KR102424571B1 - Ｇｉｓ 데이터 자동변환 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 GIS 데이터 자동변환 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 외부로부터 위성 또는 항공영상 데이터 및, DEM(Digital Elevation Model) 데이터를 전달받아, 범용적 확장자로 변환하는 전처리부(100) 및 상기 전처리부(100)에서 전처리된 가공 데이터를 3차원 가시화가 가능한 구현 데이터로 변환하는 3차원 구현부(200)를 포함하는 것을 특징으로 하는 GIS 데이터 자동변환 시스템에 관한 것이다.

Description

ＧＩＳ 데이터 자동변환 시스템 {Automatically conversion system of GIS data}

본 발명은 GIS 데이터 자동변환 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 GIS(지리 정보 체계, Geographic Information System) 제공 데이터를 영상 데이터, DEM(Digital Elevation Model) 데이터 및 Shape 파일 등으로 자동으로 분석 및 해석하고, 상용 3D 플랫폼에 적합한 형식의 확장자 데이터로 변환함으로써, 범용성 확장 및 3차원 가시화 플랫폼 구축을 용이하게 제공할 수 있는 GIS 데이터 자동변환 시스템에 관한 것이다.

GIS는 지구 상에 존재하는 공간객체를 표현하고 분석하는 방법으로 널리 이용되고 있다. 이는 현실정보를 효과적으로 저장하고 분석하여, 실세계에 일어나는 다양한 자연현상에 대해 원활한 평가와 접근이 가능하다.

이러한 GIS를 활용하는 사용자를 크게 정부 측면과 민간 측면으로 나눠볼 수 있다.

우선, 정부의 경우, 보건계획, 인프라 개발, 국토계획, 토지관리, 환경 모니터링, 지원관리, 국방계획 등의 정책 결정은 물론, 관관정보, 기상정보, 재난정보 등의 대국민 서비스를 위한 현황 및 예측정보를 GIS 데이터 포맷을 활용하여 가시화하고 서비스하고 있다.

또한, 민간의 경우, GIS 플랫폼을 활용하여 공간정보 기반의 각종 데이터를 가공하여 서비스 콘텐츠 개발 유통은 물론, SNS와 결합한 빅데이터의 생산 및 제공으로 경제적 효과를 극대화시키기 위해 노력하고 있다.

이러한, 경제/사회적 유용성에도 불구하고 GIS 데이터 포맷의 경우, 널리 활용되고 있는 JPEG, PNG 등의 확장자와는 달리 전문가집단이 활용하는 특수성을 가진 확장자로 구성된 데이터가 많아 이를 활용할 수 있는 일부의 도구를 통해서만 편집 및 재생이 가능한 실정이다.

GIS 데이터의 확장자로는 ESRI(Environmental Systems Research Institute, 지리정보시스템 소프트웨어를 제공하는 소프트웨어 개발사)에서 제공하는 SHP 파일이나, 대용량 위성 및 항공 영상을 위한 IMG 파일 등으로 이루어져 있어, 널리 상용화된 보편적인 편집 도구로는 활용하기 힘들고, 이를 활용하기 위해서는 반드시 고가의 특정 사용 플랫폼이나 Open Source로 개발된 도구를 활용하여야 한다. 그렇지만, 비용적 측면에 불편함이 생길 뿐 아니라 활용할 수 있는 사용자 확보 측면에서 어려움을 겪는 것이 현재 민간산업에서의 일반적인 상황이라고 할 수 있다.

특히, Open Source로 개발된 도구를 활용하는 경우, 포럼 등이 활성화되어 있고 전세계적인 사용자가 분포되어 있긴 하지만, 시간적 제약이 있는 일반사업에 즉시 적용하기 위해서는 이를 능숙하게 조작할 수 있는 전문 인력을 양성해야 하는 문제점이 있다.

또한, 최근 대형 포털서비스에서도 지도제공서비스가 점차 3차원으로 변화되고 있는 추세일 뿐 아니라, 지형상에서 일어나는 다양한 기상현상에 있어서 3차원은 직관적인 정보 전달 및 효율적인 분석이 가능한 것으로 알려져 있다.

과거 기상현상을 해석할 때는 단순 2차원 평면지도 상에 2차원 레이더 등의 자료를 표출하여 해석하였으나, 최근의 경우 지형의 넓이와 고도의 높이값을 함께 활용한 3차원의 다양한 분석이 제시되고 있다.

이와 같이, GIS의 활용성 측면을 볼 때, 2차원에서 3차원으로 점차 변화되고 있는 시장 수요를 만족하게 하기 위해서는, 상술한 바와 같이 GIS 데이터를 유연하게 편집 가능할 수 있어야 할 뿐 아니라, 3차원의 가시화를 만족시킬 수 있는 도구가 필수적이라고 할 수 있다.

그렇지만, 두가지 측면을 모두 고려할 때, 고가의 특정 플랫폼의 경우, 3차원의 GIS 데이터에 대한 표출이 가능하지만, 비용적인 측면의 한계와 추가적인 기능 개발이 어려워 개발자유도에 대한 한계가 반드시 존재한다.

또한, Open source의 경우, 개발자유도는 비교적 한계가 없다고 볼 수 있지만, 전문개발인력 수급에 대한 한계가 분명히 존재한다.

이와 관련해서, 최근 GIS 소프트웨어의 개발자유도 측면의 한계성을 극복하기 위하여, 지형상에서 발생하는 다양한 기상현장 및 재난현상을 가시화하는 연구가 증가하고 있을 뿐 아니라, 인도어 내비게이션(Indoor navigation) 등에 관한 연구가 지속해서 이루어지고 있다.

Wang et al.(2010)의 연구에서는 3차원 가상현실을 확보하기 위하여, Unity3D를 활용한 새로운 방법을 제시하고 있다. 해당 연구에서는 중국 허난성 핑딩산의 허난 도시건설 연구소 캠퍼스 일대를 Unity3D와 3DsMax와 같은 모델링 프로그램을 이용해 구현하는 방법을 개시하고 있다.

그렇지만, 해당 연구에서는 대부분의 자료를 3차원 모델링 도구인 3DCAD를 활용하여 작업하였고, 불필요한 전문인력낭비 및 비용측면의 도구 활용에 대한 부분을 해결하지 못하고 있다.

또한, 해당 연구에서는 Unity3D 엔진의 지형정보 파일을 일반적으로 RAW로 읽어 들여 표출한다는 것을 토대로 ASC라는 확장자로 출력된 DEM 파일을 RAW 포맷으로 변환하고 있으나, 일반적으로 DEM 파일은 ASC 확장자로 구성하지 않아 상용 소프트웨어를 이용하여 격자형 자료인 ASC로 변환해야 하기 때문에, 확장자 변환을 위한 수작업이 추가되는 번거로움이 그대로 포함되어 있다.

뿐만 아니라, 지형정보의 고도와 해당하는 자료의 변환 및 표출만을 보여주고 있어 전체적인 GIS의 구현이라고는 보기 어려운 문제점이 있다.

S.Wang, Z.Mao, C.Zeng, H.Gong, S.Li and B.Chan. "A new method of virtual reality based on Unity3D", 2010 18th International Conference on Geoinformatics., IEEE, pp. 1-5, 2010

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 GIS(지리 정보 체계, Geographic Information System) 제공 데이터를 영상 데이터, DEM(Digital Elevation Model) 데이터 및 Shape 파일 등으로 자동으로 분석 및 해석하고, 상용 3D 플랫폼에 적합한 형식의 확장자 데이터로 변환함으로써, 범용성 확장 및 3차원 가시화 플랫폼 구축을 용이하게 제공할 수 있는 GIS 데이터 자동변환 시스템 및 그 방법할 수 있는 GIS 데이터 자동변환 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 GIS 데이터 자동변환 시스템은, 외부로부터 위성 또는 항공영상 데이터 및, DEM(Digital Elevation Model) 데이터를 전달받아, 범용적 확장자로 변환하는 전처리부(100) 및 상기 전처리부(100)에서 전처리된 가공 데이터를 3차원 가시화가 가능한 구현 데이터로 변환하는 3차원 구현부(200)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

더 나아가, 상기 전처리부(100)는 상기 위상 또는 항공영상 데이터 전체를 단계별로 분할하여 타일화한 후, LOD(Level Of Detail) 방법을 적용하여 데이터를 변환하는 제 1 전처리부(110)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

더 나아가, 상기 전처리부(100)는 상기 DEM 데이터를 텍스트(.txt) 파일로 변환하여 저장하는 제 2 전처리부(120)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

더 나아가, 상기 전처리부(100)는 상기 위상 또는 항공영상 데이터에 포함되어 있는 SHP 파일을 불러내어, 파일의 타입과 포함되어 있는 각 객체의 경계주소 정보를 분석하고, 이를 기준으로 각 객체의 포함된 스크립트 정보를 분석하는 제 3 전처리부(130)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

더 나아가, 상기 3차원 구현부(200)는 상기 제 1 전처리부(110)를 통해서 획득한 변환 데이터와 상기 제 2 전처리부(120)를 통해서 획득한 DEM 데이터를 이용하여, 3차원 공간을 구현한 후, 상기 제 3 전처리부(130)에서 분석한 정보들을 반영하여 상용 3차원 가시화 도구를 통해서 출력시키는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 GIS 데이터 자동변환 시스템은 GIS(지리 정보 체계, Geographic Information System) 제공 데이터를 영상 데이터, DEM(Digital Elevation Model) 데이터 및 Shape 파일 등으로 자동으로 분석 및 해석하고, 상용 3D 플랫폼에 적합한 형식의 확장자 데이터로 변환함으로써, 범용성 확장 및 3차원 가시화 플랫폼 구축을 용이하게 제공할 수 있는 장점이 있다.

즉, 본 발명의 GIS 데이터 자동변환 시스템은, 일반 그래픽 3D 엔진에서 제약 없이 활용 가능한 데이터 변환 기법과 이를 기반으로 한 자동화 알고리즘을 통해서 GIS 데이터의 유연한 활용이라는 측면과, 3차원으로의 가시화 측면을 동시에 만족할 수 있는 장점이 있다.

특히, 본 발명의 GIS 데이터 자동변환 시스템에 의해 개발된 알고리즘을 통해서, GIS의 기본적인 데이터인 영상 데이터, DEM 데이터, Shape 파일 등을 자동으로 인지 및 해석하고, 3D 플랫폼에 적합한 형식으로 자동변환하여 3D 엔진이라는 미들웨어에서 정보를 위치 정보 및 시간 정보 기반으로 읽어들려 맵핑함으로써, 3D 정보를 시각적으로 표출할 수 있는 장점이 있다.

더불어, 본 발명의 GIS 데이터 자동변환 시스템에 의해 개발된 알고리즘을 시스템화하여 활용함으로써, 과거의 공간 데이터의 3D 플랫폼 활용을 위해 수작업으로 편집, 처리하였던 부분을 자동으로 처리할 수 있어, 데이터 서비스를 위한 신속성 확보와 GIS 데이터의 범용성 한계를 동시에 해결할 수 있는 장점이 있다. 이를 통해서, 3차원 GIS 분야의 지속적 발전에 크게 기여할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 GIS 데이터 자동변환 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 GIS 데이터 자동변환 시스템의 제 1 전처리부(110)에서 위성 및 항공영상을 분할하여 타일화하는 과정을 묘사한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 GIS 데이터 자동변환 시스템의 제 1 전처리부(110)에서 위성 및 항공영상의 가시광선 대역의 단일채널 영상을 병합하는 과정을 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 GIS 데이터 자동변환 시스템의 제 1 전처리부(110)에서 최종 변환한 영상을 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 GIS 데이터 자동변환 시스템의 제 2 전처리부(120)에서 변환 전과 후의 DEM 데이터를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 GIS 데이터 자동변환 시스템의 제 3 전처리부(130)에서 SHP 파일을 분석/해석하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 GIS 데이터 자동변환 시스템에 의해 3차원으로 가시화되어 출력되는 GIS 데이터를 나타낸 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 GIS 데이터 자동변환 시스템에 의해 상용 GIS 프로그램인 QGIS를 적용시켜 출력한 GIS 데이터를 나타낸 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 GIS 데이터 자동변환 시스템에 의해 상용 3차원 가시화 도구인 Unity3D를 적용시켜 출력한 GIS 데이터를 나타낸 예시도이다.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 GIS 데이터 자동변환 시스템을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

이 때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.

더불어, 시스템은 필요한 기능을 수행하기 위하여 조직화되고 규칙적으로 상호 작용하는 장치, 기구 및 수단 등을 포함하는 구성 요소들의 집합을 의미한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 GIS 데이터 자동변환 시스템은 상술한 바와 같이, GIS 데이터 자동변환 알고리즘에 관한 것으로서, 특수 GIS 편집 도구에서만 활용 가능하던 비범용적 확장자를 변환하여 범용성 문제를 해결할 수 있으며, 범용성 문제를 해결한 데이터를 보편적으로 사용되고 있는 개발 도구를 활용하여 3차원으로 가시화할 수 있도록 함으로써, 전문개발인력의 수급문제와 특정 도구 구매라는 비용적 문제점을 동시에 해결할 수 있을 뿐 아니라, 민간산업에서 용이하게 GIS 데이터를 활용할 수 있도록 하는 장점이 있다.

이는 대형 포털서비스 뿐 아니라, 특정 모바일 서비스 등에서도 3차원 GIS 이용의 중요성이 점차 증가하고 있고, AR과 VR의 관심도가 증가함에 점차 숭와 공급이 증가한다는 점에 있어서 실효적인 가치가 충분히 높으며, GIS 데이터를 손쉽게 다루지 못하는 일반 개발자들 역시 자유롭게 GIS 데이터를 활용할 수 있을 것으로, 3차원 가시화가 힘든 분야의 개발자 역시 미들웨어 역할로 용이하게 3차원 GIS 개발을 가능하도록 하는 장점이 있다.

이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 GIS 데이터 자동변환 시스템은, GIS 데이터 포맷의 가장 기본적인 3가지 데이터를 범용적 확장자로 변환할 수 있다.

상세하게는, GIS의 가장 기본적인 표출인 공간상 실제 모습을 나타내는 위성 또는 항공영상을 변환할 수 있으며, 높이를 구성하는 DEM 데이터를 변환할 수 있으며, 세부적인 거물이나 도로 등을 표출하는 SHP 파일을 변환하여, 전처리된 가공 데이터를 생성할 수 있다. 가공 데이터를 상용 3차원 가시화 도구(본 발명에서는 Unity3D를 선택하여 실험하였으나, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하다)를 통해 실제 가시화를 통해서 이를 출력할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 GIS 데이터 자동변환 시스템 은, 크게 GIS 포맷을 자동으로 변환하는 모듈과 변환된 데이터를 3차원으로 출력하는 모듈로 구성되는 것이 바람직하다. GIS 포맷을 자동으로 변환하는 모듈을 통해서 GIS 데이터 중 3가지의 데이터를 변환하고 이를 검증하여 3차원으로 출력하는 것에 관한 것으로, 다루고자 하는 GIS 포맷의 GIS 데이터는 항공영상 및 위성영상의 포맷인 tiff, 고도를 나타내는 DEM을 포함하는 포맷인 img 또는 tiff, 도로 및 건물 등을 다루고 있는 SHP의 3가지 포맷인 것이 바람직하다.

항공영상 및 위성영상 데이터의 경우, 확장자 그대로 3차원 엔진에 활용할 수 없을 뿐 아니라 대용량이기 때문에, 사이즈 변환이 필요하며,

DEM 데이터의 경우, 고도값에 대한 지형정보를 구축하기 위하여 txt 파일의 격자형 변환이 필요하며,

SHP 파일의 경우, GIS 전용이 아닌 3차원 엔진에서 읽기 힘든 데이터 형태이므로, 이를 3차원 엔진에서 바로 읽을 수 있도록 모듈을 구축하고 있다.

상술한 모듈들은 필요에 따라, C++, C# 또한 대용량 위성 및 항공영상을 읽기 위한 GDAL 라이브러리와 Unity 엔진을 활용하여 구현하는 것이 바람직하며 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 GIS 데이터 자동변환 시스템을 나타낸 도면으로, 도 1을 참고로 하여 GIS 데이터 자동변환 시스템을 상세히 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 GIS 데이터 자동변환 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 전처리부(110), 제 2 전처리부(120), 제 3 전처리부(130)로 이루어지는 전처리부(100) 및 3차원 구현부(200)를 포함하여 구성될 수 있다.

각 구성에 대해서 자세히 알아보자면,

상기 전처리부(100)는 외부로부터 위성 또는 항공영상 데이터와 DEM(Digital Elevation Model) 데이터를 전달받아, 범용적 확장자로 변환할 수 있으며, 상기 3차원 구현부(200)는 상기 전처리부(100)에서 전처리된 가공 데이터를 3차원 가시화가 가능한 구현 데이터로 변환할 수 있다.

상기 전처리부(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 전처리부(110), 제 2 전처리부(120) 및 제 3 전처리부(130)를 포함하여 구성되며, 상기 제 1 전처리부(110)는 상기 위상 또는 항공영상 데이터 전체를 단계별로 분할하여 타일화한 후, LOD(Level Of Detail) 방법을 적용하여 데이터를 변환할 수 있다.

상세하게는, 상기 제 1 전처리부(110)는 위성 및 항공영상 데이터에 대한 포맷 및 이 후 추가적인 전처리(제 2 전처리부(120), 제 3 전처리부(130))를 통해 3차원 환경에서 효과적으로 구현되도록 가장 먼저 구현되며, 위성 및 항공영상 데이터를 3D 플랫폼을 통해서 신속하게 출력하기 위해 LOD(Level Of Detatil) 방법을 사용하는 것이 바람직하다.

이 때, LOD 방법은 출력하는 객체의 세부수준을 관리하는 방법으로서, 3D 콘텐츠에 적용되는 기술인 것이 바람직하다.

상기 제 1 전처리부(110)는 상기 LOD 방법을 통해서, 대용량인 위성 및 항공영상 데이터의 용량을 변환할 수도 있다.

좀 더 알아보자면, 상기 제 1 전처리부(110)는 상기 위성 및 항공영상 데이터 전체를 읽어들여 단계별로 타일화하여 *.png 타입으로 변환하여 저장하는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 위성 및 항공영상 데이터는 대체로 BigTIFF 타입이며, 이를 읽기 위해 GDAL 라이브러리를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 제 1 전처리부(110)는 타일화를 위해 상기 위성 및 항공영상을 하기의 표 1과 같이 단계를 나누는 것이 바람직하며, 도 2에 도시된 바와 같이, 각 단계에 맞도록 행과 열을 나누어 영상을 분할하여 타일화할 수 있다.

Step	row * column
1	1 * 1
2	2 * 2
3	4 * 4
4	8 * 8
5	10 * 10
6	16 * 16
7	20 * 20

이 때, 상기 위성 및 항공 영상은 그 특성 상 다양한 센서가 함께 부착되어, 다양한 채널을 가진 영상인 것이 대부분이기 때문에, 상기 제 1 전처리부(110)는 도 3에 도시된 바와 같이, 가시광선 대역의 단일채널 영상들을 조합하여 영상보정을 수행하는 것이 바람직하다.

이를 통해서, 상기 제 1 전처리부(110)는 도 4에 도시된 바와 같이, 가시광선 대역별로 조합된 영상에서 LOD 방법을 적용할 수 있도록 타일화되어 출력되며, 이를 데이터베이스화하여 관리할 수 있다. 이에 따라, 추후에 3차원 가시화 플랫폼에서 확대 및 축소가 적용될 때마다, LOD에 맞는 영상을 용이하게 출력할 수 있다.

상기 제 2 전처리부(120)는 상기 DEM 데이터를 텍스트(.txt) 파일로 변환하여 저장할 수 있다.

상세하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 GIS 데이터 자동변환 시스템에서 적용시킨 상기 DEM 데이터의 포맷은 tiff인 것이 바람직하며, 해당 포맷의 상기 DEM 데이터의 경우, 위성영상과 같은 크기의 1차원 배열인 것이 일반적이다. 이러한 DEM 데이터의 구조는 위성영상과 비슷하나 단일채널로 존재하며, 상기 제 2 전처리부(120)는 도 5에 도시된 바와 같이, 해당 배열 데이터를 텍스트 파일로 변환하여 저장할 수 있다. 변환된 텍스트 파일은 각각 위도, 경도, 높이 값을 포함하고 있으며, 이를 통해서 추후에 3차원 가시화 플랫폼에서 지형 객체를 입력하면서 높낮이를 출력할 수 있다.

상기 제 3 전처리부(130)는 상기 위상 또는 항공영상 데이터에 포함되어 있는 SHP 파일을 불러내어, 파일의 타입과 포함되어 있는 각 객체의 경계주소 정보를 분석하고, 이를 기준으로 각 객체의 포함된 스크립트 정보를 분석할 수 있다.

상기 SHP 파일(shape file)은 GIS 데이터에서 특정 지점의 다각형 정보를 저장하는 포맷으로서, 각종 GIS 프로그램에서 보편적으로 쓰이고 있다. 파일 해석을 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 GIS 데이터 자동변환 시스템은 ESRI에서 공개한 ESRI shape file technical description 문서를 참고하였다.

상기 SHP 파일은 다양한 형태의 파일로 구성되어 있으며, 구성된 파일의 주요 포맷으로는 *.shx, *.shp, *dbf가 있다.

*.shx 파일은 인덱스 파일로서, GIS 데이터의 *.shp 파일에서 각 객체가 기록되어 있는 주소의 정보가 기록되어 있으며,

*.shp 파일은 메인 파일로서, GIS 데이터의 점, 선 및 다각형의 직접적인 데이터가 기록되어 있으며,

*.dbf 파일은 데이터베이스 파일로서, GIS 데이터의 각 객체의 텍스트 정보가 기록되어 있다.

상세하게는, 상기 제 3 전처리부(130)는 도 6에 도시된 바와 같이, SHP 파일을 읽는 과정을 통해서 구현될 수 있으며, 상기 제 3 전처리부(130)를 통해서, 추후에 3차원 가시화 플랫폼에서 SHP 파일을 추가 과정 없이 바로 읽어 들이도록 할 수 있다. 즉, 상기 제 3 전처리부(130)는 같은 제목의 다른 확장자인 *.shx, *.shp, *.dbf 파일을 순차적으로 읽어들여, 해당 파일을 분석할 수 있다.

이를 통해서, GIS 데이터의 SHP 파일은 점, 선 또는 폴리곤으로 구성되는 것이 일반적이며, 이 때, 선과 폴리곤 구조의 데이터는 바운딩 박스가 존재하게 된다. 이 때, 바운딩 박스는 점으로 구성된 데이터의 최대 크기로 보는 것이 바람직하다.

이에 따라, 데이터를 포함하는 사각형 정보의 왼쪽위 좌푯값 및 오른쪽 아래 좌푯값을 확인함으로써, 객체의 크기를 생성할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 GIS 데이터 자동변환 시스템은 상기 전처리부(100)를 통해서 GIS 데이터를 범용성이 높은 포맷으로 변경하여, 상기 3차원 구현부(200)의 3차원 가시화 플랫폼에서 용이하게 출력될 수 있도록 환경을 구축할 수 있다.

상기 3차원 구현부(200)는 상기 제 1 전처리부(110)를 통해서 획득한 변환 데이터와 상기 제 2 전처리부(120)를 통해서 획득한 DEM 데이터를 이용하여, 3차원 공간을 구현한 후, 상기 제 3 전처리부(130)에서 분석한 정보들을 반영하여 상용 3차원 가시화 도구를 통해서 출력시킬 수 있다.

이 때, 상기 3차원 구현부(200)는 3차원 가시화 플랫폼(상용 3차원 가시화 도구)으로 Unity 3D를 활용하는 것이 바람직하며, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하다.

상기 Unity 3D는 접근성 좋은 게임엔진으로서, Windows 나 Linux, 웹, 스마트폰 O/S, 게임콘솔 등 다양한 플랫폼을 지원할 수 있는 개발플랫폼이다.

상기 3차원 구현부(200)는 상기 전처리부(100)를 통해서 변환된 GIS 데이터를 검증하기 위하여 3차원 가시화 플랫폼을 이용하여 3D GIS를 구축할 수 있다.

이를 위해서, 위성 및 항공영상 데이터를 변환하여 획득한 Mapping 자료와 텍스트를 통해서 3차원 고도를 표출 가능한 DEM 데이터를 통해 3차원 공간을 구현할 수 있다. 변환한 데이터들은 시간에 따른 가변이 거의 없는 지형데이터로서 처음 시작할 때, awake 함수 내에서 실행되는 모델로 mesh 생성 후, 위성 이미지를 수신하여 Texture로 Mapping하는 것이 바람직하다. 이 후, 사용자의 카메라 조작을 통해서 영상을 다양한 각도에서 볼 수 있도록 작업을 반복 수행하는 것이 바람직하다.

도 7은 이러한 과정을 통해서 3차원으로 구현된 GIS 데이터를 나타낸 예시도이다.

도 8은 종래의 GIS 프로그램인 QGIS를 통해서 SHP 파일을 출력한 예시도로서, 이와 대비하여 도 9는 3차원 가시화 플랫폼(상용 3차원 가시화 도구)인 Unity 3D를 활용하여 동일한 SHP 파일을 출력한 예시도로서, 도 8은 추가적인 수작업을 통해서 원하는 3D GIS 데이터를 출력받을 수 있는 반면에, 도 9는 일련의 추가적인 수작업없이 출력 가능한 것을 확인할 수 있다.

특히, 도 7의 3차원 지형을 도 9와 같이 확대하여 볼 때, 상기 제 1 전처리부(110)에서 LOD 방법을 적용하기 위하여 나누어 구축한 영상들이 적절하게 배치됨으로써, 높은 해상도를 구현할 수 있다.

즉, 다시 말하자면, 본 발명의 일 실시예에 따른 GIS 데이터 자동변환 시스템은, 기존에는 수작업으로 구축하여 구현하였던 GIS 데이터의 건물 정보등을 바로 구현 및 가시화하는 것을 특징으로 하며, 이를 통해서 시간적인 비용과 인력적 비용에 대해 효과적으로 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

즉, 지형의 고도값을 나타내는 DEM의 경우, 큰 변화는 없지만 주기적으로 촬영하는 위성영상이나, 건물이 변화하는 것을 알 수 있는 항공영상의 경우, 신규영상이 지속적으로 발생하기 때문에, 지속적/반복적으로 구축되는 신규 데이터에 의한 시스템의 유지보수를 종래와 같이, 수작업으로 변환하여 구축하는 것은 일반적으로 불가능하다. 이러한 3차원 GIS 데이터의 포맷에 대한 변환을 위해 자동화 모듈을 구축하고, 이를 통해 3차원 가시화 플랫폼에 표출함으로써, 지속적/반복적으로 구축되는 신규 데이터에 효과적으로 변환하여 활용할 수 있고, 장기적으로 시스템 유지 및 보수 측면에서도 활용도가 높은 시스템을 구축할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100 : 전처리부
110 : 제 1 전처리부 120 : 제 2 전처리부
130 : 제 3 전처리부
200 : 3차원 구현부

Claims (5)

1. 외부로부터 위성 또는 항공영상 데이터 및, DEM(Digital Elevation Model) 데이터를 전달받아, 범용적 확장자로 변환하는 전처리부(100); 및
   상기 전처리부(100)에서 전처리된 가공 데이터를 3차원 가시화가 가능한 구현 데이터로 변환하는 3차원 구현부(200);
   를 포함하며,
   상기 전처리부(100)는
   GDAL 라이브러리를 사용하여, TIFF 타입의 상기 위성 또는 항공영상 데이터 전체를 단계별로 분할하여 타일화한 후, LOD(Lovel Of Detail) 방법을 적용하여 데이터를 PNG 확장자 타입으로 변환하는 제1 전처리부(110);
   TIFF 타입의 상기 DEM 데이터를 각각 위도, 경도 및 높이값을 포함하는 텍스트(TXT) 파일로 변환하여 저장하는 제2 전처리부(120); 및
   상기 위성 또는 항공영상 데이터에 포함되어 있는 SHP 파일을 불러내어, 파일의 타입과 포함되어 있는 각 객체의 경계주소 정보를 분석하여, 같은 이름을 갖되 상이한 확장자를 갖는 파일을 순차적으로 읽어들여 각 객체의 포함되어 있는 스크립트 정보를 분석하는 제3 전처리부(130);
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 GIS 데이터 자동변환 시스템.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 3차원 구현부(200)는
   상기 제 1 전처리부(110)를 통해서 획득한 변환 데이터와 상기 제 2 전처리부(120)를 통해서 획득한 DEM 데이터를 이용하여, 3차원 공간을 구현한 후, 상기 제 3 전처리부(130)에서 분석한 정보들을 반영하여 상용 3차원 가시화 도구를 통해서 출력시키는 것을 특징으로 하는 GIS 데이터 자동변환 시스템.

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