KR20030030498A - 3차원 지리정보 처리방법 및 그 장치 - Google Patents

3차원 지리정보 처리방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 3차원 지리정보 데이터에서 고도정보를 압축해서 축척별로 고유한 표현방법과 저장방식을 가지는 데이터베이스를 구성하기 위한 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 소정의 축척을 가지는 제1도엽을 적어도 2가지 이상으로 설정된 목표축척에 따라 복수의 제2도엽으로 분할하는 단계; 상기 제1도엽을 구성하는 제1셀들이 각각 표시하는 영역에 해당하는 제1고도정보들을 추출하는 단계; 상기 목표축척과 상기 제1도엽의 축척간의 관계에 기초하여 상기 제2도엽을 구성하는 제2셀들의 갯수를 상기 제1셀들에 대응하도록 결정하는 단계; 상기 제2셀들이 각각 표시하는 영역에 해당하는 제2고도정보들을 상기 제1고도정보들로부터 생성하는 단계; 상기 목표축척별로 상기 제2고도정보들을 포함하는 상기 복수의 제2도엽을 한 그룹으로 분류하여 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하며, 3차원 고도정보를 축척별로 일정한 그리드단위의 크기를 가지도록 도엽을 분할하고, 또 원 도엽에서 알 수 있는 고도정보를 압축해서 저장하여 3차원 지리정보를 체계적으로 구성함으로써, 사용자가 원하는 지점의 고도를 포함하는 지리정보를 보다 적은 데이터크기를 가지면서 제공할 수 있게 된다.

Description

3차원 지리정보 처리방법 및 그 장치{Method for processing 3 dimensional geographical informations and system thereof}
본 발명은 3차원 지리정보 데이터에서 고도정보를 압축해서 축척별로 고유한표현방법과 저장방식을 가지는 데이터베이스를 구성하기 위한 방법 및 그 장치 그리고 상기의 데이터베이스를 인터넷등 컴퓨터통신망을 통하여 사용자에게 제공하기 위한 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
현재 3차원 지리정보는 일정한 축척의 큰 그리드 값을 가지는 데이터형태로 제공된다. 그로 인하여 고도를 포함하는 입체적 지리정보를 이용하기 위하여는 그 데이터처리에 많은 시간이 필요한 실정이다. 또한 3차원 지리정보의 데이터 크기 때문에 인터넷을 통한 지리정보 서비스는 지도정보 데이터를 단지 2차원적으로 제공하고 있다. 3차원을 전부 표현하기 위한 데이터로 제공하기 위하여는 그 데이터양이 너무 커서 현재의 인터넷 전송 대역폭으로는 서비스를 원할하게 제공할 수 없고 또한 사용자는 접속속도가 너무 느려서 그 사용을 기피할 수 밖에 없는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 일정한 축척을 가지면서 큰 그리드 값을 가지는 원래의 도엽을 축척별로 동일한 그리드 값을 가지도록 하면서 분할하여 그 분할된 도엽들을 트리형태로 데이터베이스화하여 저장하는 3차원 지리정보 처리방법 및 그 장치, 그리고 이 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 3차원 지리정보 처리방법에 의하여 생성된 데이터베이스에 저장된 지리정보를 인터넷을 통하여 사용자에게 제공하기 위한 방법 및 시스템, 그리고 이 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 있다.
도 1은 3차원 지리정보를 데이터베이스화하는 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 2는 도 1의 흐름에 의하여 분할된 도엽들의 예를 보여주는 도면이다.
도 3은 분할된 도엽들이 가지는 데이터의 헤더의 구성을 보여주는 도면이다.
도 4a 내지 도 4d는 원 도엽이 가지는 고도데이터가 축척별로 변환된 것을 보여주는 도면이다.
도 5는 데이터베이스화된 3차원 지리정보가 인터넷을 통하여 제공되는 흐름을 보여주는 흐름도이다.
도 6은 데이터베이스화된 3차원 지리정보를 인터넷을 통하여 제공하기 위한 시스템 구성을 보여주는 도면이다.
도 7a내지 도 7f는 압축된 3차원 지리정보데이터가 디스플레이되는 예를 보여주는 도면이다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 3차원 지리정보 처리 방법은 소정의 축척을 가지는 제1도엽을 적어도 2가지 이상으로 설정된 목표축척에 따라 복수의 제2도엽으로 분할하는 단계; 상기 제1도엽을 구성하는 제1셀들이 각각 표시하는 영역에 해당하는 제1고도정보들을 추출하는 단계; 상기 목표축척과 상기 제1도엽의 축척간의 관계에 기초하여 상기 제2도엽을 구성하는 제2셀들의 갯수를 상기 제1셀들에 대응하도록 결정하는 단계; 상기 제2셀들이 각각 표시하는 영역에 해당하는 제2고도정보들을 상기 제1고도정보들로부터 생성하는 단계; 상기 목표축척별로 상기 제2고도정보들을 포함하는 상기 복수의 제2도엽을 한 그룹으로 분류하여 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 3차원 지리정보 처리 장치는 소정의 축척을 가지는 제1도엽을 적어도 2가지 이상으로 설정된 목표축척에 따라 복수의 제2도엽으로 분할하는 지도데이터분할부; 상기 제1도엽을 구성하는 제1셀들이 각각 표시하는 영역에 해당하는 제1고도정보들을 추출하고, 상기 목표축척과 상기 제1도엽의 축척간의 관계에 기초하여 상기 제2도엽을 구성하는 제2셀들의 갯수를 상기 제1셀들에 대응하도록 결정하고, 상기 제2셀들이 각각 표시하는 영역에 해당하는 제2고도정보들을 상기 제1고도정보들로부터 압축한 후 생성하여 상기 제2도엽의 식별자, 지리적 위치, 셀간 간격을 포함하는 헤더를 부가하여 상기제2도엽을 데이터화하는 고도데이터처리부; 상기 목표축척별로 상기 제2고도정보들을 포함하는 상기 복수의 제2도엽을 한 그룹으로 분류하여 저장하는 고도데이터저장부; 상기 제2고도정보에 의하여 표현되는 지점의 상세정보를 가지는 속성저장부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 3차원 지리정보 제공방법은 소정의 축척을 가지는 제1도엽으로부터 목표축척에 따라 복수의 제2도엽으로 분할하고, 상기 제1도엽이 가지는 제1고도정보를 압축하여 상기 복수의 제2도엽이 표현하는 영역의 고도를 지시할 수 있도록 제2고도정보를 형성해서 상기 목표축척별로 상기 복수의 제2도엽을 저장하는 단계; 사용자가 특정지역의 지리정보를 요구하면 상기 사용자가 요구하는 축척에 따라 상기 특정지역이 속하는 상기 제2도엽중 적어도 하나를 추출하는 단계; 사용자에게 상기 제2도엽과 상기 제2고도정보를 표현할 수 있는 수단을 함께 제공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 다른 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 3차원 지리정보 처리장치는 소정의 축척을 가지는 제1도엽을 적어도 2가지 이상으로 설정된 목표축척에 따라 복수의 제2도엽으로 분할하는 지도데이터분할부;
상기 제1도엽을 구성하는 제1셀들이 각각 표시하는 영역에 해당하는 제1고도정보들을 추출하고, 상기 목표축척과 상기 제1도엽의 축척간의 관계에 기초하여 상기 제2도엽을 구성하는 제2셀들의 갯수를 상기 제1셀들에 대응하도록 결정하고, 상기 제2셀들이 각각 표시하는 영역에 해당하는 제2고도정보들을 상기 제1고도정보들로부터 압축하여 생성한 후 상기 제2도엽의 식별자, 지리적 위치, 셀간 간격을 포함하는 헤더를 부가하여 상기 제2도엽을 데이터화하는 고도데이터처리부; 및
상기 목표축척별로 상기 제2고도정보들을 포함하는 상기 복수의 제2도엽을 한 그룹으로 분류하여 저장하는 고도데이터저장부를 포함하고, 상기 지점의 디스플레이를 원하는 사용자가 처음 접속하는 경우에는 상기 압축된 제2고도정보를 표현할 수 있는 수단과 상기 사용자가 요구하는 지리정보를 송신하여주는 서버; 상기 제2고도정보에 의하여 표현되는 지점의 상세정보를 가지는 속성데이터베이스; 상기 수단을 구비하고 인터넷을 통하여 상기 지리정보를 획득하는 사용자 컴퓨터로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 3차원 지리정보를 데이터베이스화하는 과정을 보여주는 흐름도이며, 도 2는 도 1의 흐름에 의하여 분할된 도엽들의 예를 보여주는 도면이다. 한편 도 3은 분할된 도엽들이 가지는 데이터의 헤더의 구성을 보여주는 도면이다. 그리고 도 4a 내지 도 4d는 원 도엽이 가지는 고도데이터가 축척별로 변환된 것을 보여주는 도면이다.
일반적으로 제공되는 상용 디지털 3차원 지형데이터는 1/50,000의 축척을 가지면서 900*900 그리드로 분할된 도엽(mesh)의 형태를 표현한다. 이 때 도엽은 일정한 간격을 가지는 복수의 동일한 수의 그리드로 지도를 상하좌우로 분할하였을 때 발생하는 셀들의 집합으로 구성되는 일정한 면적을 표시하는 지도의 일부이다.하나의 도엽을 표시하는 지형데이터에는 그 도엽의 좌측 상단의 시작점의 위도, 경도값, 그리고 그 도엽을 분할하는 그리드의 갯수등의 정보가 헤더데이터로 부가되며, 각 셀(cell, 수평과 수직 그리드에 의하여 발생하는 일정한 지역을 표시하는 것으로서 정방형을 이루며 도엽을 구성하는 하나의 단위가 된다)이 표시하는 지역의 고도값들을 바디(body)로 가진다. 그러므로 900*900 그리드의 원도엽(이하, "제1도엽"이라고 함)에는 81*104개의 셀이 있게 된다. 이러한 제1도엽들을 순차적으로 결합하면 일정한 지역(예를들면 한국)의 지도가 형성된다. 그러나 하나의 제1도엽이 가지는 디지털 3차원 지형데이터의 크기가 약 1.6MBytes나 되기 때문에 온라인으로 실시간 처리하는데 문제가 생기게 되므로 그 처리방법의 개선이 요구된다.
그러므로 우선 지도데이터 분할부(611)는 상용 디지털 3차원 지리정보를 수신하여(101단계) 제1도엽을 분할하는 단계(103)를 거치게 된다. 이하 103단계를 상세히 설명한다. 지도데이터 분할부(611)는 수신한 제1도엽을 소정의 그리드 값(예를 들면 300)을 가지는 제2도엽으로 축척에 무관하게 균등분할한다. 여기서 축척에 무관하게 균등분할한다는 의미는 목표로 하는 축척이 어떠하든지간에 상기 그리드 값(예를 들면 300)만큼 제1도엽을 상하좌우로 분할한다는 것을 말한다. 이하 분할하는 과정을 자세히 살펴본다. 300의 그리드 값을 가지는 제2도엽은 300*300개 즉 9*104개의 제2셀을 가지게 된다. 도 2를 보면서 분할된 도엽간의 관계를 알아본다. 도 2는 변환되기 전 3차원 지형데이터의 도엽구조와 변환된 후의 하나의 제1도엽당 축척별로 생성되는 제2도엽에 의하여 표현되는 도면들을 개념적으로 표현한 것이다. 도 2를 참조하기 위하여, 분할하기위한 지도(210)는 각각 900*900개의 제1셀을 가지는 1/50,000 축척의 9개의 제1도엽으로 이루어져있다고 가정한다. 축척에 상관없이 제2도엽들은 모두 300*300개의 셀을 가지도록 균등분할한 결과 제1도엽과 동일한 축척의 제2도엽(203)은 1장의 도면으로 제1도엽과 동일하게 표현된다. 제1도엽(210)을 1/25,000축척으로 표현하도록 하기 위하여는 300*300개의 셀을 가지는 4장의 제2도엽(205)으로서 동일한 영역을 담당하도록 균등분할한다. 또 1/10,000축척을 가지도록 하기 위해서는 300*300개의 셀을 가지는 25장의 제2도엽(207)이 제1도엽과 동일한 영역을 담당하도록 균등분할한다. 그리고 1/5,000축척을 가지도록 하기 위해서는 300*300개의 셀을 가지는 100장의 제2도엽(209)이 제1도엽과 동일한 영역을 담당하도록 균등분할한다. 변환되는 과정을 도 3을 참조하여 설명한다. 이와같이 축척별로 변환하기 위하여 제1도엽(210)을 균등분할하게 되면 셀수가 달라지므로 제1도엽(210)을 구성하는 셀이 표현하는 영역의 각 고도데이터를 제2도엽들(203,205,207,209)을 구성하는 셀이 표현하는 영역의 고도데이터로 변환할 필요가 있는데, 이 때 선형보간법을 적용하는 것이 바람직하다. 먼저 제1도엽과 동일한 1/50,000 축척의 제2도엽으로 분할하고 고도데이터를 변환하는 과정을 도 4a내지 도 4d를 참조하면서 살펴본다. 이 경우 제1도엽(400)의 9개의 셀들(401)이 제2도엽(410)의 1개 셀(411)로 변환되어야 하는데, 예를들면 이 경우 9개 셀이 표현하는 영역의 각 고도값의 평균값으로 산출한다. 도 4에 표현된 값으로 계산하여 보면에 의하여 381미터(411)가 된다. 이와같은 방식으로 900*900개의 셀이 300*300개의 셀로 변환된다. 다음으로 1/50,000 축척의 제1도엽(420)을 1/25,000축척의 제2도엽(440)으로 변환하는 과정을 살펴본다. 1/25,000축척으로 하기 위해서는 도 2의 205처럼 4장의 제2도엽이 필요하므로 4등분을 하게 되는데, 제1도엽이 가로,세로 각각 900그리드이므로 가로, 세로 2등분을 하면 450그리드가 된다. 따라서 300그리드를 가지는 제2도엽(440)으로 만들기 위해서는 도 4의 430처럼 900*900개의 셀로 1차변환할 필요가 있다. 이를 위하여 제1도엽(420)에서 인접한 4개의 셀들(421)을 이용하여 새로운 9개의 중간셀들(431)을 생성한다. 이 때 중간에 생성되는 셀이 가지는 고도데이터는 4개의 셀들(421)을 9개로 분할하기 위하여 원래의 도엽에 수직,수평으로 내린 그리드선에 의하여 분할됨으로써 차지하는 영역의 비율에 따라 가중치를 두어 생성한다. 이렇게 생성된 900*900개의 셀들은 위에서 설명한 동일한 축척으로 변환되는 것과 동일한 과정을 거치면 1/25,000의 축척을 가지는 제2도엽(440)으로 변환되게 된다.
다음으로 1/10,000축척으로 변환하는 과정을 살펴본다. 1/10,000축척을 가지는 경우에는 25장의 제2도엽(207,470)을 형성하여야한다. 이 경우 원도엽을 가로,세로 각각 5등분을 할 필요가 있는데, 그렇게 되면 제1도엽이 가로,세로 각각 900그리드이므로 균등분할한 결과는 가로,세로 각 180그리드가 된다. 따라서 300그리드를 가지는 제2도엽(470)으로 만들기 위해서는 도 4의 461처럼 900*900개의 셀로 1차변환할 필요가 있는데, 이를 위하여 제1도엽(450)에서 인접한 4개의 셀들(451)을 이용하여 상기 4개의 셀들의 좌우상하 셀간의 새로운 중간셀 4개를 생성하여 36개의 셀들(461)을 만든다. 이후의 과정은 상기 1/50,000축척으로 변환하는 과정과동일하며, 그 결과 도 4에 주어진 수치값으로 보면 383미터의 고도값을 가지는 셀(471)로 변환된다.
마지막으로 1/5,000축척으로 변환하는 과정을 살펴본다. 1/5,000축척을 가지는 경우에는 100장의 제2도엽(209,499)을 형성하여야한다. 이 경우 원도엽을 가로,세로 각각 10등분을 할 필요가 있는데, 그렇게 되면 제1도엽이 가로,세로 각각 900그리드이므로 균등분할한 결과는 가로,세로 각 90그리드가 된다. 따라서 300그리드를 가지는 제2도엽(499)으로 만들기 위해서는 도 4의 490처럼 900*900개의 셀로 1차변환할 필요가 있는데, 이를 위하여 제1도엽(480)에서 인접한 4개의 셀들(481)을 이용하여 상기 4개의 셀들의 상하좌우셀간 각각 새로운 중간셀 9개(491)를 생성한다. 이후의 과정은 상기 1/50,000축척으로 변환하는 과정과 동일하며, 그 결과 384미터의 고도값을 가지는 셀(495)로 변환된다(105단계).
한편 각 셀이 표현하는 고도값을 디지털 데이터로 저장하기 위하여 2가지 방식으로 압축한다. 먼저 무손실방식으로 셀이 담당하는 영역의 고도를 나타내기 위하여 0미터에서 2750미터까지(한국의 지형을 표현하는 경우의 예임)는 11미터 간격으로 나누어 8비트를 사용해서 표현하고(따라서 28개의 높이를 표현할 수 있다), 상기 8비트로 표현되지 못한 높이는 다시 4비트를 이용하여 1미터 간격으로 표현한다. 그 결과 원래 제공되는 상용 디지털 3차원 지리데이터가 2바이트로 고도를 표현하는 것에 비하여 4비트를 압축할 수 있게 되는 것이다. 또한 다른 하나는 손실방식으로서 상기의 무손실방식과는 달리 2바이트를 차지하는 상용 디지털 3차원 지리데이터에 데이터 압축 알고리즘을 적용하여(런 렝스 인코딩(Run LengthEncoding)을 적용하는 것이 바람직하다), 고도 데이터의 평균과 차이로서 각 셀이 표현하는 영역의 고도를 나타냄으로써 무손실방식에 비하여 평균적으로 50%이상의 데이터 크기를 감소시킬 수 있다. 결국 이러한 2가지 방식에 의하여 제2도엽을 형성하는 셀이 담당하는 영역의 고도를 저장함으로써 사용자가 요구하는 정밀도 및 접속속도에 맞추어 지리정보를 제공할 수 있다(107단계).
저장부(617)는 상기의 과정을 거쳐 생성된 제2도엽들(203,205,207,209)을 체계적으로 저장하기 위하여 제2도엽의 각각에 부가되는 도 3의 헤더값을 조절하여 공간인덱스를 구성함으로써 제1,2도엽들간의 상관관계를 형성한다. 이는 특정위치의 고도정보를 빠르게 탐색하기 위한 것으로서 기본적으로 축척 및 탐색하고자 하는 지역에 맞도록 구성된다. 공간인덱스는 1/50,000축척의 도엽을 기준으로 하여 구성하는데, 그 헤더는 301에 보였다. 301에서 ID는 전체지도를 구성하는 몇 번째 도엽인지를 지시하며, 최상단경도와 최상단위도는 당해 도엽의 맨좌측상단이 시작하는 물리적인 실제 지점의 경도값과 위도값을 나타낸다. 또한 그리드수는 당해 도엽의 그리스수를 나타내는 것으로서 위에서 설명한 예로 적용하면 900의 값을 가지게 된다.
한편 위에서 설명한 바와 같이 축척별로 분할된 제2도엽들에 해당하는 헤더들(303,305,307)이 형성되는데, 구성요소를 보면 SID는 변환된 제2도엽의 축척에 따른 종류를 나타낸다. MeshID는 당해 축척에 해당하는 도엽의 일련번호를 나타내므로, 1/50,000축척의 경우에는 하나의 값만을 가지게 되며, 1/25,000축척의 경우에는 4장의 제2도엽으로 형성이 되므로 1부터 4까지의 값을, 1/10,000축척의 경우에는 25장의 제2도엽으로 이루어지므로 1부터 25까지의 값을, 1/5,000축척의 경우에는 100장의 제2도엽으로 이루어지므로 1부터 100까지의 값을 가짐으로써, 각 제2도엽이 몇번째 것인가를 알 수 있게된다. 최상단경도와 최상단위도는 해당하는 도엽의 좌측상단셀이 담당하는 실제 지점의 경도와 위도를 나타낸다. 한편 LossFlag는 위에서 설명한 두 가지 압축방식중 어느 것을 사용한 것인가를 표시한다. 예로서 1의 값인 경우에는 무손실방식, 0의 값인 경우에는 손실방식으로 고도가 표현된 도엽이라는 것을 지시한다.
각각의 제2도엽들은 상기와 같은 헤더가 부가되어 도 3에서 알 수 있는 것과 같이 제1도엽이 담당하는 지역을 분할하여 나타내고, 또 순차적으로 축척별로 공간인덱싱구조를 가지게 구성되므로, 사용자가 원하는 지점과 축척에 해당하는 도엽을 헤더의 SID, MeshID, LossFlag를 참조하여 빠른 시간안에 검색하여 출력할 수 있게 된다(109단계).
속성 DB(615)는 지도상에 존재하는 특정건물이나 구조물의 상세정보(예를 들면 층수)를 담고 있어서 사용자가 원하는 경우에는 자세한 정보를 제공할 수 있게 한다.
다음으로 상기와 같은 지리정보를 인터넷을 통하여 전달하는 일 실시예에 대하여 설명한다. 도 5는 데이터베이스화된 3차원 지리정보가 인터넷을 통하여 제공되는 흐름을 보여주는 흐름도이며, 도 6은 데이터베이스화된 3차원 지리정보를 인터넷을 통하여 제공하기 위한 시스템 구성을 보여주는 도면이다.
먼저 서버(610)는 위에서 설명한 도 1의 흐름도와 같은 과정을 거쳐 3차원디지털 지도데이터를 공간인덱스 데이터베이스화한다(501단계). 이러한 데이터를 가지고 있는 서버에 사용자 컴퓨터(630)가 인터넷과 같은 컴퓨터 통신망(620)을 통하여 자료요구를 하게 되면, 그 접속시도가 최초의 것인지를 판단한다(503). 최초의 것이면 서버가 저장하고 있는 지리정보 데이터를 사용자 컴퓨터(630)화면상에서 디스플레이하기 위한 응용프로그램(예를들면 마이크로소프트 윈도우에서 실행되는 응용프로그램에서 사용되기 위해 만들어질 수 있는 OCX 프로그램)을 먼저 사용자 컴퓨터(630)로 보내준다(505). 처음 접속하는 것이 아니면 이미 상기 프로그램이 설치되어 있는 상황이므로 사용자가 요구하는 데이터만 보내 주면 된다(507). 결국 사용자 컴퓨터가 요구하는 지점, 원하는 축척, 그리고 정밀도에 따라 해당하는 제2도엽중의 하나를 송신하면 되므로, 원래의 제1도엽이 가지고 있는 데이터 크기보다 작은 크기로 원하는 데이터를 온 라인상에서도 훨씬 빠른 속도로 한정된 대역폭하에서 송신할 수 있어 효율적으로 지도데이터를 디스플레이할 수 있게 된다(509). 마지막으로 임의지점의 고도값을 판독하는 방법을 알아본다. 고도값은 일정한 그리드 간격을 가지는 셀단위로 나타나 있으므로, 모든 고도점에 대한 위치정보(즉 위도(x), 경도(y))를 가질 필요가 없다. 왜냐하면 단지 해당되는 위치가 전체의 몇번째 셀인지를 알면 그 위치의 x,y좌표를 계산할 수 있기 때문이다. 임의의 위치를 T라고 하고 이 지점의 고도값을 찾는다고 가정한다. Ox, Oy를 각각 T가 속한 제2도엽의 위치 좌표(즉 당해 제2도엽의 좌측상단의 시작위치가 나타내는 좌표), Dx, Dy를 각 축별 그리드간 실제거리, N을 그리드의 갯수라고 하고, P(i,j)를 T가 위치한 제2도엽내의 셀의 위치, P(x,y)를 P(i,j)에 대한 실제 지리적 좌표값을 나타낸다고 하면, Pi,Pj는 다음의 수학식1처럼, Px,Py는 다음의 수학식 2처럼 구할 수 있다.
여기서 %는 분모로 나눈 나머지를 취하는 연산을 말한다.
따라서 모든 고도 데이터 표현은 제2도엽의 원점좌표, 그리드 간의 실제거리, 그리드 수등을 표현하는 헤더에 포함되어 있는 기본 정보와 해당되는 셀의 고도값 정보들로써 알 수 있다.
도 7a 내지 도 7f는 압축된 3차원 지리정보데이터가 디스플레이되는 예를 보여주는 도면이다. 701은 변환 및 압축하기 전의 원래의 데이터(즉 제1도엽)로 디스플레이된 모습이고, 703, 705는 701과 동일한 1/50,000축척의 각각 무손실방식과 손실방식에 의하여 압축된 데이터에 따라 디스플레이된 모습이다. 이를 보면 알 수 있듯이 축소된 화면에서는 300*300개의 셀로 변환된다 하더라도 원래의 제1도엽이 나타내는 것과 차이를 느낄 수가 없다. 그 이유는 축소된 상태에서 화면에 표현하는 크기가 작아지므로 데이터의 해상도(resolution)을 다 표현하지 못하기 때문이다. 한편 709,710,720은 각각 701,703,705의 좌측 상단을 1/5000축척으로 확대한모습이다. 사용자가 일부 지역의 확대를 요청할 때 그 축척에 해당하는 제2도엽을 표현함으로써, 변환전의 고도정보를 근사하게 제공할 수 있다. 다만 손실방식의 경우 데이터의 압축을 위해 고도의 정확도를 줄여서 표현함으로써 약간의 왜곡된 모습을 보이고 있다. 확대된 그림(711,721)에서 보는 바와 같이 무손실방식의 경우 고도값이 거칠게 표현되어있고, 손실방식의 경우 표현되는 단위를 줄임으로써 보다 넓고 유연하게 처리되어 디스플레이되는 것을 알 수 있다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플라피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 3차원 지리정보 제공 방법 및 그 장치에 의하면, 3차원 고도정보를 축척별로 일정한 그리드단위의 크기를 가지도록 도엽을 분할하고, 또 원 도엽에서 알 수 있는 고도정보를 손실방식 및 무손실방식으로 압축해서 저장하여 3차원 지리정보를 체계적으로 구성함으로써, 사용자가 원하는 지점의 고도를 포함하는 지리정보를 원하는 정밀도에 따라 보다 적은 데이터크기를 가지면서 제공할 수 있게 된다.
또한 상기의 지리정보를 인터넷과 같은 컴퓨터 통신망을 이용하여 제공하는 경우에는 본 발명에 의한 압축방법 및 데이터구조를 이용하여 사용자에게 실시간으로 제공할 수 있으므로 기존의 방식에 의한 속도문제를 해결할 수 있다.
그리고 본 발명에 의한 3차원 지리정보 처리 및 제공방법을 적용하면 고도데이터를 실시간으로 전송할 수 있으므로 IMT2000등 무선인터넷이 활성화되면 일반적인 다른 응용시스템을 구현하는데에도 적용할 수 있다.

Claims (12)

  1. (a) 소정의 축척을 가지는 제1도엽을 적어도 2가지 이상으로 설정된 목표축척에 따라 복수의 제2도엽으로 분할하는 단계;
    (b) 상기 제1도엽을 구성하는 제1셀들이 각각 표시하는 영역에 해당하는 제1고도정보들을 추출하는 단계;
    (c) 상기 목표축척과 상기 제1도엽의 축척간의 관계에 기초하여 상기 제2도엽을 구성하는 제2셀들의 갯수를 상기 제1셀들에 대응하도록 결정하는 단계;
    (d) 상기 제2셀들이 각각 표시하는 영역에 해당하는 제2고도정보들을 상기 제1고도정보들로부터 생성하는 단계; 및
    (e) 상기 목표축척별로 상기 제2고도정보들을 포함하는 상기 복수의 제2도엽을 한 그룹으로 분류하여 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 지리정보 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (c)단계는
    상기 목표축척에 무관하게 상기 제2셀들의 갯수를 동일하게 하여 상기 제2도엽을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 지리정보 처리 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (d)단계는
    상기 제2고도정보와 함께 상기 목표축척별로 상기 제2도엽의 식별자, 지리적인 시작위치와 상기 제2셀들의 갯수를 포함하는 정보를 함께 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 지리정보 처리 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (d)단계는
    상기 목표축척별로 정밀도를 구분하여 상기 제1고도정보를 압축하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 지리정보 처리 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 (d)단계는
    상기 제1고도정보를 소정의 비트수로 소정의 높이간격을 표현하고, 상기 높이간격에 의하여 표현되지 아니한 보다 작은 높이간격을 상기 소정의 비트수보다 작은 비트수로 표현하여 상기 제1고도정보를 표현한 원래의 비트수보다 작은 비트수로 상기 제2고도정보를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 지리정보 처리 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 (d)단계는
    상기 제1고도정보에 의하여 표현되는 지점의 고도의 평균과 차이로 상기 제1고도정보를 압축하여 상기 제2고도정보를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 지리정보 처리 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 (e)단계는
    제5항 혹은 제6항에 의하여 생성된 상기 제2고도정보를 상기 목표축척별로 요구되는 정밀도에 따라 제공할 수 있도록 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 지리정보 처리 방법.
  8. (a) 소정의 축척을 가지는 제1도엽으로부터 목표축척에 따라 복수의 제2도엽으로 분할하고, 상기 제1도엽이 가지는 제1고도정보를 압축하여 상기 복수의 제2도엽이 표현하는 영역의 고도를 지시할 수 있도록 제2고도정보를 형성해서 상기 목표축척별로 상기 복수의 제2도엽을 저장하는 단계;
    (b) 사용자가 특정지역의 지리정보를 요구하면 상기 사용자가 요구하는 축척에 따라 상기 특정지역이 속하는 상기 제2도엽중 적어도 하나를 추출하는 단계;
    (c) 사용자에게 상기 제2도엽과 상기 제2고도정보를 표현할 수 있는 수단을 함께 제공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 지리정보 처리 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 (a)단계는
    (a1) 소정의 축척을 가지는 제1도엽을 적어도 2가지 이상으로 설정된 목표축척에 따라 복수의 제2도엽으로 분할하는 단계;
    (a2) 상기 제1도엽을 구성하는 제1셀들이 각각 표시하는 영역에 해당하는 제1고도정보들을 추출하는 단계;
    (a3) 상기 목표축척과 상기 제1도엽의 축척간의 관계에 기초하여 상기 제2도엽을 구성하는 제2셀들의 갯수를 상기 제1셀들에 대응하도록 결정하는 단계;
    (a4) 상기 제2셀들이 각각 표시하는 영역에 해당하는 제2고도정보들을 상기 제1고도정보들로부터 생성하는 단계;
    (a5) 상기 목표축척별로 상기 제2고도정보들을 포함하는 상기 복수의 제2도엽을 한 그룹으로 분류하여 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 지리정보 처리 방법.
  10. 소정의 축척을 가지는 제1도엽을 적어도 2가지 이상으로 설정된 목표축척에 따라 복수의 제2도엽으로 분할하는 지도데이터분할부;
    상기 제1도엽을 구성하는 제1셀들이 각각 표시하는 영역에 해당하는 제1고도정보들을 추출하고, 상기 목표축척과 상기 제1도엽의 축척간의 관계에 기초하여 상기 제2도엽을 구성하는 제2셀들의 갯수를 상기 제1셀들에 대응하도록 결정하고, 상기 제2셀들이 각각 표시하는 영역에 해당하는 제2고도정보들을 상기 제1고도정보들로부터 압축한 후 생성하여 상기 제2도엽의 식별자, 지리적 위치, 셀간 간격을 포함하는 헤더를 부가하여 상기 제2도엽을 데이터화하는 고도데이터처리부;
    상기 목표축척별로 상기 제2고도정보들을 포함하는 상기 복수의 제2도엽을 한 그룹으로 분류하여 저장하는 고도데이터저장부;
    상기 제2고도정보에 의하여 표현되는 지점의 상세정보를 가지는 속성저장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 지리정보 처리 장치.
  11. 소정의 축척을 가지는 제1도엽을 적어도 2가지 이상으로 설정된 목표축척에 따라 복수의 제2도엽으로 분할하는 지도데이터분할부;
    상기 제1도엽을 구성하는 제1셀들이 각각 표시하는 영역에 해당하는 제1고도정보들을 추출하고, 상기 목표축척과 상기 제1도엽의 축척간의 관계에 기초하여 상기 제2도엽을 구성하는 제2셀들의 갯수를 상기 제1셀들에 대응하도록 결정하고, 상기 제2셀들이 각각 표시하는 영역에 해당하는 제2고도정보들을 상기 제1고도정보들로부터 압축하여 생성한 후 상기 제2도엽의 식별자, 지리적 위치, 셀간 간격을 포함하는 헤더를 부가하여 상기 제2도엽을 데이터화하는 고도데이터처리부; 및
    상기 목표축척별로 상기 제2고도정보들을 포함하는 상기 복수의 제2도엽을 한 그룹으로 분류하여 저장하는 고도데이터저장부를 포함하고, 상기 지점의 디스플레이를 원하는 사용자가 처음 접속하는 경우에는 상기 압축된 제2고도정보를 표현할 수 있는 수단과 상기 사용자가 요구하는 지리정보를 송신하여주는 서버;
    상기 제2고도정보에 의하여 표현되는 지점의 상세정보를 가지는 속성데이터베이스;
    상기 수단을 구비하고 인터넷을 통하여 상기 지리정보를 획득하는 사용자 컴퓨터로 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 지리정보 처리장치.
  12. 제1항 혹은 제3항중 적어도 하나의 항의 단계를 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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