KR102553456B1 - 벡터 기반의 일사량 지도 생성 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 일사량 지도 생성 방법은 소정의 간격으로 배치된 복수의 지점에 대한 제1 일사량 정보를 제공하는 위성 영상을 입력받는 단계; 상기 위성 영상에서 상기 복수의 지점 중 적어도 3개의 제1 지점을 선택하는 단계; 상기 제1 지점을 연결하여 구역을 설정하는 단계; 상기 제1 지점의 제1 일사량 정보 및 상기 설정된 구역에 포함된 지점의 일사량 정보에 기초하여 상기 설정된 구역에 대한 일사량 모델을 생성하는 단계; 그리고 상기 일사량 모델에 기초하여 벡터화된 일사량 지도를 생성하는 단계;를 포함한다.

Description

벡터 기반의 일사량 지도 생성 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR GENERATING SOLAR RADIATION MAP BASED VECTOR AND METHOD THEREOF}
실시 예는 벡터 기반의 일사량 지도 생성 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
태양에너지는 태양에서 공급받는 에너지로 지구에서 발생하는 대부분의 기상현상을 발생시키는 요소로, 이 태양에너지를 측정함으로써 대기의 흐름, 기상예보, 농업 생산량과 같은 다양한 분야에 활용 할 수 있어 기상관측에 있어 매우 중요한 요소이다.
이러한 태양에너지를 측정하는 방법 중 하나로, 지상의 특정 위치에 관측시설을 건립하여 해당 관측시설에서 일사량을 관측하는 방식을 사용하고 있는데, 이러한 지상의 측정 방식은 관측시설이 위치하는 지역을 제외한 다른 지역의 일사량을 정확하게 측정하는 것이 불가능하고, 따라서 넓은 범위의 일사량 측정을 위해서는 그만큼 넓은 범위에 관측 장치를 설치해야 하여 비용 및 시공의 어려움이 있으며, 접근이 어려운 지역에 관측 장치를 설치하기 어려운 점이 있고, 주기적으로 유지 보수해야 하는 문제점이 있었다. 즉, 상기한 지상관측방식은 광범위한 태양에너지의 공간적인 분포를 판단하기에는 한계를 가지고 있다.
이러한 태양에너지의 지상관측 방식을 극복하기 위해 최근 기상위성에서 제공하는 관측 자료를 활용하고 있다. 기상위성은 지구의 상공에 위치하여 지구의 구름 상태 등의 여러 기상 요소들을 관측하는 인공위성으로, 광범위한 지역에 시공간적으로 고분해능의 영상자료를 제공하므로 급격히 발달하는 소규모 국지기상 현상에서부터 전지구적 규모까지 탐지할 수 있다. 우리나라는 2010년 6월 24일 기상위성인 천리안 위성(Communication, Ocean and Meteorological Satellite, COMS)을 발사하여 각종 기상자료를 수집하고 있으며 기상청에서는 천리안 위성에서 관측된 자료를 제공하고 있다.
그러나, 이미지 센서의 한계로 인하여, 위성 영상의 해상도가 문제시 되고 있다. 일례로, 위성 영상의 1개 픽셀이 지상의 가로 1km 세로 1km에 해당하는 면적의 정보를 포함하고 있어, 1km2 반경 내의 모든 정보는 동일하게 표현된다. 즉, 1km2 반경 이내의 구름 패턴이나 일사량 패턴을 알 수 없다. 이로 인해 위성 영상을 이용한 여러 관측 정보의 정확도가 저하되는 문제가 발생하고 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 한국공개특허 제10-2018-0079159(2018.07.10. 공개)에 개시되어 있다.
실시 예는 높은 해상도의 일사량 지도(영상)를 제공하기 위한 벡터 기반의 일사량 지도 생성 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
실시 예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 일사량 지도 생성 방법은 소정의 간격으로 배치된 복수의 지점에 대한 제1 일사량 정보를 제공하는 위성 영상을 입력받는 단계; 상기 위성 영상에서 상기 복수의 지점 중 적어도 3개의 제1 지점을 선택하는 단계; 상기 제1 지점을 연결하여 구역을 설정하는 단계; 상기 제1 지점의 제1 일사량 정보 및 상기 설정된 구역에 포함된 지점의 일사량 정보에 기초하여 상기 설정된 구역에 대한 일사량 모델을 생성하는 단계; 그리고 상기 일사량 모델에 기초하여 벡터화된 일사량 지도를 생성하는 단계;를 포함한다.
지상의 임의 지점에서 측정된 제2 일사량 정보를 입력받는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 일사량 모델을 생성하는 단계는, 상기 복수의 지점 중 상기 설정된 구역에 포함된 제2 지점, 또는 상기 임의의 지점 중 상기 설정된 구역에 포함된 제3 지점 중 적어도 하나를 선택하는 단계; 및 상기 제2 지점의 제1 일사량 정보 또는 상기 제3 지점의 제2 일사량 정보 중 적어도 하나와 상기 제1 지점의 제1 일사량 정보에 기초하여 상기 설정된 구역에 대한 일사량 모델을 생성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제1 일사량 정보 및 상기 제2 일사량 정보는, 상기 소정의 간격으로 배치된 복수의 지점 및 지상의 임의 지점의 좌표값 및 일사량을 포함할 수 있다.
상기 일사량 모델을 생성하는 단계는, 아래의 수학식을 이용하여 상기 일사량 모델을 산출할 수 있다.
Figure 112021051904309-pat00001
여기서, I는 일사량을 의미하고, x는 일사량 지도의 x축 좌표값을 의미하고, y는 상기 일사량 지도의 y축 좌표값을 의미하고, a는 계수값을 의미하고, m 및 n은 각각 x 및 y에 대한 기 설정된 차수를 의미한다.
상기 일사량 모델을 생성하는 단계는, 상기 제2 지점의 제1 일사량 정보 또는 상기 제3 지점의 제2 일사량 정보 중 적어도 하나와 상기 제1 지점의 제1 일사량 정보에 기초하여 상기 계수값을 산출할 수 있다.
상기 일사량 모델을 생성하는 단계는, 아래의 수학식을 이용하여 상기 계수값을 산출할 수 있다.
Figure 112021051904309-pat00002
여기서, a는 상기 계수를 의미하고, 상기 x는 x축 좌표값을 의미하고, y는 y축 좌표값을 의미하고, I는 일사량을 의미하고, l은 상기 제1 지점, 상기 제2 지점 및 상기 제3 지점의 인덱스를 의미한다.
본 발명의 실시예에 따른 일사량 지도 생성 장치는 소정의 간격으로 배치된 복수의 지점에 대한 제1 일사량 정보를 제공하는 위성 영상을 입력받는 입력부; 상기 위성 영상에서 상기 복수의 지점 중 적어도 3개의 제1 지점을 선택하고, 상기 제1 지점을 연결하여 구역을 설정하는 구역 설정부; 상기 제1 지점의 제1 일사량 정보 및 상기 설정된 구역에 포함된 지점의 일사량 정보에 기초하여 상기 설정된 구역에 대한 일사량 모델을 생성하는 모델 생성부; 그리고 상기 일사량 모델에 기초하여 벡터화된 일사량 지도를 생성하는 지도 생성부;를 포함하는 일사량 지도 생성 장치.
상기 입력부는, 지상의 임의 지점에서 측정된 제2 일사량 정보를 입력받을 수 있다.
상기 모델 생성부는, 상기 복수의 지점 중 상기 설정된 구역에 포함된 제2 지점, 또는 상기 임의의 지점 중 상기 설정된 구역에 포함된 제3 지점 중 적어도 하나를 선택하고, 상기 제2 지점의 제1 일사량 정보 또는 상기 제3 지점의 제2 일사량 정보 중 적어도 하나와 상기 제1 지점의 제1 일사량 정보에 기초하여 상기 설정된 구역에 대한 일사량 모델을 생성할 수 있다.
상기 제1 일사량 정보 및 상기 제2 일사량 정보는, 상기 소정의 간격으로 배치된 복수의 지점 및 지상의 임의 지점의 좌표값 및 일사량을 포함할 수 있다.
상기 모델 생성부는, 아래의 수학식을 이용하여 상기 일사량 모델을 생성할 수 있다.
Figure 112021051904309-pat00003
여기서, I는 일사량을 의미하고, x는 일사량 지도의 x축 좌표값을 의미하고, y는 상기 일사량 지도의 y축 좌표값을 의미하고, a는 계수값을 의미하고, m 및 n은 각각 x 및 y에 대한 기 설정된 차수를 의미한다.
상기 모델 생성부는, 상기 제2 지점의 제1 일사량 정보 또는 상기 제3 지점의 제2 일사량 정보 중 적어도 하나와 상기 제1 지점의 제1 일사량 정보에 기초하여 상기 계수값을 산출할 수 있다.
상기 모델 생성부는, 아래의 수학식을 이용하여 상기 계수값을 산출할 수 있다.
Figure 112021051904309-pat00004
여기서, a는 상기 계수를 의미하고, 상기 x는 x축 좌표값을 의미하고, y는 y축 좌표값을 의미하고, I는 일사량을 의미하고, l은 상기 제1 지점, 상기 제2 지점 및 상기 제3 지점의 인덱스를 의미한다.
실시예에 따르면, 인공위성의 이미지 센서 한계와 무관한 높은 해상도의 일사량 정보를 제공할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 일사량 지도 생성 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 일사량 지도 생성 방법에 대한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 일사량 지도 생성 방법에 대한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 일사량 지도 생성 방법에 대한 순서도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 일사량 지도 생성 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 일사량 지도 생성 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 일사량 지도 생성 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
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.
본 출원에서 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 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 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 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 일사량 지도 생성 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 일사량 지도 생성 장치(100)는 입력부(110), 구역 설정부(120), 모델 생성부(130) 및 지도 생성부(140)를 포함할 수 있다.
입력부(110)는 소정의 간격으로 배치된 복수의 지점에 대한 제1 일사량 정보를 제공하는 위성 영상을 입력받는다.
여기서, 위성영상이란 소정의 고도로 운항하는 인공위성에 의해 촬영된 영상을 의미할 수 있다. 위성영상은 지형, 구름, 기압, 지표온도, 해수온도 등 다양한 정보를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에서 위성영상은 일사량 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 위성영상은 소정의 간격으로 배치된 복수의 지점에 대한 일사량을 포함할 수 있다. 위성영상은 탑재된 이미지 센서에 따른 해상도의 제한으로 인해 일정한 면적을 하나의 픽셀값으로 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 위성영상은 1km x 1km의 공간 해상도를 가질 수 있으며, 하나의 지점(픽셀값)은 1km x 1km 영역의 일사량을 나타낼 수 있다. 하지만, 일사량의 경우에는 1km 내에서도 지형, 날씨 등의 변수에 따라 급격하게 바뀌기도 하므로, 태양광 발전량의 예측 정확도 등을 정확히 예측하기 위해서는 위성영상보다 더 정밀한(고해상도) 일사량 정보가 요구된다.
입력부(110)는 지상의 임의 지점에서 측정된 제2 일사량 정보를 입력받을 수 있다. 지상의 임의 지점이란, 지상에서의 위치를 의미할 수 있다. 예를 들어, 지상의 임의 지점은 계측자가 일사량 계측기 등을 통해 일사량을 측정한 지점을 포함할 수 있다. 지상의 임의 지점은 TMY 계측 지점을 포함할 수 있다. 지상의 임의 지점은 태양광 발전 설비가 설치된 지점을 포함할 수 있다.
위성 영상의 제1 일사량 정보는 소정의 간격으로 배치된 복수의 지점에 대한 좌표값 및 일사량을 포함할 수 있다. 지상의 임의 지점의 제2 일사량 정보는 지상의 임의 지점의 좌표값 및 일사량을 포함할 수 있다.
구역 설정부(120)는 위성 영상에서 복수의 지점 중 적어도 3개의 제1 지점을 선택할 수 있다. 그리고, 구역 설정부(120)는 제1 지점을 연결하여 구역을 설정할 수 있다. 즉, 제1 지점은 서로 연결됨에 따라 소정의 구역이 설정될 수 있어야 한다. 따라서, 구역 설정부(120)는 서로 연결됨에 따라 구역이 설정될 수 있는 적어도 3개의 제1 지점을 선택할 수 있다.
모델 생성부(130)는 제1 지점의 제1 일사량 정보 및 설정된 구역에 포함된 지점의 일사량 정보에 기초하여 설정된 구역에 대한 일사량 모델을 생성할 수 있다.
구체적으로, 모델 생성부(130)는 복수의 지점 중 설정된 구역에 포함된 제2 지점, 또는 임의의 지점 중 설정된 구역에 포함된 제3 지점 중 적어도 하나를 선택할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 모델 생성부(130)는 설정 구역에 포함된 제2 지점을 선택할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 모델 생성부(130)는 설정 구역에 포함된 제3 지점을 선택할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 모델 생성부(130)는 설정 구역에 포함된 제2 지점 및 제3 지점을 선택할 수 있다.
그리고, 모델 생성부(130)는 제2 지점의 제1 일사량 정보 또는 제3 지점의 제2 일사량 정보 중 적어도 하나와 제1 지점의 제1 일사량 정보에 기초하여 설정된 구역에 대한 일사량 모델을 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 모델 생성부(130)는 제1 지점의 제1 일사량 정보와 제2 지점의 제1 일사량 정보에 기초하여 설정된 구역에 대한 일사량 모델을 생성할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 모델 생성부(130)는 제1 지점의 제1 일사량 정보와 제3 지점의 제2 일사량 정보에 기초하여 설정된 구역에 대한 일사량 모델을 생성할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 모델 생성부(130)는 제1 지점의 제1 일사량 정보, 제2 지점의 제1 일사량 정보 및 제3 지점의 제2 일사량 정보에 기초하여 설정된 구역에 대한 일사량 모델을 생성할 수 있다.
모델 생성부(130)는 아래의 수학식을 이용하여 일사량 모델을 산출할 수 있다.
Figure 112021051904309-pat00005
여기서, I는 일사량을 의미하고, x는 일사량 지도의 x축 좌표값을 의미하고, y는 일사량 지도의 y축 좌표값을 의미하고, a는 계수값을 의미하고, m 및 n은 각각 x 및 y에 대한 기 설정된 차수를 의미한다.
수학식 1에 따르면, 일사량 모델은 설정된 구역의 일사량 정보를 선형적으로 제공할 수 있다. 이에 따라, 설정된 구역에 대한 일사량 정보는 무한대의 해상도를 가질 수 있다.
한편, m과 n에 대한 값이 클수록 설정된 구역의 일사량 정보 정밀도가 높아질 수 있다. 다만, m과 n에 대한 값이 클수록 일사량 모델의 연산량이 높아지므로, 사용자는 장치의 컴퓨팅 성능 등을 고려하여 m과 n에 대한 값을 설정할 수 있다.
설정된 구역에 대한 일사량의 특징은 상기 수학적 모델에서 계수값을 통해 반영될 수 있다. 모델 생성부(130)는 제2 지점의 제1 일사량 정보 또는 제3 지점의 제2 일사량 정보 중 적어도 하나와 제1 지점의 제1 일사량 정보에 기초하여 계수값을 산출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 모델 생성부(130)는 제1 지점의 제1 일사량 정보와 제2 지점의 제1 일사량 정보에 기초하여 계수값을 산출할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 모델 생성부(130)는 제1 지점의 제1 일사량 정보와 제3 지점의 제2 일사량 정보에 기초하여 계수값을 산출할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 모델 생성부(130)는 제1 지점의 제1 일사량 정보, 제2 지점의 제1 일사량 정보 및 제3 지점의 제2 일사량 정보에 기초하여 계수값을 산출할 수 있다.
모델 생성부(130)는 아래의 수학식 2를 이용하여 계수값을 산출할 수 있다.
Figure 112021051904309-pat00006
여기서, a는 상기 계수를 의미하고, x는 x축 좌표값을 의미하고, y는 y축 좌표값을 의미하고, I는 일사량을 의미하고, l은 제1 지점, 제2 지점 및 제3 지점의 인덱스를 의미한다.
지도 생성부(140)는 일사량 모델에 기초하여 벡터화된 일사량 지도를 생성할 수 있다. 구역 설정부(120)에서 설정된 구역별로 일사량 모델이 생성될 수 있으므로, 지도 생성부(140)는 각 구역의 일사량 모델을 이용하여 일사량 지도를 생성할 수 있다. 일사량 지도는 벡터화된 지도로 나타날 수 있다. 벡터화된 일사량 지도는 태양광 발전량을 예측하기 위한 정보 등으로 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 일사량 지도 생성 방법에 대한 순서도이다.
도 2에서 설명하는 일사량 지도 생성 방법은 앞서 설명한 일사량 지도 생성 장치(100)를 이용하여 구현될 수 있다.
우선, 입력부(110)는 소정의 간격으로 배치된 복수의 지점에 대한 제1 일사량 정보를 제공하는 위성 영상을 입력받을 수 있다(S210).
구역 설정부(120)는 위성 영상에서 복수의 지점 중 적어도 3개의 제1 지점을 선택할 수 있다(S220).
구역 설정부(120)는 제1 지점을 연결하여 구역을 설정할 수 있다(S230).
모델 생성부(130)는 제1 지점의 제1 일사량 정보 및 설정된 구역에 포함된 지점의 일사량 정보에 기초하여 설정된 구역에 대한 일사량 모델을 생성할 수 있다(S240).
구체적으로, 모델 생성부(130)는 복수의 지점 중 설정된 구역에 포함된 제2 지점을 선택할 수 있다(S242).
모델 생성부(130)는 제2 지점의 제1 일사량 정보와 제1 지점의 제1 일사량 정보에 기초하여 설정된 구역에 대한 일사량 모델을 생성할 수 있다(S244).
지도 생성부(140)는 일사량 모델에 기초하여 벡터화된 일사량 지도를 생성할 수 있다(S250).
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 일사량 지도 생성 방법에 대한 순서도이다.
도 3에서 설명하는 일사량 지도 생성 방법은 앞서 설명한 일사량 지도 생성 장치(100)를 이용하여 구현될 수 있다.
우선, 입력부(110)는 소정의 간격으로 배치된 복수의 지점에 대한 제1 일사량 정보를 제공하는 위성 영상을 입력받을 수 있다(S310).
그리고, 입력부(110)는 지상의 임의 지점에서 측정된 제2 일사량 정보를 입력받을 수 있다(S320).
구역 설정부(120)는 위성 영상에서 복수의 지점 중 적어도 3개의 제1 지점을 선택할 수 있다(S330).
구역 설정부(120)는 제1 지점을 연결하여 구역을 설정할 수 있다(S340).
모델 생성부(130)는 제1 지점의 제1 일사량 정보 및 설정된 구역에 포함된 지점의 일사량 정보에 기초하여 설정된 구역에 대한 일사량 모델을 생성할 수 있다(S350).
구체적으로, 모델 생성부(130)는 임의 지점 중 설정된 구역에 포함된 제3 지점을 선택할 수 있다(S352).
모델 생성부(130)는 제3 지점의 제2 일사량 정보와 제1 지점의 제1 일사량 정보에 기초하여 설정된 구역에 대한 일사량 모델을 생성할 수 있다(S354).
지도 생성부(140)는 일사량 모델에 기초하여 벡터화된 일사량 지도를 생성할 수 있다(S360).
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 일사량 지도 생성 방법에 대한 순서도이다.
도 4에서 설명하는 일사량 지도 생성 방법은 앞서 설명한 일사량 지도 생성 장치(100)를 이용하여 구현될 수 있다.
우선, 입력부(110)는 소정의 간격으로 배치된 복수의 지점에 대한 제1 일사량 정보를 제공하는 위성 영상을 입력받을 수 있다(S410).
그리고, 입력부(110)는 지상의 임의 지점에서 측정된 제2 일사량 정보를 입력받을 수 있다(S420).
구역 설정부(120)는 위성 영상에서 복수의 지점 중 적어도 3개의 제1 지점을 선택할 수 있다(S430).
구역 설정부(120)는 제1 지점을 연결하여 구역을 설정할 수 있다(S440).
모델 생성부(130)는 제1 지점의 제1 일사량 정보 및 설정된 구역에 포함된 지점의 일사량 정보에 기초하여 설정된 구역에 대한 일사량 모델을 생성할 수 있다(S450).
구체적으로, 모델 생성부(130)는 복수의 지점 중 설정된 구역에 포함된 제2 지점 및 임의 지점 중 설정된 구역에 포함된 제3 지점을 선택할 수 있다(S452).
모델 생성부(130)는 제2 지점의 제1 일사량 정보, 제3 지점의 제2 일사량 정보와 제1 지점의 제1 일사량 정보에 기초하여 설정된 구역에 대한 일사량 모델을 생성할 수 있다(S454).
지도 생성부(140)는 일사량 모델에 기초하여 벡터화된 일사량 지도를 생성할 수 있다(S460).
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 일사량 지도 생성 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 5a 내지 도 5c는 도 3의 일사량 지도 생성 방법에 대응할 수 있다.
우선, 도 5a를 참조하면, 입력부(110)는 소정의 간격으로 배치된 복수의 지점에 대한 제1 일사량 정보를 제공하는 위성 영상을 입력받을 수 있다. 소정의 간격은 x축에 따른 간격(dx) 및 y축에 따른 간격(dy)이 각각 설정될 수 있다. x축에 따른 간격(dx) 및 y축에 따른 간격(dy)은 서로 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다.
도 5b를 참조하면, 구역 설정부(120)는 위성 영상에서 복수의 지점 중 4개의 제1 지점(P11, P13, P31, P33)을 선택할 수 있다. 그리고, 구역 설정부(120)는 4개의 제1 지점(P11, P13, P31, P33)을 연결하여 구역(zone)을 설정할 수 있다.
도 5c를 참조하면, 모델 생성부(130)는 4개의 제1 지점(P11, P13, P31, P33)을 연결하여 설정된 구역(zone)에 포함된 5개의 제2 지점(P12, P21, P22, P23, P32)을 선택할 수 있다. 그리고, 모델 생성부(130)는 5개의 제2 지점(P12, P21, P22, P23, P32)의 제1 일사량 정보와 4개의 제1 지점(P11, P13, P31, P33)의 제1 일사량 정보에 기초하여 설정된 구역에 대한 일사량 모델을 생성할 수 있다. 즉, 이 경우, 9개 지점(P11, P12, P13, P21, P22, P23, P31, P32, P33)의 일사량 정보를 통해 일사량 모델이 생성될 수 있다.
그러면, 지도 생성부(140)는 일사량 모델에 기초하여 벡터화된 일사량 지도를 생성할 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 일사량 지도 생성 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 6a 내지 도 6c는 도 3의 일사량 지도 생성 방법에 대응할 수 있다.
우선, 도 6a를 참조하면, 입력부(110)는 소정의 간격으로 배치된 복수의 지점에 대한 제1 일사량 정보와 지상의 임의 지점에서 측정된 제2 일사량 정보를 입력받을 수 있다.
도 6b를 참조하면, 구역 설정부(120)는 위성 영상에서 복수의 지점 중 4개의 제1 지점(P11, P12, P21, P22)을 선택할 수 있다. 그리고, 구역 설정부(120)는 4개의 제1 지점(P11, P12, P21, P22)을 연결하여 구역(zone)을 설정할 수 있다.
도 6c를 참조하면, 모델 생성부(130)는 임의 지점 중 설정된 구역에 포함된 4개의 제3 지점(Pa, Pb, Pc, Pd)을 선택할 수 있다. 그리고, 모델 생성부(130)는 4개의 제3 지점(Pa, Pb, Pc, Pd)의 제2 일사량 정보와 4개의 제1 지점(P11, P12, P21, P22)의 제1 일사량 정보에 기초하여 설정된 구역에 대한 일사량 모델을 생성할 수 있다. 즉, 모델 생성부(130)는 8개 지점(P11, P12, P21, P22, Pa, Pb, Pc, Pd)의 일사량 정보를 통해 일사량 모델을 생성할 수 있다.
그러면, 지도 생성부(140)는 일사량 모델에 기초하여 벡터화된 일사량 지도를 생성할 수 있다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 일사량 지도 생성 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 7a 내지 도 7c는 도 4의 일사량 지도 생성 방법에 대응할 수 있다.
우선, 도 7a를 참조하면, 입력부(110)는 소정의 간격으로 배치된 복수의 지점에 대한 제1 일사량 정보와 지상의 임의 지점에서 측정된 제2 일사량 정보를 입력받을 수 있다.
도 7b를 참조하면, 구역 설정부(120)는 위성 영상에서 복수의 지점 중 3개의 제1 지점(P11, P13, P31)을 선택할 수 있다. 그리고, 구역 설정부(120)는 3개의 제1 지점(P11, P13, P31)을 연결하여 구역(zone)을 설정할 수 있다.
도 7c를 참조하면, 모델 생성부(130)는 3개의 제1 지점(P11, P13, P31)을 연결하여 설정된 구역(zone)에 포함된 3개의 제2 지점(P12, P21, P22)을 선택할 수 있다. 또한, 모델 생성부(130)는 임의 지점 중 설정된 구역에 포함된 6개의 제3 지점(Pa, Pb, Pc, Pd, Pe, Pf)을 선택할 수 있다. 그리고, 모델 생성부(130)는 3개의 제2 지점(P12, P21, P22)의 제1 일사량 정보, 6개의 제3 지점(Pa, Pb, Pc, Pd, Pe, Pf)의 제2 일사량 정보 및 3개의 제1 지점(P11, P13, P31)의 제1 일사량 정보에 기초하여 설정된 구역에 대한 일사량 모델을 생성할 수 있다. 즉, 모델 생성부(130)는 12개 지점(P11, P12, P13, P21, P22, P31, Pa, Pb, Pc, Pd, Pe, Pf)의 일사량 정보를 통해 일사량 모델을 생성할 수 있다.
그러면, 지도 생성부(140)는 일사량 모델에 기초하여 벡터화된 일사량 지도를 생성할 수 있다.
본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 일사량 지도 생성 장치
110 : 입력부
120 : 구역 설정부
130 : 모델 생성부
140 : 지도 생성부

Claims (14)

  1. 소정의 간격으로 배치된 복수의 지점에 대한 제1 일사량 정보를 제공하는 위성 영상을 입력받는 단계;
    상기 위성 영상에서 상기 복수의 지점 중 적어도 3개의 제1 지점을 선택하는 단계;
    상기 제1 지점을 연결하여 구역을 설정하는 단계;
    상기 제1 지점의 제1 일사량 정보 및 상기 설정된 구역에 포함된 지점의 일사량 정보에 기초하여 상기 설정된 구역에 대한 일사량 모델을 생성하는 단계; 그리고
    상기 일사량 모델에 기초하여 벡터화된 일사량 지도를 생성하는 단계;를 포함하고,
    지상의 임의 지점에서 측정된 제2 일사량 정보를 입력받는 단계;를 더 포함하되,
    상기 일사량 모델을 생성하는 단계는,
    상기 복수의 지점 중 상기 설정된 구역에 포함된 제2 지점, 또는 상기 임의의 지점 중 상기 설정된 구역에 포함된 제3 지점 중 적어도 하나를 선택하는 단계; 및
    상기 제2 지점의 제1 일사량 정보 또는 상기 제3 지점의 제2 일사량 정보 중 적어도 하나와 상기 제1 지점의 제1 일사량 정보에 기초하여 상기 설정된 구역에 대한 일사량 모델을 생성하는 단계;를 포함하고,
    상기 제1 일사량 정보 및 상기 제2 일사량 정보는,
    상기 소정의 간격으로 배치된 복수의 지점 및 지상의 임의 지점의 좌표값 및 일사량을 포함하며,
    상기 일사량 모델을 생성하는 단계는,
    아래의 수학식을 이용하여 상기 일사량 모델을 산출하는 일사량 지도 생성 방법;
    Figure 112023024521148-pat00007

    여기서, I는 일사량을 의미하고, x는 일사량 지도의 x축 좌표값을 의미하고, y는 상기 일사량 지도의 y축 좌표값을 의미하고, a는 계수값을 의미하고, m 및 n은 각각 x 및 y에 대한 기 설정된 차수를 의미한다.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 일사량 모델을 생성하는 단계는,
    상기 제2 지점의 제1 일사량 정보 또는 상기 제3 지점의 제2 일사량 정보 중 적어도 하나와 상기 제1 지점의 제1 일사량 정보에 기초하여 상기 계수값을 산출하는 일사량 지도 생성 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 일사량 모델을 생성하는 단계는,
    아래의 수학식을 이용하여 상기 계수값을 산출하는 일사량 지도 생성 방법;
    Figure 112021051904309-pat00008

    여기서, a는 상기 계수를 의미하고, 상기 x는 x축 좌표값을 의미하고, y는 y축 좌표값을 의미하고, I는 일사량을 의미하고, l은 상기 제1 지점, 상기 제2 지점 및 상기 제3 지점의 인덱스를 의미한다.
  8. 소정의 간격으로 배치된 복수의 지점에 대한 제1 일사량 정보를 제공하는 위성 영상을 입력받는 입력부;
    상기 위성 영상에서 상기 복수의 지점 중 적어도 3개의 제1 지점을 선택하고, 상기 제1 지점을 연결하여 구역을 설정하는 구역 설정부;
    상기 제1 지점의 제1 일사량 정보 및 상기 설정된 구역에 포함된 지점의 일사량 정보에 기초하여 상기 설정된 구역에 대한 일사량 모델을 생성하는 모델 생성부; 그리고
    상기 일사량 모델에 기초하여 벡터화된 일사량 지도를 생성하는 지도 생성부;를 포함하고,
    상기 입력부는,
    지상의 임의 지점에서 측정된 제2 일사량 정보를 입력받되,
    상기 모델 생성부는,
    상기 복수의 지점 중 상기 설정된 구역에 포함된 제2 지점, 또는 상기 임의의 지점 중 상기 설정된 구역에 포함된 제3 지점 중 적어도 하나를 선택하고,
    상기 제2 지점의 제1 일사량 정보 또는 상기 제3 지점의 제2 일사량 정보 중 적어도 하나와 상기 제1 지점의 제1 일사량 정보에 기초하여 상기 설정된 구역에 대한 일사량 모델을 생성하고,
    상기 제1 일사량 정보 및 상기 제2 일사량 정보는,
    상기 소정의 간격으로 배치된 복수의 지점 및 지상의 임의 지점의 좌표값 및 일사량을 포함하며,
    상기 모델 생성부는,
    아래의 수학식을 이용하여 상기 일사량 모델을 생성하는 일사량 지도 생성 장치;
    Figure 112023024521148-pat00009

    여기서, I는 일사량을 의미하고, x는 일사량 지도의 x축 좌표값을 의미하고, y는 상기 일사량 지도의 y축 좌표값을 의미하고, a는 계수값을 의미하고, m 및 n은 각각 x 및 y에 대한 기 설정된 차수를 의미한다.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제8항에 있어서,
    상기 모델 생성부는,
    상기 제2 지점의 제1 일사량 정보 또는 상기 제3 지점의 제2 일사량 정보 중 적어도 하나와 상기 제1 지점의 제1 일사량 정보에 기초하여 상기 계수값을 산출하는 일사량 지도 생성 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 모델 생성부는,
    아래의 수학식을 이용하여 상기 계수값을 산출하는 일사량 지도 생성 장치;
    Figure 112021051904309-pat00010

    여기서, a는 상기 계수를 의미하고, 상기 x는 x축 좌표값을 의미하고, y는 y축 좌표값을 의미하고, I는 일사량을 의미하고, l은 상기 제1 지점, 상기 제2 지점 및 상기 제3 지점의 인덱스를 의미한다.
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