KR101733955B1 - 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템은 수종 선택과 선택된 수종의 식재환경 분석에 사용되는 주요데이터가 입력되는 설계 프로그램과, 상기 설계 프로그램으로부터 선택된 수종의 생육 조건 데이터를 제공하는 대표 수종별 생육조건DB와, 상기 설계 프로그램에 입력된 주요데이터를 활용하여 일조 환경 분석결과를 도출하는 일조 환경 분석 모듈과, 상기 대표 수종별 생육조건DB로부터 제공된 수종별 생육 조건 데이터와 상기 일조 환경 분석 모듈로부터 도출된 일조 환경 분석결과를 활용하여 식재 적합도를 평가하는 평가프로그램을 구비할 수 있다.

Description

일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템{Planting a garden planning system using the sunshine analysis}
본 발명은 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수종별 생육조건이 고려된 도시 옥외공간 정원식물의 식재 적합도를 평가할 수 있는 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템에 관한 것이다.
최근 기후변화에 따른 지속 가능형 도심 녹화에 대한 관심 및 수요가 증가하고 있다. 도시 녹화는 친환경 도시 공간 요소로서 뿐만 아니라, 온실가스 및 도시 열섬 효과 저감 등 지속가능한 도시 조성을 위한 핵심 요소이다. 국내에서도 저탄소 녹색성장의 정책기조를 기반으로 한 탄소 중립의 친환경 도시개발 및 온실가스 저감 등에 대한 중요성이 강조되고 있다. 이에 따라 도시단위의 국책 중대형 사업뿐만 아니라 개별 건축물에 이르기까지 녹색건축물 조성 및 건물에너지 부하 저감을 위한 요소기술로서의 도심녹화에 점차 관심이 높아지고 있다.
그러나, 지금까지의 녹지공간은 조성 시 주변 건물에 의한 환경변화 인자 및 수종에 따른 다양한 생육조건이 충분히 고려되지 못한 상태에서 식재 계획 및 설계가 이루어지는 경우가 대부분이었다. 식재 대상구역의 일조시간, 일사 강도 등의 일조 환경은 식물의 생육에 가장 큰 영향을 주는 인자 중의 하나이며, 식재계획을 하는데 있어서 지역의 기상조건, 건물 및 장애물에 의한 일조 환경 등의 요소가 설계 초기단계부터 종합적으로 고려되어야 한다.
하지만, 기존의 조경설계 도구는 수목의 배치, 법규검토, 물량산출, 조감도 작성 등 설계 도서 작성을 위한 형태로서 수종별 생육조건이 반영된 식재설계의 적용은 불가능한 상황이다. 이러한 식재 계획 시 생육환경 분석의 미비는 부적합한 수종의 선택으로 인한 유지관리의 어려움과 유지비용 증가로 이어지게 된다.
대한민국 등록특허 제10-0668159호(2007.01.05)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 수종별 생육조건이 고려된 도시 옥외공간 정원식물의 식재 적합도를 평가할 수 있는 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 일조 환경 분석을 통한 식재 적합도를 평가할 수 있는 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 사용자 중심의 프로그램을 통해 식재 적합도를 쉽게 판단할 수 있는 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템은 수종 선택과 선택된 수종의 식재환경 분석에 사용되는 주요데이터가 입력되는 설계 프로그램과, 상기 설계 프로그램으로부터 선택된 수종의 생육 조건 데이터를 제공하는 대표 수종별 생육조건DB와, 상기 설계 프로그램에 입력된 주요데이터를 활용하여 일조 환경 분석결과를 도출하는 일조 환경 분석 모듈과, 상기 대표 수종별 생육조건DB로부터 제공된 수종별 생육 조건 데이터와 상기 일조 환경 분석 모듈로부터 도출된 일조 환경 분석결과를 활용하여 식재 적합도를 평가하는 평가프로그램을 포함할 수 있다.
상기 일조 환경 분석 모듈에는 지역기상데이터를 제공하는 지역 기반 기상자료DB가 연동될 수 있다.
상기 일조 환경 분석 모듈은 상기 지역 기반 기상자료DB로부터 확보된 지역기상데이터를 활용하여 일조시간 및 일사량을 분석할 수 있다.
상기 대표 수종별 생육조건DB의 대표 수종은 교목, 관목, 잔디 및 초본류로 형성될 수 있다.
상기 평가프로그램은 교목 및 관목의 경우, 식재 위치별 일조시간 및 일사량 분석 결과를 기반으로 수목의 생육적합도를 판별하고, 잔디 및 초본류의 경우, 주변건물, 장애물, 교목, 관목의 위치관계에 의한 식재 가능영역을 판별할 수 있다.
상기 평가프로그램은 교목 및 관목의 생육적합도를 판별하는 1차 시뮬레이션이 진행되고, 1차 시뮬레이션 후 부적합 수목으로 판별될 시, 상기 설계프로그램상에 식별 가능하도록 표시되며 식재 가능한 수종의 대안을 제시할 수 있다.
상기 평가프로그램은 1차 시뮬레이션 종료 후, 잔디 및 초본류의 생육적합도 판정을 위해 교목 또는 관목의 차폐율이 고려된 바닥면 일조시간, 일사량 분석하고, 각 영역별 유효 일조 지수에 따른 적합한 잔디 및 초본류를 선택할 수 있다.
상기 대표 수종별 생육조건DB에는 대표 수종별 수형 카테고리가 구비될 수 있다.
상기 설계프로그램은 상기 대표 수종별 생육조건DB의 대표 수종별 수형 카테고리를 활용하여 수종별 수고 및 수폭 입력시 자동으로 3D모델링을 생성할 수 있다.
상기 설계프로그램은 분석지역의 위도와 경도, 분석지역의 건물 및 주변 장애물 위치정보, 조경대상 지역 설정, 수종별 식재 위치정보의 주요데이터가 입력될 수 있다.
상기 평가프로그램은 상기 설계프로그램에 Add-on 형태로 구비될 수 있다.
본 발명의 따른 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템에 의하면, 수종별 생육조건이 고려된 도시 옥외공간 정원식물의 식재 적합도를 평가할 수 있는 것이다.
또한, 일조 환경 분석을 통한 식재 적합도를 평가할 수 있는 것이다.
또한, 사용자 중심의 프로그램을 통해 식재 적합도를 쉽게 판단할 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템의 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템의 분석 프로세스를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템의 수종별 수형 카테고리를 나타낸 도면.
도 4는 도 3에 도시된 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템의 수종별 수형 카테고리를 이용하여 생성한 수종별 수형의 3D모델링을 나타낸 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템의 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템은 수종 선택과 선택된 수종의 식재환경 분석에 사용되는 주요데이터(110)가 입력되는 설계프로그램(100), 설계프로그램(100)으로부터 선택된 수종의 생육 조건 데이터를 제공하는 대표 수종별 생육조건DB(200), 설계프로그램(100)에 입력된 주요데이터(110)를 활용하여 일조 환경 분석결과를 도출하는 일조 환경 분석 모듈(300) 및 대표 수종별 생육조건DB(200)로부터 제공된 수종별 생육 조건 데이터와 상기 일조 환경 분석 모듈(300)로부터 도출된 일조 환경 분석결과를 활용하여 식재 적합도를 평가하는 평가프로그램(400)을 구비할 수 있다.
상기의 설계프로그램(100)은 AutoCAD를 기반으로 하며 평가프로그램(400)이 설계프로그램(100)에 Add-on 형태로 구비될 수 있다.
수종별 생육조건을 반영한 식재 계획을 위해서는 대상지역의 기상조건과, 미기후, 일조 환경 등의 환경 분석 결과를 설계 초기단계부터 고려하여야 하나, 전문성이 요구되므로 식재 적합 여부를 판단하기까지 여러 가지 단계에 걸친 전문 프로그램을 사용하여 하고, 이는 조경 계획 실무자들이 이용하기에 매우 어려움이 있다. 그러나, 조경 계획 실무자들에게 가장 익숙한 기존 설계프로그램(100)에 Add-on 형태로 평가프로그램(400)이 구비됨으로써 조경 계획 실무자들이 조경대상 구역별 일조 환경 분석 기반의 수종별 생육 적합 여부를 쉽게 판단하도록 하는 효과를 발휘할 수 있다.
한편, 설계프로그램(100)에 입력되어 식재환경 분석에 사용되는 주요데이터(110)로는 분석지역의 위도와 경도(111), 분석지역의 건물 및 주변 장애물 위치정보(120), 조경대상 지역 설정(130), 수종별 식재 위치정보(140)가 사용될 수 있다.
여기서, 일조 환경 분석 모듈(300)은 상기의 주요데이터(110)를 활용하여 일조 분석을 할 수 있으며, 지역 기반 기상자료DB(500)와 연동되어 일조 환경 분석 시 지역 기반 기상자료DB(500)로부터 지역기상데이터를 제공받을 수 있다. 그리고, 일조 환경 분석 모듈(300)은 지역 기반 기상자료DB(500)로부터 확보된 지역기상데이터를 활용하여 일조시간 및 일사량을 분석할 수 있으며, 분석된 일조시간 및 일사량을 평가프로그램(400)에 전달하게 된다.
한편, 대표 수종별 생육조건DB(200)는 설계프로그램(100)을 통해 수종을 선택할 경우, 선택된 수종의 생육 조건 데이터를 추출하여 평가프로그램(400)에 전달하게 된다.
평가프로그램(400)은 상기의 일조 환경 분석 모듈(300)에서 전달받은 일조시간 및 일사량과 대표 수종별 생육조건DB(200)에서 전달받은 선택된 수종의 생육 조건 데이터를 이용한 시뮬레이션을 통해 전체적인 식재 접합도가 고려된 식재계획을 하도록 평가할 수 있다.
다음은 식재 적합도 평가를 위한 분석 프로세스에 대해 설명하도록 한다. 이하의 설명에서는 상술한 실시 예와 서로 다른 부분만을 상세하게 설명하며 동일하거나 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 도 1에 도시된 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템의 분석 프로세스를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템은 수종 선택과 선택된 수종의 식재환경 분석에 사용되는 주요데이터(110)가 입력되는 설계프로그램(100), 설계프로그램(100)으로부터 선택된 수종의 생육 조건 데이터를 제공하는 대표 수종별 생육조건DB(200), 설계프로그램(100)에 입력된 주요데이터(110)를 활용하여 일조 환경 분석결과를 도출하는 일조 환경 분석 모듈(300) 및 대표 수종별 생육조건DB(200)로부터 제공된 수종별 생육 조건 데이터와 상기 일조 환경 분석 모듈(300)로부터 도출된 일조 환경 분석결과를 활용하여 식재 적합도를 평가하는 평가프로그램(400)을 구비할 수 있다.
여기서, 상기의 대표 수종별 생육조건DB(200)의 대표 수종은 교목 및 관목(210)과 잔디 및 초본류(220)로 형성될 수 있다.
상기의 대표 수종별 생육조건DB(200)의 대표 수종 중 교목 및 관목(210)의 경우는 평가프로그램(400)에서 식재 위치별 일조시간 및 일사량 분석 결과를 기반으로 수목의 생육적합도를 판별하게 된다. 그리고, 잔디 및 초본류(220)의 경우는 주변건물, 장애물, 교목, 관목의 위치관계에 의한 식재 가능영역을 판별하게 된다.
식재 적합도 평가를 위한 분석 프로세스는 다음과 같다.
우선, 첫 번째 단계에서 위도, 경도 등 대지의 기본정보와 대지 내 기존 장애물 즉, 주변건물 및 기타 장애물 등의 3D 정보를 입력하고, 이를 토대로 주변건물 및 기타 장애물, 수목 등과 같은 주변의 기존 장애물을 입력한다. 더불어, 조경계획에 해당하는 조경 대상지역 또한 설정하게 된다.
두 번째 단계로 기 입력된 대지의 기본정보, 주변의 기존 장애물 및 조경 대상지역에 교목 및 관목(210)이 배치되도록 입력할 수 있다.
세 번째 단계에서는 기 입력된 대지의 기본정보, 주변의 기존 장애물 및 조경 대상지역에 배치된 교목 및 관목(210)의 식재의 생육적합도를 판별하는 1차 시뮬레이션이 진행될 수 있다.
여기서, 1차 시뮬레이션 진행 중 조경 대상지역에 배치된 교목 및 관목(210)이 부적합한 수목으로 판별될 시에는 사용자가 설계프로그램(100)상에서 육안으로 식별 가능하도록 표시가 되며 부적합한 수목을 대신하여 조경 대상지역에 식재 가능한 수종의 대안이 제시될 수 있다.
이에 따라, 사용자가 쉽게 식재 적합도를 판별할 수 있으며 부적합할 시에는 수작업으로 식재 가능한 수종을 일일이 찾아야 하는 번거로움 없어 신속하게 대안이 마련되는 효과를 발휘할 수 있다.
네 번째 단계에서는 1차 시뮬레이션을 통해 적합 판별된 교목 및 관목(210)이 식재된 조경 대상지역에 식재될 잔디 및 초본류(220)의 생육적합도를 판정할 수 있다. 상기의 잔디 및 초본류(220)의 식재 생육적합도를 판정하기 위해서는 교목 또는 관목의 차폐율이 고려된 바닥면 일조시간, 일사량을 분석하고, 각 영역별 유효 일조 지수가 고려될 수 있다. 그리고, 상기에서 언급한 바닥면 일조시간, 일사량 및 각 영역별 유효 일조 지수에 따른 적합한 잔디 및 초본류(220)를 도출하여 선택하도록 함으로써 전체적인 식재 적합도가 고려된 식재계획을 완성할 수 있다.
상기와 같은 과정을 통해 식재 적합도 평가를 진행함으로써 도면 및 내역서, 수량 산출 등 기본 조경 설계도서의 작성만 가능하였던 기존의 조경설계프로그램(100)과는 달리 생육 조건 연구 성과물을 활용하여 세부 식재 대상 구열별 수목들의 생육 조건이 고려된 조경 설계가 가능하다. 이에 따라, 수목 고사 및 생육 부진 등으로 인한 하자, 유지 관리 비용 증가 등의 문제점을 근본적으로 해결하는 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 일조 환경 분석 알고리즘을 적용하여 주변 건물에 의한 미기후 및 일조 환경에 대한 정밀한 분석이 가능하고, 이를 통하여 적재적소에 생육 조건이 적합한 식재가 가능하게 됨으로써, 보다 객관적이고 정밀한 조경설계를 할 수 있다.
다음은 본 발명의 일 실시 예에 따른 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템의 수종별 수형 카테고리(230)를 이용하여 생성한 수종별 수형의 3D모델링에 대해 설명하도록 한다.
이하의 설명에서는 상술한 실시 예와 서로 다른 부분만을 상세하게 설명하며 동일하거나 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템의 수종별 수형 카테고리를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템의 수종별 수형 카테고리를 이용하여 생성한 수종별 수형의 3D모델링을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템은 수종 선택과 선택된 수종의 식재환경 분석에 사용되는 주요데이터(110)가 입력되는 설계프로그램(100), 설계프로그램(100)으로부터 선택된 수종의 생육 조건 데이터를 제공하는 대표 수종별 생육조건DB(200), 설계프로그램(100)에 입력된 주요데이터(110)를 활용하여 일조 환경 분석결과를 도출하는 일조 환경 분석 모듈(300) 및 대표 수종별 생육조건DB(200)로부터 제공된 수종별 생육 조건 데이터와 상기 일조 환경 분석 모듈(300)로부터 도출된 일조 환경 분석결과를 활용하여 식재 적합도를 평가하는 평가프로그램(400)을 구비할 수 있다.
여기서, 상기의 대표 수종별 생육조건DB(200)에는 도 3에 도시된 바와 같이, 대표 수종별 수형 카테고리(230)가 구비될 수 있다. 그리고, 설계프로그램(100)을 통해 대표 수종별 생육조건DB(200)의 대표 수종별 수형 카테고리(230)를 활용하여 수종별 수고 및 수폭을 입력할 경우 자동으로 3D모델이 생성될 수 있다. 여기서, 도 4(a)는 교목의 3D모델링을 나타낸 것이고, 도 4(b)는 관목의 3D모델링을 나타낸 것이다.
이와 같이, 교목 및 관목의 3D형상과 현장 실험을 통한 수종별 차폐율 DB를 이용하여 잔디 및 초목류의 식재 적합도를 평가하게 된다.
이상에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템에 대해 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니한다. 그리고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100: 설계프로그램 200: 대표 수종별 생육조건DB
300: 일조 환경 분석 모듈 400: 평가프로그램
500: 지역 기반 기상자료DB

Claims (11)

  1. 수종 선택과 선택된 수종의 식재환경 분석에 사용되는 주요데이터가 입력되는 설계 프로그램과,
    상기 설계 프로그램으로부터 선택된 수종의 생육 조건 데이터를 제공하는 대표 수종별 생육조건DB와,
    상기 설계 프로그램에 입력된 주요데이터를 활용하여 일조 환경 분석결과를 도출하는 일조 환경 분석 모듈과,
    상기 대표 수종별 생육조건DB로부터 제공된 수종별 생육 조건 데이터와 상기 일조 환경 분석 모듈로부터 도출된 일조 환경 분석결과를 활용하여 식재 적합도를 평가하는 평가프로그램을 구비하고,
    상기 대표 수종별 생육조건DB의 대표 수종은 교목, 관목, 잔디 및 초본류로 형성되고,
    상기 평가프로그램은 교목 및 관목의 경우, 식재 위치별 일조시간 및 일사량 분석 결과를 기반으로 수목의 생육적합도를 판별하고, 잔디 및 초본류의 경우, 주변건물, 장애물, 교목, 관목의 위치관계에 의한 식재 가능영역을 판별하고,
    상기 평가프로그램은 교목 및 관목의 생육적합도를 판별하는 1차 시뮬레이션이 진행되고, 1차 시뮬레이션 후 부적합 수목으로 판별될 시, 상기 설계프로그램상에 식별 가능하도록 표시되며 식재 가능한 수종의 대안을 제시하는 것을 특징으로 하는 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 일조 환경 분석 모듈에는 지역기상데이터를 제공하는 지역 기반 기상자료DB가 연동되는 것을 특징으로 하는 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 일조 환경 분석 모듈은 상기 지역 기반 기상자료DB로부터 확보된 지역기상데이터를 활용하여 일조시간 및 일사량을 분석하는 것을 특징으로 하는 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 평가프로그램은 1차 시뮬레이션 종료 후, 잔디 및 초본류의 생육적합도 판정을 위해 교목 또는 관목의 차폐율이 고려된 바닥면 일조시간, 일사량 분석하고, 각 영역별 유효 일조 지수에 따른 적합한 잔디 및 초본류를 선택하도록 하는 것을 특징으로 하는 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 대표 수종별 생육조건DB에는 대표 수종별 수형 카테고리가 구비되는 것을 특징으로 하는 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 설계프로그램은 상기 대표 수종별 생육조건DB의 대표 수종별 수형 카테고리를 활용하여 수종별 수고 및 수폭 입력시 자동으로 3D모델링을 생성하는 것을 특징으로 하는 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 설계프로그램은 분석지역의 위도와 경도, 분석지역의 건물 및 주변 장애물 위치정보, 조경대상 지역 설정, 수종별 식재 위치정보의 주요데이터가 입력되는 것을 특징으로 하는 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 평가프로그램은 상기 설계프로그램에 Add-on 형태로 구비되는 것을 특징으로 하는 일조 분석 기법을 활용한 정원 식재 설계 시스템.
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