KR101519072B1 - Apparatus and method for calculating design wind speed by collecting samples - Google Patents
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Abstract
본 발명은 표본 수집을 통하여 설계풍속을 산정하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 설계풍속 산정 장치는, 대상 영역 내 다수의 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 수집하는 샘플 지점 정보 수집부; 상기 대상 영역 내에 다수의 타겟 지점을 생성하고, 상기 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 기반으로 상기 타겟 지점의 표고 정보를 획득하는 타겟 지점 정보 획득부; 상기 타겟 지점의 표고 정보를 기반으로 상기 대상 영역의 지표면 높이를 산출하는 지표면 높이 산출부; 각 타겟 지점에 대하여 표고에 건물 높이가 반영된 전체 높이와 상기 지표면 높이 간의 차이값을 계산하고, 상기 차이값에 대한 도수분포를 산출하는 도수분포 산출부; 상기 도수분포의 계급에 지표면 조도를 할당하고, 상기 지표면 조도마다 설정된 파라미터값에 상기 도수분포를 기반으로 한 가중치를 적용하여, 상기 대상 영역의 파라미터값을 산출하는 파라미터값 산출부; 그리고 상기 산출된 파라미터값을 이용하여 상기 대상 영역의 설계풍속을 산정하는 설계풍속 산정부;를 포함할 수 있다.The present invention relates to an apparatus and method for estimating a design wind speed through sample collection. The apparatus for estimating wind velocity according to an embodiment of the present invention includes a sample point information collecting unit for collecting position information and altitude information of a plurality of sample points in a target area; A target point information obtaining unit that creates a plurality of target points within the target area and obtains elevation information of the target point based on position information and elevation information of the sample points; A ground surface height calculating unit for calculating a ground surface height of the target area based on the elevation information of the target point; A frequency distribution calculating unit for calculating a difference value between the total height of the elevation reflecting the building height and the height of the ground surface for each target point and calculating a frequency distribution of the difference; A parameter value calculating unit for assigning a surface roughness to the rank of the frequency distribution and calculating a parameter value of the target area by applying a weight based on the frequency distribution to the parameter value set for each of the surface roughnesses; And a design wind speed calculation unit for calculating the design wind speed of the target area using the calculated parameter value.
Description
본 발명은 표본 수집을 통하여 설계풍속을 산정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for estimating a design wind speed through sample collection.
건축물 설계에 있어서 바람의 영향은 반드시 고려해야 할 항목 중 하나이다. 풍속 또는 풍향과 같은 바람의 특성은 주변 지역의 영향을 받을 수 있으며, 주변 지역에 의해 풍속이 빨라지는 경우 건물의 안전을 위협할 수 있다. 바람이 건물에 가하는 하중을 고려하기 위해, 건축물의 설계 시 풍하중을 계산하며, 풍하중을 계산하기 위해서는 설계풍속을 산정할 필요가 있다.The influence of wind in the design of buildings is one of the items to be considered. Wind characteristics such as wind speed or wind direction can be affected by the surrounding area, and if the wind velocity is accelerated by the surrounding area, the safety of the building can be threatened. In order to take into account the load the wind makes on the building, it is necessary to calculate the wind load in designing the building and the design wind speed in order to calculate the wind load.
설계풍속을 산정하는 과정에서, 지표면의 거칠기를 나타내는 지표면 조도에 따라 설계풍속의 계산에 사용되는 파라미터값들이 결정된다. 종래에는 이러한 지표면 조도가 설계자의 주관적인 판단에 의해 결정되었으며, 그로 인해 상기 파라미터값들이 객관적이고 합리적으로 산정되지 못하는 문제가 있었다.In the process of estimating the design wind speed, the parameter values used in the calculation of the design wind speed are determined according to the surface roughness representing the surface roughness. Conventionally, such ground surface roughness has been determined by subjective judgment of the designer, and the parameter values are not objectively and reasonably estimated.
본 발명의 일 실시예는, 설계풍속의 계산에 사용되는 파라미터값을 보다 객관적이고 합리적으로 산출하여, 보다 적절한 설계풍속을 계산할 수 있는 설계풍속 산정 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an apparatus and method for designing a wind speed which can more objectively and reasonably calculate a parameter value used for calculation of a design wind speed and calculate a more appropriate design wind speed.
본 발명의 일 실시예에 따른 설계풍속 산정 장치는, 대상 영역 내 다수의 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 수집하는 샘플 지점 정보 수집부; 상기 대상 영역 내에 다수의 타겟 지점을 생성하고, 상기 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 기반으로 상기 타겟 지점의 표고 정보를 획득하는 타겟 지점 정보 획득부; 상기 타겟 지점의 표고 정보를 기반으로 상기 대상 영역의 지표면 높이를 산출하는 지표면 높이 산출부; 각 타겟 지점에 대하여 표고에 건물 높이가 반영된 전체 높이와 상기 지표면 높이 간의 차이값을 계산하고, 상기 차이값에 대한 도수분포를 산출하는 도수분포 산출부; 상기 도수분포의 계급에 지표면 조도를 할당하고, 상기 지표면 조도마다 설정된 파라미터값에 상기 도수분포를 기반으로 한 가중치를 적용하여, 상기 대상 영역의 파라미터값을 산출하는 파라미터값 산출부; 그리고 상기 산출된 파라미터값을 이용하여 상기 대상 영역의 설계풍속을 산정하는 설계풍속 산정부;를 포함할 수 있다.The apparatus for estimating wind velocity according to an embodiment of the present invention includes a sample point information collecting unit for collecting position information and altitude information of a plurality of sample points in a target area; A target point information obtaining unit that creates a plurality of target points within the target area and obtains elevation information of the target point based on position information and elevation information of the sample points; A ground surface height calculating unit for calculating a ground surface height of the target area based on the elevation information of the target point; A frequency distribution calculating unit for calculating a difference value between the total height of the elevation reflecting the building height and the height of the ground surface for each target point and calculating a frequency distribution of the difference; A parameter value calculating unit for assigning a surface roughness to the rank of the frequency distribution and calculating a parameter value of the target area by applying a weight based on the frequency distribution to the parameter value set for each of the surface roughnesses; And a design wind speed calculation unit for calculating the design wind speed of the target area using the calculated parameter value.
상기 샘플 지점 정보 수집부는: 상기 대상 영역의 전자지도(digital map); 그리고 상기 대상 영역을 측량하여 얻은 측량 데이터; 중 적어도 하나로부터 상기 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 수집할 수 있다.The sample point information collecting unit may include: an electronic map of the object area; And survey data obtained by surveying the target area; The position information and the altitude information of the sample point can be collected from at least one of the sample points.
상기 타겟 지점 정보 획득부는: 상기 대상 영역 내에 위치한 건물 상에 상기 타겟 지점을 생성할 수 있다.The target point information obtaining unit may generate the target point on a building located in the target area.
상기 타겟 지점 정보 획득부는: 상기 대상 영역 내에 동일한 간격으로 상기 타겟 지점을 생성할 수 있다.The target point information obtaining unit may generate the target points at equal intervals in the target area.
상기 타겟 지점 정보 획득부는: 상기 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 이용하여 상기 대상 영역의 수치표고모델(DEM)을 생성하고, 상기 수치표고모델(DEM)에서 상기 타겟 지점의 위치에 대응하는 표고를 해당 타겟 지점의 표고 정보로 산정할 수 있다.Wherein the target point information obtaining unit is configured to generate a digital elevation model (DEM) of the target area by using the position information and the elevation information of the sample point, and calculate an elevation value corresponding to a position of the target point in the digital elevation model (DEM) Can be calculated as the elevation information of the target point.
상기 타겟 지점 정보 획득부는: 상기 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 기반으로 보간법을 이용하여 상기 타겟 지점의 표고 정보를 산정할 수 있다.The target point information obtaining unit may calculate elevation information of the target point using an interpolation method based on the position information and the elevation information of the sample point.
상기 지표면 높이 산출부는: 상기 타겟 지점의 표고의 최소값; 상기 타겟 지점의 표고의 최빈수; 상기 타겟 지점의 표고에 대한 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급의 계급값; 상기 타겟 지점의 표고에 대한 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급에 속하는 표고의 평균값; 상기 타겟 지점의 표고에 대한 도수분포에서 가장 낮은 계급의 계급값; 또는 상기 타겟 지점의 표고에 대한 도수분포에서 가장 낮은 계급에 속하는 표고의 평균값;을 상기 지표면 높이로 산출할 수 있다.The ground surface height calculating section may calculate the height of the target point by: a minimum value of the elevation of the target point; An optimal elevation of the elevation of the target point; A rank value of the highest rank in the frequency distribution of the elevation of the target point; An average value of altitudes belonging to a class having the highest frequency in the frequency distribution of the elevation of the target point; A rank value of the lowest rank in the frequency distribution of the elevation of the target point; Or an average value of altitudes belonging to the lowest rank in the frequency distribution of the elevation of the target point;
상기 전체 높이는 표고에 건물의 높이를 합산하여 산출될 수 있다.The total height can be calculated by summing the height of the building on the elevation.
상기 건물의 높이는 건물의 지상층수에 기 설정된 높이를 승산하여 산출될 수 있다.The height of the building can be calculated by multiplying the number of the ground floor of the building by a predetermined height.
상기 파라미터값 산출부는: 상기 계급의 계급값에 따라 상기 지표면 조도를 할당할 수 있다.The parameter value calculation unit may assign the surface roughness according to a rank value of the rank.
상기 파라미터값은 풍속고도분포계수, 지형계수, 난류강도, 풍속고도분포지수, 기준경도풍높이 및 대기경계층시작높이 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The parameter value may include at least one of the wind speed altitude distribution coefficient, the terrain coefficient, the turbulence intensity, the wind speed altitude distribution index, the reference rough wind height, and the atmospheric boundary layer start height.
상기 파라미터값 산출부는: 각 계급의 상대도수를 계산하고, 상기 지표면 조도마다 설정된 파라미터값에 상기 상대도수를 곱하여 산출된 값을 합산할 수 있다.The parameter value calculation unit may calculate the relative degrees of each rank and add the calculated values by multiplying the parameter values set for each of the ground surface roughnesses by the relative degrees.
본 발명의 일 실시예에 따른 설계풍속 산정 방법은, 대상 영역으로부터 수집된 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 이용하여 타겟 지점의 표고 정보를 획득하고, 상기 타겟 지점의 표고 정보 및 건물 정보를 기반으로 산출된 데이터로 도수분포를 산출하고, 상기 도수분포를 기반으로 지표면 조도마다 설정된 파라미터값에 가중치를 적용하여 상기 대상 영역의 파라미터값을 산출하고, 상기 산출된 파라미터값을 이용하여 상기 대상 영역의 설계풍속을 산정할 수 있다.The method for estimating the design wind speed according to an embodiment of the present invention includes the steps of acquiring elevation information of a target point using position information and elevation information of a sample point collected from a target area, Calculating a parameter value of the target area by applying a weight to a parameter value set for each of the ground surface roughnesses based on the frequency distribution, and calculating a parameter value of the target area by using the calculated parameter value, The design wind speed can be calculated.
본 발명의 일 실시예에 따른 설계풍속 산정 방법은, 대상 영역 내 다수의 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 수집하는 단계; 상기 대상 영역 내에 다수의 타겟 지점을 생성하고, 상기 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 기반으로 상기 타겟 지점의 표고 정보를 획득하는 단계; 상기 타겟 지점의 표고 정보를 기반으로 상기 대상 영역의 지표면 높이를 산출하는 단계; 각 타겟 지점에 대하여 표고에 건물 높이가 반영된 전체 높이와 상기 지표면 높이 간의 차이값을 계산하고, 상기 차이값에 대한 도수분포를 산출하는 단계; 상기 도수분포의 계급에 지표면 조도를 할당하고, 상기 지표면 조도마다 설정된 파라미터값에 상기 도수분포를 기반으로 한 가중치를 적용하여 상기 대상 영역의 파라미터값을 산출하는 단계; 그리고 상기 산출된 파라미터값을 이용하여 상기 대상 영역의 설계풍속을 산정하는 단계;를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method for calculating wind speed, comprising: collecting position information and altitude information of a plurality of sample points in a target area; Generating a plurality of target points within the target area and obtaining elevation information of the target point based on the position information and elevation information of the sample point; Calculating a height of a surface of the target area based on elevation information of the target point; Calculating a difference value between the height of the ground surface and the total height of the elevation reflecting the height of the building for each target point and calculating a frequency distribution of the difference; Calculating a parameter value of the target area by assigning a surface roughness to the rank of the frequency distribution and applying a weight based on the frequency distribution to a parameter value set for each of the surface roughnesses; And calculating the design wind speed of the target area using the calculated parameter value.
상기 타겟 지점의 표고 정보를 획득하는 단계는: 상기 대상 영역 내에 위치한 건물 상에 상기 타겟 지점을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The step of obtaining the elevation information of the target point may comprise: generating the target point on a building located within the target area.
상기 타겟 지점의 표고 정보를 획득하는 단계는: 상기 대상 영역 내에 동일한 간격으로 상기 타겟 지점을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The step of obtaining elevation information of the target point may include: generating the target point at equal intervals in the target area.
상기 타겟 지점의 표고 정보를 획득하는 단계는: 상기 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 이용하여 상기 대상 영역의 수치표고모델(DEM)을 생성하는 단계; 그리고 상기 수치표고모델(DEM)에서 상기 타겟 지점의 위치에 대응하는 표고를 해당 타겟 지점의 표고 정보로 산정하는 단계;를 포함할 수 있다.The step of obtaining the elevation information of the target point may include: generating a digital elevation model (DEM) of the object area using the position information and the elevation information of the sample point; And calculating an elevation corresponding to the position of the target point in the digital elevation model (DEM) as elevation information of the corresponding target point.
상기 타겟 지점의 표고 정보를 획득하는 단계는: 상기 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 기반으로 보간법을 이용하여 상기 타겟 지점의 표고 정보를 산정하는 단계;를 포함할 수 있다.The step of obtaining the elevation information of the target point may include: calculating elevation information of the target point using an interpolation method based on the position information and the elevation information of the sample point.
상기 전체 높이는 표고에 건물의 높이를 합산하여 산출될 수 있다.The total height can be calculated by summing the height of the building on the elevation.
상기 건물의 높이는 건물의 지상층수에 기 설정된 높이를 승산하여 산출될 수 있다.The height of the building can be calculated by multiplying the number of the ground floor of the building by a predetermined height.
본 발명의 일 실시예에 따른 설계풍속 산정 방법은, 컴퓨터로 실행될 수 있는 프로그램으로 구현되어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다.The design wind speed calculation method according to an embodiment of the present invention can be implemented by a computer-executable program and recorded on a computer-readable recording medium.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 설계자가 주관적으로 판단한 지표면 조도에 의해 설계풍속 계산에 사용되는 파라미터값이 부적절하게 결정되는 것을 방지할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to prevent the parameter value used for calculating the design wind speed from being improperly determined by the ground surface roughness judged by the designer.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 설계풍속이 지나치게 높거나 낮게 계산되는 것을 방지하여 건축물의 경제성 및 안전성을 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to prevent the design wind speed from being calculated to be excessively high or low, thereby improving the economics and safety of the building.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 설계풍속 산정 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 설계풍속이 산정되는 대상 영역의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 대상 영역 내에 생성된 타겟 지점의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 대상 영역 내에 생성된 타겟 지점의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 대상 영역 내에 생성된 타겟 지점의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 대상 영역 내 다수의 타겟 지점의 표고를 순서대로 늘어놓은 예시적인 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 대상 영역 내 다수의 타겟 지점의 표고에 대한 도수분포를 나타내는 예시적인 도수분포도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 타겟 지점의 전체 높이를 구하는 과정을 설명하는 예시적인 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 대상 영역 내 다수의 타겟 지점의 전체 높이와 지표면 높이 간의 차이값에 대하여 산출된 도수분포를 나타내는 도수분포도의 일 예이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 지표면 조도마다 설정된 파라미터값을 예시적으로 나타내는 표이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 설계풍속 산정 방법을 설명하는 도면이다.1 is a block diagram showing a design wind speed estimating apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an example of an object area where a design wind speed is estimated according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is an illustration of an example of a target point created within an object area in accordance with an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an example of a target point created within an object region in accordance with another embodiment of the present invention.
5 and 6 are views showing an example of a target point generated in a target area according to another embodiment of the present invention.
7 is an exemplary graph illustrating the elevation of the elevation of a plurality of target points in an area of interest in accordance with an embodiment of the present invention.
8 is an exemplary frequency distribution diagram illustrating frequency distributions for altitudes of a plurality of target points in an object area in accordance with an embodiment of the present invention.
9 is an exemplary diagram illustrating a process of determining the total height of a target point according to an embodiment of the present invention.
10 is an example of a frequency distribution diagram showing a frequency distribution calculated with respect to a difference value between a total height of a plurality of target points in a target area and a height of a ground surface according to an embodiment of the present invention.
11 is a table exemplarily showing parameter values set for each surface roughness according to an embodiment of the present invention.
12 is a view for explaining a design wind speed calculation method according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Other advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.
만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.Unless defined otherwise, all terms (including technical or scientific terms) used herein have the same meaning as commonly accepted by the generic art in the prior art to which this invention belongs. Terms defined by generic dictionaries may be interpreted to have the same meaning as in the related art and / or in the text of this application, and may be conceptualized or overly formalized, even if not expressly defined herein I will not.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서 '및/또는' 이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리킨다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, the terms' comprise 'and / or various forms of use of the verb include, for example,' including, '' including, '' including, '' including, Steps, operations, and / or elements do not preclude the presence or addition of one or more other compositions, components, components, steps, operations, and / or components. The term 'and / or' as used herein refers to each of the listed configurations or various combinations thereof.
한편, 본 명세서 전체에서 사용되는 '~부', '~기', '~블록', '~모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미할 수 있다. 그렇지만 '~부', '~기', '~블록', '~모듈' 등이 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부', '~기', '~블록', '~모듈'은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.It should be noted that the terms such as '~', '~ period', '~ block', 'module', etc. used in the entire specification may mean a unit for processing at least one function or operation. For example, a hardware component, such as a software, FPGA, or ASIC. However, '~ part', '~ period', '~ block', '~ module' are not meant to be limited to software or hardware. Modules may be configured to be addressable storage media and may be configured to play one or more processors. ≪ RTI ID = 0.0 >
따라서, 일 예로서 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들로 더 분리될 수 있다.Thus, by way of example, the terms 'to', 'to', 'to block', 'to module' refer to components such as software components, object oriented software components, class components and task components Microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and the like, as well as components, Variables. The functions provided in the components and in the sections ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ' , '~', '~', '~', '~', And '~' modules with additional components.
이하, 본 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings attached hereto.
건축물 설계 시, 바람에 의한 설계하중을 계산하기 위해 설계풍속을 산출한다. 이에 대해, 건축구조기준(KBC) 2009에서 제시하는 설계풍속은 다음과 같은 수학식에 의해 계산될 수 있다:In building design, the design wind speed is calculated to calculate the design load by wind. On the other hand, the design wind speed proposed in KBC 2009 can be calculated by the following equation:
위 수학식에서 설계풍속을 계산하기 위해 사용되는 파라미터로서, V0는 지역별 기본풍속이며, Kzr은 풍속고도분포계수이며, Kzt는 지형의 영향를 고려하기 위한 지형계수, Iw는 건물의 중요도계수이다.In the above equation, V 0 is the basic wind speed in the region, K zr is the wind speed altitude distribution coefficient, K zt is the terrain factor to take into account the influence of the terrain, I w is the importance coefficient of the building to be.
풍속고도분포계수(Kzr)는 건물의 건설지점의 지표면 조도와 그에 따른 대기경계층시작 높이(Zb), 기준경도풍높이(Zg) 및 풍속고도분포지수(α)를 고려하여 아래의 표 1과 같이 산정된다:The wind velocity altitude distribution coefficient (K zr ) is given in Table 1 below considering the surface roughness of the building site and the corresponding height of the atmospheric boundary layer starting point (Z b ), the height of the reference draft wind (Z g ) and the wind speed altitude distribution index Lt; / RTI >
또한, 대기경계층시작높이(Zb), 기준경도풍 높이(Zg) 및 풍속고도분포지수(α)는 지표면 조도에 따라 아래의 표 2와 같이 결정된다.In addition, the atmospheric boundary layer starting height (Z b ), the reference hard wind height (Z g ) and the wind speed altitude distribution index (α) are determined as shown in Table 2 according to the surface roughness.
건축구조기준(KBC) 2009에서 제시하고 있는 지표면 조도는 건설지점 주변지역의 지표면 상태에 따라 아래의 표 3과 같이 분류된다.The surface roughness proposed in KBC 2009 is classified as shown in Table 3 according to the surface condition of the area around the construction site.
지형계수(Kzt)는 지형에 의한 풍속할증을 고려한 계수로서, 평지와 같이 바람에 영향을 미치지 않는 지역에서는 1.0으로 설정된다. 하지만, 산, 언덕 및 경사지와 같이 풍속할증이 필요한 지역에서는 지형계수가 다음과 같은 수학식에 의해 계산될 수 있다:The geomorphic coefficient (K zt ) is a factor that takes account of the wind speed addition by the topography, and is set to 1.0 in areas that do not affect the wind like flat land. However, in areas where a wind velocity premium is required, such as mountains, hills, and slopes, the terrain factor can be calculated by the following equation:
기본풍속(V0)은 설계풍속을 구할 때 기본값으로 적용하는 지역별 풍속으로서, 지표면의 상태가 지표면 조도 C이고 평탄한 지형의 지상높이 10m에서 10분간 평균풍속의 재현기간 100년에 해당하는 풍속이다. 기본풍속은 건설지점이 위치하는 지역에 따라 다음과 같이 산정된다. 다만, 건설지점이 등풍속선 사이에 위치한 경우에는 등풍속선 사이의 값을 보간하여 사용할 수 있다.The basic wind speed (V 0 ) is the local wind velocity applied to the design wind speed as a default, and is the wind velocity corresponding to the 100-year repetition period of the average wind speed for 10 minutes at the ground surface height of 10 m at the ground surface roughness C. The basic wind speed is calculated as follows according to the location where the construction site is located. However, if the construction site is located between the wind speed lines, the values between the wind speed lines can be interpolated.
중요도계수(Iw)는 건물의 사용년수에 따른 안전율을 나타내는 계수로서, 건물의 중요도를 고려하여 다음과 같이 산정된다:The importance coefficient (I w ) is a coefficient representing the safety factor according to the years of use of the building, and is calculated as follows considering the importance of the building:
본 발명의 일 실시예는, 설계풍속 산정 시 대상 영역으로부터 샘플 지점의 데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 기반으로 타겟 지점의 표고 정보를 획득할 수 있다. 그러고 나서, 상기 타겟 지점의 표고 정보 및 건물 정보를 기반으로 산출된 데이터로 도수분포를 산출하고, 상기 도수분포를 이용하여 설계풍속 산정에 사용되는 파라미터값을 산출할 수 있다.One embodiment of the present invention can collect data of a sample point from an object area in the design wind speed estimation and obtain elevation information of the target point based on the collected data. Then, the frequency distribution is calculated from the data based on the elevation information of the target point and the building information, and the parameter value used for the design wind speed estimation can be calculated using the frequency distribution.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 설계풍속 산정 장치를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing a design wind speed estimating apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 설계풍속 산정 장치(100)는 샘플 지점 정보 수집부(111), 타겟 지점 정보 획득부(112), 지표면 높이 산출부(113), 도수분포 산출부(114), 파라미터값 산출부(115) 및 설계풍속 산정부(116)를 포함할 수 있다.1, the design wind
상기 샘플 지점 정보 수집부(111)는 대상 영역 내 다수의 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 수집할 수 있다. 상기 타겟 지점 정보 획득부(112)는 상기 대상 영역 내에 다수의 타겟 지점을 생성하고, 상기 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 기반으로 상기 타겟 지점의 표고 정보를 획득할 수 있다. 상기 지표면 높이 산출부(113)는 상기 타겟 지점의 표고 정보를 기반으로 상기 대상 영역의 지표면 높이를 산출할 수 있다. 상기 도수분포 산출부(114)는 각 타겟 지점에 대하여 표고에 건물 높이가 반영된 전체 높이와 상기 지표면 높이 간의 차이값을 계산하고, 상기 차이값에 대한 도수분포를 산출할 수 있다. 상기 파라미터값 산출부(115)는 상기 도수분포의 계급에 지표면 조도를 할당하고, 상기 지표면 조도마다 설정된 파라미터값에 상기 도수분포를 기반으로 한 가중치를 적용하여, 상기 대상 영역의 파라미터값을 산출할 수 있다. 상기 설계풍속 산정부(116)는 상기 산출된 파라미터값을 이용하여 상기 대상 영역의 설계풍속을 산정할 수 있다.The sample point
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 설계풍속 산정 장치(100)는 저장부(12)를 더 포함할 수 있다. 상기 저장부(12)는 상기 대상 영역에 대한 지리정보를 저장할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the design wind
예를 들어, 상기 저장부(12)는 상기 대상 영역의 전자지도(digital map), 및 상기 대상 영역을 측량하여 얻은 측량 데이터 중 적어도 하나를 저장할 수 있다. 상기 측량 데이터는 지상측량, GPS 측량, 항공사진측량, 레이더(radar) 측량 및 라이더(LiDAR) 측량 중 적어도 하나를 사용하여 얻어진 데이터일 수 있으나, 상기 측량 데이터를 얻기 위한 측량방법은 이에 제한되지 않는다.For example, the
일 실시예에 따르면, 상기 샘플 지점 정보 수집부(111)는 상기 저장부(12)에 저장된 지리정보를 불러와 상기 대상 영역 내 다수의 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 수집할 수 있다.According to one embodiment, the sample point
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 설계풍속 산정 장치(100)는 통신부(10)를 더 포함할 수 있다. 상기 통신부(10)는 상기 대상 영역에 대한 지리정보를 제공하는 서버에 접속할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the design wind
예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 통신부(10)는 유선 또는 무선 네트워크를 통해 지리정보를 제공하는 서버(200), 예컨대 GIS(Geographic Information System)에 접속할 수 있으며, 상기 샘플 지점 정보 수집부(111)는 상기 서버(200)로부터 대상 영역에 대한 지리정보를 수신하여 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 수집할 수 있다.For example, as shown in FIG. 1, the
상기 서버(200)가 제공하는 대상 영역에 대한 지리정보는, 상기 대상 영역의 전자지도(digital map), 및 상기 대상 영역을 측량하여 얻은 측량 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 측량 데이터는 지상측량, GPS 측량, 항공사진측량, 레이더(radar) 측량 및 라이더(LiDAR) 측량 중 적어도 하나를 사용하여 얻어진 데이터일 수 있으나, 상기 측량 데이터를 얻기 위한 측량방법은 이에 제한되지 않는다.The geographical information on the target area provided by the
실시예에 따라, 상기 설계풍속 산정 장치(100)는 입력부(13)를 더 포함할 수 있으며, 상기 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보는 입력부(13)를 통해 사용자로부터 입력받을 수도 있다.According to an embodiment, the design wind
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 설계풍속이 산정되는 대상 영역의 일 예를 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating an example of an object area where a design wind speed is estimated according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 대상 영역(20)은 원형의 영역일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 대상 영역(20)은 기 결정된 지점(21)을 중심으로 소정의 반경을 갖는 원형의 영역일 수 있다.As shown in FIG. 2, the
예를 들어, 상기 대상 영역(20)은 건축물의 건설지점을 중심으로 건축물 높이의 40 배와 3 km 중 작은 길이를 반경으로 하는 원형의 영역일 수 있으나, 상기 영역의 모양이나 크기는 이에 제한되지 않고 임의의 형상 또는 크기를 가질 수 있다. 예컨대, 상기 대상 영역은 다각형의 영역일 수도 있으며, 부채꼴의 영역일 수도 있다.For example, the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 입력부(13)는 사용자로부터 상기 대상 영역(20)을 설정하는 데이터를 입력받을 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
예를 들어, 도 2에 도시된 대상 영역(20)을 설정하기 위해, 사용자는 입력부(13)를 통해 건축물의 건설지점을 지정하는 데이터, 예컨대 건설지점의 위도 및 경도 데이터를 입력하고, 상기 건축물의 높이를 입력할 수 있다. 그러고 나서, 상기 설계풍속 산정 장치(100)는 입력된 건설지점을 중심(21)으로 건축물 높이의 40 배 및 3 km 중 작은 길이를 반경으로 하는 원형의 영역을 설정할 수 있으나, 상기 영역의 모양이나 크기는 이에 제한되지 않는다. 실시예에 따라, 상기 대상 영역의 모양이나 크기는 입력부(13)를 통해 사용자로부터 입력받을 수도 있다.For example, in order to set the
또한, 상기 건축물의 건설지점을 지정하는 데이터는 건설지점의 위도 및 경도 데이터로 제한되지 않으며, 실시예에 따라 건설지점의 지번, GPS 데이터 등을 포함할 수도 있다.In addition, the data designating the construction point of the building is not limited to the latitude and longitude data of the construction point, and may include the building number of the construction point, GPS data, and the like according to the embodiment.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 샘플 지점 정보 수집부(111)는 대상 영역(20)의 전자지도에서 표고점을 추출하고, 상기 추출된 표고점을 샘플 지점으로 지정할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 상기 샘플 지점 정보 수집부(111)는 대상 영역(20)의 전자지도에서 기준점을 추출하여 샘플 지점으로 지정할 수 있다. 실시예에 따라, 상기 샘플 지점 정보 수집부(111)는 표고점과 기준점 둘 모두를 추출하여 샘플 지점으로 지정할 수도 있으나, 샘플 지점의 위치는 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present invention, the sample point
일 실시예에 따르면, 상기 샘플 지점의 위치 정보는 해당 지점의 위도 및 경도 데이터로 구성된 절대좌표를 포함할 수 있으나, 실시예에 따라 임의의 지점을 기준으로 한 상대좌표를 포함할 수도 있다.According to one embodiment, the location information of the sample point may include absolute coordinates composed of latitude and longitude data of a corresponding point, but may include relative coordinates based on an arbitrary point according to an embodiment.
상기 타겟 지점 정보 획득부(112)는 상기 대상 영역(20) 내에 다수의 타겟 지점을 생성할 수 있다.The target point
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 대상 영역(20) 내에 생성된 타겟 지점의 일 예를 나타내는 도면이다.Figure 3 is an illustration of an example of a target point created within a
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 타겟 지점 정보 획득부(112)는 대상 영역(20) 내에 위치한 건물 상에 타겟 지점(X)을 생성할 수 있다. 다시 말해, 타겟 지점(X)의 위치는 대상 영역(20)에서 건물이 위치하는 지점에 지정될 수 있다.3, the target point
일 실시예에 따르면, 상기 타겟 지점(X)의 위치는 건물의 중심에 생성될 수 있으나, 타겟 지점의 위치는 이에 제한되지 않고 실시예에 따라 건물 상의 임의의 지점에 생성될 수도 있다.According to one embodiment, the location of the target point X may be created at the center of the building, but the location of the target point is not limited thereto and may be created at any point on the building according to an embodiment.
또한, 도 3에 도시된 실시예는 상기 타겟 지점(X)이 건물에만 지정되었으나, 실시예에 따라 상기 타겟 지점 중 일부는 대상 영역(20) 내 지면 또는 수면에도 지정될 수 있다. 실시예에 따라, 상기 타겟 지점(X)의 위치는 입력부(13)를 통해 사용자로부터 입력받아 지정될 수도 있다.In the embodiment shown in FIG. 3, the target point X is designated only for the building, but according to the embodiment, some of the target points may also be assigned to the ground or the water surface in the
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 대상 영역 내에 생성된 타겟 지점의 일 예를 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating an example of a target point created within an object region in accordance with another embodiment of the present invention.
상기 타겟 지점 정보 획득부(112)는 상기 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 이용하여 대상 영역(20)의 수치표고모델(DEM)을 생성할 수 있다.The target point
이 실시예에서, 상기 타겟 지점 정보 획득부(112)는 상기 수치표고모델(DEM)의 격자에 대응하여 타겟 지점(X)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 타겟 지점(X)은 수치표고모델(DEM)의 격자에 의해 형성되는 절점에 지정될 수 있다.In this embodiment, the target point
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 대상 영역 내에 생성된 타겟 지점의 일 예를 나타내는 도면이다.5 is a view showing an example of a target point created in a target area according to another embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 타겟 지점 정보 획득부(112)는 상기 대상 영역(20) 내에 동일한 간격으로 타겟 지점(X)을 생성할 수 있다. 다시 말해, 상기 타겟 지점(X)은 대상 영역(20) 내에 균일하게 분포하도록 지정될 수 있다.As shown in FIG. 5, according to another embodiment of the present invention, the target point
도 5에 도시된 실시예는 타겟 지점(X)이 동일한 간격으로 균일하게 분포하도록 지정되었으나, 실시예에 따라 도 6에 도시된 바와 같이 상기 타겟 지점(X)은 서로 상이한 간격으로 배치되어 불균일하게 분포할 수도 있다.Although the embodiment shown in Fig. 5 is designed to uniformly distribute the target points X at equal intervals, according to the embodiment, as shown in Fig. 6, the target points X are arranged at different intervals from each other, It may also be distributed.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 타겟 지점 정보 획득부(112)는 상기 대상 영역(20)의 수치표고모델(DEM)에서 상기 타겟 지점(X)의 위치에 대응하는 표고를 해당 타겟 지점의 표고 정보로 산정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the target point
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 타겟 지점 정보 획득부(112)는, 상기 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 기반으로 보간법을 이용하여 상기 타겟 지점(X)의 표고 정보를 산정할 수도 있다. 상기 타겟 지점 정보 획득부(112)는 타겟 지점(X)의 표고 정보를 산정하기 위해 선형 보간, 비선형 보간 또는 Natural Neighbor 보간을 이용할 수 있으나, 이용되는 보간법은 이에 제한되지 않는다.According to another embodiment of the present invention, the target point
상기 지표면 높이 산출부(113)는 상기 타겟 지점(X)의 표고 정보를 기반으로 대상 영역(20)의 지표면 높이를 산출할 수 있다.The ground surface
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 지표면 높이 산출부(113)는 다수의 타겟 지점의 표고의 최소값 또는 최빈수를 지표면 높이로 산출할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the surface
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 대상 영역(20) 내 다수의 타겟 지점(X)의 표고를 순서대로 늘어놓은 예시적인 그래프이다.FIG. 7 is an exemplary graph in which elevations of a plurality of target points X in an
도 7에 도시된 실시예에 따르면, 대상 영역(20) 내 다수의 타겟 지점(X)의 표고 중에서 최소값은 2 m이며, 최빈수는 8 m이다. 일 실시예에 따르면, 상기 지표면 높이 산출부(113)는 다수의 타겟 지점(X)의 표고 중에서 최소값에 해당하는 2 m를 대상 영역(20)의 지표면 높이로 산정할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 상기 지표면 높이 산출부(113)는 다수의 타겟 지점(X)의 표고 중에서 최빈수에 해당하는 8 m를 대상 영역(20)의 지표면 높이로 산정할 수 있다.According to the embodiment shown in Fig. 7, the minimum value among the altitudes of the plurality of target points X in the
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 지표면 높이 산출부(113)는, 다수의 타겟 지점(X)의 표고에 대한 도수분포를 산출하고, 상기 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급의 계급값을 대상 영역(20)의 지표면 높이로 산정할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the surface
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 대상 영역(20) 내 다수의 타겟 지점(X)의 표고에 대한 도수분포를 나타내는 예시적인 도수분포도이다.8 is an exemplary frequency distribution diagram illustrating frequency distributions for elevation of a plurality of target points X in an
도 8을 참조하여 설명하면, 상기 지표면 높이 산출부(113)는 다수의 타겟 지점(X)의 표고에 대한 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급인 계급 1의 계급값 4.5 m를 대상 영역(20)의 지표면 높이로 산정할 수 있다.8, the ground surface
실시예에 따라, 상기 지표면 높이 산출부(113)는 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급에 속하는 표고의 평균값을 대상 영역(20)의 지표면 높이로 산정할 수도 있다. 예를 들어, 도 8의 실시예에서, 상기 지표면 높이 산출부(113)는 도수가 가장 큰 계급인 계급 1에 속하는 표고들의 평균값을 산출하여 대상 영역(20)의 지표면 높이로 결정할 수 있다.According to the embodiment, the ground surface
실시예에 따라, 상기 지표면 높이 산출부(113)는 도수분포에서 가장 낮은 계급의 계급값을 대상 영역(20)의 지표면 높이로 산정할 수 있다. 실시예에 따라, 상기 지표면 높이 산출부(113)는 도수분포에서 가장 낮은 계급에 속하는 표고의 평균값을 대상 영역(20)의 지표면 높이로 산정할 수도 있다.According to the embodiment, the ground surface
여기서, 상기 평균값은 표고의 산술평균값, 기하평균값 또는 기하평균값일 수 있으며, 실시예에 따라 상기 표고에 해당 표고의 도수를 가중치로 적용한 가중평균값일 수도 있다.Here, the average value may be an arithmetic average value, a geometric mean value, or a geometric mean value of elevation, and may be a weighted average value in which the elevation of the elevation is applied to the elevation as a weight according to the embodiment.
도 8에 도시된 도수분포도는 계급의 크기가 9 m로 설정되었으나, 상기 계급의 크기는 이에 제한되지 않고 9 m보다 작거나 크게 설정될 수도 있다. 또한, 도 8에 도시된 도수분포도는 각 계급의 크기가 동일하게 설정되었으나, 실시예에 따라 도수분포를 구성하는 각 계급의 크기는 서로 다르게 설정될 수도 있다.In the frequency distribution diagram shown in FIG. 8, the size of the class is set to 9 m, but the size of the class is not limited thereto and may be set to be smaller or larger than 9 m. In the frequency distribution diagram shown in FIG. 8, the sizes of the respective classes are set to be the same, but the sizes of the classes constituting the frequency distribution may be set differently according to the embodiment.
상기 도수분포 산출부(114)는 다수의 타겟 지점(X) 각각에 대하여 전체 높이와 상기 지표면 높이 간의 차이값을 계산할 수 있다.The frequency
여기서, 지점의 전체 높이는 지점의 표고에 건물 높이가 반영된 것으로, 일 실시예에 따르면 상기 전체 높이는 표고에 건물 높이가 합산된 값을 나타낼 수 있다. 다시 말해, 타겟 지점의 전체 높이는 타겟 지점의 표고와 상기 타겟 지점에 위치한 건물의 높이를 합산한 값이며, 상기 타겟 지점이 건물이 없는 지면 또는 수면에 해당하는 경우 건물의 높이를 0으로 하여 전체 높이가 산정될 수 있다.Here, the total height of the point is the height of the building reflected in the elevation of the point. According to one embodiment, the total height may represent a value obtained by adding the building height to the elevation. In other words, the total height of the target point is a sum of the elevation of the target point and the height of the building located at the target point. If the target point corresponds to a floor or a surface without building, Can be estimated.
일 실시예에 따르면, 상기 건물의 높이는 건물의 지상층수에 기 설정된 높이를 승산하여 산출될 수 있다. 건물의 지상층수에 곱해지는 높이는 건물 한 층에 해당하는 높이로서, 일 예로 3 m일 수 있으나 이에 제한되지 않고 3 m보다 높거나 낮게 설정될 수도 있다.According to one embodiment, the height of the building may be calculated by multiplying the number of the ground floor of the building by a predetermined height. The height multiplied by the number of the ground surface of the building is a height corresponding to one layer of the building, for example, 3 m, but not limited thereto, may be set higher or lower than 3 m.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 타겟 지점의 전체 높이를 구하는 과정을 설명하는 예시적인 도면이다.9 is an exemplary diagram illustrating a process of determining the total height of a target point according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하여 설명하면, 타겟 지점 1은 건물에 위치하며, 상기 타겟 지점 1의 전체 높이는 지면의 표고인 5 m와 건물의 지상층수 4층에 3 m를 곱하여 산출된 건물 높이 12 m를 더한 값인 17 m로 산정될 수 있다.Referring to Fig. 9, the
마찬가지로, 타겟 지점 2 역시 건물에 위치하며, 상기 타겟 지점 2의 전체 높이는 지면의 표고인 11 m와 건물의 지상층수 3층에 3 m를 곱하여 산출된 건물 높이 9 m를 더한 값인 20 m로 산정될 수 있다.Likewise, the
반면, 타겟 지점 3은 건물이 없는 지면에 위치하며, 상기 타겟 지점 3의 전체 높이는 지면의 표고인 2 m로 산정될 수 있다.On the other hand, the
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 대상 영역(20) 내 다수의 타겟 지점(X)의 전체 높이와 지표면 높이 간의 차이값에 대하여 산출된 도수분포를 나타내는 도수분포도의 일 예이다.10 is an example of a frequency distribution diagram showing a frequency distribution calculated with respect to a difference value between a total height of a plurality of target points X in a
도 10에 도시된 도수분포도에서 대상 영역(20) 내 다수의 타겟 지점(X)의 전체 높이와 지표면 높이 간의 차이값은 네 개의 계급으로 구분되었으나, 상기 계급의 개수는 이에 제한되지 않고 실시예에 따라 넷보다 많거나 적을 수도 있다.In the frequency distribution diagram shown in FIG. 10, the difference value between the total height of the target points X in the
될 수 있다. 도 10에 도시된 도수분포도는 각 계급의 크기가 서로 다르게 설정되었으나, 실시예에 따라 도수분포를 구성하는 각 계급의 크기는 동일하게 설정될 수도 있다.. The frequency distribution diagrams shown in FIG. 10 are set such that the sizes of the respective classes are set to be different from each other, but the sizes of the classes constituting the frequency distribution may be set to be the same according to the embodiment.
상기 파라미터값 산출부(115)는 상기 차이값에 대하여 산출된 도수분포의 계급에 지표면 조도를 할당할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 파라미터값 산출부(115)는 상기 계급의 계급값에 따라 지표면 조도를 할당할 수 있다. The parameter
예를 들어, 도 10을 참조하여 설명하면, 상기 파라미터값 산출부(115)는 계급값이 가장 큰 계급인 계급 4에 대해 거칠기가 가장 큰 지표면 조도 A를 할당하고, 그 다음으로 계급값이 큰 계급인 계급 3에 대해 거칠기가 두 번째로 큰 지표면 조도 B를 할당하고, 그 다음으로 계급값이 큰 계급인 계급 2에 대해 거칠기가 세 번째로 큰 지표면 조도 C를 할당하고, 계급값이 가장 낮은 계급인 계급 1에 대해 거칠기가 가장 낮은 지표면 조도 D를 할당할 수 있다.For example, referring to FIG. 10, the parameter
상기 파라미터값 산출부(115)는 지표면 조도마다 설정된 파라미터값에 상기 도수분포를 기반으로 한 가중치를 적용하여 대상 영역(20)의 파라미터값을 산출할 수 있다.The parameter
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 파라미터값은 설계풍속 산정에 사용되는 파라미터값 중에서 지표면 조도마다 값이 상이하게 설정되는 파라미터값일 수 있다. 예를 들어, 상기 파라미터값은 풍속고도분포계수(Kzr), 지형계수(Kzt), 난류강도(Iz), 풍속고도분포지수(α), 기준경도풍높이(Zg) 및 대기경계층시작높이(Zb) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the parameter value may be a parameter value that is differently set for each surface ground roughness among parameter values used for design wind speed estimation. For example, the parameter value of wind speed high distribution coefficient (K zr), branched coefficient (K zt), turbulence intensity (I z), wind speed height distribution index (α), based on gyeongdopung height (Z g) and starting Boundary Layer And a height Z b .
일 실시예에 따르면, 상기 파라미터값 산출부(115)는 도수분포를 구성하는 각 계급의 상대도수를 계산하고, 상기 지표면 조도마다 설정된 파라미터값에 상기 상대도수를 곱하여 산출된 값을 합산함으로써, 상기 영역에 대한 파라미터값을 산출할 수 있다.According to one embodiment, the parameter
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 지표면 조도마다 설정된 파라미터값을 예시적으로 나타내는 표이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 풍속고도분포계수(Kzr), 지형계수(Kzt), 난류강도(Iz), 풍속고도분포지수(α), 기준경도풍높이(Zg) 및 대기경계층시작높이(Zb)는 각 지표면 조도마다 서로 다른 값으로 설정될 수 있다. 11 is a table exemplarily showing parameter values set for each surface roughness according to an embodiment of the present invention. 11, the wind speed high distribution coefficient (K zr), branched coefficient (K zt), turbulence intensity (I z), wind speed height distribution index (α), based on gyeongdopung height (Z g) and starting Boundary Layer The height Z b may be set to a different value for each surface roughness.
상기 대상 영역(20)에 대한 파라미터값을 구하기 위해, 상기 파라미터값 산출부(115)는 먼저 도수분포를 구성하는 각 계급의 상대도수를 계산한다. 예를 들어, 도 10에 도시된 도수분포도를 참조하면, 상기 파라미터값 산출부(115)는 다음과 같이 각 계급의 상대도수를 계산할 수 있다:In order to obtain a parameter value for the
계급 1: 상대도수 1 = 3 / 40 = 0.075Rank 1:
계급 2: 상대도수 2 = 5 / 40 = 0.125Rank 2:
계급 3: 상대도수 3 = 28 / 40 = 0.7Rank 3:
계급 4: 상대도수 4 = 4 / 40 = 0.1Rank 4:
그러고 나서, 상기 파라미터값 산출부(115)는 상기 지표면 조도마다 설정된 파라미터값에 상기 상대도수를 곱하고, 그로부터 얻은 값을 합산하여 대상 영역(20)의 파라미터값을 계산할 수 있다. 예를 들어, 대상 영역(20)의 풍속고도분포계수(Kzr), 지형계수(Kzt), 난류강도(Iz), 풍속고도분포지수(α), 기준경도풍높이(Zg) 및 대기경계층시작높이(Zb)는 다음과 같이 계산될 수 있다:Then, the parameter
Kzr = 0.58 × 0.1 + 0.81 × 0.7 + 1.0 × 0.125 + 1.13 × 0.075 = 0.83475K zr = 0.58 x 0.1 + 0.81 x 0.7 + 1.0 x 0.125 + 1.13 x 0.075 = 0.83475
Kzt = 1.28 × 0.1 + 1.20 × 0.7 + 1.17 × 0.125 + 1.13 × 0.075 = 1.199K zt = 1.28 x 0.1 + 1.20 x 0.7 + 1.17 x 0.125 + 1.13 x 0.075 = 1.199
Iz = 0.23 × 0.1 + 0.22 × 0.7 + 0.19 × 0.125 + 0.15 × 0.075 = 0.212I z = 0.23 x 0.1 + 0.22 x 0.7 + 0.19 x 0.125 + 0.15 x 0.075 = 0.212
α = 0.33 × 0.1 + 0.22 × 0.7 + 0.15 × 0.125 + 0.10 × 0.075 = 0.21325alpha = 0.33 x 0.1 + 0.22 x 0.7 + 0.15 x 0.125 + 0.10 x 0.075 = 0.21325
Zg = 500 × 0.1 + 400 × 0.7 + 300 × 0.125 + 250 × 0.075 = 386.25Z g = 500 x 0.1 + 400 x 0.7 + 300 x 0.125 + 250 x 0.075 = 386.25
Zb = 20 × 0.1 + 15 × 0.7 + 10 × 0.125 + 5 × 0.075 = 14.125Z b = 20 x 0.1 + 15 x 0.7 + 10 x 0.125 + 5 x 0.075 = 14.125
상기 설계풍속 산정부(116)는 상기 파라미터값을 이용하여 대상 영역(20)에 대한 설계풍속을 산정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 설계풍속 산정부(115)는 설계풍속을 산정하기 위해 필요한 기본풍속 V0, 풍속고도분포계수 Kzr, 지형계수 Kzt, 및 중요도계수 Iw를 계산하거나 입력받고, 전술한 수학식 1에 따라 대상 영역(20)을 지나는 바람의 설계풍속을 산출할 수 있다.The design wind
전술한 샘플 지점 정보 수집부(111), 타겟 지점 정보 획득부(112), 지표면 높이 산출부(113), 도수분포 산출부(114), 파라미터값 산출부(115) 및 설계풍속 산정부(116)는 설계풍속을 산정하기 위한 프로그램을 실행하여 설계풍속 산정 작업을 수행하는 프로세서, 예컨대 CPU로 구성될 수 있다. 또한, 상기 설계풍속을 산정하기 위한 프로그램은 저장부(12)에 저장되어 있을 수 있고, 상기 설계풍속 산정 장치(100)는 상기 저장부(12)로부터 프로그램을 불러와 실행할 수 있다.The target point
본 발명의 일 실시예에 따른 설계풍속 산정 장치(100)는 출력부(14)를 더 포함할 수 있다. 상기 출력부(14)는 본 발명의 일 실시예에 따라 산정된 설계풍속 또는 상기 설계풍속 산정에 사용되는 파라미터값을 출력하여 사용자에게 제공할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 출력부(14)는 소정의 정보를 시각적으로 표시하는 디스플레이, 예컨대 LCD, PDP를 포함할 수 있다.The design wind
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 설계풍속 산정 방법을 설명하는 도면이다.12 is a view for explaining a design wind speed calculation method according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 설계풍속 산정 방법은, 대상 영역으로부터 수집된 샘플 지점의 데이터(예컨대, 위치 정보 및 표고 정보)를 이용하여 타겟 지점의 표고 정보를 획득할 수 있다. 그러고 나서, 상기 타겟 지점의 표고 정보와 건물 정보(예컨대, 타겟 지점에 위치하는 건물의 높이)를 기반으로 산출된 데이터로 도수분포를 산출하고, 상기 도수분포를 이용하여 설계풍속 산정에 사용되는 파라미터값을 산출할 수 있다.The design wind speed calculation method according to an embodiment of the present invention can obtain elevation information of a target point using data (e.g., position information and elevation information) of a sample point collected from a target area. Then, a frequency distribution is calculated from the data calculated based on the elevation information of the target point and the building information (for example, the height of the building located at the target point), and the parameters used for calculating the design wind speed Value can be calculated.
예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 설계풍속 산정 방법(300)은, 대상 영역(20) 내 다수의 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 수집하는 단계(S31), 상기 대상 영역(20) 내에 다수의 타겟 지점(X)을 생성하고, 상기 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 기반으로 상기 타겟 지점의 표고 정보를 획득하는 단계(S32), 상기 타겟 지점(X)의 표고 정보를 기반으로 상기 대상 영역(20)의 지표면 높이를 산출하는 단계(S33), 각 타겟 지점에 대하여 전체 높이와 상기 지표면 높이 간의 차이값을 계산하고, 상기 차이값에 대한 도수분포를 산출하는 단계(S34), 상기 도수분포의 계급에 지표면 조도를 할당하고, 상기 지표면 조도마다 설정된 파라미터값에 상기 도수분포를 기반으로 한 가중치를 적용하여 상기 대상 영역의 파라미터값을 산출하는 단계(S35), 및 상기 산출된 파라미터값을 이용하여 상기 대상 영역(20)의 설계풍속을 산정하는 단계(S36)를 포함할 수 있다.For example, as shown in FIG. 12, the design wind
일 실시예에 따르면, 상기 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 수집하는 단계(S31)는, 저장부(12)에 저장된 대상 영역(20)에 대한 지리정보를 불러오는 단계를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the step S31 of collecting the location information and the elevation information of the sample point may include the step of retrieving the geographical information about the
다른 실시예에 따르면, 상기 수집하는 단계(S31)는, 대상 영역(20)에 대한 지리정보를 제공하는 서버(200)에 접속하는 단계, 및 상기 서버(200)로부터 대상 영역(20)에 대한 지리정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.According to another embodiment, the collecting step S31 comprises the steps of: connecting to the
실시예에 따라, 상기 수집하는 단계(S31)는 입력부(13)를 통해 사용자로부터 상기 대상 영역(20)에 대한 지리정보를 입력받는 단계를 포함할 수도 있다.According to the embodiment, the collecting step S31 may include receiving geographical information about the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 대상 영역(20)에 대한 지리정보는, 상기 대상 영역의 전자지도(digital map), 및 상기 대상 영역을 측량하여 얻은 측량 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 측량 데이터는 지상측량, GPS 측량, 항공사진측량, 레이더(radar) 측량 및 라이더(LiDAR) 측량 중 적어도 하나를 사용하여 얻어진 데이터일 수 있으나, 상기 측량 데이터를 얻기 위한 측량방법은 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present invention, the geographic information for the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 타겟 지점(X)의 표고 정보를 획득하는 단계(S32)는, 상기 대상 영역(20) 내에 위치한 건물 상에 타겟 지점(X)을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 상기 타겟 지점(X)의 표고 정보를 획득하는 단계(S32)는, 대상 영역(20) 내에 동일한 간격으로 타겟 지점(X)을 생성하는 단계를 포함할 수 있으나, 실시예에 따라 상기 타겟 지점(X)은 대상 영역(20) 내에서 서로 상이한 간격으로 불균일하게 생성될 수도 있다. 실시예에 따라, 상기 타겟 지점(X)의 위치는 입력부(13)를 통해 사용자로부터 입력받아 지정될 수도 있다.According to an embodiment of the present invention, the step S32 of obtaining the elevation information of the target point X includes the step of creating a target point X on the building located in the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 타겟 지점의 표고 정보를 획득하는 단계(S32)는, 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 이용하여 상기 대상 영역(20)의 수치표고모델(DEM)을 생성하는 단계, 및 상기 수치표고모델(DEM)에서 상기 타겟 지점(X)의 위치에 대응하는 표고를 해당 타겟 지점의 표고 정보로 산정하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step S32 of obtaining the elevation information of the target point generates the digital elevation model (DEM) of the
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 타겟 지점의 표고 정보를 획득하는 단계(S32)는, 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 기반으로 보간법을 이용하여 상기 타겟 지점(X)의 표고 정보를 산정하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 타겟 지점(X)의 표고 정보를 산정하기 위해 사용되는 보간법은 선형보간, 비선형보간 또는 Natural Neighbor 보간을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.According to another embodiment of the present invention, the step S32 of acquiring the elevation information of the target point calculates the elevation information of the target point X using an interpolation method based on the position information of the sample point and the elevation information . The interpolation method used to estimate the elevation information of the target point X may include, but is not limited to, linear interpolation, non-linear interpolation, or Natural Neighbor interpolation.
상기 대상 영역(20)의 지표면 높이를 산출하는 단계(S33)는, 다수의 타겟 지점(X)의 표고 중에서 최소값 또는 최빈수를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.The step S33 of calculating the height of the surface of the
다른 실시예에 따르면, 상기 지표면 높이를 산출하는 단계(S33)는, 다수의 타겟 지점(X)의 표고에 대하여 도수분포를 산출하는 단계, 및 상기 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급의 계급값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.According to another embodiment, the step S33 of calculating the height of the ground surface may include calculating a frequency distribution of the elevation of a plurality of target points X, And a step of calculating the number of steps.
실시예에 따라, 상기 지표면 높이를 산출하는 단계(S33)는, 도수가 가장 큰 계급에 속하는 표고의 평균값을 산출하는 단계를 포함할 수도 있다.According to an embodiment, the step of calculating the height of the ground surface (S33) may include calculating an average value of elevations belonging to the class having the largest frequency.
실시예에 따라, 상기 지표면 높이를 산출하는 단계(S33)는, 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급을 이용하는 대신, 가장 낮은 계급의 계급값 또는 가장 낮은 계급에 속하는 표고의 평균값을 산출할 수도 있다.According to the embodiment, the step S33 of calculating the height of the ground surface may calculate the average value of the lowest rank or the average of the elevations belonging to the lowest rank instead of using the rank with the highest frequency in the frequency distribution.
여기서, 상기 평균값은 표고의 산술평균값, 기하평균값 및 조화평균값 중 어느 하나일 수 있으며, 실시예에 따라 표고에 해당 표고의 도수를 가중치로 적용한 가중평균값일 수도 있다.Here, the average value may be any one of an arithmetic average value, a geometric mean value, and a harmonic mean value of elevation, and may be a weighted average value in which the elevation of the elevation is applied to the elevation in accordance with the embodiment.
이와 같이 산출된 계급값 또는 평균값은 대상 영역(20)의 지표면 높이로 결정되어 후술하는 대표값 산정에 사용될 수 있다.The class value or the average value thus calculated is determined as the height of the surface of the
상기 도수분포를 산출하는 단계(S34)는, 각 타겟 지점에 대하여 전체 높이와 상기 지표면 높이 간의 차이값을 계산하는 단계, 및 상기 차이값에 대하여 도수분포를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.The step (S34) of calculating the frequency distribution may include calculating a difference value between the total height and the ground surface height for each target point, and calculating a frequency distribution for the difference value.
여기서, 상기 타겟 지점의 전체 높이는, 상기 타겟 지점의 표고에 상기 타겟 지점에 위치한 건물의 높이를 합산하여 산출될 수 있다. 또한, 상기 건물의 높이는 건물의 지상층수에 기 설정된 높이(예컨대, 3 m)를 승산하여 산출될 수 있다.Here, the total height of the target point may be calculated by summing the height of the building located at the target point in the elevation of the target point. Further, the height of the building can be calculated by multiplying the ground floor number of the building by a preset height (for example, 3 m).
상기 차이값에 대한 도수분포를 구성하는 계급의 개수는 지표면 조도의 등급의 개수와 일치할 수 있다. 예를 들어, 표 3과 같이 지표면 조도가 4 개의 등급으로 구분되어 있으면, 상기 도수분포를 산출하는 단계(S34)는 다수의 타겟 지점(X)의 차이값을 4 개의 계급으로 계열화한 도수분포를 산출할 수 있다. 하지만, 실시예에 따라 지표면 조도는 넷보다 많거나 적은 개수의 등급으로 구분될 수도 있으며, 이에 따라 상기 도수분포의 계급의 개수 역시 넷보다 많거나 적게 설정될 수도 있다.The number of classes constituting the frequency distribution of the difference values may coincide with the number of classes of surface roughness. For example, if the surface roughness is classified into four classes as shown in Table 3, the step S34 of calculating the frequency distribution may be performed by dividing the frequency distribution obtained by sequencing the difference values of the plurality of target points X in four ranks Can be calculated. However, according to the embodiment, the ground surface roughness may be divided into a number of classes that is more or less than four, so that the number of classes of the frequency distribution may also be set to more or less than four.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 파라미터값을 산출하는 단계(S35)는, 상기 차이값에 대한 도수분포의 계급에 지표면 조도를 할당하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 지표면 조도를 할당하는 단계는, 도수분포를 구성하는 계급의 계급값에 따라 지표면 조도를 각 계급에 할당하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 지표면 조도를 할당하는 단계는, 계급값이 클수록 거칠기가 큰 지표면 조도를 할당할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of calculating the parameter value (S35) may include the step of assigning the surface roughness to the rank of the frequency distribution of the difference value. The step of assigning the surface roughness may include assigning the surface roughness to each class according to the class value of the class constituting the frequency distribution. For example, in the step of allocating the surface roughness, the larger the value of the rank, the more rough surface roughness can be assigned.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 파라미터값을 산출하는 단계(S35)는, 도수분포를 구성하는 각 계급의 상대도수를 계산하는 단계, 및 지표면 조도마다 설정된 파라미터값에 상기 상대도수를 곱하여 얻은 값을 합산하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of calculating the parameter value (S35) includes the steps of: calculating the relative frequency of each class constituting the frequency distribution; and calculating the relative frequency And summing the values obtained by the multiplication.
앞서 도 11을 참조하여 설명한 바와 같이, 설계풍속을 계산하기 위해 필요한 파라미터 중 풍속고도분포계수(Kzr), 지형계수(Kzt), 난류강도(Iz), 풍속고도분포지수(α), 기준경도풍높이(Zg) 및 대기경계층시작높이(Zb)와 같은 파라미터는 지표면 조도마다 다른 값이 설정되어 있다. 본 발명의 일 실시예는, 대상 영역(20)의 파라미터값을 지표면 조도별로 획일적으로 결정하는 대신, 대상 영역(20) 내 다수의 타겟 지점(X)의 높이에 대한 정보를 이용하여 합리적이고 객관적인 수치를 제공할 수 있다.(K zr ), the terrain coefficient (K zt ), the turbulence intensity (I z ), the wind speed altitude distribution index (?), And the wind velocity altitude distribution index Parameters such as the reference hard wind height Z g and the atmospheric boundary layer starting height Z b are set to different values depending on the surface roughness. An embodiment of the present invention can be applied to a case where the parameter values of the
이를 위해, 본 발명의 일 실시예는 도수분포의 각 계급마다 지표면 조도를 할당하고, 지표면 조도별로 설정된 파라미터값에 각 계급의 상대도수를 가중치로 곱하고 이를 합산하여, 대상 영역(20)의 최종 파라미터를 산출할 수 있다.To this end, an embodiment of the present invention allocates surface roughness to each rank of the frequency distribution, multiplies the parameter values set for each surface roughness by the weight of the relative frequency of each class, The parameter can be calculated.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 설계풍속 산정 방법(300)은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다.The design wind
이상, 대상 영역으로부터 수집된 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 이용하여 타겟 지점의 표고 정보를 획득하고, 상기 타겟 지점의 표고 정보와 건물 정보를 기반으로 산출된 데이터로 도수분포를 산출하고, 상기 도수분포를 이용하여 설계풍속을 산정하기 위한 파라미터값을 산출하는 장치 및 방법이 설명되었다.Herein, the elevation information of the target point is obtained using the position information and the elevation information of the sample point collected from the object area, the frequency distribution is calculated from the data based on the elevation information of the target point and the building information, An apparatus and method for calculating a parameter value for estimating a design wind speed using a frequency distribution has been described.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 지표면 조도마다 획일적으로 설정된 파라미터값을 사용하는 대신, 대상 영역의 객관적인 정보를 바탕으로 해당 영역에 적합한 파라미터값 및 설계풍속을 산정할 수 있다. 또한, 설계자의 주관적인 판단에 의해 결정된 지표면 조도로 인해, 설계풍속이 부적절하게 계산되어 건축물의 안전성 및 경제성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a parameter value and a design wind speed suitable for a corresponding area can be calculated based on objective information of a target area, instead of using parameter values uniformly set for each surface roughness. In addition, due to the ground surface roughness determined by the subjective judgment of the designer, the design wind speed can be calculated inappropriately so that the safety and economical efficiency of the building can be prevented from deteriorating.
100: 설계풍속 산정 장치
10: 통신부
111: 샘플 지점 정보 수집부
112: 타겟 지점 정보 획득부
113: 지표면 높이 산출부
114: 도수분포 산출부
115: 파라미터값 산출부
116: 설계풍속 산정부
12: 저장부
13: 입력부
14: 출력부100: Design wind speed calculation device
10:
111: sample point information collecting unit
112: Target point information obtaining unit
113: Ground surface height calculating section
114: Frequency distribution calculating section
115: Parameter value calculation unit
116: Design wind velocity estimation unit
12:
13:
14: Output section
Claims (21)
상기 대상 영역 내에 다수의 타겟 지점을 생성하고, 상기 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 기반으로 상기 타겟 지점의 표고 정보를 획득하는 타겟 지점 정보 획득부;
상기 타겟 지점의 표고 정보를 기반으로 상기 대상 영역의 지표면 높이를 산출하는 지표면 높이 산출부;
각 타겟 지점에 대하여 표고에 건물 높이가 반영된 전체 높이와 상기 지표면 높이 간의 차이값을 계산하고, 상기 차이값에 대한 도수분포를 산출하는 도수분포 산출부;
상기 도수분포의 계급에 지표면 조도를 할당하고, 상기 지표면 조도마다 설정된 파라미터값에 상기 도수분포를 기반으로 한 가중치를 적용하여, 상기 대상 영역의 파라미터값을 산출하는 파라미터값 산출부; 그리고
상기 산출된 파라미터값을 이용하여 상기 대상 영역의 설계풍속을 산정하는 설계풍속 산정부;
를 포함하는 설계풍속 산정 장치.A sample point information collecting unit for collecting position information and altitude information of a plurality of sample points in a target area;
A target point information obtaining unit that creates a plurality of target points within the target area and obtains elevation information of the target point based on position information and elevation information of the sample points;
A ground surface height calculating unit for calculating a ground surface height of the target area based on the elevation information of the target point;
A frequency distribution calculating unit for calculating a difference value between the total height of the elevation reflecting the building height and the height of the ground surface for each target point and calculating a frequency distribution of the difference;
A parameter value calculating unit for assigning a surface roughness to the rank of the frequency distribution and calculating a parameter value of the target area by applying a weight based on the frequency distribution to the parameter value set for each of the surface roughnesses; And
A design wind speed calculation unit for calculating a design wind speed of the target area using the calculated parameter value;
And a wind speed estimating device.
상기 샘플 지점 정보 수집부는:
상기 대상 영역의 전자지도(digital map); 그리고
상기 대상 영역을 측량하여 얻은 측량 데이터;
중 적어도 하나로부터 상기 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 수집하는 설계풍속 산정 장치.The method according to claim 1,
The sample point information collecting unit includes:
An electronic map of the subject area; And
Survey data obtained by surveying the target area;
Wherein the position information and the altitude information of the sample point are collected from at least one of the plurality of sample points.
상기 타겟 지점 정보 획득부는:
상기 대상 영역 내에 위치한 건물 상에 상기 타겟 지점을 생성하는 설계풍속 산정 장치.The method according to claim 1,
Wherein the target point information obtaining unit comprises:
And creates the target point on a building located within the target area.
상기 타겟 지점 정보 획득부는:
상기 대상 영역 내에 동일한 간격으로 상기 타겟 지점을 생성하는 설계풍속 산정 장치.The method according to claim 1,
Wherein the target point information obtaining unit comprises:
And generates the target points at equal intervals in the target area.
상기 타겟 지점 정보 획득부는:
상기 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 이용하여 상기 대상 영역의 수치표고모델(DEM)을 생성하고,
상기 수치표고모델(DEM)에서 상기 타겟 지점의 위치에 대응하는 표고를 해당 타겟 지점의 표고 정보로 산정하는 설계풍속 산정 장치.The method according to claim 1,
Wherein the target point information obtaining unit comprises:
Generating a digital elevation model (DEM) of the object area using the position information and the elevation information of the sample point,
Wherein the elevation corresponding to the position of the target point in the digital elevation model (DEM) is calculated as elevation information of the target point.
상기 타겟 지점 정보 획득부는:
상기 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 기반으로 보간법을 이용하여 상기 타겟 지점의 표고 정보를 산정하는 설계풍속 산정 장치.The method according to claim 1,
Wherein the target point information obtaining unit comprises:
Wherein the elevation information of the target point is calculated using an interpolation method based on the position information and the elevation information of the sample point.
상기 지표면 높이 산출부는:
상기 타겟 지점의 표고의 최소값;
상기 타겟 지점의 표고의 최빈수;
상기 타겟 지점의 표고에 대한 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급의 계급값;
상기 타겟 지점의 표고에 대한 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급에 속하는 표고의 평균값;
상기 타겟 지점의 표고에 대한 도수분포에서 가장 낮은 계급의 계급값; 또는
상기 타겟 지점의 표고에 대한 도수분포에서 가장 낮은 계급에 속하는 표고의 평균값;
을 상기 지표면 높이로 산출하는 설계풍속 산정 장치.The method according to claim 1,
The ground surface height calculating unit may include:
A minimum value of elevation of the target point;
An optimal elevation of the elevation of the target point;
A rank value of the highest rank in the frequency distribution of the elevation of the target point;
An average value of altitudes belonging to a class having the highest frequency in the frequency distribution of the elevation of the target point;
A rank value of the lowest rank in the frequency distribution of the elevation of the target point; or
An average value of altitudes belonging to the lowest rank in the frequency distribution of the elevation of the target point;
Is calculated as the height of the ground surface.
상기 전체 높이는 표고에 건물의 높이를 합산하여 산출되는 설계풍속 산정 장치.The method according to claim 1,
Wherein the total height is calculated by summing the height of the building on the elevation.
상기 건물의 높이는 건물의 지상층수에 기 설정된 높이를 승산하여 산출되는 설계풍속 산정 장치.9. The method of claim 8,
Wherein the height of the building is calculated by multiplying the ground floor number of the building by a preset height.
상기 파라미터값 산출부는:
상기 계급의 계급값에 따라 상기 지표면 조도를 할당하는 설계풍속 산정 장치.The method according to claim 1,
Wherein the parameter value calculation unit comprises:
And assigns the ground surface roughness according to the class value of the class.
상기 파라미터값은 풍속고도분포계수, 지형계수, 난류강도, 풍속고도분포지수, 기준경도풍높이 및 대기경계층시작높이 중 적어도 하나를 포함하는 설계풍속 산정 장치.The method according to claim 1,
Wherein the parameter value comprises at least one of a wind speed altitude distribution coefficient, a terrain coefficient, a turbulence intensity, a wind speed altitude distribution index, a reference rough wind height and an atmospheric boundary layer start height.
상기 파라미터값 산출부는:
각 계급의 상대도수를 계산하고, 상기 지표면 조도마다 설정된 파라미터값에 상기 상대도수를 곱하여 산출된 값을 합산하는 설계풍속 산정 장치.The method according to claim 1,
Wherein the parameter value calculation unit comprises:
And calculates a relative frequency of each class and adds the calculated values by multiplying the parameter value set for each of the ground surface roughnesses by the relative frequency.
상기 대상 영역 내에 다수의 타겟 지점을 생성하고, 상기 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 기반으로 상기 타겟 지점의 표고 정보를 획득하는 단계;
상기 타겟 지점의 표고 정보를 기반으로 상기 대상 영역의 지표면 높이를 산출하는 단계;
각 타겟 지점에 대하여 표고에 건물 높이가 반영된 전체 높이와 상기 지표면 높이 간의 차이값을 계산하고, 상기 차이값에 대한 도수분포를 산출하는 단계;
상기 도수분포의 계급에 지표면 조도를 할당하고, 상기 지표면 조도마다 설정된 파라미터값에 상기 도수분포를 기반으로 한 가중치를 적용하여 상기 대상 영역의 파라미터값을 산출하는 단계; 그리고
상기 산출된 파라미터값을 이용하여 상기 대상 영역의 설계풍속을 산정하는 단계;
를 포함하는 설계풍속 산정 방법.Collecting position information and elevation information of a plurality of sample points in the object area;
Generating a plurality of target points within the target area and obtaining elevation information of the target point based on the position information and elevation information of the sample point;
Calculating a height of a surface of the target area based on elevation information of the target point;
Calculating a difference value between the height of the ground surface and the total height of the elevation reflecting the height of the building for each target point and calculating a frequency distribution of the difference;
Calculating a parameter value of the target area by assigning a surface roughness to the rank of the frequency distribution and applying a weight based on the frequency distribution to a parameter value set for each of the surface roughnesses; And
Calculating a design wind speed of the target area using the calculated parameter value;
The method comprising the steps of:
상기 타겟 지점의 표고 정보를 획득하는 단계는:
상기 대상 영역 내에 위치한 건물 상에 상기 타겟 지점을 생성하는 단계를 포함하는 설계풍속 산정 방법.15. The method of claim 14,
Wherein the obtaining of the elevation information of the target point comprises:
And generating the target point on a building located within the target area.
상기 타겟 지점의 표고 정보를 획득하는 단계는:
상기 대상 영역 내에 동일한 간격으로 상기 타겟 지점을 생성하는 단계를 포함하는 설계풍속 산정 방법.15. The method of claim 14,
Wherein the obtaining of the elevation information of the target point comprises:
And generating the target points at equal intervals in the target area.
상기 타겟 지점의 표고 정보를 획득하는 단계는:
상기 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 이용하여 상기 대상 영역의 수치표고모델(DEM)을 생성하는 단계; 그리고
상기 수치표고모델(DEM)에서 상기 타겟 지점의 위치에 대응하는 표고를 해당 타겟 지점의 표고 정보로 산정하는 단계;
를 포함하는 설계풍속 산정 방법.15. The method of claim 14,
Wherein the obtaining of the elevation information of the target point comprises:
Generating a digital elevation model (DEM) of the object area using position information and elevation information of the sample point; And
Calculating an elevation corresponding to a position of the target point in the digital elevation model (DEM) as elevation information of the target point;
The method comprising the steps of:
상기 타겟 지점의 표고 정보를 획득하는 단계는:
상기 샘플 지점의 위치 정보 및 표고 정보를 기반으로 보간법을 이용하여 상기 타겟 지점의 표고 정보를 산정하는 단계;
를 포함하는 설계풍속 산정 방법.15. The method of claim 14,
Wherein the obtaining of the elevation information of the target point comprises:
Estimating elevation information of the target point using an interpolation method based on position information and elevation information of the sample point;
The method comprising the steps of:
상기 전체 높이는 표고에 건물의 높이를 합산하여 산출되는 설계풍속 산정 방법.15. The method of claim 14,
Wherein the total height is calculated by summing the height of the building on the elevation.
상기 건물의 높이는 건물의 지상층수에 기 설정된 높이를 승산하여 산출되는 설계풍속 산정 방법.20. The method of claim 19,
Wherein the height of the building is calculated by multiplying the number of ground layers of the building by a preset height.
제 14 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 따른 설계풍속 산정 방법을 실행하는 프로그램이 기록된 기록매체.A computer-readable recording medium,
A recording medium on which a program for executing the method for estimating wind speed according to any one of claims 14 to 20 is recorded.
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|---|---|---|---|
| KR1020130019323A KR101519072B1 (en) | 2013-02-22 | 2013-02-22 | Apparatus and method for calculating design wind speed by collecting samples |
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| KR20140105278A KR20140105278A (en) | 2014-09-01 |
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Citations (4)
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| JP2004133094A (en) | 2002-10-09 | 2004-04-30 | Zenrin Co Ltd | Generating method of three dimensional electronic map data |
| KR100501071B1 (en) | 2005-04-28 | 2005-07-18 | 공간정보기술 주식회사 | Digital mapping system and method using high-resoulution satellite images and rfm |
| KR100657937B1 (en) | 2004-12-14 | 2006-12-14 | 삼성전자주식회사 | Real time 3 dimensional transformation method for 2 dimensional linear data and apparatus therefor, and real time 3 dimensional visualization method for 2 dimensional linear data and apparatus therefor |
| KR101099484B1 (en) | 2011-07-29 | 2011-12-27 | (주)원지리정보 | The apparatus and method of 3d map modeling |
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2013
- 2013-02-22 KR KR1020130019323A patent/KR101519072B1/en active IP Right Grant
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