상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 해저 지형을 3차원적으로 가시화하는 시스템은, 해양 및 대지에서 관측 및 조사되어 수집된 측량자료 중 위성영상, 항공사진, 멀티빔, 싱글빔, 자력탐사 자료, 지층탐사 자료, 수치지도, 수치해도 및 설계도면 자료의 유형에 맞는 가시화 방식이 채택되고, 상기 가시화방식이 채택된 상기 측량자료를 DB화하는 DB서버 및 상기 DB서버에 DB화 된 상기 가시화 방식이 채택된 측량자료를 UTM(Universal Transverse Mercator)좌표계로 일괄적으로 변한 후 상기 가시화 방식이 채택된 자료를 이용하여 가시화할 때에는 다시 3차원 구형좌표로 변환하고, 상기 변환된 자료와 위성화면, 항공사진 및 DEM(Digital Elevation Model)데이터를 토대로 생성된 기본 배경이 되는 기본도를 각각 또는 서로 연계하여 상호 연계되어 있는 웹 사이트를 통해 3D 화면으로 구현하는 웹 서버를 포함한다.
또한, 상기 측량자료는, 위성화면, 항공사진, 멀티빔, 싱글빔, 자력탐사 자료, 지층탐사 자료, 수치지도, 수치해도 및 설계도면(CAD)의 자료는 2차원적 형태로 구현되도록 가시화되되, 상기 2차원적 형태로 구현되는 가시화 방식은, 콘투어(Contour), 서피스 맵(Surface maps), 포스트(Post), 벡터 맵(Vector maps), 그리드 맵(Grid maps) 및 그리딩 메소드(Gridding methods) 중 적어도 어느 하나의 방식으로 가시화되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 웹 서버는, 상기 각각의 가시화방식이 채택된 상기 측량자료를 UTM(Universal Transverse Mercator)좌표계로 일괄적으로 변환한 후 DB서버에 전달하고, 상기 DB서버에 DB화 된 상기 가시화방식이 채택된 측량자료를 구형좌표로 표현하기 위해 3차원 구형좌표로 변환하고, 상기 UTM(Universal Transverse Mercator)좌표계로 일괄적으로 변환된 후 DB서버에 DB화 된 상기 측량자료를 3차원 구형좌표로 변환하여, 상기 변환된 측량자료 중 위성화면, 항공사진 DEM(Digital Elevation Model) 및 벡터 데이터를 각각 분석하여 각각의 메이커를 통해 타일화 또는 피라미드화 되도록 전처리하여 기본 배경이되는 기본도를 생성하는 전처리 통합 모듈 및 상기 전처리 통합 모듈에서 상기 전처리 되어 생성된 기본도와 상기 DB 서버에 DB화 된 가시화방식이 채택된 자료들을 각각 또는 서로 연계하여 디스플레이하는 3D 웹 뷰어를 포함한다.
또한, 상기 3D 웹 뷰어는, 상기 생성된 기본도와 연계되어 가시화되는 상기 측량자료뿐만 아니라, 해저지형, 벡터 자료 및 3D 객체를 가시화하고, 상기 가시화되는 측량자료들을 검색, 확인, 편집 및 저장하는 뷰어 엔진과, 상기 기본도 위에 CAD 파일을 연계하여 가시화하여 방파제, 교각의 해양구조물에 대한 설계정보를 함께 시각적으로 가시화하는 CAD 데이터 통합 엔진과, 상기 기본도 위에 해저질, 암심, 사이드(Side), 스캔(Scan), 소나(Sonar) 및 자력탐사자료와 같은 추가적인 이미지 자료를 매핑하여 추가하여 가시화하는 이미지 맵핑 엔진과, 수심정보를 획득하고 이를 사용하여 상기 해저지형을 인위적인 색상(Pseudo-color)으로 표현하되, 상기 측량자료 중 수심점 자료를 보간(Interpolation)하여 래스터 이미지(Raster image)로 표현하거나, 멀티빔과 같은 부분적인 해저지형 측량자료를 매핑하여 가시화하는 콘투어 데이터 엔진과, 상기 3D 웹 뷰어를 통해 선택되는 특정 지역에 대해 수심에 따른 3차원 단면 정보를 제공하되, 수심이나 암심, 또는 수심별 측정값 표현 단면 정보를 보여줄 뿐만 아니라 보여주는 단면 정보의 해상도를 조절하여 제공된 정보를 텍스트 또는 이미지 파일로 저장하는 섹션 데이터 엔진과, 상기 가시화되는 각종 자료들 위에 다수개의 해양 자료를 1D 및 2D 그래프로 표현하되, 이때 가시화되는 자료들은 사용자의 설정에 따라 색상, 단위, 폭, 플롯(Plot) 및 유형을 재설정하고, 사용자가 선택한 특정 자료에 대해 확대, 축소하는 대양 정보 데이터 엔진 및 상기 연계되어 모델링 되는 상기 측량자료의 범위를 측정하여, 이를 특정가시화 형식으로 제작하여 3D 웹 뷰어 상의 일정 부분에 객체화하여 표현하는 3D 플롯 엔진을 포함한다.
또한, (a1)해양 및 대지에서 관측 및 조사되는 측량자료를 수집하여 유형을 분석하여 표준화하고, 상기 표준화된 자료의 특성에 맞게 해양 및 대지에서 관측 및 조사되는 측량자료를 타입별로 분류하는 단계와, (a2)상기 타입별로 분류된 상기 측량자료를 상기 분류된 타입에 맞게 1차원적, 2차원적 및 3차원적으로 구현되도록 가시화 방식이 채택되는 단계와, (a3)상기 각각의 가시화방식이 채택된 상기 측량자료가 전처리 통합 모듈을 통해 UTM(Universal Transverse Mercator)좌표계로 일괄적으로 변환된 후 DB서버에서 DB화되는 단계와, (a4)상기 UTM(Universal Transverse Mercator)좌표계로 일괄적으로 변환된 후 DB서버에 DB화 된 상기 측량자료가 전처리 통합 모듈을 통해 3차원 구형좌표로 변환되고, 상기 변환된 자료 중 위성화면, 항공사진 DEM(Digital Elevation Model) 및 벡터 데이터를 각각 분석하여 각각의 메이커를 통해 타일화 또는 피라미드화 되도록 전처리되어 기본도가 생성되는 단계와, (a5)상기 전처리 통합 모듈에서 상기 전처리 된 기본도와 상기 DB 서버에 DB화 된 자료들을 통합하여 연계되어, 상기 3차원으로 가시화되는 단계 및 (a6)웹 서버의 3D 웹 뷰어를 통해 특정 해양 및 대지가 검색될 때 사용자 단말기를 통해 상기 기본도 위에 연계된 상기 측량자료가 1차원 내지 3차원적 화면으로 디스플레이되는 단계를 포함한다.
또한, 상기 (a1)단계는, 위성화면, 항공사진, 멀티빔, 싱글빔, 자력탐사 자료, 지층탐사 자료, 수치지도, 수치해도 및 설계도면(CAD)의 측량자료는 2차원적 형태로 구현되도록 가시화되되, 상기 2차원적 형태로 구현되는 가시화 방식은, 콘투어(Contour), 서피스 맵(Surface maps), 포스트(Post), 벡터 맵(Vector maps), 그리드 맵(Grid maps) 및 그리딩 메소드(Gridding methods) 중 적어도 어느 하나의 방식으로 가시화되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 해저 지형을 3차원적으로 가시화하는 시스템 및 이의 서비스 방법의 바람직한 일실시예에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 해저 지형을 3차원적으로 가시화하는 시스템의 개요도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 해저 지형을 3차원적으로 가시화하는 시스템은 웹 서버(110), DB서버(120), 인터넷(200) 및 사용자(300)를 포함한다.
웹 서버(110)를 통해 전 지구의 모든 영역에 걸친 물리정보자료, 화학정보자료, 생물정보자료, 지질정보자료 및 수로 측량자료 등을 각종 해양관측기기, 인공위성, 해양관측망, 위성영상, 항공사진 및 해양관측선 등을 통해 해양 및 대지에서 관측 및 조사되는 모든 측량자료들이 수집된다.
그 다음, 상기 수집된 해양 및 대지에서 관측 및 조사되는 모든 측량자료의 유형을 분석하여 표준화하고, 상기 표준화된 자료의 특성에 맞게 해양 및 대지에서 관측 및 조사되는 측량자료를 타입별로 분류한다.
이때, 위성화면, 항공사진, 멀티빔, 싱글빔, 자력탐사 자료, 지층탐사 자료, 수치지도, 수치해도 및 설계도면(CAD)은 측량자료로 분류한다.
조위(潮位), 파랑(波浪), 기상관측 자료, 해저질 분포 자료, 부표추적 조사 자료, 조류, 해류, 수온, 염분 및 부유사(SS)는 관측데이터로 분류한다.
해수 유동모델(해수면, 조류 및 해류), 파랑(波浪)모델, 침식/퇴적모델, 수질(SS, COD)모델, 유류확산 모델, 온배수 확산 모델 및 생태계(수질) 모델은 모델 데이터로 분류한다.
상기 측량자료(Bathymetry)는 수심 측량이라는 의미로 사용되나 본 명세서에서는 이와 관련된 각종 자료들의 유형을 표현하는 의미로 사용한다.
또한, 상기 측량자료의 유형의 해양자료에는 위성영상 및 항공사진과 같은 사진 자료, 멀티빔 및 싱글빔과 같은 해저지형 탐사자료, 수치해도 및 설계도면과 같은 벡터 자료 등이 해당된다.
즉, 상기 자료들은 대부분 2차원 자료들이며 자료 포맷상으로는 라스터(Raster) 자료와 벡터(Vector) 자료로 구분할 수 있는 것이다.
상기 관측데이터(Survey)는 실제 관측된 각종 물리, 화학, 생물 및 지질 관련 자료들로서, 조위, 파랑, 해류, 수온, 염분, 해양환경자료, 해저질, 생물상 등의 자료가 해당된다.
즉, 관측데이터 자료들은 특정 지점에 수치값으로 획득되고, 한 지점의 1차원 자료부터 수평 및 수직 방향으로의 2차원 자료들로 구성된다.
상기 모델 데이터(Model)는 상술한 두 가지 유형의 1차 관측자료를 토대로 생산된 각종 모델링 결과를 의미하는데, 여기에는 해수유동, 파랑, 침식 또는 퇴적, 유류확산, 온배수확산 및 생태계(수질)모델 등과 관련된 모델 자료가 해당된다.
즉, 모델링 자료들은 대부분 2차원에 그치지 않고 대부분 해양이 3차원적으로 어떻게 움직이는지를 보여주는 것이다.
상기 타입별로 분류된 측량자료, 관측데이터 및 모델 데이터를 가시화하기 위해서는 각각의 특성에 맞는 가시화방식을 채택하여야 한다.
즉, 상기 수심측량 자료는 2차원적 형태로 구현되도록 가시화하고, 상기 관측 데이터는 1차원 내지 3차원적 형태로 구현되도록 가시화하고, 모델 데이터는 상기 수심측량 자료 및 관측 데이터를 토대로 모델링되어 2차원 및 3차원적 형태로 구현되도록 가시화유형이 채택된다.
이렇게 1차원 내지 3차원적의 3가지 유형으로 구분되면 각각의 맞는 가시화유형을 세부적으로 결정한다.
즉, 상기 1차원적 형태로 구현되는 가시화 방식은, Line plots, Histograms, Scatter plots, Rose 및 Stick diagrams 중 적어도 어느 하나의 방식을 통해 가시화되는 것이 바람직하다.
상기 2차원적 형태로 구현되는 가시화 방식은, 콘투어(Contour), 서피스 맵(Surface maps), 포스트(Post), 벡터 맵(Vector maps), 그리드 맵(Grid maps) 및 그리딩 메소드(Gridding methods) 중 적어도 어느 하나의 방식을 통해 가시화되는 것이 바람직하다.
상기 3차원적 형태로 구현되는 가시화 방식은, Navigation, Wireframe maps, Contour, Volume rendering, 3D Effects, 3D Objects 및 Movie maker 중 적어도 어느 하나의 방식을 통해 가시화되는 것이 바람직하다.
그 다음, DB서버(120)는 웹 서버(110)를 통해 수집되어 상기 타입별로 분류된 상기 측량자료를 상기 분류된 타입에 맞게 1차원적, 2차원적 및 3차원적으로 구현되도록 가시화 방식이 채택한 후, 상기 측량자료를 DB화한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 해저 지형을 3차원적으로 가시화하는 시스템의 개괄적인 블록 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 해양 및 대지의 과학적 자료를 3차원으로 가시화하여 서비스하는 시스템에서 기본도를 생성하고, 생성된 기본도와 가시화될 측량자료가 통합되는 것을 도시한 개념도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 웹 서버(110)는 전처리 통합 모듈(111) 및 3D 웹 뷰어(112)를 포함한다.
전처리 통합 모듈(111)은 DB서버(120)에 DB화된 상기 측량자료를 UTM(Universal Transverse Mercator)좌표계로 일괄적으로 변한 후, 상기 측량자료를 이용하여 가시화할 때에는 다시 3차원 구형좌표로 변환한다.
즉, 실제 화면에 디스플레이하기 위해서는 3차원 구형좌표를 사용하는 것인데, 이는 전 지구에 걸쳐있는 해양 및 대지의 자료들을 지역에 관계없이 한 화면상으로 디스플레이하기 위함이다.
또한, 전처리 통합 모듈(111)은 상기 UTM(Universal Transverse Mercator)좌표계로 일괄적으로 변환된 후 DB서버(120)에 DB화 된 상기 측량자료를 3차원 구형좌표로 변환하여, 상기 변환된 자료를 도 3에 도시된 바와 같이, 위성화면, 항공사진(Image) DEM(Digital Elevation Model) 및 벡터 데이터(Vector)를 각각 분석하여 각각의 메이커(Maker)를 통해 타일화 또는 피라미드화 되도록 전처리하여 기본 배경이되는 기본도를 생성한다.
3D 웹 뷰어(112)는 전처리 통합 모듈(111)에서 상기 전처리 되어 생성된 기본도와 상기 DB서버(120)에 DB화 된 자료들을 연계하여, 생성된 3차원 가시화 데이터와 위성화면, 항공사진 및 DEM(Digital Elevation Model)데이터를 토대로 생성된 기본 배경이 되는 기본도를 각각 또는 서로 연계하여 디스플레이하되, 생성된 기본도 위에 벡터 레이어(Vector lsyer)를 연계하여 3차원 위성영상 이미지와 상기 측량자료가 결합되어 육상과 해저 지형이 통합되어 3차원 가시화되는 결과를 확인할 수 있다.
이때, 벡터 레이어는 트리 형식으로 구성하여 하위 레이어는 상위 레이어의 자식 노드로 표시되고, 레이어별로 켜기 또는 끄기를 통해 사용자가 보기 원하는 벡터 레이어만을 기본도와 연계하여 확인할 수 있는 것이다.
또한, 특정 벡터 레이어에 대한 검색 기능을 제공하여 사용자가 보고자 하는 특정 레이어의 내용을 검색하여 확인할 수 있는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 해저 지형을 3차원적으로 가시화하는 시스템에서 웹 서버의 블록 구성도이다.
도 4를 참고하면, 3D 웹 뷰어(112)는, 뷰어 엔진(1121), CAD 데이터 통합 엔진(1122), 이미지 맵핑 엔진(1123), 콘투어 데이터 엔진(1124), 섹션 데이터 엔진(1125), 대양 정보 데이터 엔진(1126) 및 3D 플롯 엔진(1127)을 포함한다.
뷰어 엔진(1121)은, 지명과 위치 그리고 데이터를 검색하고 검색된 결과로 이동할 수 있고, 상기 생성된 기본도와 해저지형, 벡터 자료 및 3D 객체를 가시화하고, 상기 가시화되는 자료들을 검색, 확인, 편집 및 저장한다.
CAD 데이터 통합 엔진(1122)은, 상기 기본도 위에 CAD 파일을 연계하여 가시화하여 방파제, 교각 등의 해양구조물에 대한 설계정보를 함께 시각적으로 가시화한다.
이미지 맵핑 엔진(1123)은, 상기 기본도 위에 해저질, 암심, 사이드(Side), 스캔(Scan), 소나(Sonar) 및 자력탐사자료와 같은 추가적인 이미지 자료를 매핑하여 추가하여 가시화한다.
콘투어 데이터 엔진(1124)은, 수심정보를 획득하고 이를 사용하여 상기 해저지형을 인위적인 색상(Pseudo-color)으로 표현하되, 상기 측량자료 중 수심점 자료를 보간(Interpolation)하여 래스터 이미지(Raster image)로 표현하거나, 멀티빔과 같은 부분적인 해저지형 측량자료를 매핑하여 가시화한다.
섹션 데이터 엔진(1125)은, 상기 선택되는 특정 지역에 대해 수심에 따른 3차원 단면 정보를 제공하되, 수심이나 암심, 또는 수심별 측정값 표현 단면 정보를 보여줄 뿐만 아니라 보여주는 단면 정보의 해상도를 조절하여 제공된 정보를 텍스트 또는 이미지 파일로 저장한다.
대양 정보 데이터 엔진(1126)은, 상기 가시화되는 각종 자료들 위에 다수개의 해양 자료를 1D 및 2D 그래프로 표현하되, 이때 가시화되는 자료들은 사용자의 설정에 따라 색상, 단위, 폭, 플롯(Plot) 및 유형 등을 재설정하고, 사용자가 선택한 특정 자료에 대해 확대, 축소한다.
3D 플롯 엔진(1127)은, 상기 연계되어 모델링 되는 상기 측량자료의 범위를 측정하여, 이를 특정가시화 형식으로 제작하여 3D 웹 뷰어 상의 일정 부분에 객체화하여 표현한다.
그러므로, 상술한 바와 같이 사용자(300)는 유선 또는 무선 인터넷(200)을 통해 웹 서버(110)와 상호 연계되어 있는 웹 사이트에서 전 지구의 모습으로부터 시작하여 한반도 범위까지의 3차원 위성영상 기본도를 확인할 수 있고, 3 차원 해저 지형과 검색되는 지역의 해당 자료들도 역시 3D 웹 뷰어(112)를 통해 검색, 확인 및 저장 등을 할 수 있는 것이다.
또한, 검색되는 3차원 해저 지형에 해양공사에 필요한 설계도면(CAD)을 연계함으로써, 해양공사에 필요한 정보들을 효과적으로 시뮬레이션할 수 있는 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 해저 지형을 3차원적으로 가시화하는 방법의 흐름도이다.
도 5를 참조하여 본 발명에 따른 해저 지형을 3차원적으로 가시화하는 방법에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
우선, 웹 서버(110)를 통해 전 지구의 모든 영역에 걸친 물리정보자료, 화학정보자료, 생물정보자료, 지질정보자료 및 수로 측량자료 등을 각종 해양관측기기, 인공위성, 해양관측망, 위성영상, 항공사진 및 해양관측선 등을 통해 해양 및 대지에서 관측 및 조사되는 모든 자료들이 수집된다.
그 다음, 상기 수집된 해양 및 대지에서 관측 및 조사되는 모든 자료 중 위성화면, 항공사진, 멀티빔, 싱글빔, 자력탐사 자료, 지층탐사 자료, 수치지도, 수치해도 및 설계도면(CAD)은 측량자료로 분류된다.
그 다음, 상기 분류된 측량자료를 가시화하기 위해 특성에 맞는 가시화방식을 채택한다.
즉, 상기 수심측량 자료는 2차원적 형태로 구현되도록 가시화유형이 채택된다.
즉, 상기 2차원적 형태로 구현되는 가시화 방식은, 콘투어(Contour), 서피스 맵(Surface maps), 포스트(Post), 벡터 맵(Vector maps), 그리드 맵(Grid maps) 및 그리딩 메소드(Gridding methods) 중 적어도 어느 하나의 방식이 채택된다(단계S210).
그 다음, 가시화방식이 채택된 상기 측량자료를 전처리 통합 모듈(111)에서 UTM(Universal Transverse Mercator)좌표계로 일괄적으로 변한 후 DB서버(120)에 DB화한다(단계S220).
그 다음, DB서버(120)에 DB화 된 상기 측량자료를 이용하여 가시화할 때에는 다시 3차원 구형좌표로 변환하고, 상기 변환된 자료 중 위성화면, 항공사진 DEM(Digital Elevation Model) 및 벡터 데이터를 각각 분석하여 각각의 메이커를 통해 타일화 또는 피라미드화 되도록 전처리하여 기본 배경이되는 기본도가 생성된다(단계S230).
그 다음, 전처리 통합 모듈(111)을 통해 생성된 기본도와 상기 DB서버(120)에 DB화 되어 있는 상기 측량자료와 각각 또는 서로 연계되어 3D 화면으로 가시화 된다(단계S240).
그 다음, 웹 서버(110)의 3D 웹 뷰어(112)를 통해 검색된 특정 3차원 해저 지형이 사용자 단말기를 통해 해당 정보와 함께 디스플레이된다.
즉, 사용자(300)는 유선 또는 무선 인터넷(200)을 통해 웹 서버(110)와 상호 연계되어 있는 웹 사이트에서 전 지구의 모습으로부터 시작하여 한반도 범위까지의 3차원 위성영상 기본도를 확인할 수 있고, 아울러 3차원 해저 지형과 이의 자료들도 역시 3D 웹 뷰어(112)를 통해 검색, 확인 및 저장 등을 할 수 있는 것이다(단계S250).
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 해저 지형을 3차원적으로 가시화하는 방법을 통해 가시화되는 3차원 기본도를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 상술한 바와 같이 3D 웹 뷰어(112)를 통해 측정 자료가 3차원 기본도 위에 각종 해양자료가 가시화되는 것이다.
즉, 도시된 바와 같이 전 지구의 모습으로부터 시작하여 한반도 범위까지의 3차원 위성영상 기본도를 확인할 수 있고, 사용자는 전 지구적인 기본도에서 검색하고자 하는 위치에 관계없이 각 지역을 검색할 수 있는 것이다.
또한, 이미지 맵핑된 상기 기본도 위에 각종 해양자료들은 연계되어 상기 기본도와 함께 가시화되는 것이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 해저 지형을 3차원적으로 가시화하는 방법을 통해 가시화되는 3차원 해저 지형도를 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 해저 지형을 3차원적으로 가시화하는 방법을 통해 가시화되는 3차원 해저 지형도에 설계도면이 연계되어 가시화되는 것을 도시한 도면이다.
도 7 내지 도 8을 참고하면, 상술한 바와 같이 3D 웹 뷰어(112)를 통해 측정 자료가 3차원 기본도 위에 결합되어, 각종 해양 자료가 함께 가시화되는 것이다.
즉, 상기 기본도 위에 표현되는 상기 해저 지형 정보 중 멀티빔, 싱글빔, 자력탐사 자료, 수치지도, 수치해도 및 설계도면(CAD) 등이 연계되어 가시화되어 3D 웹 뷰어(112)를 통해 검색하고자 하는 모든 지역의 3차원 기본도와 검색된 지역의 해당 수치자료가 함께 가시화되는 것이다.
또한, 해양 관련 공사시 사전 조사 및 입지분석에 활용, 수심, 저질 자료 등을 CAD도면과 함께 결합하여 해양 관련 공사 설계시 가시화에 활용할 수 있어, 해양공사에 필요한 설계도면(CAD)을 연계함으로써, 해양공사에 필요한 정보들을 효과적으로 시뮬레이션할 수 있는 것이다.
본 발명은 상술한 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 용이하게 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 이와 같은 변경은 청구항의 청구범위 기재범위 내에 있게 된다.