경할 수 있도록 하며, 가중치 변경시에 구축된 속성정보를 바탕으로 가중치를 계산하고, 개방형 객체모델로 개발되어 동적링크 라이브러리(DLL)로 정의되거나 유닉스의 공유객체(Shared Object)로 정의되는 것을 특징으로 하는 객체 모듈의 다변수 가중치 변경을 통한 최적경로 산출방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 메타데이터 구축자는,

   상기 해당 애플리케이션으로부터의 동적 접근성이 용이하도록 아스키(ASCII) 구조를 지원하여, 상기 지리정보 테이블의 지리정보를 쉽게 수정 및 편집 그리고 변형할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 객체 모듈의 다변수 가중치 변경을 통한 최적경로 산출방법.
5. 프로세서를 구비한 지리정보시스템(GIS)에,

   다양한 GIS 데이터 입력 모듈과 연계되어 메타데이터를 생성하는 메타데이터 구축자가, GIS의 파일 포맷 중 형상 파일 포맷의 속성 테이블인 데이터베이스 기능(DBF) 테이블이 다양한 어플리케이션에 의해 자유롭게 사용되고 그 결과들이 가중치 변경을 위해 쓰일 수 있도록, 상기 DBF 테이블을 개방형으로 제공하는 기능;

   상기 메타데이터 구축자가 상기 DBF 테이블내의 여러 속성들 중에서 가중치로 두고 싶은 필드의 값들을 가지고 원하는 지점내 이동에 대한 가중치를 부여하기 위해 다변량 상관관계에 의한 가중치 계산 함수를 개방형 객체 모델로 정의하는 기능;

   상기 메타데이터 구축자가 소정의 GIS 데이터 입력 모듈로부터 원하는 지점으로의 이동에 대한 다양한 변수(차선수, 거리, 구배를 포함하는 속성정보)를 입력받아, 상기 변수를 상기 개방형 객체 모델의 가중치 계산 함수에 적용하여 경로 산출을 위한 가중치를 계산하고, 상기 가중치를 바탕으로 지리정보 테이블을 구축하는 기능; 및

   상기 메타데이터 구축자가 상기 가중치가 변경된 지리정보 테이블을 바탕으로 해당 지리정보에 대한 최적의 경로를 산출하여, 해당 애플리케이션으로 제공하는 기능

   을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.

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