KR101648366B1 - 지형계수를 고려한 풍하중 산출 장치 및 방법 - Google Patents

지형계수를 고려한 풍하중 산출 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지형계수를 고려한 풍하중 산정 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 풍하중 산출 장치는, 대상 영역 내 다수의 지점의 위치 및 높이 정보를 수집하는 정보 수집부; 상기 위치 및 높이 정보를 기반으로 보간법을 이용하여, 구조물이 위치하는 지점을 지나는 선 상에 위치한 다수의 대상 지점의 위치 및 높이 정보를 획득하는 보간부; 상기 대상 지점의 위치 정보를 이용하여 각 대상 지점에 대한 기준값을 산출하는 기준값 산출부; 및 상기 대상 지점의 기준값과 높이 정보를 이용하여 상기 구조물이 위치하는 지점을 지나는 선 상에 위치하는 정점을 결정하고, 상기 정점의 높이로부터 지표면의 높이를 감산하여 상기 구조물에 가해지는 풍하중을 산출하기 위한 정점높이를 산정하는 정점높이 산정부;를 포함할 수 있다.

Description

지형계수를 고려한 풍하중 산출 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CALCULATING WIND LOAD USING TOPOGRAPHIC FACTOR}
본 발명은 지형계수를 고려한 풍하중 산출 장치 및 방법에 관한 것이다.
구조물 설계에 있어서 바람의 영향은 반드시 고려해야 할 항목 중 하나이다. 풍속 또는 풍향과 같은 바람의 특성은 주변 지형의 영향을 받을 수 있으며, 풍속이 주변 지형에 의해 빨라지는 경우 구조물의 안전을 위협할 수 있다. 따라서, 주변 지형에 따른 풍속의 변화를 고려하여 구조물 설계에 반영하는 작업이 요구된다.
지형에 의한 풍속의 변화를 고려하기 위해 설계풍속 산정 시 지형계수를 도입하고 있다. 지형계수는 평지와 같이 바람에 영향을 미치지 않는 지역에 대해서는 1.0으로 설정되지만, 산, 언덕 또는 경사지와 같이 풍속을 변화시키는 지역에 대해서는 1.0보다 큰 값이 설정된다.
지형계수는 주변 지형물에 대하여 바람이 부는 방향에 따라 지정된 풍상측 및 풍하측 경사면을 기준으로 계산된다. 하지만, 종래에는 지형계수의 산출 기준이 되는 주변 지형물이 설계자에 의해 주관적이고 임의적으로 결정되었다. 그 결과, 종래의 방식으로 산출된 지형계수는 지형이 바람에 미치는 영향을 충분히 반영하지 못하여, 풍하중이 너무 크거나 작게 계산되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 실시예는, 지형이 바람에 미치는 영향을 정량적이고 합리적으로 반영할 수 있는 풍하중 산출 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 풍하중 산출 장치는, 대상 영역 내 다수의 지점의 위치 및 높이 정보를 수집하는 정보 수집부; 상기 위치 및 높이 정보를 기반으로 보간법을 이용하여, 구조물이 위치하는 지점을 지나는 선 상에 위치한 다수의 대상 지점의 위치 및 높이 정보를 획득하는 보간부; 상기 대상 지점의 위치 정보를 이용하여 각 대상 지점에 대한 기준값을 산출하는 기준값 산출부; 및 상기 대상 지점의 기준값과 높이 정보를 이용하여 상기 구조물이 위치하는 지점을 지나는 선 상에 위치하는 정점을 결정하고, 상기 정점의 높이로부터 지표면의 높이를 감산하여 상기 구조물에 가해지는 풍하중을 산출하기 위한 정점높이를 산정하는 정점높이 산정부;를 포함할 수 있다.
상기 정보 수집부는: 상기 구조물이 위치하는 지점을 포함하며 기 설정된 형상과 크기를 갖는 영역을 상기 대상 영역으로 설정할 수 있다.
상기 정보 수집부는: 상기 다수의 지점에 대한 위치 및 높이 정보를 포함하는 전자지도(digital map); 및 상기 다수의 지점을 측량하여 얻은 측량 데이터; 중 적어도 하나로부터 상기 다수의 지점의 위치 및 높이 정보를 수집할 수 있다.
상기 보간부는: 상기 대상 영역에 대한 수치 표고 모델을 생성하고, 상기 수치 표고 모델로부터 상기 다수의 대상 지점의 위치 및 높이 정보를 획득할 수 있다.
상기 기준값 산출부는: 상기 대상 지점 중 상기 구조물이 위치하는 지점으로부터 가장 멀리 떨어진 최외곽 대상 지점에 해당 지점의 기준값으로 기 설정된 값을 할당하고, 나머지 대상 지점들에 대하여 상기 최외곽 대상 지점 간의 수평거리 순으로 상기 최외곽 대상 지점의 기준값에 기 결정된 증분을 연산하여 얻은 연산값을 각 대상 지점에 대한 기준값으로 산출할 수 있다.
상기 기준값 산출부는: 상기 나머지 대상 지점들에 대하여 상기 최외곽 대상 지점 간의 수평거리 순으로 상기 최외곽 대상 지점의 기준값에 상기 최외곽 대상 지점 간의 수평거리를 가산하거나 감산한 값을 각 대상 지점에 대한 기준값으로 산출할 수 있다.
상기 정점높이 산정부는: 상기 다수의 대상 지점 중 타겟 지점, 상기 타겟 지점보다 상기 기준값이 작은 하나 이상의 지점, 및 상기 기준값이 큰 하나 이상의 지점을 선택하고; 선택된 지점들 중 가장 높은 지점이 상기 타겟 지점인 경우, 해당 타겟 지점을 정점으로 결정하며, 상기 다수의 대상 지점 중 가장 낮은 지점; 상기 다수의 대상 지점 중에서 최빈수에 해당하는 높이를 갖는 지점; 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급의 계급값에 해당하는 높이를 갖는 지점; 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급에 속하는 지점들의 높이의 평균값에 해당하는 높이를 갖는 지점; 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 가장 낮은 계급의 계급값에 해당하는 높이를 갖는 지점; 또는 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 가장 낮은 계급에 속하는 지점들의 높이의 평균값에 해당하는 높이를 갖는 지점;을 상기 지표면으로 결정할 수 있다.
상기 정점높이 산정부는: 상기 다수의 대상 지점 중 상기 타겟 지점을 선택한 뒤, 상기 타겟 지점의 기준값을 중심으로 기준값의 내림차순으로 하나 이상의 지점을 선택하고, 기준값의 오름차순으로 하나 이상의 지점을 선택할 수 있다.
상기 정점높이 산정부는: 상기 다수의 대상 지점 중 상기 구조물이 위치하는 지점 간의 수평거리가 짧은 순서대로 상기 타겟 지점을 선택하되, 선택된 타겟 지점이 상기 정점으로 결정되지 않은 경우, 해당 타겟 지점 다음으로 상기 구조물이 위치하는 지점 간의 수평거리가 긴 대상 지점을 상기 타겟 지점으로 선택하여 정점 결정 과정을 반복할 수 있다.
상기 정점높이 산정부는: 상기 다수의 대상 지점 중 상기 기준값 순으로 연속되는 셋 이상의 지점을 선택하고, 상기 선택된 셋 이상의 지점 중 가장 높은 지점의 기준값이 상기 선택된 셋 이상의 지점의 기준값 중에서 중간에 해당하는 경우, 해당 지점을 정점 후보로 결정하고, 상기 다수의 대상 지점으로부터 얻은 상기 정점 후보 중 상기 구조물이 위치하는 지점 간의 수평거리가 가장 짧은 지점을 정점으로 결정하며, 상기 다수의 대상 지점 중 가장 낮은 지점; 상기 다수의 대상 지점 중에서 최빈수에 해당하는 높이를 갖는 지점; 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급의 계급값에 해당하는 높이를 갖는 지점; 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급에 속하는 지점들의 높이의 평균값에 해당하는 높이를 갖는 지점; 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 가장 낮은 계급의 계급값에 해당하는 높이를 갖는 지점; 또는 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 가장 낮은 계급에 속하는 지점들의 높이의 평균값에 해당하는 높이를 갖는 지점;을 상기 지표면으로 결정할 수 있다.
상기 정점높이 산정부는:
상기 다수의 대상 지점 중 타겟 지점, 상기 타겟 지점보다 상기 기준값이 작은 하나 이상의 지점, 및 상기 기준값이 큰 하나 이상의 지점을 선택하고; x축 좌표가 상기 대상 지점 중 기준값이 가장 작은 지점으로부터 각 지점 간의 수평거리이고, y축 좌표가 각 지점의 높이인 2차원 좌표를 상기 선택된 지점들에 할당하고, 상기 선택된 지점들에 대한 2차원 좌표를 지나는 보간 방정식을 산출하고; 상기 방정식이 상기 선택된 지점들의 최소 x축 좌표와 최대 x축 좌표 사이에서 극대값을 갖는 경우, 상기 극대값을 높이로 갖는 가상 지점을 정점으로 결정하며, 상기 다수의 대상 지점 중 가장 낮은 지점; 상기 다수의 대상 지점 중에서 최빈수에 해당하는 높이를 갖는 지점; 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급의 계급값에 해당하는 높이를 갖는 지점; 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급에 속하는 지점들의 높이의 평균값에 해당하는 높이를 갖는 지점; 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 가장 낮은 계급의 계급값에 해당하는 높이를 갖는 지점; 또는 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 가장 낮은 계급에 속하는 지점들의 높이의 평균값에 해당하는 높이를 갖는 지점;을 상기 지표면으로 결정할 수 있다.
상기 정점높이 산정부는: 상기 다수의 대상 지점 중 상기 구조물이 위치하는 지점 간의 수평거리가 짧은 순서대로 상기 타겟 지점을 선택하되, 상기 방정식이 상기 선택된 지점들의 최소 x축 좌표와 최대 x축 좌표 사이에서 극대값을 갖지 않는 경우, 해당 타겟 지점 다음으로 상기 구조물이 위치하는 지점 간의 수평거리가 긴 지점을 상기 타겟 지점으로 선택하여 정점 결정 과정을 반복할 수 있다.
상기 정점높이 산정부는: 상기 다수의 대상 지점 중 상기 기준값 순으로 연속되는 셋 이상의 지점을 선택하고; x축 좌표가 상기 대상 지점 중 기준값이 가장 작은 지점으로부터 각 지점 간의 수평거리이고, y축 좌표가 각 지점의 높이인 2차원 좌표를 상기 선택된 셋 이상의 지점에 할당하고, 상기 선택된 셋 이상의 지점에 대한 2차원 좌표를 지나는 보간 방정식을 산출하고; 상기 방정식이 상기 선택된 셋 이상의 지점의 최소 x축 좌표와 최대 x축 좌표 사이에서 극대값을 갖는 경우, 상기 극대값을 높이로 갖는 가상 지점을 정점 후보로 결정하고, 상기 다수의 대상 지점으로부터 얻은 상기 정점 후보 중 상기 구조물이 위치하는 지점 간의 수평거리가 가장 짧은 지점을 정점으로 결정하며, 상기 다수의 대상 지점 중 가장 낮은 지점; 상기 다수의 대상 지점 중에서 최빈수에 해당하는 높이를 갖는 지점; 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급의 계급값에 해당하는 높이를 갖는 지점; 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급에 속하는 지점들의 높이의 평균값에 해당하는 높이를 갖는 지점; 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 가장 낮은 계급의 계급값에 해당하는 높이를 갖는 지점; 또는 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 가장 낮은 계급에 속하는 지점들의 높이의 평균값에 해당하는 높이를 갖는 지점;을 상기 지표면으로 결정할 수 있다.
상기 풍하중 산출 장치는, 상기 정점높이와, 상기 대상 지점의 위치 및 높이 정보를 기반으로 풍상측 수평거리를 산출하는 풍상측 수평거리 산출부를 더 포함할 수 있다.
상기 풍상측 수평거리 산출부는: 상기 정점과 각 대상 지점 간의 높이 차를 계산하고, 높이 차가 상기 정점높이의 절반에 가장 가까운 대상 지점을 결정하고, 해당 대상 지점과 상기 정점 간의 수평거리를 계산하여 상기 풍상측 수평거리를 산출할 수 있다.
상기 풍상측 수평거리 산출부는: 상기 정점과 각 대상 지점 간의 높이 차를 계산하고, 높이 차가 상기 정점높이의 절반에 가장 가까운 제 1 대상 지점 및 두 번째로 가까운 제 2 대상 지점을 결정하고, 상기 제 1 대상 지점 및 상기 제 2 대상 지점으로부터 보간을 이용하여, 상기 정점과의 높이 차가 상기 정점높이의 절반에 해당하는 지점을 산정하고, 해당 지점과 상기 정점 간의 수평거리를 계산하여 상기 풍상측 수평거리를 산출할 수 있다.
상기 풍하중 산출 장치는 상기 정점높이와 상기 풍상측 수평거리를 기반으로 지형계수를 산출하는 지형계수 산출부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 풍하중 산출 방법은, 대상 영역 내 다수의 지점의 위치 및 높이 정보를 수집하는 단계; 상기 위치 및 높이 정보를 기반으로 보간법을 이용하여, 상기 구조물이 위치하는 지점을 지나는 선 상에 위치한 다수의 대상 지점의 위치 및 높이 정보를 획득하는 단계; 상기 대상 지점의 위치 정보를 이용하여 각 대상 지점에 대한 기준값을 산출하는 단계; 상기 대상 지점의 기준값과 높이 정보를 이용하여 상기 구조물이 위치하는 지점을 지나는 선 상에 위치하는 정점을 결정하는 단계; 및 상기 정점의 높이로부터 지표면의 높이를 감산하여 상기 풍하중을 산출하기 위한 정점높이를 산정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 풍하중 산출 방법은 상기 대상 영역 내 다수의 지점의 위치 및 높이 정보를 수집하는 단계 전, 상기 구조물이 위치하는 지점을 포함하며 기 설정된 형상과 크기를 갖는 영역을 상기 대상 영역으로 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 대상 영역 내 다수의 지점의 위치 및 높이 정보를 수집하는 단계는: 상기 다수의 지점에 대한 위치 및 높이 정보를 포함하는 전자지도; 및 상기 다수의 지점을 측량하여 얻은 측량 데이터; 중 적어도 하나로부터 상기 다수의 지점의 위치 및 높이 정보를 수집하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 다수의 대상 지점의 위치 및 높이 정보를 획득하는 단계는: 상기 대상 영역에 대한 수치 표고 모델을 생성하는 단계; 및 상기 수치 표고 모델로부터 상기 다수의 대상 지점의 위치 및 높이 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기준값을 산출하는 단계는: 상기 대상 지점 중 상기 구조물이 위치하는 지점으로부터 가장 멀리 떨어진 최외곽 대상 지점에 해당 지점의 기준값으로 기 설정된 값을 할당하는 단계; 및 나머지 대상 지점들에 대하여 상기 최외곽 대상 지점 간의 수평거리 순으로 상기 최외곽 대상 지점의 기준값에 기 결정된 증분을 연산하여 얻은 연산값을 각 대상 지점에 대한 기준값으로 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 나머지 대상 지점들에 대하여 각 대상 지점에 대한 기준값을 산출하는 단계는: 상기 나머지 대상 지점들에 대하여 상기 최외곽 대상 지점 간의 수평거리 순으로 상기 최외곽 대상 지점의 기준값에 상기 최외곽 대상 지점 간의 수평거리를 가산하거나 감산하여 얻은 값을 각 대상 지점에 대한 기준값으로 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 정점을 결정하는 단계는: 상기 다수의 대상 지점 중 타겟 지점, 상기 타겟 지점보다 상기 기준값이 작은 하나 이상의 지점, 및 상기 기준값이 큰 하나 이상의 지점을 선택하는 단계; 및 선택된 지점들 중 가장 높은 지점이 상기 타겟 지점인 경우, 해당 타겟 지점을 정점으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 선택하는 단계는: 상기 다수의 대상 지점 중 상기 타겟 지점을 선택하는 단계; 및 상기 다수의 대상 지점 중 상기 타겟 지점의 기준값을 중심으로 기준값의 내림차순으로 하나 이상의 지점을 선택하고, 기준값의 오름차순으로 하나 이상의 지점을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 정점을 결정하는 단계는: 상기 다수의 대상 지점 중 상기 구조물이 위치하는 지점 간의 수평거리가 짧은 순서대로 타겟 지점을 선택하되, 선택된 타겟 지점이 상기 정점으로 결정되지 않은 경우, 해당 타겟 지점 다음으로 상기 구조물이 위치하는 지점 간의 수평거리가 긴 대상 지점을 상기 타겟 지점으로 선택하여 정점 결정 과정을 반복할 수 있다.
상기 정점을 결정하는 단계는: 상기 다수의 대상 지점 중 상기 기준값 순으로 연속되는 셋 이상의 지점을 선택하는 단계; 상기 선택된 셋 이상의 지점 중 가장 높은 지점의 기준값이 상기 선택된 셋 이상의 지점의 기준값 중에서 중간에 해당하는 경우, 해당 지점을 정점 후보로 결정하는 단계; 및 상기 다수의 대상 지점으로부터 얻은 상기 정점 후보 중 상기 구조물이 위치하는 지점 간의 수평거리가 가장 짧은 지점을 정점으로 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 정점을 결정하는 단계는: 상기 다수의 대상 지점 중 타겟 지점, 상기 타겟 지점보다 상기 기준값이 작은 하나 이상의 지점, 및 상기 기준값이 큰 하나 이상의 지점을 선택하는 단계; x축 좌표가 상기 대상 지점 중 기준값이 가장 작은 지점으로부터 각 지점 간의 수평거리이고, y축 좌표가 각 지점의 높이인 2차원 좌표를 상기 선택된 지점들에 할당하고, 상기 선택된 지점들에 대한 2차원 좌표를 지나는 보간 방정식을 산출하는 단계; 및 상기 방정식이 상기 선택된 지점들의 최소 x축 좌표와 최대 x축 좌표 사이에서 극대값을 갖는 경우, 상기 극대값을 높이로 갖는 가상 지점을 정점으로 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 정점을 결정하는 단계는: 상기 다수의 대상 지점 중 상기 구조물이 위치하는 지점 간의 수평거리가 짧은 순서대로 상기 타겟 지점을 선택하되, 상기 방정식이 상기 선택된 지점들의 최소 x축 좌표와 최대 x축 좌표 사이에서 극대값을 갖지 않는 경우, 해당 타겟 지점 다음으로 상기 구조물이 위치하는 지점 간의 수평거리가 긴 지점을 상기 타겟 지점으로 선택하여 정점 결정 과정을 반복할 수 있다.
상기 정점을 결정하는 단계는: 상기 다수의 대상 지점 중 상기 기준값 순으로 연속되는 셋 이상의 지점을 선택하는 단계; x축 좌표가 상기 대상 지점 중 기준값이 가장 작은 지점으로부터 각 지점 간의 수평거리이고, y축 좌표가 각 지점의 높이인 2차원 좌표를 상기 선택된 셋 이상의 지점에 할당하고, 상기 선택된 셋 이상의 지점에 대한 2차원 좌표를 지나는 보간 방정식을 산출하는 단계; 상기 방정식이 상기 선택된 셋 이상의 지점의 최소 x축 좌표와 최대 x축 좌표 사이에서 극대값을 갖는 경우, 상기 극대값을 높이로 갖는 가상 지점을 정점 후보로 결정하는 단계; 및 상기 다수의 대상 지점으로부터 얻은 상기 정점 후보 중 상기 구조물이 위치하는 지점 간의 수평거리가 가장 짧은 지점을 정점으로 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 풍하중 산출 방법은, 상기 정점높이를 산정하는 단계 전, 상기 다수의 대상 지점 중 가장 낮은 지점; 상기 다수의 대상 지점 중에서 최빈수에 해당하는 높이를 갖는 지점; 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급에 속하는 지점들의 높이의 평균값에 해당하는 높이를 갖는 지점; 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급의 계급값에 해당하는 높이를 갖는 지점; 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 가장 낮은 계급의 계급값에 해당하는 높이를 갖는 지점; 또는 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 가장 낮은 계급에 속하는 지점들의 높이의 평균값에 해당하는 높이를 갖는 지점;을 상기 지표면으로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 풍하중 산출 방법은 상기 정점높이를 산정하는 단계 후, 상기 정점높이와, 상기 대상 지점의 위치 및 높이 정보를 기반으로 풍상측 수평거리를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 풍상측 수평거리를 산출하는 단계는: 상기 정점과 각 대상 지점 간의 높이 차를 계산하는 단계; 높이 차가 상기 정점높이의 절반에 가장 가까운 대상 지점을 결정하는 단계; 및 해당 대상 지점과 상기 정점 간의 수평거리를 계산하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 풍상측 수평거리를 산출하는 단계는: 상기 정점과 각 대상 지점 간의 높이 차를 계산하는 단계; 높이 차가 상기 정점높이의 절반에 가장 가까운 제 1 대상 지점 및 두 번째로 가까운 제 2 대상 지점을 결정하는 단계; 상기 제 1 대상 지점 및 상기 제 2 대상 지점으로부터 보간을 이용하여, 상기 정점과의 높이 차가 상기 정점높이의 절반에 해당하는 지점을 산정하는 단계; 및 해당 지점과 상기 정점 간의 수평거리를 계산하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 풍하중 산출 방법은 상기 풍상측 수평거리를 산출하는 단계 후, 상기 정점높이와 상기 풍상측 수평거리를 기반으로 지형계수를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 풍하중 산출 방법은 컴퓨터로 실행될 수 있는 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 지형이 바람에 미치는 영향을 정량적이고 합리적으로 반영하여 풍하중을 산출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍하중 산출 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 풍하중을 산출하기 위해 설정되는 대상 영역의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 풍하중을 산출하기 위해 설정되는 대상 영역의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 대상 지점의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 대상 지점들의 기준값 및 높이로부터 정점을 결정하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 대상 지점들의 기준값 및 높이로부터 정점 후보 및 정점을 결정하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 대상 지점들의 기준값 및 높이로부터 정점을 결정하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 대상 지점들의 기준값 및 높이로부터 정점을 결정하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 파라미터 계산 과정을 설명하기 위해 예시적으로 도시된 지형의 풍상측 및 풍하측 단면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 보간을 이용하여 지형의 풍상측 수평거리를 계산하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 보간을 이용하여 지형의 풍하측 수직거리를 계산하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍하중 산출 방법을 설명하는 흐름도이다.
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.
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.
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.
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.
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.
본 명세서에서 사용되는 "구조물"은 건축물, 공작물, 구축물, 창호, 옥외광고물, 교량 등을 포괄하는 용어로서, 공간 상에 배치되어 바람에 의한 하중을 받는 모든 물건을 의미한다.
구조물 설계 시, 바람에 의한 설계하중을 계산하기 위해 설계풍속을 산출한다. 이에 대해, 건축구조기준(KBC) 2009에서 제시하는 설계풍속은 다음과 같은 수학식에 의해 계산될 수 있다:
Figure 112014064034556-pat00001
여기서, V0는 지역별 기본풍속이며, Kzr은 풍속고도분포계수이며, Kzt는 지형의 영향을 고려하기 위한 지형계수, Iw는 구조물의 중요도계수이다.
이 중 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 1.0보다 큰 값으로 설정된다.
지형계수는 지형의 정점높이(H)를 이용하여 계산된다. 정점높이(H)는 주변 지형에서 정점에 해당하는 지점의 높이로부터 지표면에 해당하는 지점의 높이를 감산함으로써 계산된다.
이하에서는 구조물의 주변 지형으로부터 정점과 지표면을 결정하여 정점높이(H)를 산정하는 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한 뒤, 상기 정점높이(H)를 이용하여 지형계수 산정에 사용되는 또 다른 파라미터, 예컨대 풍상측 수평거리(Lu) 등을 산정하는 과정을 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍하중 산출 장치(100)를 나타내는 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 풍하중 산출 장치(100)는 정보 수집부(111), 보간부(112), 기준값 산출부(113) 및 정점높이 산정부(114)를 포함할 수 있다.
상기 정보 수집부(111)는 대상 영역 내 다수의 지점의 위치 및 높이 정보를 수집할 수 있다. 상기 보간부(112)는 상기 위치 및 높이 정보를 기반으로 보간법을 이용하여, 구조물이 위치하는 지점을 지나는 선 상에 위치한 다수의 대상 지점의 위치 및 높이 정보를 획득할 수 있다. 상기 기준값 산출부(113)는 상기 대상 지점의 위치 정보를 이용하여 각 대상 지점에 대한 기준값을 산출할 수 있다. 상기 정점높이 산정부(114)는 상기 대상 지점의 기준값과 높이 정보를 이용하여 상기 구조물이 위치하는 지점을 지나는 선 상에 위치하는 정점을 결정하고, 상기 정점의 높이로부터 지표면의 높이를 감산하여 상기 구조물에 가해지는 풍하중을 산출하기 위한 정점높이(H)를 산정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 풍하중을 산출하기 위해 설정되는 대상 영역(20)의 일 예를 나타내는 도면이다.
상기 정보 수집부(111)는 구조물이 위치하는 지점(C)을 포함하며 기 설정된 형상과 크기를 갖는 영역을 대상 영역(20)으로 설정할 수 있다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 대상 영역(20)은 상기 구조물이 위치하는 지점(C)을 중심으로 기 설정된 반경을 갖는 원형 영역일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 반경은 상기 구조물의 높이의 40 배와 3 km 중 작은 값일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 또한, 상기 대상 영역(20)의 형상은 원형으로 제한되지 않고, 실시예에 따라 다각형, 타원형, 부채꼴 등 다양한 모양으로 설정될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 정보 수집부(111)는 상기 대상 영역(20) 내에서 균일하게 분포하는 다수의 지점(X)의 위치 및 높이 정보를 수집할 수 있다.
그러나, 실시예에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 다수의 지점(X)은 상기 대상 영역(20) 내에서 불균일하게 분포할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 정보 수집부(111)는 상기 다수의 지점(X)에 대한 위치 및 높이 정보를 수집하기 위해 전자지도(digital map) 및 측량 데이터 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 여기서, 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.
일 실시예에 따르면, 상기 풍하중 산출 장치(100)는 저장부(12)를 더 포함할 수 있다. 상기 저장부(12)는 상기 다수의 지점(X)에 대한 위치 정보 및 높이 정보를 저장할 수 있다. 이 경우, 상기 정보 획득부(112)는 상기 저장부(12)에 저장된 정보를 불러와 상기 다수의 지점(X)의 위치 정보 및 높이 정보를 획득할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 풍하중 산출 장치(100)는 통신부(10)를 더 포함할 수 있다. 상기 통신부(10)는 상기 다수의 지점(X)에 대한 지리정보를 제공하는 서버에 접속할 수 있다.
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 획득부(112)는 상기 서버(200)로부터 상기 다수의 지점(X)에 대한 높이 정보를 획득할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 풍하중 산출 장치(100)는 입력부(13)를 더 포함할 수 있으며, 상기 다수의 지점(X)의 위치 정보 및 높이 정보는 상기 입력부(13)를 통해 사용자로부터 입력받을 수도 있다.
상기 보간부(112)는 상기 다수의 지점(X)의 위치 및 높이 정보를 기반으로 보간법을 이용하여, 상기 구조물이 위치하는 지점(C)이 지나는 선 상에 위치한 다수의 대상 지점의 위치 및 높이 정보를 획득할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 대상 지점(*)의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 대상 지점(*)은 구조물이 위치하는 지점(C)을 지나는 선(30) 상에 위치할 수 있다. 도 4에서 상기 구조물이 위치하는 지점(C)을 지나는 선(30)은 직선으로 도시되었으나, 선의 모양은 이에 제한되지 않고 실시예에 따라 곡선, 꺽은선 등 다양한 모양을 가질 수 있다.
상기 보간부(112)는 상기 대상 영역(20) 내 다수의 지점(X)의 위치 및 높이 정보를 기반으로 보간을 통해 상기 대상 지점(*)의 위치 및 높이 정보를 획득할 수 있다.
일 예로, 상기 보간부(112)는 상기 다수의 지점(X)의 위치 및 높이 정보를 이용하여 상기 대상 영역(20)에 대한 수치 표고 모델(DEM)을 생성하고, 상기 수치 표고 모델로부터 상기 다수의 대상 지점(*)의 위치 및 높이 정보를 획득할 수 있다.
도 4에서 상기 대상 지점들(*)은 선(30) 상에서 동일한 간격마다 위치하나, 실시예에 따라 상기 대상 지점들 간의 간격은 일정하지 않을 수 있다. 즉, 상기 대상 지점들(*)은 선(30) 상에서 불규칙한 간격으로 위치할 수 있다.
상기 기준값 산출부(113)는 상기 대상 지점(*)의 위치 정보를 이용하여 각 대상 지점에 대한 기준값을 산출한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 기준값 산출부(113)는 상기 대상 지점(*) 중 상기 구조물이 위치하는 지점(C)로부터 가장 멀리 떨어진 최외곽 대상 지점에 해당 지점의 기준값으로 기 설정된 값을 할당하고, 나머지 대상 지점들에 대하여 상기 최외곽 대상 지점 간의 수평거리 순으로 상기 최외곽 대상 지점의 기준값에 기 결정된 증분을 연산하여 얻은 연산값을 각 대상 지점에 대한 기준값으로 산출할 수 있다.
예를 들어, 도 4를 참조하면, 대상 지점(*) 중 구조물이 위치하는 지점(C)로부터 가장 멀리 떨어진 지점이 도면번호 301에 해당하는 지점이라면, 상기 기준값 산출부(113)는 상기 최외곽 대상 지점(301)에 이 지점의 기준값으로 기 설정된 값, 예컨대 0을 할당할 수 있다.
그러고 나서, 상기 기준값 산출부(113)는 나머지 대상 지점들(*)에 대하여 상기 최외곽 대상 지점(301)과의 수평거리 순으로 상기 최외곽 대상 지점(301)의 기준값, 즉 0에 기 결정된 증분을 연산하여 얻은 연산값을 각 대상 지점에 대한 기준값으로 산출할 수 있다.
즉, 상기 최외곽 대상 지점(301)에 기준값이 할당되면, 그 다음으로 상기 최외곽 대상 지점(301)과 수평거리가 가장 짧은 지점(302)의 기준값으로 상기 최외곽 대상 지점(301)의 기준값에 소정의 증분이 가산되거나 감산되거나 승산되거나 제산될 수 있다.
그 다음으로, 상기 최외곽 대상 지점(301)과 수평거리가 두 번째로 짧은 지점(303)의 기준값으로 상기 최외곽 대상 지점(301)의 기준값에 소정의 증분이 가산되거나 감산되거나 승산되거나 제산될 수 있다.
이와 같은 방식으로 상기 선(30) 상에 위치한 대상 지점(*) 전부에 대하여 기준값이 산출될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 기준값 산출부(113)는 상기 최외곽 대상 지점(301)에 기준값으로 0을 할당할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
또한, 상기 기준값 산출부(113)는 상기 나머지 대상 지점들에 대하여 상기 최외곽 대상 지점(301) 간의 수평거리 순으로 상기 최외곽 대상 지점(301)의 기준값에 상기 최외곽 대상 지점 간의 수평거리를 가산하거나 감산한 값을 각 대상 지점에 대한 기준값으로 산출할 수 있다. 다시 말해, 상기 나머지 대상 지점들에 대한 기준값 산출 시 사용되는 증분은 해당 대상 지점과 최외곽 대상 지점(301) 간의 수평거리일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
그러고 나서, 상기 정점높이 산정부(114)는 상기 대상 지점(*)의 기준값과 높이 정보를 이용하여 상기 구조물이 위치하는 지점(C)을 지나는 선(30) 상에 위치하는 정점을 결정하고, 상기 정점의 높이로부터 지표면의 높이를 감산하여 상기 구조물에 가해지는 풍하중을 산출하기 위한 정점높이(H)를 산정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 대상 지점들(*)의 기준값 및 높이로부터 정점을 결정하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 정점높이 산정부(114)는 상기 다수의 대상 지점(*) 중 타겟 지점, 상기 타겟 지점보다 기준값이 작은 하나 이상의 지점, 및 상기 타겟 지점보다 기준값이 큰 하나 이상의 지점을 선택하고, 선택된 지점들 중 가장 높은 지점이 상기 타겟 지점인 경우, 해당 타겟 지점을 정점으로 결정할 수 있다.
이 경우, 상기 정점높이 산정부(114)는 상기 다수의 대상 지점(*) 중 상기 타겟 지점을 선택한 뒤, 상기 타겟 지점의 기준값을 중심으로 기준값의 내림차순으로 하나 이상의 지점을 선택하고, 기준값의 오름차순으로 하나 이상의 지점을 선택할 수 있다.
또한, 상기 정점높이 산정부(114)는 상기 다수의 대상 지점(*) 중 상기 구조물이 위치하는 지점(C) 간의 수평거리가 짧은 순서대로 상기 타겟 지점을 선택하되, 선택된 타겟 지점이 정점으로 결정되지 않은 경우, 해당 타겟 지점 다음으로 상기 구조물이 위치하는 지점(C) 간의 수평거리가 긴 대상 지점을 다음 타겟 지점으로 선택하여 정점 결정 과정을 반복할 수 있다.
예를 들어, 도 5를 참조하면, 상기 정점높이 산정부(114)는 다수의 대상 지점(*) 중 구조물이 위치하는 지점(C) 간의 수평거리가 가장 짧은 지점, 즉 구조물이 위치하는 지점(C)이 위치하는 지점(순번 51)을 타겟 지점으로 선택하고, 상기 타겟 지점보다 기준값이 작은 지점(순번 50)과 기준값이 큰 지점(순번 52)을 선택할 수 있다.
그러나, 위 선택된 지점들(순번 50, 51, 52) 중 가장 높은 지점은 타겟 지점인 순번 51에 해당하는 지점이 아니라 순번 52에 해당하는 지점이므로, 상기 정점높이 산정부(114)는 해당 타겟 지점인 순번 51에 해당하는 지점 다음으로 구조물이 위치하는 지점(C) 간의 수평거리가 긴 대상 지점(예컨대, 도 5에서 순번 52)을 다음 타겟 지점으로 선택하여 전술한 정점 결정 과정을 반복할 수 있다.
이 경우, 타겟 지점인 순번 52에 해당하는 지점, 타겟 지점보다 기준값이 작은 순번 51에 해당하는 지점, 및 타겟 지점보다 기준값이 큰 순번 53에 해당하는 지점 중에서, 가장 높은 지점은 타겟 지점인 순번 52에 해당하는 지점이므로, 해당 타겟 지점은 정점으로 결정될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 대상 지점(*)의 기준값 및 높이로부터 정점 후보 및 정점을 결정하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 정점높이 산정부(114)는 상기 다수의 대상 지점(*) 중 기준값 순으로 연속되는 셋 이상의 지점을 선택하고, 상기 선택된 셋 이상의 지점 중 가장 높은 지점의 기준값이 상기 선택된 셋 이상의 지점의 기준값 중에서 중간에 해당하는 경우, 해당 지점을 정점 후보로 결정하고, 상기 다수의 대상 지점(*)으로부터 얻은 상기 정점 후보 중 구조물이 위치하는 지점(C) 간의 수평거리가 가장 짧은 지점을 정점으로 결정할 수 있다.
예를 들어, 도 6을 참조하면, 상기 정점높이 산정부(114)는 다수의 대상 지점(*) 중 기준값 순으로 연속되는 셋 이상의 지점들(예컨대, 순번 1, 2, 3)을 선택하고, 선택된 지점들 중 가장 높은 지점(즉, 순번 3)의 기준값이 상기 선택된 지점들의 기준값 중에서 중간에 해당하는지 판별할 수 있다.
이 실시예에 따르면, 상기 선택된 지점들의 수 N이 홀수이면 상기 중간에 해당하는 기준값은 (N+1)/2 번째의 기준값을 의미하며, 상기 선택된 지점들의 수 N이 짝수이면 상기 중간에 해당하는 기준값은 N/2 번째의 기준값 또는 (N/2) + 1 번째 기준값을 의미한다.
따라서, 순번 1, 2, 3에 해당하는 지점들 중 가장 높은 지점(순번 3)의 기준값은 선택된 지점들의 기준값 중에서 중간이 아닌 가장 마지막에 해당하므로, 순번 3에 해당하는 지점은 정점 후보로 결정되지 않는다.
그 다음으로, 상기 정점높이 산정부(114)는 다수의 대상 지점(*) 중 기준값 순으로 연속되는 또 다른 세트의 지점들(예컨대, 순번 2, 3, 4)을 선택하고, 선택된 지점들 중 가장 높은 지점(즉, 순번 3)의 기준값이 상기 선택된 지점들의 기준값 중에서 중간에 해당하는지 판별할 수 있다.
이 경우, 순번 2, 3, 4에 해당하는 지점들 중 가장 높은 지점(순번 3)의 기준값은 선택된 지점들의 기준값 중에서 중간에 해당하므로, 순번 3에 해당하는 지점은 정점 후보로 결정된다.
이와 같은 방식으로 상기 선(30) 상에 위치한 대상 지점(*) 전부에 대하여 정점 후보 결정 과정을 수행하여 n 개의 정점 후보들을 얻을 수 있으며, 상기 정점높이 산정부(114)는 상기 n 개의 정점 후보들 중에서 구조물이 위치하는 지점(C) 간의 수평거리가 가장 짧은 정점 후보(도 6에서 정점 후보 i)를 정점으로 결정할 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 대상 지점(*)의 기준값 및 높이로부터 정점을 결정하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 정점높이 산정부(114)는 다수의 대상 지점(*) 중 타겟 지점, 상기 타겟 지점보다 기준값이 작은 하나 이상의 지점, 및 상기 타겟 지점보다 기준값이 큰 하나 이상의 지점을 선택할 수 있다.
이 경우, 상기 정점높이 산정부(114)는 다수의 대상 지점(*) 중 타겟 지점을 선택한 뒤, 상기 타겟 지점의 기준값을 중심으로 기준값의 내림차순으로 하나 이상의 지점을 선택하고, 기준값의 오름차순으로 하나 이상의 지점을 선택할 수 있다.
그러고 나서, 상기 정점높이 산정부(114)는 상기 선택된 지점들에 x축 및 y축 좌표를 할당하고, 상기 선택된 지점들에 대한 2차원 좌표를 지나는 보간 방정식을 산출할 수 있다. 여기서, x축 좌표는 대상 지점(*) 중 기준값이 가장 작은 지점으로부터 상기 선택된 지점 간의 수평거리이고, y축 좌표는 상기 선택된 지점의 높이일 수 있다.
그러고 나서, 상기 정점높이 산정부(114)는 상기 방정식이 상기 선택된 지점들의 최소 x축 좌표와 최대 x축 좌표 사이에서 극대값을 갖는 경우, 상기 극대값을 높이로 갖는 가상 지점을 정점으로 결정할 수 있다.
이 경우, 상기 정점높이 산정부(114)는 상기 다수의 대상 지점(*) 중 구조물이 위치하는 지점(C) 간의 수평거리가 짧은 순서대로 타겟 지점을 선택하되, 상기 보간 방정식이 상기 선택된 지점들의 최소 x축 좌표와 최대 x축 좌표 사이에서 극대값을 갖지 않는 경우, 해당 타겟 지점 다음으로 상기 구조물이 위치하는 지점(C) 간의 수평거리가 긴 지점을 다음 타겟 지점으로 선택하여 정점 결정 과정을 반복할 수 있다.
예를 들어, 도 5를 참조하면, 상기 정점높이 산정부(114)는 다수의 대상 지점(*) 중 구조물이 위치하는 지점(C) 간의 수평거리가 가장 짧은 지점, 즉 구조물이 위치하는 지점(C)이 위치하는 지점(순번 51)을 타겟 지점으로 선택하고, 상기 타겟 지점보다 기준값이 작은 지점(순번 50)과 기준값이 큰 지점(순번 52)을 선택할 수 있다.
그러고 나서, 상기 정점높이 산정부(114)는, 상기 대상 지점(*) 중 기준값이 가장 작은 지점(도 5에서 순번 1)으로부터 선택된 지점 간의 수평거리를 x축 좌표로, 선택된 지점의 높이를 y축 좌표로 하여 상기 선택된 지점들(순번 50, 51, 52)에 2차원 좌표를 할당할 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 선택된 지점들(순번 50, 51, 52)에 해당하는 2차원 좌표 P50, P51, P52를 지나는 보간 방정식은 상기 선택된 지점들(순번 50, 51, 52)의 최소 x축 좌표인 x50과 최대 x축 좌표인 x52 사이에서 극대값을 갖지 않으므로, 상기 정점높이 산정부(114)는 타겟 지점인 순번 51에 해당하는 지점 다음으로 구조물이 위치하는 지점(C) 간의 수평거리가 긴 대상 지점(예컨대, 도 5에서 순번 52)을 다음 타겟 지점으로 선택하여 전술한 정점 결정 과정을 반복할 수 있다.
이 경우, 타겟 지점인 순번 52에 해당하는 지점, 타겟 지점보다 기준값이 작은 순번 51에 해당하는 지점, 및 타겟 지점보다 기준값이 큰 순번 53에 해당하는 지점에 2차원 좌표가 할당되고, 이 지점들에 대한 2차원 좌표를 지나는 보간 방정식이 산출된다.
도 8을 참조하면, 상기 선택된 지점들(순번 51, 52, 53)에 해당하는 2차원 좌표 P51, P52, P53를 지나는 보간 방정식은 상기 선택된 지점들(순번 51, 52, 53)의 최소 x축 좌표인 x51과 최대 x축 좌표인 x53 사이에서 극대값을 가지며, 상기 정점높이 산정부(114)는 상기 극대값에 대응하는 x축 좌표를 기준값으로 갖고, 상기 극대값을 높이로 갖는 가상 지점을 정점으로 결정할 수 있다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 대상 지점(*)의 기준값 및 높이로부터 정점을 결정하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 정점높이 산정부(114)는 상기 다수의 대상 지점(*) 중 기준값 순으로 연속되는 셋 이상의 지점을 선택하고, 상기 선택된 셋 이상의 지점에 x축 및 y축 좌표를 할당하고, 상기 선택된 셋 이상의 지점에 대한 2차원 좌표를 지나는 보간 방정식을 산출할 수 있다. 여기서, x축 좌표는 대상 지점(*) 중 기준값이 가장 작은 지점으로부터 상기 선택된 지점 간의 수평거리이고, y축 좌표는 상기 선택된 지점의 높이일 수 있다.
그러고 나서, 상기 정점높이 산정부(114)는 상기 보간 방정식이 상기 선택된 셋 이상의 지점의 최소 x축 좌표와 최대 x축 좌표 사이에서 극대값을 갖는 경우, 상기 극대값을 높이로 갖는 가상 지점을 정점 후보로 결정하고, 상기 다수의 대상 지점(*)으로부터 얻은 정점 후보 중 구조물이 위치하는 지점(C) 간의 수평거리가 가장 짧은 지점을 정점으로 결정할 수 있다.
예를 들어, 도 6을 참조하면, 상기 정점높이 산정부(114)는 다수의 대상 지점(*) 중 기준값 순으로 연속되는 셋 이상의 지점들(예컨대, 순번 1, 2, 3)을 선택한 뒤, 상기 대상 지점(*) 중 기준값이 가장 작은 지점(도 6에서 순번 1)으로부터 선택된 지점 간의 수평거리를 x축 좌표로, 선택된 지점의 높이를 y축 좌표로 하여 상기 선택된 지점들(순번 1, 2, 3)에 2차원 좌표를 할당할 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 선택된 지점들(순번 1, 2, 3)에 해당하는 2차원 좌표 P1, P2, P3를 지나는 보간 방정식은 상기 선택된 지점들(순번 1, 2, 3)의 최소 x축 좌표인 x1과 최대 x축 좌표인 x3 사이에서 극대값을 갖지 않으므로, 이 지점들로부터는 정점 후보가 결정되지 않는다.
그 다음으로, 상기 정점높이 산정부(114)는 다수의 대상 지점(*) 중 기준값 순으로 연속되는 또 다른 세트의 지점들(예컨대, 순번 2, 3, 4)을 선택하고, 전술한 바와 같은 2차원 좌표 할당 및 보간 방정식 산출을 반복한다.
도 10을 참조하면, 상기 선택된 지점들(순번 2, 3, 4)에 해당하는 2차원 좌표 P2, P3, P4를 지나는 보간 방정식은 상기 선택된 지점들(순번 2, 3, 4)의 최소 x축 좌표인 x2와 최대 x축 좌표인 x4 사이에서 극대값을 갖기 때문에, 상기 보간 방정식의 극대값에 대응하는 x축 좌표를 기준값으로 갖고 상기 극대값을 높이로 갖는 가상 지점을 정점 후보로 결정할 수 있다.
이와 같은 방식으로 상기 선(30) 상에 위치한 대상 지점(*) 전부에 대하여 정점 후보 결정 과정을 수행하여 n 개의 정점 후보들을 얻을 수 있으며, 상기 정점높이 산정부(114)는 상기 n 개의 정점 후보들 중 구조물이 위치하는 지점(C) 간의 수평거리가 가장 짧은 지점을 정점으로 결정할 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 정점높이 산정부(114)는 다수의 대상 지점(*)의 기준값 및 높이를 이용하여 정점을 결정할 수 있다. 또한, 상기 정점높이 산정부(114)는 상기 다수의 대상 지점(*)을 이용하여 지표면을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 정점높이 산정부(114)는 다수의 대상 지점(*) 중 가장 낮은 지점을 지표면으로 결정할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 상기 정점높이 산정부(114)는 다수의 대상 지점(*) 중에서 최빈수에 해당하는 높이를 갖는 지점을 지표면으로 결정할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 정점높이 산정부(114)는 다수의 대상 지점(*)의 높이에 대한 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급의 계급값에 해당하는 높이를 갖는 지점을 지표면으로 결정할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 정점높이 산정부(114)는 다수의 대상 지점(*)의 높이에 대한 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급에 속하는 지점들의 높이의 평균값에 해당하는 높이를 갖는 지점을 지표면으로 결정할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 정점높이 산정부(114)는 다수의 대상 지점(*)의 높이에 대한 도수분포에서 가장 낮은 계급의 계급값에 해당하는 높이를 갖는 지점을 지표면으로 결정할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 정점높이 산정부(114)는 다수의 대상 지점(*)의 높이에 대한 도수분포에서 가장 낮은 계급에 속하는 지점들의 높이의 평균값에 해당하는 높이를 갖는 지점을 지표면으로 결정할 수 있다.
그러고 나서, 상기 정점높이 산정부(114)는 상기 정점의 높이로부터 상기 지표면의 높이를 감산하여 정점높이(H)를 산정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 정점높이 산정부(114)는 상기 산정된 정점높이(H)를 이용하여 풍하중을 산출하기 위한 다른 파라미터를 더 산정할 수 있다.
예를 들어, 상기 정점높이 산정부(114)는 풍하중을 산출하기 위한 파라미터로 풍상측 수평거리(Lu), 풍하측 수직거리(Hd) 및 구조물 정점 수평거리(X) 중 적어도 하나를 더 산정할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 파라미터 계산 과정을 설명하기 위해 예시적으로 도시된 지형의 풍상측 및 풍하측 단면이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 정점높이 산정부(114)는 상기 정점의 높이와 상기 풍상측 경사면 상에 위치한 대상 지점들 각각의 높이의 차를 계산할 수 있다. 예를 들어, 도 11을 참조하면, 상기 정점높이 산정부(114)는 정점(대상 지점 9)과 풍상측 경사면 상에 위치한 대상 지점들(대상 지점 1 내지 8) 각각 간의 높이 차(h9 - h1, h9 - h2, h9 - h3, h9 - h4, h9 - h5, h9 - h6, h9 - h7, h9 - h8)를 계산할 수 있다.
그러고 나서, 상기 정점높이 산정부(114)는 상기 계산된 높이 차가 정점의 높이와 지표면의 높이의 차(즉, 정점높이(H))의 절반에 가장 가까운 대상 지점을 결정할 수 있다. 도 11을 참조하면, 정점(대상 지점 9)과의 높이 차가 정점높이의 절반(H/2)에 가장 가까운 대상 지점은 대상 지점 6에 해당한다.
그러고 나서, 상기 정점높이 산정부(114)는 상기 결정된 대상 지점과 정점 간의 수평거리를 계산하여 풍상측 수평거리(Lu)를 산정할 수 있다. 예를 들어, 도 11을 참조하면, 상기 정점높이 산정부(114)는 대상 지점 6과 정점인 대상 지점 9 간의 수평거리를 계산하여 풍상측 수평거리(Lu)를 산정할 수 있다.
일 실시예에 따라 상기 대상 지점들이 동일한 간격만큼 이격되어 위치하는 경우, 상기 간격의 배수를 계산하여 풍상측 수평거리(Lu)를 산정할 수 있다. 예를 들어, 대상 지점들 간의 간격이 10 m로 설정된 경우, 상기 정점높이 산정부(114)는 10 × (9 - 6) = 30 m를 풍상측 수평거리(Lu)로 산정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 정점높이 산정부(114)는 보간을 이용하여 높이 차가 H/2에 해당하는 지점을 결정할 수 있다.
이 실시예에 따르면, 상기 정점높이 산정부(114)는 정점의 높이와 풍상측 경사면 상에 위치한 대상 지점들 각각의 높이의 차를 계산할 수 있다. 그러고 나서, 상기 정점높이 산정부(114)는 상기 높이 차가 정점의 높이와 지표면의 높이의 차의 절반(H/2)에 가장 가까운 제 1 대상 지점 및 두 번째로 가까운 제 2 대상 지점을 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 11을 참조하면, 높이 차가 H/2에 가장 가까운 제 1 대상 지점은 대상 지점 6이고, 두 번째로 가까운 제 2 대상 지점은 대상 지점 7에 해당한다.
그러고 나서, 상기 정점높이 산정부(114)는 상기 제 1 대상 지점 및 상기 제 2 대상 지점으로부터 보간을 이용하여, 상기 정점과의 높이 차가 정점의 높이와 지표면의 높이의 차의 절반(H/2)에 해당하는 지점을 산정할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 보간을 이용하여 지형의 풍상측 수평거리를 계산하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 상기 정점높이 산정부(114)는 제 1 대상 지점(대상 지점 6) 및 제 2 대상 지점(대상 지점 7)으로부터 보간을 이용하여 정점(대상 지점 9)과의 높이 차가 H/2에 해당하는 지점(65)을 산정할 수 있다. 예를 들어, 제 1 대상 지점(대상 지점 6)의 높이가 22 m이고, 제 2 대상 지점(대상 지점 7)의 높이가 29 m이고, 정점(대상 지점 9)의 높이가 40 m이고, 지표면(대상 지점 2)의 높이가 10 m이고, 제 1 대상 지점(대상 지점 6)과 제 2 대상 지점(대상 지점 7) 간의 수평거리가 10 m인 경우, 정점(대상 지점 9)과의 높이 차가 H/2 = (h9 - h2)/2 = 15 m에 해당하는 지점(65)의 높이는 25 m이다. 일 실시예로 1차 함수를 사용하여 선형보간을 수행하는 경우, 지점(65)와 대상 지점 7 간의 수평거리는 10 X (h7 - h65)/(h7 - h6) = 10 X (29 - 25)/(29 - 22) ≒ 5.7 m로 계산된다.
그러고 나서, 상기 정점높이 산정부(114)는 상기 지점(65)과 정점(대상 지점 9) 간의 수평거리를 계산하여 상기 풍상측 수평거리(Lu)를 산정할 수 있다. 예를 들어, 상기 지점(65)과 대상 지점 7 간의 수평거리가 5.7 m이고, 대상 지점 7과 대상 지점 9 간의 수평거리가 10 X (9 - 7) = 20 m이므로, 상기 정점높이 산정부(114)는 25.7 m를 상기 지형의 풍상측 수평거리(Lu)로 산정할 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 정점높이 산정부(114)는 다수의 대상 지점(*)의 위치 정보 및 높이 정보 중 적어도 하나를 사용하여 지형의 풍상측 수평거리(Lu)를 산정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 정점높이 산정부(114)는 상기 대상 지점(*)의 위치 정보 및 상기 높이 정보 중 적어도 하나를 사용하여 지형의 풍하측 수직거리(Hd)를 산정할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 정점높이 산정부(114)는 정점과 풍하측 경사면 상에 위치한 대상 지점들 각각 사이의 직선거리를 계산할 수 있다. 예를 들어, 도 11을 참조하면, 상기 정점높이 산정부(114)는 정점(대상 지점 9)과 풍하측 경사면 상에 위치한 지점들(대상 지점 10 내지 21) 각각 사이의 직선거리 L을 계산할 수 있다.
그러고 나서, 상기 정점높이 산정부(114)는 상기 직선거리가 정점의 높이와 지표면의 높이의 차의 다섯 배(5H)에 가장 가까운 대상 지점을 결정할 수 있다. 도 11을 참조하면, 정점(대상 지점 9)과의 직선거리가 정점높이의 다섯 배(5H)에 가장 가까운 지점은 대상 지점 21에 해당한다.
그러고 나서, 상기 정점높이 산정부(114)는 상기 결정된 지점의 높이와 상기 정점의 높이의 차를 계산하여 풍하측 수직거리(Hd)를 산정할 수 있다. 도 11을 참조하면, 상기 정점높이 산정부(114)는 대상 지점 21과 정점(대상 지점 9) 간의 높이 차를 구하여 풍하측 수직거리(Hd)를 산정할 수 있다. 예를 들어, 대상 지점 21의 높이가 11 m인 경우, 상기 정점높이 산정부(114)는 h9 - h21 = 40 - 11 = 29 m를 풍하측 수직거리(Hd)로 산정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 정점높이 산정부(114)는 보간을 이용하여 직선거리가 5H에 해당하는 지점을 결정할 수 있다.
이 실시예에 따르면, 상기 정점높이 산정부(114)는 정점과 풍하측 경사면 상에 위치한 대상 지점들 각각 사이의 직선거리 L를 계산할 수 있다. 그러고 나서, 상기 직선거리가 정점의 높이와 지표면의 높이의 차의 다섯 배(5H)에 가장 가까운 제 1 대상 지점 및 두 번째로 가까운 제 2 대상 지점을 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 11을 참조하면, 직선거리가 5H에 가장 가까운 제 1 대상 지점은 대상 지점 21이고, 두 번째로 가까운 제 2 대상 지점은 대상 지점 20에 해당한다.
그러고 나서, 상기 정점높이 산정부(114)는 상기 제 1 대상 지점 및 상기 제 2 대상 지점으로부터 보간을 이용하여, 상기 정점과의 직선거리 L가 정점의 높이와 지표면의 높이의 차의 다섯 배(5H)에 해당하는 지점을 산정할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 보간을 이용하여 지형의 풍하측 수직거리를 계산하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 상기 정점높이 산정부(114)는 제 1 대상 지점(대상 지점 21) 및 제 2 대상 지점(대상 지점 20)으로부터 보간을 이용하여 정점(대상 지점 9)과의 직선거리가 5H에 해당하는 지점(205)을 산정할 수 있다. 예를 들어, 제 1 대상 지점(대상 지점 21)의 높이가 11 m이고, 제 2 대상 지점(대상 지점 20)의 높이가 13 m이고, 정점(대상 지점 9)의 높이가 40 m이고, 지표면(대상 지점 2)의 높이가 10 m이고, 제 1 대상 지점(대상 지점 21)과 제 2 대상 지점(대상 지점 20) 간의 수평거리가 10 m이고, 정점(대상 지점 9)과 제 1 대상 지점(대상 지점 21) 간의 직선거리 L21가 152 m이고, 정점(대상 지점 9)과 제 2 대상 지점(대상 지점 20) 간의 직선거리 L20가 146 m인 경우, 상기 정점높이 산정부(114)는 다음과 같이 대상 지점 20과 지점(205) 간의 높이 차 h를 구할 수 있다:
h = (L205 - L20)/(L21 - L20) × (h20 - h21) = (150 - 146)/(152 - 146) × (13 - 11) ≒ 1.3 m
그러고 나서, 상기 정점높이 산정부(114)는 상기 지점(205)과 정점(대상 지점 9) 간의 수직거리를 계산하여 상기 풍하측 수직거리(Hd)를 산정할 수 있다. 예를 들어, 전술한 바와 같이 상기 대상 지점 20과 지점 205 간의 수직거리가 1.3 m이고, 대상 지점 9와 대상 지점 20 간의 수직거리가 h9 - h20 = 40 - 13 = 27 m 이므로, 상기 정점높이 산정부(114)는 28.3 m를 상기 지형의 풍하측 수직거리(Hd)로 산정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 정점높이 산정부(114)는 정점과 구조물에 가장 가까운 대상 지점 간의 수평거리를 계산하여 구조물 정점 수평거리(X)를 산정할 수 있다. 예를 들어, 도 11에서 구조물에 가장 가까운 대상 지점이 대상 지점 18인 경우, 상기 정점높이 산정부(114)는 10 × (18 - 9) = 90 m를 구조물 정점 수평거리(X)로 산정할 수 있다. 실시예에 따라, 상기 구조물이 두 대상 지점 사이에 위치하는 경우, 상기 정점높이 산정부(114)는 상기 두 대상 지점으로부터 보간을 이용하여 구조물 정점 수평거리(X)를 산정할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 풍하중 산출 장치(100)는 지형계수 산출부를 더 포함할 수 있다.
상기 지형계수 산출부는 위에서 산정된 파라미터들, 예컨대 정점높이(H), 풍상측 수평거리(Lu) 등을 기반으로 지형계수를 계산할 수 있다.
전술한 정보 수집부(111), 보간부(112), 기준값 산출부(113) 및 정점높이 산정부(114)는 풍하중을 산출하는 프로그램을 실행하여 풍하중 산출 작업을 수행하는 프로세서, 예컨대 CPU로 구성될 수 있다. 또한, 상기 프로그램은 저장부(12)에 저장되어 있을 수 있고, 상기 풍하중 산출 장치(100)는 상기 저장부(12)로부터 상기 프로그램을 불러와 실행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 풍하중 산출 장치(100)는 출력부(14)를 더 포함할 수 있다. 상기 출력부(14)는 본 발명의 일 실시예에 따라 산출된 파라미터 또는 풍하중을 출력하여 사용자에게 제공할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 출력부(14)는 소정의 정보를 시각적으로 표시하는 디스플레이, 예컨대 LCD, PDP를 포함할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍하중 산출 방법(300)을 설명하는 흐름도이다.
상기 풍하중 산출 방법(300)은 전술한 본 발명의 실시예에 따른 풍하중 산출 장치(100)가 구조물에 가해지는 풍하중을 산출하기 위해 수행하는 방법이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 상기 풍하중 산출 방법(300)은 대상 영역(20) 내 다수의 지점(X)의 위치 및 높이 정보를 수집하는 단계(S310), 상기 위치 및 높이 정보를 기반으로 보간법을 이용하여 상기 구조물이 위치하는 지점(C)을 지나는 선(30) 상에 위치한 다수의 대상 지점(*)의 위치 및 높이 정보를 획득하는 단계(S320), 상기 대상 지점(*)의 위치 정보를 이용하여 각 대상 지점에 대한 기준값을 산출하는 단계(S330), 상기 대상 지점(*)의 기준값과 높이 정보를 이용하여 상기 구조물이 위치하는 지점(C)을 지나는 선(30) 상에 위치하는 정점을 결정하는 단계(S340), 및 상기 정점의 높이로부터 지표면의 높이를 감산하여 상기 풍하중을 산출하기 위한 정점높이(H)를 산정하는 단계(S350)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 풍하중 산출 방법(300)은 상기 대상 영역(20) 내 다수의 지점(X)의 위치 및 높이 정보를 수집하는 단계(S310) 전, 상기 구조물이 위치하는 지점(C)을 포함하며 기 설정된 형상과 크기를 갖는 영역을 대상 영역(20)으로 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 대상 영역(20) 내 다수의 지점(X)의 위치 및 높이 정보를 수집하는 단계(S310)는, 상기 다수의 지점(X)에 대한 위치 및 높이 정보를 포함하는 전자지도, 및 상기 다수의 지점(X)을 측량하여 얻은 측량 데이터 중 적어도 하나로부터 상기 다수의 지점(X)의 위치 및 높이 정보를 수집하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 다수의 대상 지점(*)의 위치 및 높이 정보를 획득하는 단계(S320)는, 상기 대상 영역(20)에 대한 수치 표고 모델을 생성하는 단계, 및 상기 수치 표고 모델로부터 상기 다수의 대상 지점(*)의 위치 및 높이 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 기준값을 산출하는 단계(S330)는, 상기 대상 지점(*) 중 구조물이 위치하는 지점(C)로부터 가장 멀리 떨어진 최외곽 대상 지점(301)에 해당 지점의 기준값으로 기 설정된 값을 할당하는 단계, 및 나머지 대상 지점들에 대하여 상기 최외곽 대상 지점(301) 간의 수평거리 순으로 상기 최외곽 대상 지점의 기준값에 기 결정된 증분을 연산하여 얻은 연산값을 각 대상 지점에 대한 기준값으로 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 나머지 대상 지점들에 대하여 각 대상 지점에 대한 기준값을 산출하는 단계는, 상기 나머지 대상 지점들에 대하여 상기 최외곽 대상 지점(301) 간의 수평거리 순으로 상기 최외곽 대상 지점(301)의 기준값에 상기 최외곽 대상 지점(301) 간의 수평거리를 가산하거나 감산한 값을 각 대상 지점에 대한 기준값으로 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 정점을 결정하는 단계(S340)는, 상기 다수의 대상 지점(*) 중 타겟 지점, 상기 타겟 지점보다 기준값이 작은 하나 이상의 지점, 및 상기 타겟 지점보다 기준값이 큰 하나 이상의 지점을 선택하는 단계, 및 선택된 지점들 중 가장 높은 지점이 상기 타겟 지점인 경우, 해당 타겟 지점을 정점으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 선택하는 단계는, 상기 다수의 대상 지점(*) 중 타겟 지점을 선택하는 단계, 및 상기 다수의 대상 지점(*) 중 상기 타겟 지점의 기준값을 중심으로 기준값의 내림차순으로 하나 이상의 기준값을 선택하고, 기준값의 오름차순으로 하나 이상의 지점을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 정점을 결정하는 단계(S340)는, 상기 다수의 대상 지점(*) 중 구조물이 위치하는 지점(C) 간의 수평거리가 짧은 순서대로 타겟 지점을 선택하되, 선택된 타겟 지점이 정점으로 결정되지 않은 경우, 해당 타겟 지점 다음으로 구조물이 위치하는 지점(C) 간의 수평거리가 긴 대상 지점을 다음 타겟 지점으로 선택하여 정점 결정 과정을 반복할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 정점을 결정하는 단계(S340)는, 상기 다수의 대상 지점(*) 중 기준값 순으로 연속되는 셋 이상의 지점을 선택하는 단계, 상기 선택된 셋 이상의 지점 중 가장 높은 지점의 기준값이 상기 선택된 셋 이상의 지점의 기준값 중에서 중간에 해당하는 경우, 해당 지점을 정점 후보로 결정하는 단계, 및 상기 다수의 대상 지점(*)으로부터 얻은 정점 후보 중 구조물이 위치하는 지점(C) 간의 수평거리가 가장 짧은 지점을 정점으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 선택된 지점들의 수 N이 홀수이면 상기 중간에 해당하는 기준값은 (N+1)/2 번째의 기준값을 의미하며, 상기 선택된 지점들의 수 N이 짝수이면 상기 중간에 해당하는 기준값은 N/2 번째의 기준값 또는 (N/2) + 1 번째 기준값을 의미한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 정점을 결정하는 단계(S340)는, 다수의 대상 지점(*) 중 타겟 지점, 상기 타겟 지점보다 기준값이 작은 하나 이상의 지점, 및 상기 타겟 지점보다 기준값이 큰 하나 이상의 지점을 선택하는 단계, x축 좌표가 상기 대상 지점(*) 중 기준값이 가장 작은 지점으로부터 각 지점 간의 수평거리이고, y축 좌표가 각 지점의 높이인 2차원 좌표를 상기 선택된 지점들에 할당하고, 상기 선택된 지점들에 대한 2차원 좌표를 지나는 보간 방정식을 산출하는 단계, 및 상기 방정식이 상기 선택된 지점들의 최소 x축 좌표와 최대 x축 좌표 사이에서 극대값을 갖는 경우, 상기 극대값을 높이로 갖는 가상 지점을 정점으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 정점을 결정하는 단계(S340)는, 상기 다수의 대상 지점(*) 중 구조물이 위치하는 지점(C) 간의 수평거리가 짧은 순서대로 타겟 지점을 선택하되, 상기 방정식이 상기 선택된 지점들의 최소 x축 좌표와 최대 x축 좌표 사이에서 극대값을 갖지 않는 경우, 해당 타겟 지점 다음으로 구조물이 위치하는 지점(C) 간의 수평거리가 긴 지점을 다음 타겟 지점으로 선택하여 정점 결정 과정을 반복할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 정점을 결정하는 단계(S340)는, 상기 다수의 대상 지점(*) 중 기준값 순으로 연속되는 셋 이상의 지점을 선택하는 단계, x축 좌표가 상기 대상 지점(*) 중 기준값이 가장 작은 지점으로부터 각 지점 간의 수평거리이고, y축 좌표가 각 지점의 높이인 2차원 좌표를 상기 선택된 셋 이상의 지점에 할당하고, 상기 선택된 셋 이상의 지점에 대한 2차원 좌표를 지나는 보간 방정식을 산출하는 단계, 상기 방정식이 상기 선택된 셋 이상의 지점의 최소 x축 좌표와 최대 x축 좌표 사이에서 극대값을 갖는 경우, 상기 극대값을 높이로 갖는 가상 지점을 정점 후보로 결정하는 단계, 및 상기 다수의 대상 지점으로부터 얻은 정점 후보 중 구조물이 위치하는 지점(C) 간의 수평거리가 가장 짧은 지점을 정점으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 풍하중 산출 방법(300)은 정점높이(H)를 산정하는 단계(S350) 전, 다수의 대상 지점(*) 중 가장 낮은 지점, 다수의 대상 지점(*) 중에서 최빈수에 해당하는 높이를 갖는 지점, 다수의 대상 지점(*)의 높이에 대한 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급의 계급값에 해당하는 높이를 갖는 지점, 다수의 대상 지점(*)의 높이에 대한 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급에 속하는 지점들의 높이의 평균값에 해당하는 높이를 갖는 지점, 다수의 대상 지점(*)의 높이에 대한 도수분포에서 가장 낮은 계급의 계급값에 해당하는 높이를 갖는 지점, 또는 다수의 대상 지점(*)의 높이에 대한 도수분포에서 가장 낮은 계급에 속하는 지점들의 높이의 평균값에 해당하는 높이를 갖는 지점을 지표면으로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 풍하중 산출 방법(300)은 정점높이(H)를 산정하는 단계(S350) 후, 정점높이(H)와 대상 지점(*)의 위치 및 높이 정보를 기반으로 풍상측 수평거리(Lu)를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 풍상측 수평거리를 산출하는 단계는, 상기 정점과 각 대상 지점 간의 높이 차를 계산하는 단계, 높이 차가 상기 정점높이(H)의 절반에 가장 가까운 대상 지점을 결정하는 단계, 및 해당 대상 지점과 상기 정점 간의 수평거리를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 상기 풍상측 수평거리를 산출하는 단계는, 상기 정점과 각 대상 지점 간의 높이 차를 계산하는 단계, 높이 차가 상기 정점높이(H)의 절반에 가장 가까운 제 1 대상 지점 및 두 번째로 가까운 제 2 대상 지점을 결정하는 단계, 상기 제 1 대상 지점 및 상기 제 2 대상 지점으로부터 보간을 이용하여 상기 정점과의 높이 차가 상기 정점높이(H)의 절반에 해당하는 지점을 산정하는 단계, 및 해당 지점과 상기 정점 간의 수평거리를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 풍하중 산출 방법(300)은 풍상측 수평거리(Lu)를 산출하는 단계 후, 상기 정점높이(H)와 상기 풍상측 수평거리(Lu)를 기반으로 지형계수를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 풍하중 산출 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.
상기 풍하중 산출 장치 및 방법에 따르면, 풍하중 산출 기준이 되는 주변 지형물이 설계자의 주관적인 판단에 의해 결정되지 않고 객관적이고 정량적으로 결정될 수 있다. 그 결과, 구조물의 주변 지형이 바람에 미치는 영향을 합리적으로 반영한 풍하중이 산출될 수 있어, 구조물의 안전성 및 경제성이 향상될 수 있다.
100: 풍하중 산출 장치
10: 통신부
11: 처리부
12: 저장부
13: 입력부
14: 출력부
111: 정보 수집부
112: 보간부
113: 기준값 산출부
114: 정점높이 산정부

Claims (36)

  1. 대상 영역 내 다수의 지점의 위치 및 높이 정보를 수집하는 정보 수집부;
    상기 위치 및 높이 정보를 기반으로 보간법을 이용하여, 구조물이 위치하는 지점을 지나는 선 상에 위치한 다수의 대상 지점의 위치 및 높이 정보를 획득하는 보간부;
    상기 대상 지점의 위치 정보를 이용하여 각 대상 지점에 대한 기준값을 산출하는 기준값 산출부; 및
    상기 대상 지점의 기준값과 높이 정보를 이용하여 상기 구조물이 위치하는 지점을 지나는 선 상에 위치하는 정점을 결정하고, 상기 정점의 높이로부터 지표면의 높이를 감산하여 상기 구조물에 가해지는 풍하중을 산출하기 위한 정점높이를 산정하는 정점높이 산정부를 포함하며,
    상기 정점높이 산정부는:
    상기 다수의 대상 지점 중 타겟 지점, 상기 타겟 지점보다 상기 기준값이 작은 하나 이상의 지점, 및 상기 타겟 지점보다 상기 기준값이 큰 하나 이상의 지점을 선택하고; 선택된 지점들 중 가장 높은 지점이 상기 타겟 지점인 경우, 해당 타겟 지점을 정점으로 결정하며,
    상기 다수의 대상 지점 중 상기 구조물이 위치하는 지점 간의 수평거리가 짧은 순서대로 상기 타겟 지점을 선택하되, 선택된 타겟 지점이 상기 정점으로 결정되지 않은 경우, 해당 타겟 지점 다음으로 상기 구조물이 위치하는 지점 간의 수평거리가 긴 대상 지점을 상기 타겟 지점으로 선택하여 정점 결정 과정을 반복하며,
    상기 다수의 대상 지점 중 가장 낮은 지점; 상기 다수의 대상 지점 중에서 최빈수에 해당하는 높이를 갖는 지점; 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급의 계급값에 해당하는 높이를 갖는 지점; 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급에 속하는 지점들의 높이의 평균값에 해당하는 높이를 갖는 지점; 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 가장 낮은 계급의 계급값에 해당하는 높이를 갖는 지점; 또는 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 가장 낮은 계급에 속하는 지점들의 높이의 평균값에 해당하는 높이를 갖는 지점;을 상기 지표면으로 결정하는 풍하중 산출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보 수집부는:
    상기 구조물이 위치하는 지점을 포함하며 기 설정된 형상과 크기를 갖는 영역을 상기 대상 영역으로 설정하는 풍하중 산출 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보 수집부는:
    상기 다수의 지점에 대한 위치 및 높이 정보를 포함하는 전자지도(digital map); 및
    상기 다수의 지점을 측량하여 얻은 측량 데이터;
    중 적어도 하나로부터 상기 다수의 지점의 위치 및 높이 정보를 수집하는 풍하중 산출 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보간부는:
    상기 대상 영역에 대한 수치 표고 모델을 생성하고, 상기 수치 표고 모델로부터 상기 다수의 대상 지점의 위치 및 높이 정보를 획득하는 풍하중 산출 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준값 산출부는:
    상기 대상 지점 중 상기 구조물이 위치하는 지점으로부터 가장 멀리 떨어진 최외곽 대상 지점에 해당 지점의 기준값으로 기 설정된 값을 할당하고, 나머지 대상 지점들에 대하여 상기 최외곽 대상 지점 간의 수평거리 순으로 상기 최외곽 대상 지점의 기준값에 기 결정된 증분을 연산하여 얻은 연산값을 각 대상 지점에 대한 기준값으로 산출하는 풍하중 산출 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 기준값 산출부는:
    상기 나머지 대상 지점들에 대하여 상기 최외곽 대상 지점 간의 수평거리 순으로 상기 최외곽 대상 지점의 기준값에 상기 최외곽 대상 지점 간의 수평거리를 가산하거나 감산한 값을 각 대상 지점에 대한 기준값으로 산출하는 풍하중 산출 장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 정점높이 산정부는:
    상기 다수의 대상 지점 중 상기 타겟 지점을 선택한 뒤, 상기 타겟 지점의 기준값을 중심으로 기준값의 내림차순으로 하나 이상의 지점을 선택하고, 기준값의 오름차순으로 하나 이상의 지점을 선택하는 풍하중 산출 장치.
  9. 삭제
  10. 대상 영역 내 다수의 지점의 위치 및 높이 정보를 수집하는 정보 수집부;
    상기 위치 및 높이 정보를 기반으로 보간법을 이용하여, 구조물이 위치하는 지점을 지나는 선 상에 위치한 다수의 대상 지점의 위치 및 높이 정보를 획득하는 보간부;
    상기 대상 지점의 위치 정보를 이용하여 각 대상 지점에 대한 기준값을 산출하는 기준값 산출부; 및
    상기 대상 지점의 기준값과 높이 정보를 이용하여 상기 구조물이 위치하는 지점을 지나는 선 상에 위치하는 정점을 결정하고, 상기 정점의 높이로부터 지표면의 높이를 감산하여 상기 구조물에 가해지는 풍하중을 산출하기 위한 정점높이를 산정하는 정점높이 산정부를 포함하며,
    상기 정점높이 산정부는:
    상기 다수의 대상 지점 중 상기 기준값 순으로 연속되는 셋 이상의 지점을 선택하고, 상기 선택된 셋 이상의 지점 중 가장 높은 지점의 기준값이 상기 선택된 셋 이상의 지점의 기준값 중에서 중간에 해당하는 경우, 해당 지점을 정점 후보로 결정하고, 상기 다수의 대상 지점으로부터 얻은 상기 정점 후보 중 상기 구조물이 위치하는 지점 간의 수평거리가 가장 짧은 지점을 정점으로 결정하며,
    상기 다수의 대상 지점 중 가장 낮은 지점; 상기 다수의 대상 지점 중에서 최빈수에 해당하는 높이를 갖는 지점; 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급의 계급값에 해당하는 높이를 갖는 지점; 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급에 속하는 지점들의 높이의 평균값에 해당하는 높이를 갖는 지점; 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 가장 낮은 계급의 계급값에 해당하는 높이를 갖는 지점; 또는 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 가장 낮은 계급에 속하는 지점들의 높이의 평균값에 해당하는 높이를 갖는 지점;을 상기 지표면으로 결정하는 풍하중 산출 장치.
  11. 대상 영역 내 다수의 지점의 위치 및 높이 정보를 수집하는 정보 수집부;
    상기 위치 및 높이 정보를 기반으로 보간법을 이용하여, 구조물이 위치하는 지점을 지나는 선 상에 위치한 다수의 대상 지점의 위치 및 높이 정보를 획득하는 보간부;
    상기 대상 지점의 위치 정보를 이용하여 각 대상 지점에 대한 기준값을 산출하는 기준값 산출부; 및
    상기 대상 지점의 기준값과 높이 정보를 이용하여 상기 구조물이 위치하는 지점을 지나는 선 상에 위치하는 정점을 결정하고, 상기 정점의 높이로부터 지표면의 높이를 감산하여 상기 구조물에 가해지는 풍하중을 산출하기 위한 정점높이를 산정하는 정점높이 산정부를 포함하며,
    상기 정점높이 산정부는:
    상기 다수의 대상 지점 중 타겟 지점, 상기 타겟 지점보다 상기 기준값이 작은 하나 이상의 지점, 및 상기 타겟 지점보다 상기 기준값이 큰 하나 이상의 지점을 선택하고; x축 좌표가 상기 대상 지점 중 기준값이 가장 작은 지점으로부터 각 지점 간의 수평거리이고, y축 좌표가 각 지점의 높이인 2차원 좌표를 상기 선택된 지점들에 할당하고, 상기 선택된 지점들에 대한 2차원 좌표를 지나는 보간 방정식을 산출하고; 상기 방정식이 상기 선택된 지점들의 최소 x축 좌표와 최대 x축 좌표 사이에서 극대값을 갖는 경우, 상기 극대값을 높이로 갖는 가상 지점을 정점으로 결정하며,
    상기 다수의 대상 지점 중 상기 구조물이 위치하는 지점 간의 수평거리가 짧은 순서대로 상기 타겟 지점을 선택하되, 상기 방정식이 상기 선택된 지점들의 최소 x축 좌표와 최대 x축 좌표 사이에서 극대값을 갖지 않는 경우, 해당 타겟 지점 다음으로 상기 구조물이 위치하는 지점 간의 수평거리가 긴 지점을 상기 타겟 지점으로 선택하여 정점 결정 과정을 반복하며,
    상기 다수의 대상 지점 중 가장 낮은 지점; 상기 다수의 대상 지점 중에서 최빈수에 해당하는 높이를 갖는 지점; 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급의 계급값에 해당하는 높이를 갖는 지점; 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급에 속하는 지점들의 높이의 평균값에 해당하는 높이를 갖는 지점; 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 가장 낮은 계급의 계급값에 해당하는 높이를 갖는 지점; 또는 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 가장 낮은 계급에 속하는 지점들의 높이의 평균값에 해당하는 높이를 갖는 지점;을 상기 지표면으로 결정하는 풍하중 산출 장치.
  12. 삭제
  13. 대상 영역 내 다수의 지점의 위치 및 높이 정보를 수집하는 정보 수집부;
    상기 위치 및 높이 정보를 기반으로 보간법을 이용하여, 구조물이 위치하는 지점을 지나는 선 상에 위치한 다수의 대상 지점의 위치 및 높이 정보를 획득하는 보간부;
    상기 대상 지점의 위치 정보를 이용하여 각 대상 지점에 대한 기준값을 산출하는 기준값 산출부; 및
    상기 대상 지점의 기준값과 높이 정보를 이용하여 상기 구조물이 위치하는 지점을 지나는 선 상에 위치하는 정점을 결정하고, 상기 정점의 높이로부터 지표면의 높이를 감산하여 상기 구조물에 가해지는 풍하중을 산출하기 위한 정점높이를 산정하는 정점높이 산정부를 포함하며,
    상기 정점높이 산정부는:
    상기 다수의 대상 지점 중 상기 기준값 순으로 연속되는 셋 이상의 지점을 선택하고; x축 좌표가 상기 대상 지점 중 기준값이 가장 작은 지점으로부터 각 지점 간의 수평거리이고, y축 좌표가 각 지점의 높이인 2차원 좌표를 상기 선택된 셋 이상의 지점에 할당하고, 상기 선택된 셋 이상의 지점에 대한 2차원 좌표를 지나는 보간 방정식을 산출하고; 상기 방정식이 상기 선택된 셋 이상의 지점의 최소 x축 좌표와 최대 x축 좌표 사이에서 극대값을 갖는 경우, 상기 극대값을 높이로 갖는 가상 지점을 정점 후보로 결정하고, 상기 다수의 대상 지점으로부터 얻은 상기 정점 후보 중 상기 구조물이 위치하는 지점 간의 수평거리가 가장 짧은 지점을 정점으로 결정하며,
    상기 다수의 대상 지점 중 가장 낮은 지점; 상기 다수의 대상 지점 중에서 최빈수에 해당하는 높이를 갖는 지점; 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급의 계급값에 해당하는 높이를 갖는 지점; 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급에 속하는 지점들의 높이의 평균값에 해당하는 높이를 갖는 지점; 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 가장 낮은 계급의 계급값에 해당하는 높이를 갖는 지점; 또는 상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 가장 낮은 계급에 속하는 지점들의 높이의 평균값에 해당하는 높이를 갖는 지점;을 상기 지표면으로 결정하는 풍하중 산출 장치.
  14. 제 1 항, 제 10 항, 제 11 항 및 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정점높이와, 상기 대상 지점의 위치 및 높이 정보를 기반으로 풍상측 수평거리를 산출하는 풍상측 수평거리 산출부를 더 포함하는 풍하중 산출 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 풍상측 수평거리 산출부는:
    상기 정점과 각 대상 지점 간의 높이 차를 계산하고, 높이 차가 상기 정점높이의 절반에 가장 가까운 대상 지점을 결정하고, 해당 대상 지점과 상기 정점 간의 수평거리를 계산하여 상기 풍상측 수평거리를 산출하는 풍하중 산출 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 풍상측 수평거리 산출부는:
    상기 정점과 각 대상 지점 간의 높이 차를 계산하고, 높이 차가 상기 정점높이의 절반에 가장 가까운 제 1 대상 지점 및 두 번째로 가까운 제 2 대상 지점을 결정하고,
    상기 제 1 대상 지점 및 상기 제 2 대상 지점으로부터 보간을 이용하여, 상기 정점과의 높이 차가 상기 정점높이의 절반에 해당하는 지점을 산정하고, 해당 지점과 상기 정점 간의 수평거리를 계산하여 상기 풍상측 수평거리를 산출하는 풍하중 산출 장치.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 정점높이와 상기 풍상측 수평거리를 기반으로 지형계수를 산출하는 지형계수 산출부를 더 포함하는 풍하중 산출 장치.
  18. 대상 영역 내 다수의 지점의 위치 및 높이 정보를 수집하는 단계;
    상기 위치 및 높이 정보를 기반으로 보간법을 이용하여, 구조물이 위치하는 지점을 지나는 선 상에 위치한 다수의 대상 지점의 위치 및 높이 정보를 획득하는 단계;
    상기 대상 지점의 위치 정보를 이용하여 각 대상 지점에 대한 기준값을 산출하는 단계;
    상기 대상 지점의 기준값과 높이 정보를 이용하여 상기 구조물이 위치하는 지점을 지나는 선 상에 위치하는 정점을 결정하는 단계; 및
    상기 정점의 높이로부터 지표면의 높이를 감산하여 풍하중을 산출하기 위한 정점높이를 산정하는 단계를 포함하며,
    상기 정점을 결정하는 단계는:
    상기 다수의 대상 지점 중 타겟 지점, 상기 타겟 지점보다 상기 기준값이 작은 하나 이상의 지점, 및 상기 타겟 지점보다 상기 기준값이 큰 하나 이상의 지점을 선택하는 단계; 및
    선택된 지점들 중 가장 높은 지점이 상기 타겟 지점인 경우, 해당 타겟 지점을 정점으로 결정하는 단계를 포함하며,
    상기 다수의 대상 지점 중 상기 구조물이 위치하는 지점 간의 수평거리가 짧은 순서대로 타겟 지점을 선택하되, 선택된 타겟 지점이 상기 정점으로 결정되지 않은 경우, 해당 타겟 지점 다음으로 상기 구조물이 위치하는 지점 간의 수평거리가 긴 대상 지점을 상기 타겟 지점으로 선택하여 정점 결정 과정을 반복하는 풍하중 산출 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 대상 영역 내 다수의 지점의 위치 및 높이 정보를 수집하는 단계 전, 상기 구조물이 위치하는 지점을 포함하며 기 설정된 형상과 크기를 갖는 영역을 상기 대상 영역으로 설정하는 단계를 더 포함하는 풍하중 산출 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 대상 영역 내 다수의 지점의 위치 및 높이 정보를 수집하는 단계는:
    상기 다수의 지점에 대한 위치 및 높이 정보를 포함하는 전자지도; 및
    상기 다수의 지점을 측량하여 얻은 측량 데이터;
    중 적어도 하나로부터 상기 다수의 지점의 위치 및 높이 정보를 수집하는 단계를 포함하는 풍하중 산출 방법.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 다수의 대상 지점의 위치 및 높이 정보를 획득하는 단계는:
    상기 대상 영역에 대한 수치 표고 모델을 생성하는 단계; 및
    상기 수치 표고 모델로부터 상기 다수의 대상 지점의 위치 및 높이 정보를 획득하는 단계를 포함하는 풍하중 산출 방법.
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 기준값을 산출하는 단계는:
    상기 대상 지점 중 상기 구조물이 위치하는 지점으로부터 가장 멀리 떨어진 최외곽 대상 지점에 해당 지점의 기준값으로 기 설정된 값을 할당하는 단계; 및
    나머지 대상 지점들에 대하여 상기 최외곽 대상 지점 간의 수평거리 순으로 상기 최외곽 대상 지점의 기준값에 기 결정된 증분을 연산하여 얻은 연산값을 각 대상 지점에 대한 기준값으로 산출하는 단계;
    를 포함하는 풍하중 산출 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 나머지 대상 지점들에 대하여 각 대상 지점에 대한 기준값을 산출하는 단계는:
    상기 나머지 대상 지점들에 대하여 상기 최외곽 대상 지점 간의 수평거리 순으로 상기 최외곽 대상 지점의 기준값에 상기 최외곽 대상 지점 간의 수평거리를 가산하거나 감산하여 얻은 값을 각 대상 지점에 대한 기준값으로 산출하는 단계를 포함하는 풍하중 산출 방법.
  24. 삭제
  25. 제 18 항에 있어서,
    상기 선택하는 단계는:
    상기 다수의 대상 지점 중 상기 타겟 지점을 선택하는 단계; 및
    상기 다수의 대상 지점 중 상기 타겟 지점의 기준값을 중심으로 기준값의 내림차순으로 하나 이상의 지점을 선택하고, 기준값의 오름차순으로 하나 이상의 지점을 선택하는 단계를 포함하는 풍하중 산출 방법.
  26. 삭제
  27. 대상 영역 내 다수의 지점의 위치 및 높이 정보를 수집하는 단계;
    상기 위치 및 높이 정보를 기반으로 보간법을 이용하여, 구조물이 위치하는 지점을 지나는 선 상에 위치한 다수의 대상 지점의 위치 및 높이 정보를 획득하는 단계;
    상기 대상 지점의 위치 정보를 이용하여 각 대상 지점에 대한 기준값을 산출하는 단계;
    상기 대상 지점의 기준값과 높이 정보를 이용하여 상기 구조물이 위치하는 지점을 지나는 선 상에 위치하는 정점을 결정하는 단계; 및
    상기 정점의 높이로부터 지표면의 높이를 감산하여 풍하중을 산출하기 위한 정점높이를 산정하는 단계를 포함하며,
    상기 정점을 결정하는 단계는:
    상기 다수의 대상 지점 중 상기 기준값 순으로 연속되는 셋 이상의 지점을 선택하는 단계;
    상기 선택된 셋 이상의 지점 중 가장 높은 지점의 기준값이 상기 선택된 셋 이상의 지점의 기준값 중에서 중간에 해당하는 경우, 해당 지점을 정점 후보로 결정하는 단계; 및
    상기 다수의 대상 지점으로부터 얻은 상기 정점 후보 중 상기 구조물이 위치하는 지점 간의 수평거리가 가장 짧은 지점을 정점으로 결정하는 단계;
    를 포함하는 풍하중 산출 방법.
  28. 대상 영역 내 다수의 지점의 위치 및 높이 정보를 수집하는 단계;
    상기 위치 및 높이 정보를 기반으로 보간법을 이용하여, 구조물이 위치하는 지점을 지나는 선 상에 위치한 다수의 대상 지점의 위치 및 높이 정보를 획득하는 단계;
    상기 대상 지점의 위치 정보를 이용하여 각 대상 지점에 대한 기준값을 산출하는 단계;
    상기 대상 지점의 기준값과 높이 정보를 이용하여 상기 구조물이 위치하는 지점을 지나는 선 상에 위치하는 정점을 결정하는 단계; 및
    상기 정점의 높이로부터 지표면의 높이를 감산하여 풍하중을 산출하기 위한 정점높이를 산정하는 단계를 포함하며,
    상기 정점을 결정하는 단계는:
    상기 다수의 대상 지점 중 타겟 지점, 상기 타겟 지점보다 상기 기준값이 작은 하나 이상의 지점, 및 상기 타겟 지점보다 상기 기준값이 큰 하나 이상의 지점을 선택하는 단계;
    x축 좌표가 상기 대상 지점 중 기준값이 가장 작은 지점으로부터 각 지점 간의 수평거리이고, y축 좌표가 각 지점의 높이인 2차원 좌표를 상기 선택된 지점들에 할당하고, 상기 선택된 지점들에 대한 2차원 좌표를 지나는 보간 방정식을 산출하는 단계; 및
    상기 방정식이 상기 선택된 지점들의 최소 x축 좌표와 최대 x축 좌표 사이에서 극대값을 갖는 경우, 상기 극대값을 높이로 갖는 가상 지점을 정점으로 결정하는 단계를 포함하며,
    상기 다수의 대상 지점 중 상기 구조물이 위치하는 지점 간의 수평거리가 짧은 순서대로 상기 타겟 지점을 선택하되, 상기 방정식이 상기 선택된 지점들의 최소 x축 좌표와 최대 x축 좌표 사이에서 극대값을 갖지 않는 경우, 해당 타겟 지점 다음으로 상기 구조물이 위치하는 지점 간의 수평거리가 긴 지점을 상기 타겟 지점으로 선택하여 정점 결정 과정을 반복하는 풍하중 산출 방법.
  29. 삭제
  30. 대상 영역 내 다수의 지점의 위치 및 높이 정보를 수집하는 단계;
    상기 위치 및 높이 정보를 기반으로 보간법을 이용하여, 구조물이 위치하는 지점을 지나는 선 상에 위치한 다수의 대상 지점의 위치 및 높이 정보를 획득하는 단계;
    상기 대상 지점의 위치 정보를 이용하여 각 대상 지점에 대한 기준값을 산출하는 단계;
    상기 대상 지점의 기준값과 높이 정보를 이용하여 상기 구조물이 위치하는 지점을 지나는 선 상에 위치하는 정점을 결정하는 단계; 및
    상기 정점의 높이로부터 지표면의 높이를 감산하여 풍하중을 산출하기 위한 정점높이를 산정하는 단계를 포함하며,
    상기 정점을 결정하는 단계는:
    상기 다수의 대상 지점 중 상기 기준값 순으로 연속되는 셋 이상의 지점을 선택하는 단계;
    x축 좌표가 상기 대상 지점 중 기준값이 가장 작은 지점으로부터 각 지점 간의 수평거리이고, y축 좌표가 각 지점의 높이인 2차원 좌표를 상기 선택된 셋 이상의 지점에 할당하고, 상기 선택된 셋 이상의 지점에 대한 2차원 좌표를 지나는 보간 방정식을 산출하는 단계;
    상기 방정식이 상기 선택된 셋 이상의 지점의 최소 x축 좌표와 최대 x축 좌표 사이에서 극대값을 갖는 경우, 상기 극대값을 높이로 갖는 가상 지점을 정점 후보로 결정하는 단계; 및
    상기 다수의 대상 지점으로부터 얻은 상기 정점 후보 중 상기 구조물이 위치하는 지점 간의 수평거리가 가장 짧은 지점을 정점으로 결정하는 단계;
    를 포함하는 풍하중 산출 방법.
  31. 제 18 항, 제 27 항, 제 28 항 및 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정점높이를 산정하는 단계 전,
    상기 다수의 대상 지점 중 가장 낮은 지점;
    상기 다수의 대상 지점 중에서 최빈수에 해당하는 높이를 갖는 지점;
    상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급에 속하는 지점들의 높이의 평균값에 해당하는 높이를 갖는 지점;
    상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 도수가 가장 큰 계급의 계급값에 해당하는 높이를 갖는 지점;
    상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 가장 낮은 계급의 계급값에 해당하는 높이를 갖는 지점; 또는
    상기 다수의 대상 지점의 높이에 대한 도수분포에서 가장 낮은 계급에 속하는 지점들의 높이의 평균값에 해당하는 높이를 갖는 지점;
    을 상기 지표면으로 결정하는 단계를 더 포함하는 풍하중 산출 방법.
  32. 제 18 항, 제 27 항, 제 28 항 및 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정점높이를 산정하는 단계 후,
    상기 정점높이와, 상기 대상 지점의 위치 및 높이 정보를 기반으로 풍상측 수평거리를 산출하는 단계를 더 포함하는 풍하중 산출 방법.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 풍상측 수평거리를 산출하는 단계는:
    상기 정점과 각 대상 지점 간의 높이 차를 계산하는 단계;
    높이 차가 상기 정점높이의 절반에 가장 가까운 대상 지점을 결정하는 단계; 및
    해당 대상 지점과 상기 정점 간의 수평거리를 계산하는 단계;
    를 포함하는 풍하중 산출 방법.
  34. 제 32 항에 있어서,
    상기 풍상측 수평거리를 산출하는 단계는:
    상기 정점과 각 대상 지점 간의 높이 차를 계산하는 단계;
    높이 차가 상기 정점높이의 절반에 가장 가까운 제 1 대상 지점 및 두 번째로 가까운 제 2 대상 지점을 결정하는 단계;
    상기 제 1 대상 지점 및 상기 제 2 대상 지점으로부터 보간을 이용하여, 상기 정점과의 높이 차가 상기 정점높이의 절반에 해당하는 지점을 산정하는 단계; 및
    해당 지점과 상기 정점 간의 수평거리를 계산하는 단계;
    를 포함하는 풍하중 산출 방법.
  35. 제 32 항에 있어서,
    상기 풍상측 수평거리를 산출하는 단계 후,
    상기 정점높이와 상기 풍상측 수평거리를 기반으로 지형계수를 산출하는 단계를 더 포함하는 풍하중 산출 방법.
  36. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 있어서,
    제 18 항 내지 제 23 항, 제 25 항, 제 27 항, 제 28 항 및 제 30 항 중 어느 한 항에 따른 풍하중 산출 방법을 컴퓨터로 실행하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체.
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최세휴 외 1인, ‘GIS를 이용한 지형에 의한 풍속할증계수 산정방법’, 한국지리정보학회지 16권 3호, 2013, pp.126-135

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