KR101720755B1 - 지하시설물의 3차원 모델링 데이터의 영상처리시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하시설물의 3차원 모델링 데이터의 영상처리시스템에 관한 것으로, 지하시설물과 같이 실물의 시각적 확인이 어려운 시설물들을 대상으로 정확한 3차원 모델링을 가능하게 하고, 시설물 정보 데이터베이스에서 수신한 2차원 평면 데이터, 심도 데이터 및 속성 데이터를 기반으로 데이터배열을 생성하고, 상기 생성된 데이터배열을 기반으로 특정 오브젝트를 모델링 하며, 3차원 모델링 시스템을 구현함에 있어 참조하는 데이터를 최소화함으로써 처리 속도 향상 및 메모리 사용량 감소시킬 수 있도록 함과 아울러 지하시설물의 실제 위치와 시설물 정보 데이터베이스와 상이한 경우 이를 보정하여 실제 지하시설물을 모델링할 수 있도록 한 것이다.

Description

지하시설물의 3차원 모델링 데이터의 영상처리시스템{Image processing system for 3-dimensional modeling data of underground facilities}

본 발명은 영상처리시스템 분야 기술 중에서, 지하시설물의 3차원 모델링 데이터의 영상처리시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 지하시설물과 같이 실물의 시각적 확인이 어려운 시설물들을 대상으로 정확한 3차원 모델링을 가능하게 하고, 시설물 정보 데이터베이스에서 수신한 2차원 평면 데이터, 심도 데이터 및 속성 데이터를 기반으로 데이터배열을 생성하고, 상기 생성된 데이터배열을 기반으로 특정 오브젝트를 모델링 하며, 3차원 모델링 시스템을 구현함에 있어 참조하는 데이터를 최소화함으로써 처리 속도 향상 및 메모리 사용량 감소시킬 수 있도록 함과 아울러 지하시설물의 실제 위치와 시설물 정보 데이터베이스와 상이한 경우 이를 보정하여 실제 지하시설물을 모델링할 수 있도록 하는 지하시설물의 3차원 모델링 데이터의 영상처리시스템에 관한 것이다.

현재 사회 및 문화, 산업수준의 향상으로 인하여 주거지 인근의 지중(地中)에는 가스관을 포함한 상하수도관, 송유관, 통신 및 전력 케이블, 각종 덕트 및 저장탱크 등과 같은 수많은 지하시설물들이 존재하게 되었다.

이러한 지하시설물은 보수 및 관리뿐만 아니라 다른 지하시설물의 신규 시공 또는 보수 시공시 상호 간섭이나 파손을 방지하기 위하여 정확한 위치정보가 필요하며, 특히 안전성을 확보하기 위하여 3차원 모델링 데이터를 기록하여 활용하는 것이 바람직하다.

3차원 모델링이란 컴퓨터 그래픽스 분야에서 가상의 3차원 공간 속에 특정 모형을 재현하는 과정을 말하며, 일반적으로 모델링은 컴퓨터가 이해할 수 있는 형태의 데이터를 기반으로 이루어진다.

3차원 모델링은 가상공간의 3차원 모델을 통해 실세계의 물체를 묘사하거나 물리적 환경을 모델링하여 가상 환경 속에서 물체의 모습을 만들어 낼 수 있으며, 이를 통해 다양한 시뮬레이션 등 실제 공간에서 수행하기에는 다소 곤란한 작업을 가능하게 해 준다는 점에서 매우 유용하다.

최근에는 3차원 모델링을 영화, 애니메이션, 광고 등의 엔터테인먼트 분야에 적극적으로 활용하고 있는 추세이며, 각종 실험 시뮬레이션, 건축, 디자인 등의 설계 및 예술의 표현 수단으로도 각광 받고 있다.

한편, 3차원 모델링이 가능한 시설물을 지상 또는 지하의 시설물로 구분하여 볼 때, 지상 시설물의 모델링은 3차원 모델링 프로그램을 통해 수작업으로 이루어지는 것이 일반적이다. 즉, 지상에 존재하는 지상 시설물들은 시각적으로 확인이 가능하며, 각 시설물들의 주요 수치를 직접 측정함으로써 3차원 모델의 구현이 가능하다.

그러나 지하 시설물의 경우 시각적으로 확인이 불가능하고 실측이 불가능하므로 정확한 위치 및 깊이 정보를 가지는 3차원 모델의 생성에 어려움이 있다.

또한 지하 시설물에 대한 3차원 모델을 생성하더라도 구체적인 모델링 방법은 수없이 다양하나, 그 중에는 모델링 시 참조로 하는 데이터가 과도하게 많아 전체적인 프로세스가 느려진다거나 많은 양의 메모리를 필요로 하는 경우가 있어 3차원 모델링의 또 다른 문제점을 지적되어 왔다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 지하 시설물을 모델링하는 것과 관련한 기술이 다양하게 연구되고 있다.

이와 관련한 선행기술로서 대한민국 등록특허 제10-1179001호(2012.08.27. 등록) "지하 매설물의 위치 측정 및 관리 시스템"(이하, '선행기술1'이라 함)은 GNSS와 3차원 모델을 이용하여 지하 매설물의 위치 측정 및 이를 관리하기 시스템 제공을 목적으로 하며, 지하 매설물의 시공 시 위치를 GNSS를 이용해 기준점과 이동 위치의 데이터를 측정하고, 상기 지하 매설물의 관 직경을 측정하여 측정된 데이터를 무선으로 전송하는 GNSS 측정부, 상기 GNSS 측정부를 통해 측정한 데이터를 무선으로 전송받아 상기 측정한 위치 데이터와 지하 매설물의 종류, 관의 정보를 결합하여 3차원 모델을 생성하는 3차원 모델부 등의 구성요소를 갖춘 것을 특징으로 하는 것이다.

그러나 상기 선행기술1은 GNSS 측정부에서 측정된 데이터 등 특정 데이터들을 기반으로 지하 매설물의 3차원 모델을 생성하는 기술에 대하여 개시하고 있을 뿐 구체적인 3차원 모델링 방법에 대하여는 개시하고 있지 않으며, 나아가 3차원 모델링 시 데이터 처리 속도 또는 메모리 사용량을 개선시킬 수 있는 방안에 대해서도 아무런 해결책을 제시하지 못하고 있다.

이러한 선행기술1의 문제점을 보완한 선행기술로서 대한민국 등록특허 제10-1338918호(2013.12.03. 등록) "지하시설물 3차원 모델링 시스템 및 방법"(이하, '선행기술2'라 함)은 2차원 평면 데이터, 심도 데이터 및 속성 데이터를 기반으로 데이터배열을 생성하고 상기 생성된 데이터배열을 기반으로 특정 오브젝트를 모델링함에 있어, 참조되는 데이터를 최소화 함으로써 처리 속도 향상 및 메모리 사용량 감소시키는 것과 관련된 것이며, 나아가 상기 데이터들을 비교하여 시설물 간 비교분석을 쉽게 할 수 있도록 한 것이다.

그러나 상기 선행기술2은 시설물 정보 데이터베이스에 기초하여 지하시설물을 모델링하는 것으로서 지하시설물의 실제 위치가 시설물 정보 데이터베이스와 일치하지 않을 경우에는 정확한 지하시설물의 모델링이 불가능하다.

따라서 지하시설물의 실제 매설위치에 따라 지하시설물의 모델링이 가능한 기술의 개발이 요구되고 있다.

대한민국 등록특허 제10-1179001호(2012.08.27. 등록) "지하 매설물의 위치 측정 및 관리 시스템" 대한민국 등록특허 제10-1338918호(2013.12.03. 등록) "지하시설물 3차원 모델링 시스템 및 방법"

따라서 본 발명의 목적은 지하시설물과 같이 실물의 시각적 확인이 어려운 시설물들을 대상으로 정확한 3차원 모델링을 가능하게 하고, 시설물 정보 데이터베이스에서 수신한 2차원 평면 데이터, 심도 데이터 및 속성 데이터를 기반으로 데이터배열을 생성하고, 상기 생성된 데이터배열을 기반으로 특정 오브젝트를 모델링 하며, 3차원 모델링 시스템을 구현함에 있어 참조하는 데이터를 최소화함으로써 처리 속도 향상 및 메모리 사용량 감소시킬 수 있도록 함과 아울러 지하시설물의 실제 위치와 시설물 정보 데이터베이스와 상이한 경우 이를 보정하여 실제 지하시설물을 모델링할 수 있도록 하는 지하시설물의 3차원 모델링 데이터의 영상처리시스템을 제공하려는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 시설물 정보 데이터베이스로부터 시설물의 위치 및 평면 구조를 나타내는 2차원 평면 데이터, 상기 시설물이 매설된 깊이를 나타내는 심도 데이터 및 상기 시설물의 입체 구조를 정의하는 데 필요한 속성 데이터를 수신하고, 상기 수신한 2차원 평면 데이터, 심도 데이터 및 속성 데이터를 상기 시설물의 설치 상태와 대응되도록 매핑하여 데이터배열을 생성하며, 상기 생성된 데이터 배열을 오브젝트 구현장치로 전송하는 데이터배열 생성장치와; 상기 데이터배열 생성장치로부터 수신한 데이터배열을 기반으로 상기 시설물의 3차원 형상을 구현하고, 상기 구현된 3차원 형상에 대한 보정을 수행하는 오브젝트 구현장치; 및 바퀴가 달린 이동대와; 상기 이동대의 상면에 수직으로 설치되는 지지대와; 상기 지지대의 하단에 설치되어 지하매설관로의 연결부에 설치된 RFID 태그의 위치를 탐지하는 RFID 리더와; 상기 지지대의 상단에 장착되며, 상기 RFID 리더의 출력단에 리더연결케이블로 연결되고, GPS 수신기가 연결되며, 상기 데이터배열 생성장치와의 통신을 위한 무선통신 안테나가 연결되고, 저장장치에 지도프로그램과 RFID 리더에 의하여 탐지된 RFID 태그의 위치정보를 지도 상에 표시하는 탐지정보 표시프로그램이 설치된 노트북 컴퓨터를 포함하고, 상기 지하매설관로는 원통형의 관이고, 연결부에 RFID 태그가 설치되며, 상기 시설물 정보 데이터베이스부터 수신하는 속성 데이터는 관경인 것을 특징으로 하며, 상기 지하시설물 탐사장치는 지하매설관로의 연결부에 설치된 RFID 태그를 탐지하여 상기 데이터배열 생성장치에 전송하고, 상기 데이터배열 생성장치는 탐지데이터에 따라 데이터배열을 생성하여 상기 오브젝트 구현장치에 전송하며, 상기 오브젝트 구현장치는 (a) 서로 직교하는 X, Y, Z축에 있어서, 중점에서 X축의 양의 방향으로 상기 관경의 1/2 만큼 이동한 좌표를 구하는 단계; (b) 상기 구한 좌표를 시점으로 하고, 상기 좌표를 Y축 중심으로 사용자에 의해 미리 설정된 각도만큼 회전시킨 지점의 좌표를 종점으로 하여 시점과 종점을 잇는 선분을 그리는 단계; (c) (b)단계에서의 종점을 시점으로 하고, Y축을 중심으로 상기 각도만큼 회전시킨 지점의 좌표를 또 다른 종점으로 하여 시점과 종점을 잇는 선분을 그리는 단계; (d) (c) 단계를 반복하여 Y축을 중심으로 하는 다각형을 구하는 단계; (e) 상기 2차원 평면 데이터에 포함된 임의의 두 점을 잇는 제1직선을 직교하면서 원점을 지나는 XY평면상의 제2직선을 구하고, 상기 제2직선과 X축 사이의 끼인각을 구하는 단계; (f) (d)단계에서 구한 다각형을 (e)단계에서 구한 끼인각만큼 Z축 중심으로 회전시키고, 상기 회전시킨 다각형의 중심이 각각 (e)단계에서의 임의의 두 점이 되도록 평행이동 시켜 두 개의 다각형을 구하는 단계; (g) (f)단계에서 구한 두 개의 다각형에 있어, Z축 좌표가 같은 점끼리 연결하여 관 형상을 생성하는 단계; 의 과정을 거쳐 시설물의 3차원 형상을 구현하는 것을 특징으로 하는 지하시설물의 3차원 모델링 데이터의 영상처리시스템을 제공한다.

본 발명의 지하시설물의 3차원 모델링 데이터의 영상처리시스템에 의하면, 지하시설물과 같이 실물의 시각적 확인이 어려운 시설물들을 대상으로 정확한 3차원 모델링을 가능하게 하고, 시설물 정보 데이터베이스에서 수신한 2차원 평면 데이터, 심도 데이터 및 속성 데이터를 기반으로 데이터배열을 생성하고, 상기 생성된 데이터배열을 기반으로 특정 오브젝트를 모델링 하며, 3차원 모델링 시스템을 구현함에 있어 참조하는 데이터를 최소화함으로써 처리 속도 향상 및 메모리 사용량 감소시킬 수 있도록 함과 아울러 지하시설물의 실제 위치와 시설물 정보 데이터베이스와 상이한 경우 이를 보정하여 실제 지하시설물을 모델링할 수 있다.

도 1 내지 도 7은 본 발명에 의한 지하시설물의 3차원 모델링 데이터의 영상처리시스템의 바람직한 제1 실시예를 보인 것으로,
도 1은 시스템의 개요도,
도 2는 데이터배열 생성장치의 세부구성을 보인 블록도,
도 3은 오브젝트 구현장치의 세부구성을 보인 블록도,
도 4는 모델링 과정을 보인 설명도,
도 5는 지하시설물의 휘어짐 각도를 보정하는 내용을 설명하기 위한 도면,
도 6은 지하시설물의 각 데이터를 바탕으로 오브젝트를 비교하는 과정을 순서대로 나타낸 흐름도,
도 7은 지하시설물 3차원 모델링 방법의 일실시예를 나타낸 흐름도이고,
도 8 내지 도 11은 본 발명에 의한 지하시설물의 3차원 모델링 데이타의 영상처리시스템의 바람직한 제2 실시예를 보인 것으로,
도 8은 시스템 개요도,
도 9는 지하시설물 탐사장치의 사시도,
도 10은 지하매설관로를 예시한 사시도,
도 11은 시설물 정보 데이터베이스에 따른 지하매설관로와 지하시설물 탐사장치에 의하여 탐지된 지하매설관로의 데이터배열을 보인 도면이다.

이하, 본 발명에 의한 지하시설물의 3차원 모델링 데이터의 영상처리시스템을 첨부도면에 예시한 바람직한 실시예에 따라서 상세히 설명한다.

우선 도 1을 기준으로 지하시설물 3차원 모델링 시스템에 대해 설명한다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 지하시설물 3차원 모델링 시스템은 시설물 정보 데이터베이스(50), 데이터배열 생성장치(100), 오브젝트 구현장치(200)를 포함하여 이루어진다.

시설물 정보 데이터베이스(50)는 지하에 매설된 각종 시설물들에 대한 정보를 저장한다. 상기 정보에는 시설물의 위치 및 평면 구조를 나타내는 2차원 평면 데이터, 상기 시설물이 매설된 깊이를 나타내는 심도 데이터, 상기 시설물의 입체 구조를 정의하는 데 필요한 속성 데이터가 포함될 수 있다.

한편, 상기 2차원 평면 데이터는 x축과 y축이 직교하는 평면을 가정할 때, x축 방향의 크기 및 y축 방향의 크기로 나타내어진 점, 복수 개의 점으로 이루어진 선 또는 면이 될 수 있다. 즉, 2차원 평면 데이터는 하나의 좌표점 또는 복수개의 좌표점 집합의 형태로 나타내어 질 수 있다.

또한 상기 심도 데이터는 시설물이 매설된 깊이를 나타내는 것으로서, 상기 시설물의 가로/세로 단면에 의해 형성되는 직선이 상호 교차하는 중심점을 기준으로, 해당 중심점이 지면으로부터 얼마나 떨어져 있는지를 나타낸다.

속성 데이터는 상기 시설물의 입체 구조를 정의하는데 필요한 값 또는 값들의 집합으로서, 속성 데이터는 시설물의 입체 구조에 따라 그 구성 값들이 달라질 수 있다. 예를 들어, 지하시설물이 관 형상의 입체 구조인 경우, 속성 데이터는 상기 관 지름의 크기를 나타내는 관경이 될 수 있다. 본 명세서에서 인용하고 있는 속성 데이터는 하나의 입체 구조를 수학적으로 정의하는데 있어 필요한 값 또는 값들의 집합을 나타내며, 따라서 속성 데이터는 시설물의 입체 구조가 복잡할수록 더 다양한 값들의 집합을 이루게 된다.

데이터배열 생성장치(100)는 상기 시설물 정보 데이터베이스(50)로부터 2차원 평면 데이터, 심도 데이터 및 속성 데이터를 수신하고, 상기 수신한 데이터들을 상기 시설물의 설치 상태와 대응되도록 매핑하여 데이터 배열을 생성하여 오브젝트 구현장치(200)로 전송하는 역할을 한다.

2차원 평면 데이터, 심도 데이터 및 속성 데이터를 기초로 생성된 데이터 배열은 [2차원 평면 데이터, 심도 데이터, 속성 데이터]와 같은 형태로 생성된다. 예를 들어, 관 구조의 지하시설물인 경우 데이터 배열은 [임의의 두 점(V1, V2)을 연결하는 선분, 관의 중심점이 지면으로부터 매설된 깊이, 관경의 크기]를 구성 데이터로 가지며, 이 때 상기 선분은 관의 중심점을 연결한 것으로서, 관이 x,y축을 기준으로 배치된 방향 및 관의 길이와 관련된 정보를 포함한다. 이와 같은 방식으로, 상기 데이터 배열은 최소 4개 종류의 데이터를 구성 데이터로 가지며, 특정 시설물의 입체 구조가 설치된 상태를 나타낼 수 있는 다양한 값들의 집합들로 구성된다.

오브젝트 구현장치(200)는 상기 데이터배열 생성장치(100)로부터 수신한 데이터배열을 기반으로 상기 시설물의 3차원 형상을 구현하고, 상기 구현된 3차원 형상에 대한 보정을 수행하는 역할을 한다.

오브젝트 구현장치(200)가 특정 시설물의 3차원 형상을 구현하는 방식은 다양하게 이루어질 수 있다. 이하는 도 4를 참조하여 상기 시설물이 관 형상의 구조물일 때 오브젝트 구현장치(200)가 3차원 형상을 구현하는 방식에 대한 설명이다.

우선적으로 3차원 형상이 구현될 임의의 입체 공간, 즉 x, y, z축으로 이루어진 하나의 좌표 공간을 상정한다.

x, y축이 이루는 면을 2차원 평면 데이터가 존재하는 공간으로, z축은 심도 데이터에 대응되는 길이 축으로 가정한다.

(a)단계는 상기 좌표 공간의 중점 (0,0,0)에서 x축의 양의 방향으로 상기 관의 반지름 값인 관경의1/2 만큼 이동한 좌표 P1(x1,0,0)들 구하는 단계이다. 관경은 그 속성상 0보다 작은 값이 될 수 없으며, 따라서 상기 이동된 좌표는 항상 x축의 양의 방향에 존재하게 된다.

(b)단계는 상기 (a)단계에서 구한 좌표 P1(x1,0,0)을 시점으로 하고, 상기 P1을 y축 중심으로 일정 각도 θ만큼 회전(시계 방향 또는 반시계 방향)시킨 좌표 P2(x2,0,z2)를 종점으로 하여, 시점 P1과 종점 P2를 잇는 선분을 그리는 단계이다.

(c)단계는 상기 (b)단계에서의 종점 P2를 다시 시점으로 하고, 상기 P2를 y축 중심으로 일정 각도 θ만큼 회전시킨 좌표 P3(x3,0,z3)들 또 다른 종점으로 하여, P2와 P3를 잇는 선분을 그리는 단계이다. 따라서 (c)단계를 마친 이후에는 y축을 중심으로 P1P2, P2P3를 잇는 선분이 각각 그려지게 된다.

(d)단계는 (c)단계를 반복하여 y축을 중심으로 완전한 다각형을 구하는 단계이다. 이 때 상기 다각형이 정다각형이 되기 위해서는 (b), (c)단계에서의 θ값에 정수배를 곱했을 때 360도가 될 수 있는 θ값(36ㅀ, 72ㅀ 등)을 설정하는 것이 바람직하다.

(e)단계는 상기 2차원 평면 데이터로부터 임의의 두 점 V1, V2를 통과하는 제1직선을 직교하면서 원점을 지나는 xy평면상의 제2직선을 구하고, 상기 제2직선과 x축 사이의 끼인각 φ를 구하는 단계이다.

(f)단계는 상기 (d)단계에서 구한 다각형을 (e)단계에서 구한 끼인각 φ만큼 z축 중심으로 회전시키고, 상기 회전시킨 다각형의 중심이 각각 상기 V1, V2가 되도록 평행이동 시켜 최종적으로 두 개의 다각형을 구하는 단계이다. 본 (e)단계와 (f)단계는 관이 xy평면상에 배치된 방향을 설정하기 위한 단계로서, 앞서도 언급한 바와 같이 V1V2를 잇는 직선은 관의 중심점을 연결한 직선, 즉 관이 배치된 방향과 일치하는 직선이다.

마지막으로 (g)단계는 상기 (f)단계에서 구한 두 개의 다각형에 있어, z축 좌표가 같은 점끼리 연결하여 3차원의 다각 실린더를 생성하는 단계이다. 따라서 스무싱(smoothing)을 거친 후 최종적으로 3차원 모델링 된 오브젝트는 V1, V2점을 중심으로 일정 관경 값을 가지는 형의 관 구조물이 될 것이다.

한편, 상기 (b)단계에서의 일정 각도 θ값은 사용자에 의해 임의로 설정될 수 있으며, 바람직하게는 θ를 24ㅀ로 설정하여 (d)단계에서의 다각형이 15각형이 되도록 할 수 있다. 이와 같이 관의 형상을 원통형이 아닌 15각형으로 구현하는 이유는 특정 3차원 모델링 소프트웨어(3D MAX)에서 Smooth기능을 적용할 시 시각적으로 완연한 곡면으로 인식할 수 있는 최소 다각형이 15각형이기 때문이며, 상기 θ값은 사용자의 값 설정에 따라 자유롭게 변할 수 있는 것으로서, 사용자는 원통의 관 구조물을 다각 실린더의 형태로 구현함으로써 3차원 모델링에 참조되는 데이터의 양을 조절할 수 있다. 즉, 다각형이 원에 가까워질수록 모델링 된 오브젝트는 실제 시설물의 모습에 가까워지지만 모델링 시간이 증가하는 문제, 메모리 사용량이 급격히 늘어나는 문제가 생길 수 있으며, 반대로 상기 θ값이 증가할수록 3차원 모델링은 속도가 빨라지나 오브젝트의 형상은 원 시설물과 상당부분 차이가 날 수 있다. 따라서 사용자는 θ값을 조절함으로써 3차원 모델링 시스템의 모델링 속도, 오브젝트의 완성도를 조절할 수 있다.

한편 상기 오브젝트 구현장치(200)는 시설물의 3차원 형상을 구현할 뿐만 아니라, 상기 구현된 오브젝트에 대한 보정기능도 수행한다. 보정이란 생성된 오브젝트 형상에 작은 오류가 있는 경우 이를 일정 알고리즘을 통해 수정 또는 다듬는 과정을 말한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 2차원 평면 데이터에 포함된 임의의 두 점(J1, J2)을 통과하는 제1직선과 또 다른 임의의 두 점(K1, K2)을 통과하는 제2직선의 끼인각 φ'의 크기가 기설정된 두 개의 값 사이에 존재하면, 상기 제1직선과 제2직선 중 어느 하나의 직선을 다른 하나에 일치시킴으로써 상기 두 개의 직선을 하나로 보정할 수도 있다.

바람직하게는 상기 φ'의 크기가 174ㅀ이상 180ㅀ미만 (또는 φ''가 0ㅀ초과 6ㅀ이하)인 경우 상기 두 직선 중 어느 하나를 다른 하나에 일치시킴으로써 보정을 행할 수 있다.

이와 같이 두 개의 서로 다른 직선을 하나로 보정하는 이유는 3차원 모델링 구현시 참조하게 될 데이터의 양을 줄이기 위함이며, 결과적으로 필요 없는 메모리의 사용량을 줄이고 3차원 모델링 로딩 및 조작 속도를 높이기 위함이다.

한편 상기 지하시설물 3차원 모델링 시스템은 데이터배열 생성장치(100), 오브젝트 구현장치(200) 이외에 오브젝트 비교장치를 더 포함할 수 있다.

오브젝트 비교장치는 상기 시설물 정보 데이터베이스(50)로부터 수신한 임의의 제1시설물 및 제2시설물 각각에 대한 2차원 평면 데이터, 심도 데이터 및 속성 데이터를 기반으로 제1시설물과 제2시설물의 스키마를 비교하는 기능을 한다.

여기서 스키마란 데이터를 저장하는 구조와 표현법을 정의한 것을 뜻하며, 따라서 상기 오브젝트 비교장치는 제1시설물과 제2시설물의 각 상응하는 데이터들을 비교하여 추가, 수정, 삭제된 기하구조가 있는지 판단하는 역할을 한다. 한편, 스키마를 비교할 때 제1시설물 및 제2시설물의 2차원 평면 데이터, 심도 데이터, 속성 데이터를 기반으로 생성된 데이터배열 자체를 비교하는 방식도 취할 수 있으며, 또는 데이터배열을 구성하는 개별 데이터만을 비교하여 스키마 비교 작업을 수행할 수도 있다.

구체적으로, 상기 오브젝트 비교장치는 임의의 제1시설물과 제2시설물의 스키마를 비교하고, 그 결과 제1시설물에 존재하는 기하구조가 제2시설물에 존재하지 않으면 상기 기하구조를 삭제된 오브젝트로 판단할 수 있다. 여기서 기하구조란 각 시설물의 심도 데이터와 2차원 평면 데이터로부터 알 수 있는, 매설 깊이 정보가 포함된 시설물의 평면구조를 의미한다.

또한 상기 오브젝트 비교장치는 제1시설물 및 제2시설물의 스키마를 비교한 결과 1개 이상의 일치하는 기하구조가 존재하고, 상기 기하구조에 대응되는 속성 데이터 값이 일치하지 않으면 상기 기하구조를 수정된 오브젝트로 판단할 수 있다.

또한 상기 오브젝트 비교장치는 제1시설물 및 제2시설물의 스키마를 비교한 결과 제1시설물에 존재하지 않는 기하구조가 제2시설물에 존재하면 상기 기하구조를 추가된 오브젝트로 판단할 수 있다.

나아가, 상기 오브젝트 비교장치에 의해 추가, 수정, 삭제된 오브젝트로 판단된 기하구조 관련 데이터들은 오브젝트 구현장치(200)로 전달되어, 해당 오브젝트에 대한 3차원 형상을 구현할 수도 있다. 따라서 사용자는 복수개의 시설물을 비교하여, 어떤 오브젝트가 변경되었는지 쉽게 알 수 있으며, 상기 변경된 오브젝트를 3차원 형상으로 확인할 수 있는 편의도 제공받을 수 있게 된다.

한편, 지하시설물 3차원 모델링 시스템에 의하면 사용자는 영역을 특정하여 해당 영역에 존재하는 시설물을 3차원 형상화 할 수 있다. 즉, 넓은 지역에 대한 정보를 가지는 2차원 평면 데이터에서 사용자가 필요로 하는 영역만을 특정할 수 있으며, 이 경우 사용자는 [Min X, Min Y, Max X, Max Y]와 같은 영역을 설정함으로써 상기 시설물의 2차원 평면 데이터를 한정할 수 있다. 따라서 데이터배열 생성장치(100)에서 생성되는 데이터배열은 상기 사용자가 설정한 영역 내의 2차원 평면데이터, 심도 데이터, 속성 데이터만으로 구성될 것이며, 이를 기반으로 구현된 3차원 시설물 역시 상기 영역 내의 것에 대해서만 형상화가 이루어질 것이다.

이렇듯 사용자는 구현하고자 하는 시설물이 존재하는 영역을 별도로 설정함으로써 기타 필요하지 않은 부분을 구현하기 위한 리소스 낭비(메모리사용량, 처리 속도 등)를 절감할 수 있다.

한편, 지하시설물 3차원 모델링 시스템에 포함된 구성 중 하나인 오브젝트 구현장치(200)는 파일 수신부(210), 파서(220), 오브젝트 구현부(230), 오브젝트 보정부(240), 표시부(250) 및 제어부(260)와 같은 세부구성들을 포함할 수 있다.

파일 수신부(210)는 데이터배열 생성장치(100)로부터 데이터배열을 수신한다. 이 때 데이터배열은 특정 시설물의 2차원 평면 데이터, 심도 데이터, 속성 데이터가 각 시설물의 설치 상태에 대응되도록 매핑된 데이터 집합을 의미한다.

파서(220)는 상기 파일 수신부(210)를 통해 수신한 데이터배열을 분석하여 각각의 2차원 평면 데이터, 심도 데이터, 속성 데이터를 추출해 낸다.

오브젝트 구현부(230)는 상기 파서(220)에 의해 추출된 데이터들을 기반으로 상기 특정 시설물의 3차원 형상을 구현한다. 상기 오브젝트 구현부(230)가 3차원 형상을 구현하는 구체적인 과정은 앞서 오브젝트 구현장치(200)에서 설명한 것과 동일하다.

오브젝트 보정부(240)는 상기 오브젝트 구현부(230)에서 구현된 3차원 형상에 대한 보정을 수행한다. 이 때 보정이란, 생성된 오브젝트 형상에 작은 오류가 있는 경우 이를 일정 알고리즘을 통해 수정 또는 다듬는 과정을 말하며, 이 외에 형상에 색상을 입히거나 연결부를 부드럽게 하는 등의 수정 작업도 보정에 해당한다.

표시부(250)는 상기 오브젝트 구현부(230)에서 구현된 3차원 형상 또는 상기 오브젝트 보정부(240)에서 보정된 3차원 형상을 사용자에게 표시한다.

제어부(260)는 오브젝트 구현장치(200)가 포함하는 각 세부구성들의 전반적인 제어를 담당한다.

한편, 지하시설물 3차원 모델링 시스템에 포함된 또 다른 구성 중 하나인 데이터배열 생성장치(100)는 데이터 수신부(110), 데이터배열 생성부(120) 및 제어부(140)를 포함한다.

데이터 수신부(110)는 시설물 정보 데이터베이스(50)로부터 특정 시설물의 2차원 평면 데이터, 심도 데이터 및 속성 데이터를 수신한다.

데이터배열 생성부(120)는 상기 데이터 수신부(110)를 통해 수신한 데이터들을 상기 시설물의 설치 상태와 대응되도록 매핑하여 데이터배열을 생성한다.

제어부(140)는 데이터배열 생성장치(100)가 포함하는 각 세부구성들의 전반적인 제어를 담당한다.

이하에서는 첨부된 도 7을 기준으로 지하시설물 3차원 모델링 방법에 대해 설명한다.

도 7을 참조하면, 데이터배열 생성장치(100)는 시설물 정보 데이터베이스(50)로부터 모델링 하고자 하는 시설물의 위치 및 평면 구조를 나타내는 2차원 평면 데이터, 상기 시설물이 매설된 깊이를 나타내는 심도 데이터 및 상기 시설물의 입체 구조를 정의하는데 필요한 속성 데이터를 수신하고, 상기 수신한 데이터들을 상기 시설물의 설치 상태와 대응되도록 매핑하여 데이터배열을 생성한다.(S710)

참고로, 데이터배열을 별도로 생성하는 이유는 오브젝트 구현장치(200)가 상기 데이터집합을 쉽게 읽어들일 수 있게 하기 위함이며, 나아가 오브젝트 비교장치에서의 각 시설물 스키마 비교판단 시에도 텍스트로 된 상기 데이터배열을 비교하게 함으로써 처리 속도를 높이기 위함이다.

앞선 데이터배열 생성단계(S710) 이후, 오브젝트 구현장치(200)는 데이터배열 생성장치(100)로부터 수신한 데이터배열을 기반으로 시설물의 3차원 형상을 구현한다.(S720) 이 때 상기 데이터배열은 오브젝트 구현장치(200) 내의 파서(220)에 의해 각각 2차원 평면 데이터, 심도 데이터, 속성 데이터로 추출되며, 오브젝트 구현부(230)는 각각의 데이터들을 참조하여 시설물의 3차원 형상을 구현하게 된다.

S720 단계 이후 오브젝트 구현장치(200), 더 구체적으로 오브젝트 구현장치(200) 내의 오브젝트 보정부(240)는 상기 구현된 3차원 형상을 대상으로 보정을 수행한다. 앞서도 설명한 바와 같이 보정이란, 생성된 오브젝트 형상에 미세한 오류가 있는 경우 이를 일정 알고리즘을 통해 수정 또는 다듬는 과정을 말하며, 이 외에 형상에 색상을 입히거나 연결부를 부드럽게 하는 등의 수정 작업도 보정 단계에 포함된다.

한편, 상기 지하시설물 3차원 모델링 방법에 있어서, 구현하고자 하는 시설물은 원통형상의 관이고, 상기 시설물 정보 데이터베이스(50)로부터 수신하는 속성 데이터는 관경인 것을 특징으로 할 수도 있다.

또 다른 한편, 상기 오브젝트 구현장치(200)에서 상기 관 시설물을 모델링 하는 방법에 대해 더 구체적으로 살펴보면,

(a) 서로 직교하는 X, Y, Z축에 있어서, 중점에서 X축의 양의 방향으로 상기 관경의 1/2 만큼 이동한 좌표를 구하는 단계;

(b) 상기 구한 좌표를 시점으로 하고, 상기 좌표를 Y축 중심으로 기설정된 각도만큼 회전시킨 지점의 좌표를 종점으로 하여 시점과 종점을 잇는 선분을 그리는 단계;

(c) (b)단계에서의 종점을 시점으로 하고, Y축을 중심으로 상기 각도만큼 회전시킨 지점의 좌표를 또 다른 종점으로 하여 시점과 종점을 잇는 선분을 그리는 단계;

(d) (c) 단계를 반복하여 Y축을 중심으로 하는 다각형을 구하는 단계;

(e) 상기 2차원 평면 데이터에 포함된 임의의 두 점을 잇는 제1직선을 직교하면서 원점을 지나는 XY평면상의 제2직선을 구하고, 상기 제2직선과 X축 사이의 끼인각을 구하는 단계;

(f) (d)단계에서 구한 다각형을 (e)단계에서 구한 끼인각만큼 Z축 중심으로 회전시키고, 상기 회전시킨 다각형의 중심이 각각 (e)단계에서의 임의의 두 점이 되도록 평행이동 시켜 두 개의 다각형을 구하는 단계;

(g) (f)단계에서 구한 두 개의 다각형에 있어, Z축 좌표가 같은 점끼리 연결하여 원통형의 관 형상을 생성하는 단계;

를 포함할 수 있으며, (a) 내지 (g)단계에 대한 상세한 설명은 앞서 오브젝트 구현장치(200)가 3차원의 관 형상을 구현하는 부분에서 충분히 기재하였는 바, 해당 부분을 참조한다.

한편, 지하시설물 3차원 모델링 방법에 있어 도 7의 오브젝트 구현장치(200)가 구현된 3차원 형상에 대한 보정을 수행하는 단계(S730)는, 2차원 평면 데이터에 포함된 임의의 두 점(J1, J2)를 통과하는 제1직선과 또 다른 임의의 두 점(K1, K2)를 통과하는 제2직선의 끼인각 φ'의 크기가 기설정된 두 개의 값 사이에 존재하면, 상기 제1직선과 제2직선 중 어느 하나의 직선을 다른 하나에 일치시킴으로써 상기 두 개의 직선을 하나로 보정하는 것을 특징으로 할 수도 있다.

도 8 내지 도 11은 본 발명에 의한 지하시설물의 3차원 모델링 데이터의 영상처리시스템의 바람직한 제2 실시예를 보인 것이다.

본 실시예는 지하시설물을 모델링함에 있어서 시설물 정보 데이터베이스(50)에서 수신된 2차원 평면데이터와 심도 데이터 및 속성 데이터 외에 지하시설물 탐사장치(300)로부터 수신한 실측 2차원 선형데이터를 이용하여 실제 매설된 지하시설물의 정확한 모델링을 할 수 있도록 한 것이다.

상기 지하시설물 탐사장치(300)는 바퀴(311)가 달린 이동대(310)와; 상기 이동대(310)의 상면에 수직으로 설치되는 지지대(320)와; 상기 지지대(320)의 하단에 설치되어 지하매설관로(10)의 연결부(20)에 설치된 RFID 태그(RFID Tag; Radio Frequency Identification Tag)(30)의 위치를 탐지하는 RFID 리더(RFID Reader)(330)와; 상기 지지대(320)의 상단에 장착되며, 상기 RFID 리더(330)의 출력단에 리더연결케이블(350)로 연결되고, GPS 수신기(360)가 연결되며, 상기 데이터배열 생성장치(100)와의 통신을 위한 무선통신 안테나(370)가 연결되고, 저장장치에 지도프로그램과 RFID 리더(330)에 의하여 탐지된 RFID 태그(30)의 위치정보를 지도 상에 표시하는 탐지정보 표시프로그램이 설치된 노트북 컴퓨터(340)를 포함하여 구성된다.

상기 RFID 태그(30)는 IC칩과 무선통신용 안테나를 포함하는 통상적인 RFID 태그가 사용된다. 상기 RFID 리더(330)는 리더모듈 및 무선통신용 안테나를 포함하는 통상적인 RFID 리더가 사용된다. 여기서는 이들에 대한 구체적인 도시 및 설명은 생략한다,

상기 이동대(310)와 지지대(320)는 RFID 리더(330)와 노트북 컴퓨터(340)를 장착함과 아울러 지하매설관로(10) 상의 지면을 따라 이동할 수 있도록 하기 위한 것이다.

상기 노트북 컴퓨터(340)에 설치되는 지도프로그램은 통상적인 GPS 수신기(360)와 연동하는 전자지도가 설치되며, 상기 탐지정보 표시프로그램은 RFID 리더(330)에서 탐지한 RFID 태그(30)의 점(Pa1, Pa2, Pa3...)과 이들을 잇는 선(La1, La2, La3...)으로 구성되는 탐지데이터를 전자지도 상에 표시하고, 이 탐지데이터를 상기 데이터배열 생성장치(100)에 송신할 수 있는 프로그램이 설치된다.

상기 리더연결케이블(350)은 노트북 컴퓨터(340)의 USB 단자에 USB 커넥터(351)로 연결된다.

상기 GPS 수신기(360)는 노트북 컴퓨터(340)의 USB 단자에 연결하여 사용할 수 있는 타입의 GPS 수신기 또는 노트북 컴퓨터(340)에 내장된 GPS 수신기를 사용할 수 있다.

상기 무선통신 안테나(370)는 노트북 컴퓨터(340)의 USB 단자에 연결하여 사용할 수 있는 타입의 무선통신 안테나 또는 노트북 컴퓨터(340)에 내장된 무선통신 안테나를 사용할 수 있다. 무선통신 방식은 현존하는 어떠한 방식의 것이어도 무방하다.

본 실시예에서 상기 시설물 정보 데이터베이스(50)와 데이터배열 생성장치(100) 및 오브젝트 구현장치(200)는 상술한 제1 실시예와 동일하므로 이를 인용하여 설명하거나 생략하기로 한다.

본 실시예 따른 지하시설물의 3차원 모델링 데이터의 영상처리시스템에 의하여 지하매설관로(10)를 모델링하는 과정을 설명한다.

노트북 컴퓨터(340)에 지도프로그램과 탐지정보 표시프로그램을 로딩시키켜 노트북 컴퓨터(340)의 화면상에 전자지도와 시설물 정보 데이터베이스(50)의 지하매설관로(10)에 대한 데이터에 따라 기존 지하매설관로(10)의 연결부(20)가 점(Pa1, Pa2, Pa3...)으로 표시됨과 아울러 연결부(20)를 연결하는 선(La1, La2...)이 표시된다.

여기서 선(La1, La2...)는 지하매설관로(10)의 평면적 선형데이터이다.

이 상태에서 지하시설물 탐사장치(300)를 지하매설관로(10)가 매설되어 있는 지역으로 이동시킴과 아울러 GPS 수신기(360)와 연동하는 지도프로그램을 참조하면서 지하시설물 탐사장치(300)를 하나의 연결부(20)의 위치로 이동시킨다.

이에 따라 RFID 리더(330)가 연결부(20)에 설치된 RFID 태그(30)의 위치를 탐지하게 되고, 그 탐지정보가 리더연결케이블(350)을 통해 노트북 컴퓨터(340)에 전달되어 전자지도 상에 탐지된 연결부(20)가 점(Pb1)으로 표시된다.

계속하여 GPS 수신기(360)와 연동하는 지도프로그램을 참조하면서 지하시설물 탐사장치(300)를 다음 번 연결부(20)의 위치로 이동시키면, RFID 리더(330)가 다음 번 연결부(20)에 설치된 RFID 태그(30)의 위치를 탐지하게 되고, 그 탐지정보가 리더연결케이블(350)을 통해 노트북 컴퓨터(340)에 전달되어 전자지도 상에 탐지된 연결부(20)가 점(Pb2)으로 표시됨과 아울러 점(Pb1)과 점(Pb2)을 잇는 선(Lb1)이 표시된다.

이러한 방식으로 탐지하고자 하는 지역의 지하매설관로(10)의 연결부(20)의 위치를 탐지하게 되면, 전자지도 상에 복수개의 연결부(20)에 대한 점(Pb1, Pb2, Pb3...)가 표시되고, 이들 점(Pb1, Pb2, Pb3...)을 잇는 선(Lb1, Lb2...)이 표시된다.

상기 점(Pb1, Pb2, Pb3...)와 선(Lb1, Lb2...)는 데이터배열 생성장치(100)에 무선통신 안테나(370)을 통한 무선통신에 의하여 전송된다.

데이터배열 생성장치(100)는 전송된 탐지 데이터에 따라 데이터배열을 생성하여 오브젝트 구현장치(200)에 전송한다.

오브젝트 구현장치(200)는 지하매설관로(10)가 최초 시공시와 비교하여 평면 선형에 변동이 없는 경우[도 10의 (a) 참조], 시설물 정보 데이터베이스(50)의 지하매설관로(10)에 대한 데이터에 따른 점(Pa1, Pa2, Pa3...) 및 선(La1, La2...)과 탐지된 연결부(20)에 대한 점(Pb1, Pb2, Pb3...) 및 선(Lb1, Lb2...)이 일치하게 되는데, 이 경우에는 탐지된 데이터를 무시하고, 시설물 정보 데이터베이스(50)의 데이터에 따른 점(Pa1, Pa2, Pa3...)와 선(La1, La2...)을 이용하여 상술한 제1 실시예와 같은 방식으로 지하매설관로(10)에 대한 모델링을 진행한다.

한편, 오브젝트 구현장치(200)는 지하매설관로(10)가 최초 시공시와 비교하여 평면 선형에 변동이 있는 경우([도 10의 (b) 및 도 11 참조)], 예컨대, 시설물 정보 데이터베이스(50)의 지하매설관로(10)에 대한 데이터에 따른 점(Pa1, Pa2) 및 선(La1)과 탐지된 연결부(20)에 대한 점(Pb1, Pb2) 및 선(Lb1)은 일치하지만, 점(Pa3) 및 선(La2)와 점(Pb3) 및 선(Lb2)가 일치하지 않는 경우에는 탐지된 점(Pb1, Pb2, Pb3)와 선(Lb1, Lb2)을 이용하여 상술한 제1 실시예와 같은 방식으로 지하매설관로(10)에 대한 모델링을 진행한다.

따라서 본 실시예에 따르면, 시설물 정보 데이터베이스(50)의 데이터에 의존하지 않고, 시설물 정보 데이터베이스(50)의 데이터에 따른 지하매설관로(10)의 연결부(20)에 대한 점(Pa1, Pa2, Pa3...) 및 이를 연결하는 선(La1, La2...)과 탐지된 연결부(20)에 대한 점(Pb1, Pb2, Pb3) 및 이를 연결하는 선(Lb1, Lb2...)를 비교하여 일치하는 경우와 일치하지 않는 경우로 구분하여 모델링함으로써 지하매설관로(10)에 대한 정확한 모델링이 이루어지게 된다.

이상에서 설명한 실시예들은 그 일 예로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 지하매설관로 20 : 연결부
30: RFID 태그 50: 시설물 정보 데이터베이스
100: 데이터배열 생성장치 110: 데이터 수신부
120: 데이터배열 생성부 140: 제어부
200: 오브젝트 구현장치 210: 파일 수신부
220: 파서 230: 오브젝트 구현부
240: 오브젝트 보정부 250: 표시부
260: 제어부 300: 지하시설물 탐사장치
310: 이동대 320: 지지대
330: RFID 리더 340: 노트북 컴퓨터
350: 리더연결케이블 360: GPS 수신기
370: 무선통신 안테나

Claims (1)

1. 시설물 정보 데이터베이스(50)로부터 시설물의 위치 및 평면 구조를 나타내는 2차원 평면 데이터, 상기 시설물이 매설된 깊이를 나타내는 심도 데이터 및 상기 시설물의 입체 구조를 정의하는 데 필요한 속성 데이터를 수신하고,
   상기 수신한 2차원 평면 데이터, 심도 데이터 및 속성 데이터를 상기 시설물의 설치 상태와 대응되도록 매핑하여 데이터배열을 생성하며,
   상기 생성된 데이터 배열을 오브젝트 구현장치(200)로 전송하는 데이터배열 생성장치(100)와;
   상기 데이터배열 생성장치로부터 수신한 데이터배열을 기반으로 상기 시설물의 3차원 형상을 구현하고, 상기 구현된 3차원 형상에 대한 보정을 수행하는 오브젝트 구현장치(200); 및
   바퀴(311)가 달린 이동대(310)와; 상기 이동대(310)의 상면에 수직으로 설치되는 지지대(320)와; 상기 지지대(320)의 하단에 설치되어 지하매설관로(10)의 연결부(20)에 설치된 RFID 태그(30)의 위치를 탐지하는 RFID 리더(330)와; 상기 지지대(320)의 상단에 장착되며, 상기 RFID 리더(330)의 출력단에 리더연결케이블(350)로 연결되고, GPS 수신기(360)가 연결되며, 상기 데이터배열 생성장치(100)와의 통신을 위한 무선통신 안테나(370)가 연결되고, 저장장치에 지도프로그램과 RFID 리더(330)에 의하여 탐지된 RFID 태그(30)의 위치정보를 지도 상에 표시하는 탐지정보 표시프로그램이 설치된 노트북 컴퓨터(340)를 포함하는 지하시설물 탐사장치(300)를 포함하며,
   상기 지하매설관로(10)는 원통형의 관이고, 연결부(20)에 RFID 태그(30)가 설치되며, 상기 시설물 정보 데이터베이스(50)로부터 수신하는 속성 데이터는 관경인 것을 특징으로 하며,
   상기 지하시설물 탐사장치(300)는 상기 지지대(320)의 하단에 설치된 RFID 리더(330)에 의하여 지하매설관로(10)의 연결부(20)에 설치된 RFID 태그(30)를 탐지하여 상기 RFID 태그(30)의 위치정보를 상기 무선통신 안테나(370)을 통해 상기 데이터배열 생성장치(100)에 전송하고,
   상기 데이터배열 생성장치(100)는 탐지데이터에 따라 데이터배열을 생성하여 상기 오브젝트 구현장치(200)에 전송하며,
   상기 오브젝트 구현장치(200)는
   (a) 서로 직교하는 X, Y, Z축에 있어서, 중점에서 X축의 양의 방향으로 상기 관경의 1/2 만큼 이동한 좌표를 구하는 단계;
   (b) 상기 구한 좌표를 시점으로 하고, 상기 좌표를 Y축 중심으로 사용자에 의해 미리 설정된 각도만큼 회전시킨 지점의 좌표를 종점으로 하여 시점과 종점을 잇는 선분을 그리는 단계;
   (c) (b)단계에서의 종점을 시점으로 하고, Y축을 중심으로 상기 각도만큼 회전시킨 지점의 좌표를 또 다른 종점으로 하여 시점과 종점을 잇는 선분을 그리는 단계;
   (d) (c) 단계를 반복하여 Y축을 중심으로 하는 다각형을 구하는 단계;
   (e) 상기 2차원 평면 데이터에 포함된 임의의 두 점을 잇는 제1직선을 직교하면서 원점을 지나는 XY평면상의 제2직선을 구하고, 상기 제2직선과 X축 사이의 끼인각을 구하는 단계;
   (f) (d)단계에서 구한 다각형을 (e)단계에서 구한 끼인각만큼 Z축 중심으로 회전시키고, 상기 회전시킨 다각형의 중심이 각각 (e)단계에서의 임의의 두 점이 되도록 평행이동 시켜 두 개의 다각형을 구하는 단계;
   (g) (f)단계에서 구한 두 개의 다각형에 있어, Z축 좌표가 같은 점끼리 연결하여 관 형상을 생성하는 단계;
   의 과정을 거쳐 시설물의 3차원 형상을 구현하는 것을 특징으로 하는 지하시설물의 3차원 모델링 데이터의 영상처리시스템.

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