KR101336013B1 - Bim 데이터와 gis 데이터의 연동 처리 시스템 및 방법 - Google Patents

Bim 데이터와 gis 데이터의 연동 처리 시스템 및 방법 Download PDF

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KR101336013B1 KR1020120141911A KR20120141911A KR101336013B1 KR 101336013 B1 KR101336013 B1 KR 101336013B1 KR 1020120141911 A KR1020120141911 A KR 1020120141911A KR 20120141911 A KR20120141911 A KR 20120141911A KR 101336013 B1 KR101336013 B1 KR 101336013B1
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황정래
신상희
이성훈
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한국건설기술연구원
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Abstract

BIM 데이터와 GIS 데이터의 연동 처리 시스템 및 방법이 개시된다. BIM 데이터와 GIS 데이터의 연동 처리 시스템은, 소정의 건물에 상응하는 BIM(Building Information Modeling) 데이터를 이용하여 서피스(surface) 변환 모델을 생성하는 서피스 모델 변환부; 상기 서피스 변환 모델을 이용하여 건물 외곽면을 검출하는 건물 외곽면 검색부; 상기 검출된 건물 외곽면을 조합하여 서비스용 건물 데이터인 하이브리드 모델을 생성하는 건물 데이터 생성부; 및 상기 하이브리드 모델을 미리 저장된 GIS 데이터와 통합하는 데이터 통합부를 포함한다.

Description

BIM 데이터와 GIS 데이터의 연동 처리 시스템 및 방법{System and method for connecting BIM data and GIS data}
본 발명은 BIM 데이터와 GIS 데이터의 연동 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
컴퓨팅 기술의 발달 및 다양한 소프트웨어 프로그램의 개발로 인해 특정 공간을 정확하게 모델링하거나 공간 정보를 정확하게 표현할 수 있는 다양한 데이터 모델 및 시스템이 공지되어 있으며, 또한 새롭게 개발되고 있다.
공간 정보는 크게 실내 공간 정보와 실외 공간 정보로 구분할 수 있으며, 실내 공간 정보는 일반적으로 BIM(Building Information Modeling) 데이터로 표현되고, 실외 공간 정보는 GIS(Geographic Information System) 데이터로 표현된다.
일반적으로 공간을 표현하는 많은 데이터 모델 및 시스템에서 실내 공간 정보와 실외 공간 정보를 표현하기 위한 데이터 모델은 완전히 분리되어 있다. 일 예로, GIS 데이터는 메쉬(mesh) 형태로 구성됨에 비해, BIM 데이터는 3차원 객체를 구성하는 각각의 개체들에 대한 파라미터(parameter) 형태로 구성되는 차이점을 가진다.
이러한 데이터 모델의 차이로 인해 실내와 실외의 공간 정보를 통합적으로 나타낼 수 없는 문제점이 발생된다. 따라서, 실외 공간 정보를 나타내는 데이터 모델은 통상적으로 건물의 외곽 형상이나 높이 정도만을 나타낼 뿐 건물 내부의 구체적인 형상이나 구성은 표현할 수 없는 한계가 있었다.
또한, BIM 데이터의 구조는 제공된 파라미터를 기반으로 3차원 객체(예를 들어, 벽, 창, 탁자, 전등 등)의 형태를 실시간으로 계산하여 화면상에 표시하기 때문에, 데이터의 용량이 커짐에 따라 계산량이 급속히 증가하고, 효율적인 메모리 관리가 어려운 문제점이 있다. 그리고 이러한 문제점으로 인해 구글 어스(Google Earth) 등과 같은 지도 서비스 사업자가 BIM 데이터를 활용한 실내 공간 정보 서비스를 제공하지 못하는 원인이 되고 있다.
또한 전술한 문제점들로 인해 구글 어스 등과 같은 형태의 대용량 데이터 처리 및 서비스 제공이 어려운 한계를 가지고 있으며, 종래의 소프트웨어나 기술에서는 단지 건물 한 채 정도의 데이터 처리 및 서비스 제공이 가능한 수준에 머무르고 있는 한계가 있다.
본 발명은 BIM 데이터가 가지는 구조적 문제점을 해결하고 GIS 데이터와의 효율적 연결(연계)이 가능하도록 함으로써, 도시 단위의 대용량 데이터에 대한 원활한 가시화 처리 및 인터넷 서비스가 가능하도록 하는 BIM 데이터와 GIS 데이터의 연동 처리 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 볼륨(volume) 기반의 BIM 데이터를 서피스(surface) 형태로 변환하여 GIS 데이터와 연계할 수 있도록 하고, 대용량 데이터의 원활한 서비스를 위해 최외곽 경계면만을 추출하여 생성한 하이브리드(Hybrid) 모델 데이터를 원본 데이터와 함께 사용할 수 있도록 하여 BIM 데이터와 GIS 데이터의 상호운용성을 극대화할 수 있는 BIM 데이터와 GIS 데이터의 연동 처리 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 소정의 건물에 상응하는 BIM(Building Information Modeling) 데이터를 이용하여 서피스(surface) 변환 모델을 생성하는 서피스 모델 변환부; 상기 서피스 변환 모델을 이용하여 건물 외곽면을 검출하는 건물 외곽면 검색부; 상기 검출된 건물 외곽면을 조합하여 서비스용 건물 데이터인 하이브리드 모델을 생성하는 건물 데이터 생성부; 및 상기 하이브리드 모델을 미리 저장된 GIS 데이터와 통합하는 데이터 통합부를 포함하는 BIM 데이터와 GIS 데이터의 연동 처리 시스템이 제공된다.
상기 서피스 변환 모델은 상기 BIM 데이터를 이용하여 생성된 볼륨(volume) 기반의 객체의 각 면을 분리하여 생성될 수 있다.
상기 건물 외곽면은 각각의 면에 대해 외곽 방향으로 법선 벡터를 연장하여 교차되는 면이 존재하지 않는 면으로 검출될 수 있다.
상기 건물 외곽면의 검출을 위해 각각의 면들이 폐합되어 있는 공간을 구성하는 면인지 여부를 선행하여 판단할 수 있다.
상기 데이터 통합부의 처리에 의해, 상기 하이브리드 모델이 상기 GIS 데이터에 상응하는 지도 상의 3차원 건물 이미지를 대체하거나 중첩하여 표시될 수 있다.
상기 지도 상에 표시된 상기 하이브리드 모델이 선택되고 상기 하이브리드 모델에 상응하는 건물 내부로 진입이 요청된 경우, 상기 하이브리드 모델에 연결된 BIM 데이터를 이용하여 실내 공간 정보가 생성될 수 있다.
상기 서피스 변환 모델, 상기 하이브리드 모델은 상기 BIM 데이터의 속성 정보와 연결 관계를 가지도록 생성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 연동 처리 유닛에 의해 수행되는 BIM 데이터와 GIS 데이터의 연동 처리 방법에 있어서, 소정의 건물에 상응하는 BIM(Building Information Modeling) 데이터를 이용하여 서피스(surface) 변환 모델을 생성하는 단계; 상기 서피스 변환 모델을 이용하여 건물 외곽면을 검출하는 단계; 상기 검출된 건물 외곽면을 조합하여 서비스용 건물 데이터인 하이브리드 모델을 생성하는 단계; 및 상기 하이브리드 모델을 미리 저장된 GIS 데이터와 통합하는 단계를 포함하는 BIM 데이터와 GIS 데이터의 연동 처리 방법이 제공된다.
상기 서피스 변환 모델은 상기 BIM 데이터를 이용하여 생성된 볼륨(volume) 기반의 객체의 각 면을 분리하여 생성될 수 있다.
상기 건물 외곽면은 각각의 면에 대해 외곽 방향으로 법선 벡터를 연장하여 교차되는 면이 존재하지 않는 면으로 검출될 수 있다.
상기 건물 외곽면의 검출을 위해 각각의 면들이 폐합되어 있는 공간을 구성하는 면인지 여부가 더 판단될 수 있다.
상기 통합하는 단계에 의해, 상기 하이브리드 모델이 상기 GIS 데이터에 상응하는 지도 상의 3차원 건물 이미지를 대체하거나 중첩하여 표시될 수 있다.
상기 지도 상에 표시된 상기 하이브리드 모델이 선택되고 상기 하이브리드 모델에 상응하는 건물 내부로 진입이 요청된 경우, 상기 하이브리드 모델에 연결된 BIM 데이터를 이용하여 상기 하이브리드 모델에 상응하는 실내 공간 정보가 생성될 수 있다.
상기 서피스 변환 모델, 상기 하이브리드 모델은 상기 BIM 데이터의 속성 정보와 연결 관계를 가지도록 생성될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, BIM 데이터가 가지는 구조적 문제점을 해결하고 GIS 데이터와의 효율적 연결이 가능하도록 함으로써, 도시 단위의 대용량 데이터에 대한 원활한 가시화 처리 및 인터넷 서비스가 가능하도록 하는 효과가 있다.
또한 볼륨(volume) 기반의 BIM 데이터를 서피스(surface) 형태로 변환하여 GIS 데이터와 연계할 수 있도록 하고, 대용량 데이터의 원활한 서비스를 위해 최외곽 경계면만을 추출하여 생성한 하이브리드(Hybrid) 모델 데이터를 원본 데이터와 함께 사용할 수 있도록 하여 BIM 데이터와 GIS 데이터의 상호운용성을 극대화할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 BIM 데이터와 GIS 데이터의 연동 처리 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서피스(surface) 모델 변환 개념을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 건물 외곽면 검색 개념을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 통합을 통한 이종 데이터의 상호 운용 형태를 예시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 BIM 데이터와 GIS 데이터의 연동 처리 방법을 나타낸 순서도.
본 발명은 다양한 변경을 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 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 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 명세서에서, "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.
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.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 BIM 데이터와 GIS 데이터의 연동 처리 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서피스(surface) 모델 변환 개념을 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 건물 외곽면 검색 개념을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 통합을 통한 이종 데이터의 상호 운용 형태를 예시한 도면이다.
관련도면을 참조하여 본 실시예를 설명함에 있어, 서피스(Surface) 변환 모델은 볼륨(Volume) 기반의 BIM 데이터를 서피스 형태로 변환한 모델로 정의할 수 있고, 서피스 변환 모델에는 BIM 객체를 구성하는 개별 개체의 모든 면들이 포함되어 있으며, 한 개체를 구성하는 면들은 하나의 구조체로 연결되어 저장부(130)에 저장될 수 있다.
또한, 하이브리드(Hybrid) 모델은 서피스 변환 모델을 구성하는 모든 면들 중에서 건물의 최외곽을 구성하는 면들만을 이용하여 생성된 모델로 정의될 수 있다. 하이브리드 모델은 기본적으로 메쉬 모델의 형태를 가질 수 있으나, 각각의 면들이 원본 BIM 데이터의 속성정보와 연결될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 연동 처리 시스템(100)은 연동 유닛(110), 서비스 수행부(120) 및 저장부(130)를 포함하여 구성될 수 있다. 도시된 구성요소들이 하드웨어 형태로 구성될 수도 있으나, 해당 구성요소들 중 하나 이상은 소프트웨어 프로그램의 형태로 구현될 수도 있다.
연동 유닛(110)은 서피스(surface) 모델 변환부(112), 건물 외곽면 검색부(114), 건물 데이터 생성부(116) 및 데이터 통합부(118)를 포함하여 구성될 수 있다.
서피스(surface) 모델 변환부(112)는 저장부(130)에 저장된 BIM(Building Information Modeling) 데이터를 구성하는 파라미터(parameter)를 이용하여 볼륨(volume) 기반의 객체를 생성한 후, 도 2에 도시된 바와 같이 각 면(surface)을 분리하여 서피스(surface) 변환 모델을 생성한다. 참고로, 도 2의 (a)는 노드(node)의 좌표, 두께 및 높이 등의 정보를 포함하는 파라메트릭 모델(parametric model)을 나타내고, (b)는 생성된 볼륨 기반의 객체를 나타내며, (c)는 생성된 볼륨 기반 객체의 각 면을 분리한 형상을 개념적으로 나타낸다.
도 1에는 서피스 변환 모델을 생성하기 위해 이용되는 BIM 데이터가 저장부(130)에 이미 저장되는 경우가 예시되었으나, BIM 데이터는 입력부(도시되지 않음)를 통해 실시간 입력될 수도 있음은 당연하다.
서피스 모델 변환부(112)에 의해 생성되는 서피스 변환 모델의 객체는 예를 들어 BIM 데이터가 포함하는 모든 데이터를 그대로 적용하여 생성될 수 있고, 건물 내부의 건축 구조물(예를 들어 벽, 문, 창문, 기둥 등)뿐 아니라 건물 내의 전선, 상수관, 전등, 탁자, 의자 등의 기타 구조물을 포함할 수 있으며, 필요에 따라서는 사람 등도 포함할 수 있다.
생성된 서피스 변환 모델은 예를 들어 통상의 GIS(Geographic Information System) 데이터와 같이 버틱스 리스트(Vertex List), 페이스 리스트(Face List), 유브이 리스트(UV List) 등의 정보뿐 아니라 페이스(Face)들의 조합으로 이루어진 개별 개체에 대한 오브젝트 리스트(Object List)를 함께 정의하여 저장부(130)의 서피스 데이터 저장 영역(134)에 바이너리 형태로 저장될 수 있고, 오브젝트 리스트에 정의되어 있는 개별 개체는 원본 BIM 데이터의 속성정보와 연결 관계를 가지도록 구성될 수 있다.
건물 외곽면 검색부(114)는 서피스 모델 변환부(112)에 의해 생성된 각각의 서피스 변환 모델의 배치 위치 및 상호 관계 등 중 하나 이상을 고려하여 해당 건물의 최외곽면을 각각 검출한다.
건물 외곽면 검색부(114)가 건물의 최외곽면을 검출하기 위한 방법은 다양할 수 있으나, 여기서는 설명의 편의를 위해 법선 벡터를 이용하는 경우를 예로 들어 간략히 설명한다.
건물 외곽면 검색부(114)는 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 개별 서피스(surface)에 대해 외곽 방향으로 법선 벡터를 연장한 후, 교차되는 면의 존재 여부에 따라 최외곽면 여부를 판단할 수 있다.
건물 외곽면 검색부(114)는 기본적으로 교차하는 면이 없는 경우 최외곽면으로 결정할 수 있고, 예를 들어 벽체의 일부가 개방(open)되어 교차면이 발생하지 않는 내부의 면도 3차원 GIS 데이터 규정에 따라 외곽면으로 판단하도록 구성될 수 있다. 예를 들어 3차원 건물을 구성하여 텍스처 매핑(texture mapping)을 수행하는 경우 개방된 공간을 통해 내부면이 보일 수 있으나 그러한 면도 외곽면으로 인정할 수 있으며, 창문과 같이 특정 재질의 물체로 막혀있는 경우 해당 물체가 투명한 물체일지라도 그 내부의 면은 보이지 않는 것으로 간주하도록 설정될 수 있다.
전술한 방법을 이용하는 경우, 건물의 형태가 매우 복잡하여 최외곽면일지라도 다른 면에 교차되는 경우 판단 오류가 발생될 가능성이 있어, 이를 위해 사전에 각각의 면들이 폐합되어 있는 공간을 구성하는 면인지 아닌지를 판단하는 과정을 선행할 수도 있다. 만약 특정 면의 법선 벡터에 대해 교차하는 면이 존재한다면, 그 교차면이 폐합된 공간을 구성하는 면인지 아니면 단지 오픈된 공간 상에 존재하는 면인지를 판단하여 폐합된 공간을 구성하는 면인 경우에는 최외곽면으로 판단할 수 있다.
이와 같은 방법에 의해 건물 내부의 개체들을 제거하여 경량화해 줌으로써 도시 단위의 대용량 자료 서비스를 수행하는 경우 처리 속도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
건물 데이터 생성부(116)는 건물 외곽면 검색부(114)에 의해 추출된 최외곽면들을 조합하여 서피스 기반의 건물 모델(즉, 하이브리드 모델)을 생성하여 저장부(130)의 서피스 데이터 저장 영역(134)에 저장한다.
데이터 통합부(118)는 BIM 데이터로부터 변환된 서비스용 하이브리드(Hybrid) 모델 데이터와 GIS 건물 데이터를 통합하여 관련 데이터들이 동일한 환경에서 함께 운용할 수 있도록 통합 처리한다.
도 4에는 데이터 통합에 따른 이종 데이터의 상호 운용 형태가 예시되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 지표면에 대한 지형 데이터(DEM)와 지형 텍스처(정사영상), 3차원 GIS 건물모델뿐 아니라, BIM 모델로부터 생성된 하이브리드 모델 등이 함께 화면 상에 가시화되어 나타나며, 이를 통해 BIM과 GIS의 두 이종 데이터를 동일한 환경에서 함께 통합하여 운용할 수 있다.
참고로, 화면 상에 표시되는 건물 데이터는 하이브리드 모델과 3차원 GIS 모델 모두 건물 객체가 저장되어 있는 파일명으로 구분될 수 있고, 각 건물 객체 및 건물 내의 개별 개체들은 각각 부여된 유일한(unique) ID를 통해 저장부(130)의 속성정보와 연계될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 서비스 수행부(120)는 사용자의 요청에 따라 하이브리드 모델을 이용한 대용량 실외 데이터 서비스를 수행하거나, 파라메트릭 모델 형태의 BIM 데이터를 이용하여 실내 데이터 서비스를 수행한다.
사용자는 도 4에 예시된 지도 이미지에 포함되어 표시된 하이브리드 모델을 선택함으로써 해당 하이브리드 모델에 연계되도록 설정된 BIM 데이터를 이용한 서비스를 제공받을 수 있을 것이다. 물론, 특정 건물에 부합되는 실내 공간 정보만의 제공을 요청하는 경우 BIM 데이터 저장 영역(132)에 저장된 BIM 데이터를 그대로 이용한 서비스를 제공받을 수도 있음은 당연하다.
저장부(130)는 BIM 데이터 저장 영역(132), 서피스 데이터 저장 영역(134) 및 GIS 데이터 저장 영역(136)포함하여 구성될 수 있다. 도 1의 저장 영역 구분은 설명의 편의를 위한 것으로, 도시된 저장 영역 구분에 제한되지 않음은 당연하며, 서비스 수행부(120)의 서비스 수행 이력 정보를 저장하기 위한 저장 영역이 더 포함될 수도 있다.
BIM 데이터 저장 영역(132)에는 실내 공간 정보에 대한 서비스를 제공하거나, 하이브리드 모델을 형성하기 위한 BIM 데이터가 저장될 수 있다.
BIM 데이터는 IFC 표준 포맷으로 대표될 수 있고 파라미터 기반으로 구성된다. 예를 들어, 벽면과 같은 직육면체를 표현하기 위해 BIM 데이터는 벽면의 하단부 중심 라인의 양 끝점에 대한 3차원 좌표와 해당 라인의 두께 및 벽면의 높이 등의 값을 포함할 수 있다. 따라서, BIM 데이터를 이용하여 3차원 객체를 화면상에 표시하기 위해서는 저장된 파라미터를 기반으로 그 형태를 매번 계산하여야 하는 특징이 있다.
서피스 데이터 저장 영역(134)에는 연동 유닛(110)에서 하이브리드 모델을 생성하는 과정에서 생성되는 데이터, 하이브리드 모델에 관한 데이터 및 하이브리드 모델과 이에 상응하는 BIM 데이터의 연결 정보 등 중 하나 이상이 저장될 수 있다.
BIM 데이터 저장 영역(132)에 저장되는 BIM 데이터와 후술될 GIS 데이터 저장 영역(136)에 저장되는 GIS 데이터는 각각 메쉬 기반의 데이터와 파라미터 기반의 데이터로 상호 연계 운용될 수 없는 한계가 있어, 본 실시예에서는 양자를 연계 운용하기 위한 하이브리드 모델을 제시하고 있다.
즉, BIM 데이터와 GIS 데이터는 그 성격과 활용 도메인이 매우 상이하여 1:1로 매핑이 어렵고 동일한 환경에서 함께 서비스하기가 어렵다는 기술적 문제점을 가지고 있으며, 따라서 지금까지의 기술들은 지형 데이터 위에 한 채 정도의 BIM 데이터를 함께 도시한 후 이를 기반으로 서비스를 수행하는 정도에 머물러 있는 실정이었지만, 본 실시예의 하이브리드 모델을 적용하는 경우 이와 같은 한계를 극복하여 모바일 환경의 서비스까지도 가능하게 할 수 있다.
GIS 데이터 저장부(136)에는 하이브리드 모델과 통합되기 위한 GIS 데이터가 저장된다.
3차원 GIS 데이터는 지형, 건물 등 각각의 개별 객체를 연속되는 삼각평면(메쉬) 형태로 구성하는 방식을 취하고 있으며, 메쉬를 기반으로 구성된 3차원 객체는 메쉬 모델로 정의될 수 있다.
메쉬 모델은 3차원 객체의 표면에 대한 형태 정보만을 묘사한 것으로 그 내부는 채워지지 않은 형태를 나타내며, 메쉬 모델의 세밀도는 결국 3차원 객체를 구성하는 개별 삼각형의 크기에 의해 좌우된다.
통상적으로 메쉬 기반의 3차원 GIS 데이터는 기본적으로 Vertex List, Face List, UV List를 포함하며, 이들은 통상적으로 바이너리 형태로 저장된다. 여기서, Vertex List는 3차원 객체를 구성하고 있는 모든 점들의 3차원 좌표를 포인트(Point) ID와 함께 순차적으로 저장한 정보이고, Face List는 3개의 정점(Vertex)으로 이루어지는 개별 삼각평면을 정의한 것으로 Vertex List에 포함되어 있는 포인트 ID만으로 구성된 정보이며, UV List는 각각의 평면(Face)에 적용되는 텍스처가 하나의 텍스처 영상의 어느 위치에 있는지 지정하는 것으로 평면(Face)을 구성하는 Vertex의 포인트 ID와 1:1로 매핑되도록 구성된 정보이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 BIM 데이터와 GIS 데이터의 연동 처리 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5를 참조하면, 단계 510에서 연동 처리 시스템(100)은 저장부(130)에 저장된 BIM 데이터를 구성하는 파라미터(parameter)를 이용하여 볼륨(volume) 기반의 객체를 생성한 후, 생성된 볼륨 기반 객체의 각 면을 분리하여 서피스(surface) 변환 모델을 생성한다. 서피스 변환 모델을 생성하기 위해 이용되는 BIM 데이터가 저장부(130)에 미리 저장되지 않고 입력부(도시되지 않음)를 통해 실시간 입력될 수도 있음은 앞서 설명한 바와 같다.
단계 520에서 연동 처리 시스템(100)은 생성된 각각의 서피스 변환 모델의 배치 위치 및 상호 관계 등 중 하나 이상을 고려하여 해당 건물의 최외곽면을 각각 검출한다. 해당 건물의 최외곽면 검출을 위해 예를 들어 각각의 개별 서피스(surface)에 대해 외곽 방향으로 법선 벡터를 연장한 후, 교차되는 면의 존재 여부에 따라 최외곽면 여부를 판단하는 방법 등이 이용될 수 있다.
단계 530에서 연동 처리 시스템(100)은 검출된 각각의 건물 최외곽면을 이용하여 서비스용 건물 데이터(즉, 하이브리드 모델)를 생성한다. 생성된 각각의 하이브리드 모델은 저장부(130)의 BIM 데이터 저장 영역(132)에 저장된 원본 BIM 데이터와 연결 설정될 수 있다.
단계 540에서 연동 처리 시스템(100)은 생성된 하이브리드 모델을 저장부(130)의 GIS 데이터 저장 영역(136)에 저장된 GIS 데이터와 통합 처리한다. 단계 540에 의해 사용자가 화면상에 표시된 지도 이미지 내의 하나 이상의 건물 이미지가 하이브리드 모델로 대체되거나 원본 건물 이미지에 하이브리드 모델이 중첩 표시될 수 있을 것이다.
이하, 전술한 과정에 의해 GIS 데이터와 통합 처리된 하이브리드 모델을 이용하여 대용량 실외 데이터 서비스를 제공하는 과정을 간단히 설명한다.
사용자는 인터넷이나 모바일 단말기를 이용하여 대용량 실외 데이터 서비스(예를 들어, 지도 서비스)를 제공하는 서비스 플랫폼(즉, 서비스 서버)에 접속한다. 서비스 플랫폼에 접속되는 사용자 단말기 표시부에는 예를 들어 지구 전체 모습을 나타내는 지구본 형태의 3차원 화면이 도시될 수 있고, 사용자는 자신이 관심있는 지역을 검색하거나 또는 화면을 확대하여 위치를 이동할 수 있다.
사용자의 검색 위치 이동 등에 따라 표시 화면의 배율이 확대되면 도 4에 예시된 바와 같이 건물들의 형상이 사용자 단말기의 표시부에 디스플레이된다. 표시된 건물 형상들 중 하나 이상은 앞서 설명한 방식으로 생성된 하이브리드 모델일 수 있고, 다른 하나 이상은 GIS 데이터에 의해 표출된 건물 형상일 수 있다. 사용자는 화면에 도시된 3차원 공간정보에 대해 확대, 이동, 회전 등을 통해 원하는 작업을 수행할 수 있다.
사용자가 화면상에 표시된 3차원 건물 객체 중 BIM 데이터로부터 생성된 하이브리드 모델을 마우스 동작을 통해 선택하면, 서비스 서버는 그 객체와 연결되어 있는 원본 BIM 데이터의 속성 정보를 사용자 단말기로 전송하여 해당 정보가 표시부에 디스플레이되도록 한다.
사용자가 3차원 형태로 건물 외부를 네비게이팅하다가 특정 건물 내부로 진입하는 경우, 서비스 서버는 해당 건물의 원본 BIM 데이터가 포함하고 있는 파라미터 정보를 이용하여 3차원 객체를 구성한 후 해당 정보를 사용자 단말기로 전송함으로써 사용자는 데이터 손실 없이 실내정보에 대한 서비스를 받을 수 있다.
실내에서도 사용자가 특정 개체를 선택하거나 검색을 수행하는 경우, 그 정보는 서비스 서버로 전달되고, 서비스 서버는 저장부(130)에서 해당 정보를 추출하거나 관련 처리를 수행하여 사용자 단말기로 전송함으로써 사용자는 해당 속성정보나 검색결과를 동일하게 확인할 수 있다.
전술한 하이브리드 모델을 이용하여 실외 대용량 데이터 서비스를 제공하는 경우 IFC 포맷의 원본 BIM 데이터를 이용하는 경우보다 화면 로딩 시간 및 메모리 사용량이 급격히 감소됨을 실험적으로 확인하였으며, 실험 결과는 아래 표와 같다.
구분 IFC 포맷 서피스 변환 모델 하이브리드 모델
데이터
용량
(MB)		 로딩
시간
(초)		 메모리
사용량
(MB)		 데이터
용량
(MB)		 로딩
시간
(초)		 메모리
사용량
(MB)		 데이터
용량
(MB)		 로딩
시간
(초)		 메모리
사용량
(MB)
데이터
#1		 67 22.05 499 32 1.28 177 7 0.30 56
데이터
#2		 26 217.22 1,029 213 8.69 890 66 2.59 286
데이터
#3		 12 5.99 156 11 0.44 75 4 0.20 43
위 표에서 보이는 바와 같이, 최외곽면으로 구성된 서비스용 하이브리드 모델을 이용하는 경우, 원본 IFC 데이터를 이용하는 경우에 비해 화면 로딩시간은 최고 약 83배, 메모리 사용량은 약 8배 정도까지 감소하는 효과를 나타내고 있다.
전술한 BIM 데이터와 GIS 데이터의 연동 처리 방법은 디지털 처리 장치에 내장되거나 설치된 프로그램 등에 의해 시계열적 순서에 따른 자동화된 절차로 수행될 수도 있음은 당연하다. 상기 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 프로그램은 디지털 처리 장치가 읽을 수 있는 정보저장매체(computer readable media)에 저장되고, 디지털 처리 장치에 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.
100 : 연동 처리 시스템 110 : 연동 유닛
112 : 서피스 모델 변환부 114 : 건물 외곽면 검색부
116 : 건물 데이터 생성부 118 : 데이터 통합부
120 : 서비스 수행부 130 : 저장부
132 : BIM 데이터 저장 영역 134 : 서피스 데이터 저장 영역
136 : GIS 데이터 저장 영역

Claims (15)

  1. 소정의 건물에 상응하는 BIM(Building Information Modeling) 데이터를 이용하여 서피스(surface) 변환 모델을 생성하는 서피스 모델 변환부;
    상기 서피스 변환 모델을 이용하여 건물 외곽면을 검출하는 건물 외곽면 검색부;
    상기 검출된 건물 외곽면을 조합하여 서비스용 건물 데이터인 하이브리드 모델을 생성하는 건물 데이터 생성부; 및
    상기 하이브리드 모델을 미리 저장된 GIS 데이터와 통합하는 데이터 통합부를 포함하되,
    상기 데이터 통합부의 처리에 의해, 상기 하이브리드 모델이 상기 GIS 데이터에 상응하는 지도 상의 3차원 건물 이미지를 대체하거나 중첩하여 표시되고,
    상기 지도 상에 표시된 상기 하이브리드 모델이 선택되고 상기 하이브리드 모델에 상응하는 건물 내부로 진입이 요청된 경우, 상기 하이브리드 모델에 연결된 BIM 데이터를 이용하여 실내 공간 정보가 생성되는 것을 특징으로 하는 BIM 데이터와 GIS 데이터의 연동 처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서피스 변환 모델은 상기 BIM 데이터를 이용하여 생성된 볼륨(volume) 기반의 객체의 각 면을 분리하여 생성되는 것을 특징으로 하는 BIM 데이터와 GIS 데이터의 연동 처리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 건물 외곽면은 각각의 면에 대해 외곽 방향으로 법선 벡터를 연장하여 교차되는 면이 존재하지 않는 면으로 검출되는 것을 특징으로 하는 BIM 데이터와 GIS 데이터의 연동 처리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 건물 외곽면의 검출을 위해 각각의 면들이 폐합되어 있는 공간을 구성하는 면인지 여부를 선행하여 판단하는 것을 특징으로 하는 BIM 데이터와 GIS 데이터의 연동 처리 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 서피스 변환 모델, 상기 하이브리드 모델은 상기 BIM 데이터의 속성 정보와 연결 관계를 가지도록 생성되는 것을 특징으로 하는 BIM 데이터와 GIS 데이터의 연동 처리 시스템.
  8. 연동 처리 유닛에 의해 수행되는 BIM 데이터와 GIS 데이터의 연동 처리 방법에 있어서,
    소정의 건물에 상응하는 BIM(Building Information Modeling) 데이터를 이용하여 서피스(surface) 변환 모델을 생성하는 단계;
    상기 서피스 변환 모델을 이용하여 건물 외곽면을 검출하는 단계;
    상기 검출된 건물 외곽면을 조합하여 서비스용 건물 데이터인 하이브리드 모델을 생성하는 단계; 및
    상기 하이브리드 모델을 미리 저장된 GIS 데이터와 통합하는 단계를 포함하되,
    상기 통합하는 단계에 의해, 상기 하이브리드 모델이 상기 GIS 데이터에 상응하는 지도 상의 3차원 건물 이미지를 대체하거나 중첩하여 표시되고,
    상기 지도 상에 표시된 상기 하이브리드 모델이 선택되고 상기 하이브리드 모델에 상응하는 건물 내부로 진입이 요청된 경우, 상기 하이브리드 모델에 연결된 BIM 데이터를 이용하여 상기 하이브리드 모델에 상응하는 실내 공간 정보가 생성되는 것을 특징으로 하는 BIM 데이터와 GIS 데이터의 연동 처리 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 서피스 변환 모델은 상기 BIM 데이터를 이용하여 생성된 볼륨(volume) 기반의 객체의 각 면을 분리하여 생성되는 것을 특징으로 하는 BIM 데이터와 GIS 데이터의 연동 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 건물 외곽면은 각각의 면에 대해 외곽 방향으로 법선 벡터를 연장하여 교차되는 면이 존재하지 않는 면으로 검출되는 것을 특징으로 하는 BIM 데이터와 GIS 데이터의 연동 처리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 건물 외곽면의 검출을 위해 각각의 면들이 폐합되어 있는 공간을 구성하는 면인지 여부가 더 판단되는 것을 특징으로 하는 BIM 데이터와 GIS 데이터의 연동 처리 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제8항에 있어서,
    상기 서피스 변환 모델, 상기 하이브리드 모델은 상기 BIM 데이터의 속성 정보와 연결 관계를 가지도록 생성되는 것을 특징으로 하는 BIM 데이터와 GIS 데이터의 연동 처리 방법.
  15. 제8항 내지 제11항 및 제14항 중 어느 한 항에 기재된 BIM 데이터와 GIS 데이터의 연동 처리 방법을 수행하기 위하여 디지털 처리 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 기록된 기록매체.
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