KR102400062B1 - 격자체계 지도기반의 재난상황 가시화 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 재난안전과 관련된 수많은 공간데이터들, 예를 들어 건물공간 정보 데이터, 기타 엑셀기반의 데이터들을 지오코딩 및 위치기반으로 변환함으로써 재난 상황을 격자체계 내에서 일목요연하게 가시화하기 위한 방법으로서,
재난안전 관련정보들이 컴퓨터에 유입되면 상기 컴퓨터에 내장된 공간데이터 가시화 프로그램이 실행되어 지오코딩 및 위치기반으로 변환됨으로써, 모니터에 격자체계로 일목요연하게 표출하는 격자체계 지도기반의 재난상황 가시화 방법에 있어서,
상기 재난안전 관련정보들은 지오코딩 과정과 격자공간정보 변환과정을 거쳐 재난위험 분석지도로 시각화되어지되,
상기 지오코딩 과정은 수집된 정보들을 신규 격자공간체계 데이터로 변환하기 위해 건물 공간정보 데이터와 엑셀 기반 데이터를 지오코딩 후 속성을 기반으로 공간 조인하는 과정으로서, 주소기반 엑셀자료에서 지번, 새주소를 추출한 후 PNU 코드로 변환하고, 기본공간 정보 PNU 필드 확인하여 PNU 값으로 테이블 조인한 후 데이터 확인하는 과정으로 이루어지고,
상기 격자 공간정보 변환과정은 상기 조인된 도형 데이터를 정비하고, 준공연도 등 속성정비하여 속성별 분류한 후 격자별 통합하고, Null 격자를 삭제하고 격자별 해당 건물의 연면적을 계산한 후 건물 중심점을 추출하고, 격자별 자료와 공간 조인하여 격자 데이터를 완성하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
재난안전 관련정보들이 컴퓨터에 유입되면 상기 컴퓨터에 내장된 공간데이터 가시화 프로그램이 실행되어 지오코딩 및 위치기반으로 변환됨으로써, 모니터에 격자체계로 일목요연하게 표출하는 격자체계 지도기반의 재난상황 가시화 방법에 있어서,
상기 재난안전 관련정보들은 지오코딩 과정과 격자공간정보 변환과정을 거쳐 재난위험 분석지도로 시각화되어지되,
상기 지오코딩 과정은 수집된 정보들을 신규 격자공간체계 데이터로 변환하기 위해 건물 공간정보 데이터와 엑셀 기반 데이터를 지오코딩 후 속성을 기반으로 공간 조인하는 과정으로서, 주소기반 엑셀자료에서 지번, 새주소를 추출한 후 PNU 코드로 변환하고, 기본공간 정보 PNU 필드 확인하여 PNU 값으로 테이블 조인한 후 데이터 확인하는 과정으로 이루어지고,
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Description
본 발명은 재난안전과 관련된 수많은 공간데이터들, 예를 들어 건물공간 정보 데이터, 기타 엑셀기반의 데이터들을 지오코딩 및 위치기반으로 변환함으로써 재난 상황을 격자체계 내에서 일목요연하게 가시화하기 위한 방법으로서,
재난안전과 관련된 건물 공간정보 데이터와 엑셀기반의 건물속성 데이터를 함께 지오코딩하여 건물 공간 정보와 건물 속성정보로 조인한 다음, 상기 속성조인 및 지오코딩된 정보들을 격자 공간정보로 변환함으로써 모든 재난 상황을 격자체계로 일목요연하게 가시화할 수 있게되는 바, 시급을 다투는 재난에 대해 신속 정확하게 대처할 수 있도록 하는 격자체계 지도기반의 재난상황 가시화 방법에 관한 것이다.
산업혁명 이후 인류가 지구에 미치는 영향이 갈수록 증가하고 있다. 일부에서는 이 시점을 인류세의 시작으로 정의하였고 이 과정에서 나타나는 대표적인 예시가 최근 세계적으로 문제가 야기되고 있는 높은 비율의 도시화가 있다.
우리나라의 경우 도시지역의 인구는 이미 90%를 넘어서고 있으며, 도시화 과정에서 짧은 기간에 집중적으로 건설된 도시기반시설과 건축물은 집단적인 노후화에 봉착하였다.
좁은 면적에 더 많은 인구와 시설들을 밀집시키기 위한 초고층 건물 및 4차산업혁명으로 인한 신기술의 발전으로 인해 도시 시스템의 연결성과 복잡성이 극대화되었는데, 그 결과 화재, 붕괴, 폭발과 같은 사회재난은 지속적인 증가와 대형 재난으로의 잠재성을 예고하고 있다.
도시지역 내 사회재난의 증가로 동 단위 중심의 행정구역 기반의 관리체계로는 재난의 예방, 대응, 복구 단계의 상황 인지에 한계가 존재한다. 국가재난관리정보시스템(NDMS, National Disaster Management System)에서 수집하는 정보는 지방자치단체별로 지침과 규정에 맞지 않게 다른 형식으로 등록되고 있다. 중앙정부의 재난관리담당자는 이처럼 표준화되지 않은 정보의 접근 및 활용성이 저조하여 지역별 피해 이력 정보 확인이 곤란하기 때문에 안전정보 기반의 사전 대비 환경 구축이 미비한 실정이다.
이러한 문제점들을 해결하기 위해 동 단위 이하의 소지역으로 구분할 수 있는 새로운 공간정보 기준의 필요성이 제기되었고 재난 상황판단을 위한 분석 및 해석 도구의 필요성이 강조되고 있다. 과거에는 재난의 예방, 대응, 복구를 위해 문서나 이미지 정보를 사용하였으나 IT 기술의 발달로 전자지도 위에 각종 재난 관련 정보들을 시각화하여 특정 위치에 대한 재난 상황을 보다 직관적으로 이해하여 신속, 정확한 대응을 하고자 한다.
그러나, 다양한 정보의 분석 결과가 이를 해석하는 사람에 따라 크게 달라지고 있고, 재난 관련 상황이나 문제는 행정구역 경계에 걸쳐서 발생하는 사례도 있다. 그러나, 실무에서는 행정경계 기반의 정보를 활용하고 있기때문에 지역에서 재난은 동 단위보다 더 세밀한 단위에서의 예방, 대응 활동이 이루어져야 할 필요성이 강조되고 있다.
즉, 과거에는 재난관련 정보들이 일관성있게 제공되지 않으므로, 비교 분석하기가 용이하지않고 분석하는 사람마다 결과가 달라지는 문제점이 있었다. 이에 따라 신속 정확성을 요하는 재난에 대해 효과적으로 대응할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명에서는 위 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 재난안전과 관련된 수많은 공간데이터들을 일관성있는 자료로 표출하되 건물공간 정보 데이터와 기타 엑셀기반의 데이터들을 지오코딩 및 위치기반으로 변환함으로써 재난 상황을 격자체계 내에서 일목요연하게 가시화하는데 첫번째 목적이 있다.
재난안전과 관련된 건물 공간정보 데이터와 엑셀기반의 건물속성 데이터를 함께 지오코딩하여 건물 공간 정보와 건물 속성정보로 조인한 다음, 상기 속성조인 및 지오코딩된 정보들을 격자 공간정보로 변환케함으로써 재난 상황을 격자체계로 일목요연하게 가시화할 수 있게되는 바, 시급을 다투는 재난에 대해 신속 정확하게 대처할 수 있도록 함에 두번째 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 격자체계 지도기반의 재난상황 가시화 방법에서는,
재난안전 관련정보들이 컴퓨터에 유입되면 상기 컴퓨터에 내장된 공간데이터 가시화 프로그램이 실행되어 지오코딩 및 위치기반으로 변환됨으로써, 모니터에 격자체계로 일목요연하게 표출하는 격자체계 지도기반의 재난상황 가시화 방법에 있어서,
상기 재난안전 관련정보들은 지오코딩 과정과 격자공간정보 변환과정을 거쳐 재난위험지도로 시각화되어지되,
상기 지오코딩 과정은 수집된 정보들을 신규 격자공간체계 데이터로 변환하기 위해 건물 공간정보 데이터와 엑셀 기반 데이터를 지오코딩 후 속성을 기반으로 공간 조인하는 과정으로서, 주소기반 엑셀자료에서 지번, 새주소를 추출한 후 PNU 코드로 변환하고, 기본공간 정보 PNU 필드 확인하여 PNU 값으로 테이블 조인한 후 데이터 확인하는 과정으로 이루어지고,
상기 격자 공간정보 변환과정은 상기 조인된 도형 데이터를 정비하고, 준공연도 등의 속성데이터를 정비하여 속성별 분류한 후 격자별 통합하고, Null 격자를 삭제하고 격자별 해당 건물의 연면적을 계산한 후 건물 중심점을 추출하고, 격자별 자료와 공간 조인하여 격자 데이터를 완성하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 지오코딩 과정에서 PNU 코드로 변환된 자료는 공간 정보 처리 소프트웨어의 조인기능을 이용하여 각 데이터의 PNU 필드를 고유키값으로 설정한 후 테이블을 조인할 수 있다.
상기 격자 공간정보 변환과정에서 격자 변환은 주소 기반의 기존 데이터를 기본공간정보 건물 SHP 파일과 PNU 코드를 결합한 데이터를 활용하여 변환하되, 결합한 데이터는 도형 및 속성을 통해 데이터 정비를 수행하고, 데이터가 정비된 자료는 테이블 속성을 이용하여 인자별로 분류하고 격자별 통합하는 과정을 수행할 수 있다.
상기 격자 공간정보 변환과정에서 격자별 통합은 각 격자에 해당하는 격자 정보와 건물 도형 통합을 통해 각 격자에 해당하는 건물의 면적을 계산하기 위한 사전 자료처리 과정으로서, 격자 형태 정보와 주소 기반으로 지오코딩된 인자별 도형정보를 공간정보 소프트웨어에서 통합(union) 기능을 이용하여 두 데이터 간 통합을 수행하고, 격자형태 정보와 인자정보를 통합 수행한 후 통합한 결과물에서 격자 형태 정보가 반영된 건물 정보만 추출한다.
상기 격자 공간정보 변환과정에서 격자별 통합된 도형정보로부터 건축의 면적 속성정보와 층수 속성정보를 이용하여 연면적을 계산하되, 연면적 계산을 위해 먼저 격자로 구분된 건물의 면적은 SHP 파일의 테이블 정보에 면적 계산을 위한 필드를 추가한 후 공간정보 소프트웨어의 면적 계산 기능인 지오메트리(Geometry) 계산 기능을 사용하여 계산하고, 계산된 면적은 층수 속성정보에서 층수 값을 곱하여 격자 형태로 구분된 건물에서 차지하는 도형의 연면적을 산출하여, 원래 하나의 건물 면적이 격자도형 정보와 통합됨으로 인하여 분할된 각각의 건물에 연면적이 입력되게 할 수 있다.
상기 격자 공간정보 변환과정에서 건물 중심점 추출은 면형으로 구축된 건물의 속성정보와 격자 정보를 위치기반으로 공간 조인하기 위해 면형 건물의 중심점으로 변형하는 과정으로, 위치기반 공간 조인과정은 격자 면형과 건물 면형을 공간 조인하되 건물 면형 정보를 점형으로 변환하고 변환된 점형 정보와 격자 면형 정보를 공간 조인한다.
상기 격자 공간정보 변환과정에서는 공간정보 데이터를 격자와 중첩하여 격자 형태로 공간정보 데이터를 분할한 다음, 격자에 속성값을 부여할 수 있다.
격자에 속성값을 부여할 시에는 화재 발생 건수, 건물면적, 소방서의 위치와 같이 객체 자체의 개수 또는 크기인 경우, 객체의 개수를 세거나 면적의 총합을 구하여 연산한 속성 값을 격자에 할당한다.
격자에 속성값을 부여할 시에는 건물의 중심점에 인구를 매칭시켜 격자 내 인구수의 합을 연산한 값을 격자의 속성값으로 할당한다.
상기 재난안전 관련정보들은 취약 건축물 현황, 화재발생 현황, CCTV 자료 중의 1개 이상을 추가로 포함할 수 있다.
재난안전 관련정보 중에서 건축물 통계자료는 엑셀 파일 형태로 제공되며 제공되는 상세 내용은 주소정보, 통계용도, 면적, 층수(지하, 지상), 허가일자, 착공일자, 사용승인일자를 포함한다.
상기 CCTV 자료는 엑셀 파일로 제공되며 주소정보와 더불어 위,경도 좌표 정보를 제공하여 주소를 별도 PNU 정보로 변환하지 않고 지오코딩이 가능하도록 제공될 수 있다.
본 발명에서는 재난안전과 관련된 수많은 공간데이터들을 일관성있는 자료로 표출하되 건물공간 정보 데이터와 기타 엑셀기반의 데이터들을 지오코딩 및 위치기반으로 변환함으로써 재난 상황을 격자체계 내에서 일목요연하게 가시화하는 효과가 있다.
또한, 재난안전과 관련된 건물 공간정보 데이터와 엑셀기반의 건물속성 데이터를 함께 지오코딩하여 건물 공간 정보와 건물 속성정보로 조인한 다음, 상기 속성조인 및 지오코딩된 정보들을 격자 공간정보로 변환케함으로써 재난 상황을 격자체계로 일목요연하게 가시화할 수 있게되는 바, 시급을 다투는 재난에 대해 신속 정확하게 대처할 수 있도록 하는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 격자체계 지도기반의 재난상황 가시화 방법을 수행하기 위한 기본 시스템 구성도이고,
도 2는 본 발명에 의해 공간 데이터를 격자체계화 한 과정을 나타낸 예시도이고,
도 3은 본 발명의 일요부인 지오코딩 과정을 설명하기 위한 흐름도이고,
도 4는 지오코딩을 위한 건물기반 기본 공간정보 자료의 예시도이고,
도 5는 건물기반 기본 공간정보 자료와 PNU 코드 변환자료가 속성조인 및 지오코딩된 상태의 예시도이고,
도 6은 본 발명의 일요부인 격자 공간정보 변환과정을 설명하기 위한 흐름도이고,
도 7은 격자 공간정보 변환을 위한 도형 데이터 정비의 예시도이고,
도 8은 격자 공간정보 변환을 위한 건물 속성 정비의 예시도이고,
도 9는 격자 공간정보 변환을 위한 건물 속성별 분류의 예시도이고,
도 10은 격자 공간정보 변환을 위한 격자 데이터 통합의 예시도이고,
도 11은 격자 공간정보 변환을 위한 격자별 연면적 계산결과의 예시도이고,
도 12는 격자 공간정보 변환을 위한 건물 중심점 추출 및 공간조인 결과의 예시도이다.
도 2는 본 발명에 의해 공간 데이터를 격자체계화 한 과정을 나타낸 예시도이고,
도 3은 본 발명의 일요부인 지오코딩 과정을 설명하기 위한 흐름도이고,
도 4는 지오코딩을 위한 건물기반 기본 공간정보 자료의 예시도이고,
도 5는 건물기반 기본 공간정보 자료와 PNU 코드 변환자료가 속성조인 및 지오코딩된 상태의 예시도이고,
도 6은 본 발명의 일요부인 격자 공간정보 변환과정을 설명하기 위한 흐름도이고,
도 7은 격자 공간정보 변환을 위한 도형 데이터 정비의 예시도이고,
도 8은 격자 공간정보 변환을 위한 건물 속성 정비의 예시도이고,
도 9는 격자 공간정보 변환을 위한 건물 속성별 분류의 예시도이고,
도 10은 격자 공간정보 변환을 위한 격자 데이터 통합의 예시도이고,
도 11은 격자 공간정보 변환을 위한 격자별 연면적 계산결과의 예시도이고,
도 12는 격자 공간정보 변환을 위한 건물 중심점 추출 및 공간조인 결과의 예시도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
한편, 하기 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하다. 따라서 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
예컨대, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 가진다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
먼저, 도 1은 본 발명의 격자체계 지도기반의 재난상황 가시화 방법을 수행하기 위한 기본 시스템 구성도로서,
재난안전 관련정보 중에서 공간정보 데이터와 속성정보 데이터들이 컴퓨터에 유입되면, 상기 컴퓨터에 내장된 공간데이터 가시화 프로그램이 실행되어, 상기 공간 정보 데이터와 속성정보 데이터들은 지오코딩 및 위치기반으로 변환됨으로써, 모니터에서는 결과 화면이 격자체계로 일목요연하게 가시화되도록 이루어진다.
본 발명에서는, 재난안전과 관련된 수많은 공간데이터들, 예를 들어 건물공간 정보 데이터들과, 기타 엑셀기반의 건물속성 데이터들을 지오코딩 및 위치기반으로 변환함으로써, 재난 상황을 격자체계 내에서 일목요연하게 가시화할 수 있는 것이다.
즉, 재난안전과 관련된 건물 공간정보 데이터와 엑셀기반의 건물속성 데이터를 함께 지오코딩하고 건물 공간 정보와 건물 속성정보를 조인한 다음, 상기 속성조인 및 지오코딩된 정보들을 격자면형에 조인하여 격자 공간정보로 변환케함으로써, 모든 재난 상황을 격자체계로 일목요연하게 가시화할 수 있게되는 바, 시급을 다투는 재난에 대해 신속 정확하게 대처할 수 있는 것이다.
이에 대해 구체적으로 설명드리자면 다음과 같다.
공간데이터는 객체, 사건, 현상 등이 좌표나 주소 등의 위치정보를 포함한 데이터로 정의한다.
공간데이터는 점, 선, 면 형태의 벡터 데이터와 셀 단위(격자)의 그리드 형태가 존재하는데, 점 데이터는 위도와 경도의 조합으로 구성하고, 선 데이터는 간선으로 연결된 2개 이상의 정점 형태의 구성으로 대중교통 노선도, 상하수도와 같은 데이터 표현에 활용되며, 면 데이터는 폐쇄된 연결 형태로 구성된 3개 이상의 정점으로 구성되며 시, 군, 구 및 행정동 등과 같은 토지 경계 또는 건물면적의 표현에 활용하고 있다.
격자 데이터로의 변환은 크게 두 단계로 구분할 수 있다. 먼저, 공간데이터를 격자와 중첩하여 격자 형태로 공간데이터를 분할하는 과정과, 격자에 속성값을 부여하는 과정으로 구분할 수 있다.
점 데이터는 복수의 격자에 걸쳐 존재할 수 없으며, 면 데이터는 길이와 넓이라는 크기를 가지므로 격자 분할 과정에 의해 격자의 경계를 기준으로 분리한다.
격자에 속성값을 할당하는 과정은 공간데이터의 기하학적 속성과 속성값의 성격에 따라 달라진다. 화재 발생 건수, 건물면적, 소방서의 위치와 같이 객체 자체의 개수 또는 크기인 경우, 객체의 개수를 세거나 면적의 총합을 구하여 연산한 속성값이 격자에 할당한다.
인구데이터는 건물에 부여하므로 점 또는 면으로 다양한 표현이 가능하다. 건물의 중심점에 인구를 매칭시켜 격자 내 인구수의 합으로 연산한 값을 격자의 속성값으로 할당한다.
도 2는 본 발명에 의해 공간 데이터를 격자체계화 한 과정을 나타낸 예시도로서, 격자 속성값 할당 예시와 실제로 연산해 할당된 속성값을 보여주고 있다.
격자공간체계를 구축하기 위하여 수집한 정보는 주소, 좌표, 격자 변환과 같은 공간정보를 보유하고 있어야 하고, 격자의 구성은 유관기관의 공유 및 정보 융합 등이 원활할 수 있도록 규격화된 표준이 사용되어야한다.
도 1에서 재난안전 관련정보는, 객체, 사건, 현상 등이 좌표나 주소 등의 위치 정보를 포함하는 공간 데이터로서,
행정정보의 격자체계 자료와, 기본공간 정보와, 건축물 통계를 포함하며, 추가적으로 취약 건축물 현황, 화재발생 현황, CCTV 자료 등이 포함될 수 있다.
먼저, 격자체계 자료는 「행정정보의 격자체계 설정 및 공간정보화 기준(국토지리정보원 예규 제114호, 2017. 12. 26)」에 따라 작성된 자료를 의미하며, 이 규정은 「국토 기본법」 제25조 및「국토조사에 관한 규정」 제10조 제2항에 따라 국토에 관한 계획 또는 정책의 수립, 공간정보의 제작 등을 위하여 필요한 인구, 경제, 사회, 문화, 교통, 환경, 토지이용 등의 행정정보를 조사 활용함에 있어 기 구축된 공간정보와 융합하여 사용할 수 있는 필요한 사항을 규정함을 목적으로 하고 있다.
격자체계자료는 10m, 100m, 500m, 1km, 10km 및 100km 단위로 구성되어 있으며 해당 격자체계자료는 국토지리정보원 국토정보플랫폼(map.ngii.go.kr)의 국토통계지도 항목에서 2020년도 기준 GIS 데이터인 SHAPE 파일로 다운로드하여 사용할 수 있다.
기본공간정보는 국토지리정보원에서 1/5,000 수치지형도를 기준으로 「국가공간정보 기본법시행령」 제15조 제3항 제2호 내지 4호의 기준에 관한 사항을 정하여 기본공간정보 성과의 일관성과 정확도를 확보함을 그 목적으로 제작한 자료를 의미하며, 여러 공간정보를 통합·활용하기 위한 기본 틀이 되는 정보로써 「국가공간정보 기본법」 제12조제1항에 따라 국토교통부장관이 관보에 고시한 정보를 의미한다.
기본공간정보 자료는 교통, 건물, 시설, 주기, 경계, 식생, 수계, 지형을 포함한 총 8개의 대분류와 105개의 레이어로 구성되는데, 건물 대분류 항목에서 코드 구분을 통해 아래와 같이 필요 레이어만 별도 추출할 수 있을 것이다.
국토교통부의 건축물 생애이력 관리시스템에서 제공하는 건축물 통계자료는, 공공정보를 적극적으로 개방하고 공유하는 정부 3.0 실현의 목적으로 건축행정 업무 수행 중 생산하여 보유 관리하고 있는 건축물 정보에 대하여 통계자료를 제공하는 맞춤형 건축통계 서비스이다. 해당 서비스는 건축물 생애이력 관리시스템 (http://blcm.go.kr/stat/customizedStatic/CustomizedStaticSttst.do)에서 기준 연도를 선택하여 지역범위, 용도범위, 규모범위, 층수범위 및 노후 범위를 설정하 여 데이터를 다운로드할 수 있다.
건축물 통계 데이터는 엑셀 파일 형태로 제공되며 제공되는 상세 내용은 주소정보, 통계용도, 면적, 층수(지하, 지상), 허가일자, 착공일자, 사용승인일자와 동용도 등으로 구성된다.
한편, CCTV 자료는 공공데이터 개방 포털 사이트를 통해 확보할 수 있는데,
CCTV 자료는 엑셀 파일로 제공되며, 주소정보와 더불어 위,경도 좌표 정보를 제공하여 주소를 별도 PNU 정보로 변환하지 않고 지오코딩이 가능하도록 제공된다.
본 발명에서는 상기 재난안전 정보들 외에도, 건축물 외장재 정보, 화재발생 주소정보들을 추가로 제공받을 수 있다.
예를 들어, 드라이비트 건축 외장재가 사용된 주소 기반의 건물 정보가 다음과 같이 제공될 수 있다.
또한, 화재발생 주소정보들은 다음과 같이 제공될 수 있다.
위에서와 같이 제공된 재난안전 관련정보들은, 지오코딩 과정과, 격자 공간정보 변환과정을 거쳐 재난위험 분석지도로 시각화되어진다.
지오코딩 과정은, 재난위험 분석 지도 시각화를 위해 수집된 자료를 신규 격자기반으로 변환 구축하는 과정으로, 격자기반 변환을 위해서는 건물 공간정보 데이터와 엑셀 기반 데이터를 지오코딩 후 공간 조인(join)해야하는데, 주소 기반 데이터를 지오 코딩 후 공간 조인하는 절차는 도 3과 같다.
도 3은 본 발명의 일요부인 지오코딩 과정을 설명하기 위한 흐름도로서, 지오코딩 과정은 PNU 코드변환과정과, 속성조인 및 지오코딩과정으로 구분되는데, 먼저 PNU 코드변환과정에 대해 설명드리자면 다음과 같다.
PNU는 Parcel Number의 약자로 각 필지에 대한 고유번호라고 할 수 있다. PNU 코드는 총 19자리로 구성되어 있으며 시도(2)+시군구(3)+읍면동(3)+리(2)+ 필지구분(1)+본번(4)+부번(4)로 구성되어 있다. 기존 엑셀 기반으로 구축된 자료를 PNU 코드로 변환하는 것은 국토지리정보원의 SHP 기반 건물 데이터와 연계를 위해 SHP 기반 속성자료에서 제공하는 PNU 코드와 매칭을 위해서 변환이 필요하다. 본 발명에서 PNU 코드 변환은 엑셀의 함수 기능을 사용하여 변환한다.
도 4는 건물기반 기본 공간정보 자료와 PNU 코드 변환자료가 속성조인 및 지오코딩된 상태의 예시도로서,
도 4의 건물기반 기본공간정보 자료와, PNU 코드로 변환된 자료는 공간정보 처리 소프트웨어를 이용하여 각 데이터의 PNU 필드를 고유키값으로 한 조인 기능을 이용함으로써, 도 5에서와 같이 테이블을 조인할 수 있다.
이와 같이 지오코딩 과정이 완료된 후에는 격자 변환 과정이 연결되어진다.
도 6은 본 발명의 일요부인 격자 공간정보 변환과정을 설명하기 위한 흐름도로서,
격자 변환은, 주소 기반의 기존 데이터를 기본공간정보 건물 SHP 파일과 조인한 데이터(도 5)를 활용하여 변환한다.
조인된 데이터는 도형 및 속성 데이터 정비를 수행하고, 데이터가 정비된 자료는 테이블 속성을 이용하여 인자별로 분류하고 격자별 통합 등의 과정을 수행한다.
즉, 격자 공간정보 변환과정은, 도형정비 과정과, 속성정비 과정과, 속성별 분류과정과, 격자 데이터 통합과정과, 격자별 연면적 계산 과정과, 건물 중심점 추출 및 공간 조인 과정으로 이루어지는데, 구체적으로 설명드리자면 다음과 같다.
도 7은 격자 공간정보 변환을 위한 도형 데이터 정비의 예시도로서, 파란색으로 표시된 부분은 건물도형에 대한 표시이고, 빨간색으로 표시된 부분은 최근 삭제된 건물 도형에 대한 표시이다.
도형 데이터 정비과정은, 기본 제공되어진 공간정보로부터 최근 변경된 공간정보를 반영하여 신설된 건물정보로 정정해주는 과정이다.
도형 데이터 정비과정 후에는 속성 정비과정이 연결되는데, 속성 항목 정비는 건축물 생애 데이터 항목 중 층수와 건물 준공연도를 중점으로 속성 항목을 정비하는 과정으로, 준공연도는 노후건물 설정을 위한 중요인자이고, 건물 층수는 지상 층수와 지하 층수를 포함한 건축물 생애정보 데이터를 기본으로 활용하고, 건축물 생애정보 데이터에 건물의 층수가 입력되어있지 않으면 기본공간정보의 층수 속성을 활용할 수 있다. (도 8)
속성 정비과정 후에는 속성별 분류과정이 연결되는데, 속성별 분류과정은 인자별 추출을 위해 속성정보를 활용하여 다중이용 건축물, 이용시설, 이용업소 항목을 분류하기 위한 과정이다.
도 9는 격자 공간정보 변환을 위한 건물 속성별 분류의 예시도로서, 건물 속성을 다중이용 건축물, 이용시설, 이용업소 항목으로 분류하되, 예를 들어 '5천 제곱미터 이상의 문화 및 집회시설', '종교시설', '의료시설 중 종합병원', '숙발시설 중 관광 숙박시설' 등으로 분류하고, '구축여부'를 각각 표시할 수 있을 것이다.
속성별 분류과정 후에는 격자 데이터 통합과정이 연결되는데, 격자 데이터 통합은 각 격자에 해당하는 격자 정보와 건물 도형 통합을 통해 각 격자에 해당하는 건물의 면적을 계산하기 위한 사전 자료처리 과정이라고 할 수 있다.
100m, 500m 및 1km 크기의 격자 형태 정보와 주소 기반으로 지오코딩된 인자별 도형정보를 공간정보 소프트웨어에서 통합(union) 기능을 이용하여 두 데이터 간 통합을 수행한다. 격자형태 정보와 인자 정보를 통합 수행한 후 통합한 결과물에서 건물 데이터만 추출하여 도 10에서 보는 것과 같이 격자 형태 정보가 반영된 건물 정보만 추출할 수 있다.
격자 데이터 통합 후에는 격자별 연면적 계산과정이 연결되는데, 격자 형태로 통합된 도형정보에서 건축의 면적 속성정보와 층수 속성정보를 이용하여 연면적을 계산한다.
연면적 계산을 위해 먼저 격자로 구분된 건물의 면적은 SHP 파일의 테이블 정보에 면적 계산을 위한 필드를 추가한 후 공간정보 소프트웨어의 면적 계산 기능인 지오메트리(Geometry) 계산 기능을 사용하여 계산한다.
계산된 면적은 층수 속성정보에서 층수 값을 곱하여 격자 형태로 구분된 건물에서 차지하는 도형의 연면적을 산출한다. 이 과정 수행을 통해 도 11에서 보는 것과 같이 원래 하나의 건물 면적이 격자도형 정보와 통합됨으로 인하여 분할된 각각의 건물에 연면적이 입력된다.
격자별 연면적 계산과정 후에는 건축 중심점 추출 및 공간 조인과정이 연결되는데, 건물 중심점 추출과정은 면형으로 구축된 건물의 속성정보와 격자 정보를 위치기반으로 공간 조인하기 위해 면형 건물의 중심점으로 변형하는 과정이며,
위치기반 공간 조인과정은 격자 면형과 건물 면형의 공간 조인하되, 건물 면형 정보를 점형으로 변환하고 변환된 점형 정보와 격자 면형 정보를 공간 조인하는 과정이다.
공간정보 소프트웨어에서 위치기반 공간 조인은 중첩, 교차, 포함 등 다양한 기능이 있으나, 격자 면형과 건물 면형의 공간 조인을 시도한 결과 인접한 다른 건물의 속성정보가 격자 정보와 조인되어 예상되는 결과와 다른 결과가 발생한다는 것을 확인하였다. 따라서 건물 면형 정보를 점형으로 변환하고 변환된 점형 정보와 면형 정보의 공간 조인시 포함 기능을 활용하면 1:1 매칭을 구현할 수 있다. (도 12)
한편, 인자를 공간정보로 구축하여 격자 단위별로 시각화를 통해 인자별 현황 파악 및 시각화를 구현할 수 있다.
시각화된 지도는 사용자에게 직관적인 정보 전달을 줄 수 있으므로 공간정보 활용에 익숙하지 못한 사용자에게 지표별로 위험도, 취약도 및 경감도를 확인할 수 있는 정보로 우선 활용할 수 있는데, 특히 사회재난을 담당하고 있는 부서에서는 엑셀 기반의 단순한 주소로 유형을 관리하고 있어 시각화된 표현은 현업에서 유용하게 사용될 것으로 보인다. 각 지표의 분류는 10단계로 세분화하여 구분하였으며, 인자 내에서 데이터 범위가 적은 화재발생인명 피해 등은 별도의 등급으로 구분하여 지도로 표시할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은, 재난안전과 관련된 수많은 공간데이터들을 일관성있는 자료로 표출하되, 건물공간 정보 데이터와, 기타 엑셀기반의 데이터들을 지오코딩 및 위치기반으로 변환함으로써, 재난 상황을 격자체계 내에서 일목요연하게 가시화할 수 있는 것이다.
또한, 재난안전과 관련된 건물 공간정보 데이터와 엑셀기반의 건물속성 데이터를 함께 지오코딩하고 건물 공간 정보와 건물 속성정보를 조인한 다음, 상기 속성조인 및 지오코딩된 정보들을 격자면형에 조인하여 격자 공간정보로 변환케함으로써, 모든 재난 상황을 격자체계로 일목요연하게 가시화할 수 있게되는 바, 시급을 다투는 재난에 대해 신속 정확하게 대처할 수 있도록 하는 효과도 있다.
본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시형태에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시형태는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
Claims (12)
- 재난안전 관련정보들이 컴퓨터에 유입되면 상기 컴퓨터에 내장된 공간데이터 가시화 프로그램이 실행되어 지오코딩 및 위치기반으로 변환됨으로써, 모니터에 격자체계로 일목요연하게 표출하는 격자체계 지도기반의 재난상황 가시화 방법에 있어서,
상기 재난안전 관련정보들은 지오코딩 과정과 격자공간정보 변환과정을 거쳐 재난위험지도로 시각화되어지되,
상기 지오코딩 과정은 수집된 정보들을 신규 격자공간체계 데이터로 변환하기 위해 건물 공간정보 데이터와 엑셀 기반 데이터를 지오코딩 후 속성을 기반으로 공간 조인하는 과정으로서, 주소기반 엑셀자료에서 지번, 새주소를 추출한 후 PNU 코드로 변환하고, 기본공간 정보 PNU 필드 확인하여 PNU 값으로 테이블 조인한 후 데이터 확인하는 과정으로 이루어지고,
상기 격자 공간정보 변환과정은 상기 조인된 도형 데이터를 정비하고, 준공연도 등의 속성데이터를 정비하여 속성별 분류한 후 격자별 통합하고, Null 격자를 삭제하고 격자별 해당 건물의 연면적을 계산한 후 건물 중심점을 추출하고, 격자별 자료와 공간 조인하여 격자 데이터를 완성하는 과정으로 이루어지며,
상기 격자 공간정보 변환과정에서 격자별 통합된 도형정보로부터 건축의 면적 속성정보와 층수 속성정보를 이용하여 연면적을 계산하되, 연면적 계산을 위해 먼저 격자로 구분된 건물의 면적은 SHP 파일의 테이블 정보에 면적 계산을 위한 필드를 추가한 후 공간정보 소프트웨어의 면적 계산 기능인 지오메트리(Geometry) 계산 기능을 사용하여 계산하고, 계산된 면적은 층수 속성정보에서 층수 값을 곱하여 격자 형태로 구분된 건물에서 차지하는 도형의 연면적을 산출하여, 원래 하나의 건물 면적이 격자도형 정보와 통합됨으로 인하여 분할된 각각의 건물에 연면적이 입력되게 함을 특징으로 하는 격자체계 지도기반의 재난상황 가시화 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 지오코딩 과정에서 PNU 코드로 변환된 자료는 공간 정보 처리 소프트웨어의 조인기능을 이용하여 각 데이터의 PNU 필드를 고유키값으로 설정한 후 테이블을 조인함을 특징으로 하는 격자체계 지도기반의 재난상황 가시화 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 격자 공간정보 변환과정에서 격자 변환은 주소 기반의 기존 데이터를 기본공간정보 건물 SHP 파일과 PNU 코드를 결합한 데이터를 활용하여 변환하되, 결합한 데이터는 도형 및 속성을 통해 데이터 정비를 수행하고, 데이터가 정비된 자료는 테이블 속성을 이용하여 인자별로 분류하고 격자별 통합하는 과정을 수행함을 특징으로 하는 격자체계 지도기반의 재난상황 가시화 방법.
- 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
상기 격자 공간정보 변환과정에서 격자별 통합은 각 격자에 해당하는 격자 정보와 건물 도형 통합을 통해 각 격자에 해당하는 건물의 면적을 계산하기 위한 사전 자료처리 과정으로서, 격자 형태 정보와 주소 기반으로 지오코딩된 인자별 도형정보를 공간정보 소프트웨어에서 통합(union) 기능을 이용하여 두 데이터 간 통합을 수행하고, 격자형태 정보와 인자정보를 통합 수행한 후 통합한 결과물에서 격자 형태 정보가 반영된 건물 정보만 추출함을 특징으로 하는 격자체계 지도기반의 재난상황 가시화 방법.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 격자 공간정보 변환과정에서 건물 중심점 추출은 면형으로 구축된 건물의 속성정보와 격자 정보를 위치기반으로 공간 조인하기 위해 면형 건물의 중심점으로 변형하는 과정으로, 위치기반 공간 조인과정은 격자 면형과 건물 면형을 공간 조인하되 건물 면형 정보를 점형으로 변환하고 변환된 점형 정보와 격자 면형 정보를 공간 조인함을 특징으로 하는 격자체계 지도기반의 재난상황 가시화 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 격자 공간정보 변환과정에서는 공간정보 데이터를 격자와 중첩하여 격자 형태로 공간정보 데이터를 분할한 다음, 격자에 속성값을 부여하는 것을 특징으로 하는 격자체계 지도기반의 재난상황 가시화 방법.
- 제 7항에 있어서,
격자에 속성값을 부여할 시에는 화재 발생 건수, 건물면적, 소방서의 위치와 같이 객체 자체의 개수 또는 크기인 경우, 객체의 개수를 세거나 면적의 총합을 구하여 연산한 속성 값을 격자에 할당함을 특징으로 하는 격자체계 지도기반의 재난상황 가시화 방법.
- 제 7항 또는 제 8항에 있어서,
격자에 속성값을 부여할 시에는 건물의 중심점에 인구를 매칭시켜 격자 내 인구수의 합을 연산한 값을 격자의 속성값으로 할당함을 특징으로 하는 격자체계 지도기반의 재난상황 가시화 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 재난안전 관련정보들은 취약 건축물 현황, 화재발생 현황, CCTV 자료 중의 1개 이상을 추가로 포함함을 특징으로 하는 격자체계 지도기반의 재난상황 가시화 방법.
- 제 1항에 있어서,
재난안전 관련정보 중에서 건축물 통계자료는 엑셀 파일 형태로 제공되며 제공되는 상세 내용은 주소정보, 통계용도, 면적, 층수(지하, 지상), 허가일자, 착공일자, 사용승인일자를 포함함을 특징으로 하는 격자체계 지도기반의 재난상황 가시화 방법.
- 제 10항에 있어서,
상기 CCTV 자료는 엑셀 파일로 제공되며 주소정보와 더불어 위,경도 좌표 정보를 제공하여 주소를 별도 PNU 정보로 변환하지 않고 지오코딩이 가능하도록 제공됨을 특징으로 하는 격자체계 지도기반의 재난상황 가시화 방법.
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| KR20160133199A (ko) | 2015-05-12 | 2016-11-22 | 대한민국(국민안전처 국립재난안전연구원장) | 빅데이터 의미 기반 재난 감성분류방법 |
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2022
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