KR101317805B1 - Bim-gis 간 공간 정보 상호 연동 장치 및 상호 연동 방법 - Google Patents

Bim-gis 간 공간 정보 상호 연동 장치 및 상호 연동 방법 Download PDF

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강태욱
최현상
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한국건설기술연구원
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Abstract

BIM-GIS 간 공간 정보 상호 연동 장치 및 상호 연동 방법이 개시된다. 공간 정보 상호 연동 방법은, 맵핑 메타데이터 및 통합 대상이 되는 GIS 정보를 로드 및 파싱하는 단계, 상기 맵핑 메타데이터에 포함된 BIM 정보와 GIS 정보 간의 상호 연동에 관한 맵핑 규칙을 추출하는 단계, 상기 BIM 모델 서버에 저장된 BIM 정보 중 상기 맵핑 규칙에 상응하는 BIM 데이터를 요청하는 단계 및 상기 BIM 모델 서버로부터 상기 BIM 데이터의 요청에 상응하는 BIM 데이터를 수신하여 상기 GIS 정보의 일 속성 정보로 통합하는 단계를 포함하며, BIM 정보와 GIS 정보 간에 상호 운용이 가능하도록 한 효과가 있다.

Description

BIM-GIS 간 공간 정보 상호 연동 장치 및 상호 연동 방법{Synchronization device of spatial information between BIM-GIS and synchronization method thereof}
본 발명은 BIM-GIS 간 공간 정보 상호 연동 장치 및 상호 연동 방법에 관한 것이다.
최근 국내 건설업계는 건설사업 수행체계 선진화와 기술인력 생산성 향상을 목표로 건설표준화, 건설엔지니어링 글로벌화, 건설정보화 확장을 꾀하고 있다. 이와 같은 움직임은 기존에 단일 건축물 위주로 이루어지던 것에서 지리 정보 시스템(GIS, Geographic Information System)과의 연계를 통해 좀 더 큰 범위에서 시설물 관리, 분석 및 시뮬레이션, 도시기반 에너지 최적화, 아웃도어/인도어(Outdoor/Indoor) 연계 내비게이션 등과 같은 유즈케이스(Usecase) 실행을 위한 플랫폼 연구 및 개발의 필요성이 커지고 있다.
건설 산업에서 정보 호환의 필요성 및 요구가 점점 증가됨에 따라 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 IAI(International Alliance for Interoperability)라는 조직이 구성되었으며, 1994년 개발이 시작되어 현재 2X3 버전이 사용되고 있다.
국내에서는 2010년에는 IFC(Industry Foundation Classes) 포맷으로 결과물을 제출해야 하는 Open BIM(Building Information Model) 기반으로 진행된 최초의 현상설계 프로젝트인 전력거래소 현상설계 프로젝트가 발주되었으며, 2011년 디지털방송컨텐츠 턴키 프로젝트 등 지속적으로 관련 프로젝트가 발주되고 있어, 앞으로도 IFC 포맷을 표준 포맷으로 하는 다양한 프로젝트가 발주될 것으로 예상된다. 또한, 지난 2006년부터 2011년까지 국토해양부 건설기술혁신사업의 일환으로 진행된 가상건설 시스템 개발 연구단에서는 건설 프로젝트 참여 주체 간에 IFC를 이용한 원활한 정보 교환을 위하여 IFC 서버를 개발하고, 지난 2011년에는 IFC 기반 모델링 솔루션 개발과 관련된 과제가 발주되는 등 업계뿐 만이 아니라 학계에서도 지속적인 연구가 이루어지고 있다.
관련 연구 동향을 보면, 국내에는 "IFC를 통한 BIM 데이터의 상호연동 시 문제점분석 및 개선방향 설정에 관한 연구"를 통해 김지원이 건축모델을 중심으로 IFC를 통한 BIM 데이터 상호연동 시 문제점을 도출하고 개선방향에 대해 연구한 바 있다.
하지만, 여전히 BIM 정보와 GIS 정보는 별개로 처리되고 있으며, 지리 정보 시스템에서 개별 건물에 대한 상세 정보가 필요한 경우 시스템 통합(SI) 개발을 수행하거나 일일이 수작업으로 처리하고 있어서, BIM 정보와 GIS 정보 간의 상호 운용성 확보를 위해 이들 정보를 통합하는 방안이 필요한 실정이다.
김지원, 옥종호, 2009.11, "IFC를 통한 BIM 데이터의 상호연동 시 문제점분석 및 개선방향 설정에 관한 연구", 한국건설관리학회 논문집, 제10권 제6호
본 발명은 BIM 정보 중 GIS 사용자 별로 필요한 정보를 맵핑 메타데이터로 정의하고, 정의된 맵핑 메타데이터에 포함된 스키마와 규칙 스크립트를 통해 지리 정보 시스템에 필요한 정보를 추출한 후 이를 GIS 정보와 자동 통합하여 제공함으로써 BIM 정보와 GIS 정보 간에 상호 운용이 가능하도록 한 BIM-GIS 간 공간 정보 상호 연동 장치 및 상호 연동 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 IFC에서 CityGML로 속성 정보 맵핑이 가능한 맵핑 메타데이터 모델을 이용하여 BIM 정보와 GIS 정보의 상호 운용성을 높인 BIM-GIS 간 공간 정보 상호 연동 장치 및 상호 연동 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, BIM 모델 서버와 연결되어 BIM 정보와 GIS 정보를 통합하는 공간 정보 상호 연동 장치에서 공간 정보를 상호 연동하는 방법 및 이를 수행하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체를 제공한다.
일 실시예에 따른 공간 정보 상호 연동 방법은, (a) 정보 질의 언어인 확장성 마크업 언어(XML) 타입의 맵핑 메타데이터 및 통합 대상이 되는 GIS 정보를 로드 및 파싱하는 단계; (b) 상기 맵핑 메타데이터에 포함된 BIM 정보와 GIS 정보 간의 상호 연동에 관한 맵핑 규칙을 추출하는 단계; (c) 상기 BIM 모델 서버에 저장된 BIM 정보 중 상기 맵핑 규칙에 상응하는 BIM 데이터를 요청하는 단계; 및 (d) 상기 BIM 모델 서버로부터 상기 BIM 데이터의 요청에 상응하는 BIM 데이터를 수신하여 상기 GIS 정보의 일 속성 정보로 통합하는 단계를 포함하되, 상기 단계 (a)에서는 상기 맵핑 메타데이터의 파싱을 통해 상기 GIS 정보 중에 상기 단계 (d)에서 수신할 상기 BIM 데이터가 기록될 영역을 확인하며, 상기 공간 정보 상호 연동 장치와 상기 BIM 모델 서버는 SOAP(Simple Object Access Protocol) 인터페이스를 통해 메시지를 교환하되, 상기 단계 (c)에서의 BIM 데이터 요청 및 상기 단계 (d)에서의 BIM 데이터 수신은 XML 기반으로 이루어질 수 있으며, 상기 맵핑 규칙에는 사용자에 따라 정의된 LOD(Level Of Detail) 정보에 따라 접근 가능한 BIM 정보의 종류에 대한 규칙 집합(Ruleset)이 포함되어 있고, 상기 규칙 집합에 상응하여 상기 LOD 정보에 따라 접근 가능한 BIM 정보의 종류는, LOD 1의 경우 건물 자체에 대한 BIM 데이터이고, LOD 2의 경우 건물을 구성하는 벽체 표면, 지붕 표면, 그라운드 표면에 대한 BIM 데이터이며, LOD 3의 경우 실외와 통하는 문과 창문에 대한 BIM 데이터이고, LOD 4의 경우 실내에 배치되는 문과 창문, 방, 내부 벽체, 천장 표면, 플로어 표면, 클로져 표면, 가구, 건물 설비 중 적어도 하나에 대한 BIM 데이터이고, 상기 GIS 정보는 CityGML 파일일 수 있다.
상기 LOD 정보는 사용자 별 허용 레벨에 따라 접근 가부가 정해질 수 있다.
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상기 맵핑 메타데이터는 정보 맵핑(InformationMapping), 연결 관계(Connection), 관점(Perspective), 맵핑 규칙(MappingRule), 특성 정의(PropertyDefinition), 연산자(Operator), 속성(Attribute) 중 적어도 하나의 항목을 포함하는 스키마와 규칙 스크립트를 포함하는 정보 질의 언어로 작성된 파일일 수 있다.
삭제
한편 본 발명의 다른 측면에 따르면, BIM 모델 서버와 연결되어 BIM 정보와 GIS 정보를 통합하는 공간 정보 상호 연동 장치에 있어서, 통합 대상이 되는 GIS 정보를 로드 및 파싱하는 GIS 정보 해석부; 정보 질의 언어인 확장성 마크업 언어(XML) 타입의 맵핑 메타데이터를 로드 및 파싱하고, 상기 맵핑 메타데이터에 포함된 BIM 정보와 GIS 정보 간의 상호 연동에 관한 맵핑 규칙을 추출하는 맵핑 메타데이터 해석부; 상기 BIM 모델 서버에 저장된 BIM 정보 중 상기 맵핑 규칙에 상응하는 BIM 데이터를 요청하고, 상기 BIM 모델 서버로부터 상기 BIM 데이터의 요청에 상응하는 BIM 데이터를 수신하는 BIM 데이터 요청부; 및 상기 BIM 모델 서버로부터 수신한 상기 BIM 데이터를 상기 GIS 정보의 일 속성 정보로 통합하는 GIS 정보 통합부를 포함하되, 상기 맵핑 메타데이터 해석부는 상기 맵핑 메타데이터의 파싱을 통해 상기 GIS 정보 중에 상기 BIM 데이터 요청부를 통해 수신할 상기 BIM 데이터가 기록될 영역을 확인하며, 상기 공간 정보 상호 연동 장치와 상기 BIM 모델 서버는 SOAP 인터페이스를 통해 메시지를 교환하되, 상기 BIM 데이터 요청부는 XML 기반으로 상기 BIM 데이터의 요청 및 수신을 수행하며, 상기 맵핑 메타데이터 해석부는 상기 맵핑 규칙으로부터 사용자에 따라 정의된 LOD 정보에 따라 접근 가능한 BIM 정보의 종류에 대한 규칙 집합을 추출하고, 상기 BIM 데이터 요청부는 상기 규칙 집합에 상응하는 BIM 데이터를 요청하며, 상기 규칙 집합에 상응하여 상기 LOD 정보에 따라 접근 가능한 BIM 데이터의 종류는, LOD 1의 경우 건물 자체에 대한 BIM 데이터이고, LOD 2의 경우 건물을 구성하는 벽체 표면, 지붕 표면, 그라운드 표면에 대한 BIM 데이터이며, LOD 3의 경우 실외와 통하는 문과 창문에 대한 BIM 데이터이고, LOD 4의 경우 실내에 배치되는 문과 창문, 방, 내부 벽체, 천장 표면, 플로어 표면, 클로져 표면, 가구, 건물 설비 중 적어도 하나에 대한 BIM 데이터이고, 상기 GIS 정보는 CityGML 파일인 것을 특징으로 하는 공간 정보 상호 연동 장치가 제공된다.
상기 맵핑 메타데이터 해석부는 상기 맵핑 규칙으로부터 사용자 별 허용 레벨에 따라 접근 가능한 상기 LOD 정보를 추출하고, 상기 BIM 데이터 요청부는 상기 LOD 정보에 상응하는 BIM 데이터를 요청할 수 있다.
삭제
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상기 맵핑 메타데이터는 정보 맵핑, 연결 관계, 관점, 맵핑 규칙, 특성 정의, 연산자, 속성 중 적어도 하나의 항목을 포함하는 스키마와 규칙 스크립트를 포함하는 정보 질의 언어로 작성된 파일일 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, BIM 정보 중 GIS 사용자 별로 필요한 정보를 맵핑 메타데이터로 정의하고, 정의된 맵핑 메타데이터에 포함된 스키마와 규칙 스크립트를 통해 지리 정보 시스템에 필요한 정보를 추출한 후 이를 GIS 정보와 자동 통합하여 제공함으로써 BIM 정보와 GIS 정보 간에 상호 운용이 가능하도록 한 효과가 있다.
또한, IFC에서 CityGML로 속성 정보 맵핑이 가능한 맵핑 메타데이터 모델을 이용하여 BIM 정보와 GIS 정보의 상호 운용성을 높인 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 BIM-GIS 중립 모델 간 상호 운용성 개발을 위한 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 GIS 정보와 BIM 정보의 상호 운용을 위한 시스템의 구성 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예에서 이용되는 맵핑 메타데이터의 구조를 나타낸 클래스 다이어그램,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 BIM 모델 서버의 개략적인 구성을 나타낸 블록도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 정보의 연동 구조를 나타낸 도면,
도 6은 LOD에 따른 CityGML의 형상 정보를 나타낸 도면,
도 7은 LOD에 따른 BIM 모델 서버에 접근 가능한 규칙 집합 구성의 예시를 나타낸 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 정보 상호 연동 방법의 순서도.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 BIM-GIS 중립 모델 간 상호 운용성 개발을 위한 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, BIM 모델과 GIS 모델의 경우 형상, 속성, 객체를 표현하는 구조가 다르므로 모델 간 정보를 상호 운용하고자 할 때 이를 고려해야 한다.
예를 들어, GIS 중립 모델인 CityGML은 LOD(Level Of Detail, 세밀도) 별로 상세 정보를 관리하고 서페이스(Surface) 기반의 형상 정보만을 표현하지만, BIM 중립 모델인 IFC는 B-Rep(Boundary Representation) 솔리드 모델을 기반으로 정보를 표현하고 있는 차이점이 있다.
BIM-GIS 중립 모델 간 상호 운용성 개발 시스템에서는, BIM 모델러 별로 IFC 파일(1)을 변환하기 위한 IFC 변환기(2)를 두어, 지리 정보 시스템(GIS)에서 사용할 BIM 정보의 품질을 균일하도록 변환한다.
또한, 활용 목적에 부합하는 지리 정보 시스템의 LOD 별 필수 정보만 추출 가능하도록 LOD 필터링부(3)를 두며, 필터링할 정보는 IFD(International Framework for Dictionaries)와 유사한 언어 사전(7)에 정의한다.
IFC 파일(1)에서 추출하지 못하는 정보가 필요한 경우에는, 어플리케이션 프로그램 인터페이스(API, Application Program Interface)를 통해서 직접 BIM 모델러(5)로부터 자동 플러그인(6)을 통해 필요한 정보를 추출할 수 있다.
이렇게 변환되고 필터링된 BIM 정보는 CityGML 맵핑부(4)에 의해 CityGML에 맵핑되어 속성 정보로 추가되어 관리될 수 있다. 이하 변환기 처리 부분을 맵핑 메타데이터로 정의하여 처리하는 장치 및 방법에 대하여 관련 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 GIS 정보와 BIM 정보의 상호 운용을 위한 시스템의 구성 블록도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에서 이용되는 맵핑 메타데이터의 구조를 나타낸 클래스 다이어그램이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 BIM 모델 서버의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 GIS/BIM 상호 운용 시스템은 BIM 정보 중에서 지리 정보 시스템의 사용자 별로 필요한 정보를 맵핑 메타데이터로 정의한 후, 정의된 맵핑 메타데이터에 포함된 스키마와 규칙 스크립트를 이용하여 지리 정보 시스템에 필요한 정보를 BIM 모델 서버로부터 추출하고 이를 GIS 정보와 자동 통합하여 제공하는 것을 특징으로 한다.
도 2를 참조하면, GIS/BIM 상호 운용 시스템은 공간 정보 상호 연동 장치(100)와 BIM 모델 서버(200)를 포함한다.
공간 정보 상호 연동 장치(100)는 맵핑 메타데이터를 해석하여 지리 정보 시스템의 사용자가 필요로 하는 BIM 데이터를 파악하고, BIM 모델 서버(200)로 해당 BIM 데이터를 요청하여 전달받은 후 이를 GIS 정보에 자동 통합한다.
본 명세서에서는 맵핑 메타데이터는 확장성 마크업 언어(XML, eXtensible Markup Language) 타입이고, GIS 정보는 CityGML 파일인 경우를 가정하여 설명하지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아님은 당연하며, 맵핑 메타데이터는 다양한 정보 질의 언어로 작성될 수 있으며, GIS 정보 역시 다양한 파일 포맷을 가질 수 있음은 물론이다.
또한, BIM 정보는 다양한 속성 정보(즉, BIM 데이터)를 포함하고 있으며, LOD에 따라 표시되는 속성 정보의 종류가 변경될 수 있다.
공간 정보 상호 연동 장치(100)는 GIS 정보 해석부(110), 맵핑 메타데이터 해석부(120), BIM 데이터 요청부(130), GIS 정보 통합부(140)를 포함한다.
GIS 정보 해석부(110)는 지리 정보 시스템의 사용자가 접근 가능한 LOD의 BIM 데이터의 통합 대상이 되는 GIS 정보를 로드(load)하여 해석한다.
여기서, GIS 정보는 예를 들어 CityGML 파일(10)일 수 있다. 이 경우 GIS 정보 해석부(110)는 CityGML 파일(10)을 로드하여 읽어 들이는 GML 리더(112)와, GML 리더(112)에 의해 읽혀진 CityGML 파일(10)을 파싱(parsing)하는 GML 파서(114)를 포함할 수 있다. GML 파서(114)는 CityGML 파일을 파싱하여 추후 획득될 BIM 데이터가 기록될 영역을 확인한다.
맵핑 메타데이터 해석부(120)는 맵핑 메타데이터(20)를 로드하여 해석한다. 맵핑 메타데이터는 통합 대상이 되는 GIS 정보와 BIM 정보 간의 상호 연동을 위해 BIM 정보 중 지리 정보 시스템의 사용자마다 필요한 정보를 정의한 데이터이다.
맵핑 메타데이터는 다음과 같은 특징을 가진다.
첫째로 1:1, 1:N(임의의 2 이상 자연수), N:N 등의 맵핑 관계를 표현할 수 있다. 둘째로 다양한 데이터 소스로부터 맵핑을 지원할 수 있도록 데이터 소스 연결 스트링을 지원한다. 셋째로 관점에 따라 정보가 변환될 수 있다. 정보 변환은 연산자로 이뤄지며, 연산자는 1:N처리가 가능하도록 그래프 구조를 가진다. 넷째로 데이터 소스에 독립적인 구문으로 이루어질 수 있다.
도 3을 참조하면, 이러한 맵핑 메타데이터의 구조가 예시되어 있다.
맵핑 메타데이터는 예를 들어 정보 맵핑(InformationMapping), 연결 관계(Connection), 관점(Perspective), 맵핑 규칙(MappingRule), 특성 정의(PropertyDefinition), 연산자(Operator), 속성(Attribute) 등의 항목을 포함하는 스키마와 규칙 스크립트로 이루어질 수 있다.
연결 관계 항목에는 BIM 데이터를 요청해서 가져올 BIM 모델 서버를 특정하는 경로 정보(src) 및 추출한 BIM 데이터를 통합하게 될 GIS 정보를 특정하는 목적지 정보(destination)가 포함될 수 있다. 관점 항목에서는 GIS 정보와 BIM 정보를 통합하고자 하는 사용자를 구별하거나 사용자의 관점을 나타내는 명칭(name)이 포함될 수 있다. 맵핑 규칙 항목에는 미리 정의된 맵핑 규칙이 존재하는 경우 해당 맵핑 규칙의 명칭(name) 및 상세 설명(desc)이 포함될 수 있다. 특성 정의 항목에는 통합 대상이 되는 GIS 정보 내에 BIM 데이터를 기록할 영역을 식별하기 위한 공간 정보(NameSpace)와 명칭(name)이 포함되며, 추가적으로 BIM 데이터의 출력 포맷(OutFormat)도 포함될 수 있다. 연산자 항목에는 추출한 BIM 데이터를 GIS 정보에 통합 가능한 데이터로 출력함에 있어서 미리 수행되는 연산의 종류(type)가 포함될 수 있다. 속성 항목에는 BIM 모델 서버로부터 추출하고자 하는 BIM 데이터의 명칭(name) 및 공간 정보(NameSpace)가 포함될 수 있다.
이러한 맵핑 메타데이터는 정보 질의 언어를 이용하여 작성될 수 있으며, 예를 들어 다음과 같이 XML 기반으로 개발될 수 있다.
<InformationMapping>
<Connection src="ifc..." destination="citygml...">
<Perspective name="p1">
<MappingRule name="HouseBuildingA's attribute A mapping rule1" desc="...">
<PropertyDefinition name="CityModel.cityObjectMember.gen:GenericCityObject.gen:doubleAttribute" name="Gas Type" format="%2fm^2">
<Operator type="+">
<Attribute name="height">
<Project>KT_FMS-Central</Project>
<Class>IfcWindow </Class>
<Element>Fixed Multiplane1</Element>
</Attribute>
<Attribute name="height">
<Project>KT_FMS-Central</Project>
<Class>IfcWindow </Class>
<Element>Fixed Multiplane2</Element>
</Attribute>
</Operator>
</PropertyDefinition>
</MappingRule>
</Perspecrive>
</Connection>
</InformationMapping>
또는 맵핑 메타데이터가 일반적인 정보 질의 언어로 작성될 경우에는 다음과 같을 수 있다.
CityGML.BuildingObject["BuildingA"].ParameterSet["SpaceGroupA"].Parameter["LivingRoom"].Value = Ifc.Building["A"].Story["1"].Space["LivingRoom1"]+ Ifc.Building["A"].Story["1"].Space["LivingRoom2"]+ Ifc.Building["A"].Story["1"].Space["LivingRoom3"]- Ifc.Building["A"].Story["1"].Space["Margin1"]
이 경우 다시 도 2을 참조하면, 맵핑 메타데이터 해석부(120)는 XML 타입의 맵핑 메타데이터를 로드하여 읽어 들이는 XML 리더(122)와, XML 리더(122)에 의해 읽혀진 맵핑 메타데이터를 파싱하는 XML 파서(124)를 포함할 수 있다.
BIM 데이터 요청부(130)는 맵핑 메타데이터 해석부(120)에 의해 해석된 결과에 기초하여 GIS 정보에 통합할 BIM 데이터의 속성 및 BIM 데이터를 요청할 BIM 모델 서버(200)를 결정하여 BIM 데이터 요청을 전송한다. 그리고 BIM 모델 서버(200)에서 해당 요청에 대한 응답으로 전송한 BIM 데이터를 수신한다.
BIM 데이터 요청부(130)는 BIM 모델 서버(200)와 SOAP(Simple Object Access Protocol) 인터페이스를 통해 메시지를 교환한다. SOAP는 예를 들어 HTTP, HTTPS, SMTP 등을 사용하여 기반의 메시지를 컴퓨터 네트워크 상에서 교환하는 형태의 프로토콜이다. 이 경우 BIM 데이터 요청부(130)는 BIM 데이터를 요청하는 메타XML을 생성하여 BIM 모델 서버(200)로 전송하고, 이에 대한 응답을 메타XML로 받은 후 이에 포함된 BIM 데이터를 추출한다.
BIM 모델 서버(200)는 BIM 데이터 응답부(210) 및 BIM 데이터베이스 관리시스템(DBMS)(250)를 포함한다.
BIM 데이터 응답부(210)는 BIM 데이터 요청부(130)에서의 BIM 데이터 요청에 따라 BIM 데이터베이스 관리시스템(250)에 접속하여 요청된 BIM 데이터를 검색하고, 검색된 결과를 BIM 데이터 요청에 대한 응답으로 전송한다.
도 4를 참조하면, 공간 정보 상호 연동 장치(100)와 BIM 모델 서버(200)는 SOAP 인터페이스를 통해 연결되어 있으며, 상호 간의 메시지 교환은 XML에 기반하게 된다. 따라서, BIM 데이터 요청 및 그에 대한 응답은 모두 메타XML 타입의 메시지로 이루어질 수 있다.
BIM 데이터 응답부(210)는 메타XML 수신부(212), 메타XML 파서(214), BIM 데이터 쿼리부(216), 메타XML 전송부(218)를 포함한다.
메타XML 수신부(212)는 공간 정보 상호 연동 장치(100), 특히 BIM 데이터 요청부(130)에서 전송하는 BIM 데이터 요청에 상응하는 메타XML을 수신한다. 메타XML에는 GIS 정보에 통합하고자 하는 BIM 데이터에 관한 정보가 포함되어 있다.
메타XML 파서(214)는 메타XML 수신부(212)에서 수신한 메타XML을 파싱하여, BIM 데이터 요청부(130)에서 요청하는 BIM 데이터를 식별한다.
BIM 데이터 쿼리부(216)는 메타XML 파서(214)에 의해 식별된 BIM 데이터를 검색하기 위한 쿼리를 생성하여 BIM 모델 서버(200)에 연결된 BIM 데이터베이스 관리시스템(250)으로 전송하고, 검색 결과를 수신한다. 쿼리의 생성 및 데이터 검색은 데이터베이스 관리시스템에 관한 일반적인 기술로서, 당업자에게 자명한 바 상세한 설명은 생략한다.
메타XML 전송부(218)는 BIM 데이터 쿼리부(216)에서 검색된 결과, 즉 BIM 데이터베이스 관리시스템(250)에서 추출된 BIM 데이터를 메타XML 형식으로 공간 정보 상호 연동 장치(100)에 전송한다. 이는 BIM 데이터 요청에 상응하는 응답이 된다.
다시 도 2를 참조하면, GIS 정보 통합부(140)는 BIM 데이터 요청부(130)에서 BIM 모델 서버(200)로의 BIM 데이터 요청에 의해 수신한 응답에 포함된 BIM 데이터를 통합 대상이 되는 GIS 정보의 소정 영역에 기록하여, BIM 정보가 통합된 GIS 정보를 생성한다.
예를 들어, GIS 정보는 CityGML 파일(10)일 수 있으며, 이 경우 도시 객체(City Object)에 해당하는 건물의 속성 정보를 BIM 정보로부터 가져와 통합할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 정보의 연동 구조를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, GIS 정보가 CityGML 타입이고, 맵핑 메타데이터가 XML 타입인 경우가 예시되어 있다.
CityGML 파일(10)의 소정 영역(15)에는 도시 객체 구성원(cityObjectMember)에 관한 속성 정보가 기재될 수 있다. 이 영역(15)에 적합한 정보는 BIM 모델 서버로부터 획득할 수 있는 BIM 데이터에 해당하며, 이를 획득하기 위해서 맵핑 메타데이터를 이용하여 BIM 모델 서버에 BIM 데이터 요청을 전송하고 이에 대한 응답을 수신하게 된다.
맵핑 메타데이터(20)는 도 3에 도시된 것과 같은 데이터 구조를 가지고 있으며, XML 형식으로 표현되어 있다. 여기서, 특성 정의 항목(22)에 해당하는 부분이 CityGML과의 매칭 태그에 해당하며, CityGML 파일의 어느 부분에 어떠한 속성값을 기록할 것인지가 정의되어 있다. 속성값의 출력 포맷이 추가적으로 정의되어 있을 수도 있다.
이 경우 CityGML 매칭 태그에 연결된 BIM 모델 서버의 정보에 대해서 속성 항목(24)으로 정의되어 있다. 필요에 따라서는 연산자 항목이 추가 정의될 수도 있다.
즉, 도 2에 도시된 맵핑 메타데이터 해석부(120)가 맵핑 메타데이터(20)를 해석하여 CityGML 파일과의 매칭 태그에 연결된 BIM 모델 서버 정보를 추출하게 된다. 그리고 BIM 데이터 요청부(130)가 추출된 BIM 모델 서버 정보에 따라 이를 획득하기 위한 BIM 데이터 요청을 생성하여 BIM 모델 서버(200)로 전송하고서 그에 따른 응답을 수신한다.
GIS 정보 통합부(140)는 CityGML 파일과의 매칭 태그에 따라 CityGML 파일(10)의 소정 영역(15)에 대해서 BIM 데이터 요청부(130)에서 수신한 BIM 데이터를 기록함으로써, CityGML 파일에 BIM 정보가 통합되어 공간 정보의 상호 연동이 가능하게 된다.
CityGML은 지리 정보 시스템 분야에서 3차원 형상 및 위상 모델의 대표적인 중립 모델로서, 그 구조는 서페이스(Surface)로 3차원 형상(Solid)이 표현되며, 형상과 관계(Relationship)가 외부(Exterior) 서페이스와 내부(Interior) 서페이스들의 집합으로 처리된다.
형상 구조가 서페이스들의 집합으로 표현되므로, LOD 처리가 용이하게 이루어질 수 있다. CityGML의 형상 LOD는 예를 들어 삼각화와 같은 메쉬 처리 방식을 이용하여 생성할 수 있다.
CityGML의 객체 구조는 다음과 같다. 도시 모델(CityModel)이 도시를 이루는 객체인 도시 객체(CityObject)를 1 대 다 관계로 관리하고 있으며, 시티 객체에서 도시를 이루는 대상물의 유형에 따라 사이트(Site), 부지이용(LandUse), 수송 객체(TransportationObject) 등으로 구분되어지며, 사이트에서 건물 추상 클래스가 파생 받아 진다.
각 기본 클래스에서 파생된 도시 객체들은 시설물 사용자 관점에서 Tin, TrafficArea, Building과 같이 모델링되어 있다.
CityGML의 속성은 이처럼 도시 객체에 집합 관계로 설정되어 있어, 사용자가 필요한 속성들을 속성 데이터 타입에 따라 추가하고 관리할 수 있다. 따라서, 본 실시예에서도 CityGML에 BIM 정보 중 일부를 속성 정보로 추가하여 통합시키게 된다.
본 발명의 다른 실시예에서는 맵핑 메타데이터 생성 시 LOD를 이용하여 지리 정보 시스템의 사용자 별로 접근 및 통합 가능한 BIM 데이터를 제한하는 규칙 집합(Ruleset)을 구성하여 적용할 수 있다. 이를 통해 공간 정보 상호 연동 과정에서도 사용자 등급에 따라 GIS 정보에 통합되는 BIM 정보의 세부 데이터를 차별적으로 제공하는 것이 가능해 진다.
도 6은 LOD에 따른 CityGML의 형상 정보를 나타낸 도면이고, 도 7은 LOD에 따른 BIM 모델 서버에 접근 가능한 규칙 집합 구성의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, CityGML의 경우 LOD에 따라 그 형상 정보가 다음과 같이 차이가 있다. LOD 1은 도시 모델(City model)로서, 건물의 경우 블록 모델로 표시되고 지붕이 없는 구조를 가진다. LOD 2는 도시/사이트 모델(City/Site model)로서, 지붕 구조가 표시되고, 옵션 텍스쳐(optional textures)가 표시될 수 있다. LOD 3은 사이트 모델(Site model)로서, 상세한 건축 모델(detailed architectural model)이 표시될 수 있다. LOD 4는 인테리어 모델(Interior model)로서, 도보 가능한 내부 공간이 표시될 수 있다.
이처럼 CityGML이 LOD 별로 표시되는 형상에서 차이가 있게 되고, 공간 정보 상호 연동 장치(100)에 의해 각 CityGML에 통합되는 BIM 데이터 역시 LOD 별로 제한을 둘 수 있다.
LOD 별로 접근 가능한 BIM 데이터의 종류를 차별화하는 규칙 집합은 미리 정의되어 있거나 실험적, 통계적으로 결정될 수 있다. 이렇게 정의되거나 결정된 규칙 집합에 대한 정보는 맵핑 메타데이터의 맵핑 규칙 항목에 기록될 수 있다.
맵핑 메타데이터 해석부(120)는 이를 해석하여 규칙 집합에 대한 정보를 추출하고, BIM 데이터 요청부(130)는 규칙 집합에 따라 LOD 별로 허용되는 종류의 BIM 데이터를 BIM 모델 서버(200)에 요청하게 된다.
예를 들어, 도 7을 참조하면, LOD 1에서는 건물 자체에 대한 BIM 데이터만을 요청하며, LOD 2에서는 건물을 구성하는 벽체 표면, 지붕 표면, 그라운드 표면에 대한 BIM 데이터까지 요청하고, LOD 3에서는 실외와 통하는 문과 창문에 대한 BIM 데이터까지 요청하며, LOD 4에서는 실내에 배치되는 문과 창문, 방, 내부 벽체, 천장 표면, 플로어 표면, 클로져 표면(ClosureSurface), 가구, 건물 설비 등에 대한 BIM 데이터까지 요청할 수 있을 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 정보 상호 연동 방법의 순서도이다.
도 8에 도시된 각 단계는 공간 정보 상호 연동 장치의 각 구성요소에 의해 수행될 수 있을 것이다.
단계 S410에서, 맵핑 메타데이터 해석부(120)는 맵핑 메타데이터를 로드하고 파싱한다. 본 실시예에서 맵핑 메타데이터는 XML 타입일 수 있다.
단계 S400에서, GIS 정보 해석부(110)는 통합 대상이 되는 GIS 정보를 로드하고 파싱한다. 본 실시예에서 GIS 정보는 CityGML 파일일 수 있다. 단계 S400는 단계 S410과는 그 순서에 상관없이 독립적으로 수행될 수 있다.
단계 S420에서, 맵핑 메타데이터 해석부(120)는 파싱 결과 맵핑 메타데이터 내의 맵핑 규칙을 추출한다. 맵핑 규칙은 사용자 별로 미리 정의되거나 새롭게 정의할 수 있으며, 실험적, 통계적으로 결정될 수도 있다.
맵핑 규칙에는 사용자에 따라 접근 가능한 LOD 정보가 포함되어 있을 수 있으며, LOD 정보에 따라 접근 가능한 BIM 정보의 종류에 대한 규칙 집합이 포함되어 있을 수도 있다.
단계 S430에서, BIM 데이터 요청부(130)는 맵핑 규칙에 상응하는 BIM 정보를 BIM 모델 서버(200)로 요청한다. 여기서, 공간 정보 상호 연동 장치(100)와 BIM 모델 서버(200) 사이에는 SOAP 인터페이스가 구축되어 있어, BIM 데이터 요청 및 그 응답은 XML 기반으로 이루어질 수 있다.
단계 S440에서, BIM 데이터 요청부(130)는 요청에 상응하는 BIM 데이터를 BIM 모델 서버(200)로부터 응답으로 수신하고, 단계 S400에서 해석한 CityGML 파일에 하나의 속성 정보로 통합한다.
이를 통해 BIM 정보와 GIS 정보 간에 상호 운용이 가능하게 되며, GIS 정보에 포함되는 일 속성 정보로 BIM 데이터가 포함되어 대용량의 BIM 정보를 일일이 확인하지 않더라도 지리 정보 시스템의 사용자는 필요로 하는 건물 정보를 용이하게 확인할 수 있게 된다.
상술한 공간 정보 상호 연동 방법은 디지털 처리 장치(공간 정보 상호 연동 장치)에 내장된 소프트웨어 프로그램 등에 의해 시계열적 순서에 따른 자동화된 절차로 수행될 수도 있음은 자명하다. 상기 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 정보저장매체에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써 상기 방법을 구현한다. 상기 정보저장매체는 자기 기록매체, 광 기록매체 및 캐리어 웨이브 매체를 포함한다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: CityGML 파일 20: 맵핑 메타데이터
100: 공간 정보 상호 연동 장치 110: GIS 정보 해석부
120: 맵핑 메타데이터 해석부 130: BIM 데이터 요청부
140: GIS 정보 통합부 200: BIM 모델 서버
210: BIM 데이터 응답부 250: BIM 데이터베이스 관리시스템

Claims (13)

  1. BIM 모델 서버와 연결되어 BIM 정보와 GIS 정보를 통합하는 공간 정보 상호 연동 장치에서 공간 정보를 상호 연동하는 방법에 있어서,
    (a) 정보 질의 언어인 확장성 마크업 언어(XML) 타입의 맵핑 메타데이터 및 통합 대상이 되는 GIS 정보를 로드 및 파싱하는 단계;
    (b) 상기 맵핑 메타데이터에 포함된 BIM 정보와 GIS 정보 간의 상호 연동에 관한 맵핑 규칙을 추출하는 단계;
    (c) 상기 BIM 모델 서버에 저장된 BIM 정보 중 상기 맵핑 규칙에 상응하는 BIM 데이터를 요청하는 단계; 및
    (d) 상기 BIM 모델 서버로부터 상기 BIM 데이터의 요청에 상응하는 BIM 데이터를 수신하여 상기 GIS 정보의 일 속성 정보로 통합하는 단계를 포함하되,
    상기 단계 (a)에서는 상기 맵핑 메타데이터의 파싱을 통해 상기 GIS 정보 중에 상기 단계 (d)에서 수신할 상기 BIM 데이터가 기록될 영역을 확인하며,
    상기 공간 정보 상호 연동 장치와 상기 BIM 모델 서버는 SOAP(Simple Object Access Protocol) 인터페이스를 통해 메시지를 교환하되,
    상기 단계 (c)에서의 BIM 데이터 요청 및 상기 단계 (d)에서의 BIM 데이터 수신은 XML 기반으로 이루어지며,
    상기 맵핑 규칙에는 사용자에 따라 정의된 LOD(Level Of Detail) 정보에 따라 접근 가능한 BIM 정보의 종류에 대한 규칙 집합(Ruleset)이 포함되어 있고,
    상기 규칙 집합에 상응하여 상기 LOD 정보에 따라 접근 가능한 BIM 정보의 종류는, LOD 1의 경우 건물 자체에 대한 BIM 데이터이고, LOD 2의 경우 건물을 구성하는 벽체 표면, 지붕 표면, 그라운드 표면에 대한 BIM 데이터이며, LOD 3의 경우 실외와 통하는 문과 창문에 대한 BIM 데이터이고, LOD 4의 경우 실내에 배치되는 문과 창문, 방, 내부 벽체, 천장 표면, 플로어 표면, 클로져 표면, 가구, 건물 설비 중 적어도 하나에 대한 BIM 데이터이고,
    상기 GIS 정보는 CityGML 파일인 것을 특징으로 하는 공간 정보 상호 연동 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 LOD 정보는 사용자 별 허용 레벨에 따라 접근 가부가 정해지는 것을 특징으로 하는 공간 정보 상호 연동 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 맵핑 메타데이터는 정보 맵핑(InformationMapping), 연결 관계(Connection), 관점(Perspective), 맵핑 규칙(MappingRule), 특성 정의(PropertyDefinition), 연산자(Operator), 속성(Attribute) 중 적어도 하나의 항목을 포함하는 스키마와 규칙 스크립트를 포함하는 정보 질의 언어로 작성된 파일인 것을 특징으로 하는 공간 정보 상호 연동 방법.
  6. 삭제
  7. 제1항, 제2항, 제5항 중 어느 한 항에 기재된 공간 정보 상호 연동 방법을 수행하기 위해 디지털 처리 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며 디지털 처리 장치에 의해 판독될 수 있는 기록매체.
  8. BIM 모델 서버와 연결되어 BIM 정보와 GIS 정보를 통합하는 공간 정보 상호 연동 장치에 있어서,
    통합 대상이 되는 GIS 정보를 로드 및 파싱하는 GIS 정보 해석부;
    정보 질의 언어인 확장성 마크업 언어(XML) 타입의 맵핑 메타데이터를 로드 및 파싱하고, 상기 맵핑 메타데이터에 포함된 BIM 정보와 GIS 정보 간의 상호 연동에 관한 맵핑 규칙을 추출하는 맵핑 메타데이터 해석부;
    상기 BIM 모델 서버에 저장된 BIM 정보 중 상기 맵핑 규칙에 상응하는 BIM 데이터를 요청하고, 상기 BIM 모델 서버로부터 상기 BIM 데이터의 요청에 상응하는 BIM 데이터를 수신하는 BIM 데이터 요청부; 및
    상기 BIM 모델 서버로부터 수신한 상기 BIM 데이터를 상기 GIS 정보의 일 속성 정보로 통합하는 GIS 정보 통합부를 포함하되,
    상기 맵핑 메타데이터 해석부는 상기 맵핑 메타데이터의 파싱을 통해 상기 GIS 정보 중에 상기 BIM 데이터 요청부를 통해 수신할 상기 BIM 데이터가 기록될 영역을 확인하며,
    상기 공간 정보 상호 연동 장치와 상기 BIM 모델 서버는 SOAP(Simple Object Access Protocol) 인터페이스를 통해 메시지를 교환하되,
    상기 BIM 데이터 요청부는 XML 기반으로 상기 BIM 데이터의 요청 및 수신을 수행하며,
    상기 맵핑 메타데이터 해석부는 상기 맵핑 규칙으로부터 사용자에 따라 정의된 LOD 정보에 따라 접근 가능한 BIM 정보의 종류에 대한 규칙 집합을 추출하고, 상기 BIM 데이터 요청부는 상기 규칙 집합에 상응하는 BIM 데이터를 요청하며,
    상기 규칙 집합에 상응하여 상기 LOD 정보에 따라 접근 가능한 BIM 데이터의 종류는, LOD 1의 경우 건물 자체에 대한 BIM 데이터이고, LOD 2의 경우 건물을 구성하는 벽체 표면, 지붕 표면, 그라운드 표면에 대한 BIM 데이터이며, LOD 3의 경우 실외와 통하는 문과 창문에 대한 BIM 데이터이고, LOD 4의 경우 실내에 배치되는 문과 창문, 방, 내부 벽체, 천장 표면, 플로어 표면, 클로져 표면, 가구, 건물 설비 중 적어도 하나에 대한 BIM 데이터이고,
    상기 GIS 정보는 CityGML 파일인 것을 특징으로 하는 공간 정보 상호 연동 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 맵핑 메타데이터 해석부는 상기 맵핑 규칙으로부터 사용자 별 허용 레벨에 따라 접근 가능한 상기 LOD 정보를 추출하고,
    상기 BIM 데이터 요청부는 상기 LOD 정보에 상응하는 BIM 데이터를 요청하는 것을 특징으로 하는 공간 정보 상호 연동 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제8항에 있어서,
    상기 맵핑 메타데이터는 정보 맵핑(InformationMapping), 연결 관계(Connection), 관점(Perspective), 맵핑 규칙(MappingRule), 특성 정의(PropertyDefinition), 연산자(Operator), 속성(Attribute) 중 적어도 하나의 항목을 포함하는 스키마와 규칙 스크립트를 포함하는 정보 질의 언어로 작성된 파일인 것을 특징으로 하는 공간 정보 상호 연동 장치.
  13. 삭제
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