KR20110072257A - 일조량 분석 방법, 분석 시스템 및 이를 실행하기 위한 컴퓨터 기록 매체 - Google Patents

일조량 분석 방법, 분석 시스템 및 이를 실행하기 위한 컴퓨터 기록 매체 Download PDF

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KR20110072257A
KR20110072257A KR1020090129113A KR20090129113A KR20110072257A KR 20110072257 A KR20110072257 A KR 20110072257A KR 1020090129113 A KR1020090129113 A KR 1020090129113A KR 20090129113 A KR20090129113 A KR 20090129113A KR 20110072257 A KR20110072257 A KR 20110072257A
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Abstract

본 발명은 일조량 분석 방법, 일조량 분석 시스템, 일조량 분석을 행하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 저장 매체에 대한 것이다.
본 발명에 따른 일조량 분석 방법은, 분석하고자 하는 조건에 대한 입력 데이터를 전송받는 단계; 상기 입력 데이터와 관련된 GIS 데이터를 요청하여 전송받는 단계; 상기 입력 데이터에 따라 태양의 궤도를 산출하고 좌표를 변환하는 단계; 산출된 태양의 궤도와 좌표를 이용하여 그림자가 생기는 음영지역을 분석하는 단계; 및 상기 음영지역에 대한 분석 결과를 전송하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 입력 데이터는 시각 데이터 (time data) 및 위치 데이터 (location data)를 포함한다.

Description

일조량 분석 방법, 분석 시스템 및 이를 실행하기 위한 컴퓨터 기록 매체{Method for analyzing sunshine, analyzing system of sunshine, and computer readable media}
본 발명은 일조량을 분석하는 방법, 일조량을 분석하는 시스템, 일조량을 분석하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 저장 매체에 관한 것이다.
태양의 복사를 일사라 하며, 일사의 세기를 일사량이라 한다. 태양광선에 직각으로 놓인 1제곱 미터의 넓이에 1분 동안에 복사량으로 측정된다. 반면, 일조량은 일정한 물체나 지형의 표면에 비치는 태양의 복사량을 의미한다. 실제 실생활에 이용되는 정보는 일사량 보다는 해당 지역의 위, 경도와 시간에 따라 태양의 위치에 따른 일조량 정보라 할 수 있다.
현대 사회에서 환경과 에너지에 대한 관심이 증대되고 있고, 그 중에서도 일조량이 사람이나 동/식물에 있어서 매우 중요한 요인으로 인식되고 있다. 그러나, 현재까지는 특정 지역의 대략적인 건물의 방향과 주변 건물의 높이와 배치에 따른 일조 정보만 통상적인 범위에서 고려되고 있지 실질적으로 객관적 정보가 실생활에서 주어지지 않고 있다.
2009년을 기준으로 한국의 기상청의 현재 일사량과 일조량 관측지점은 각각 22개소와 76개소가 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이, 최근에 일사량 관측지점 22개소를 기반으로 20년간 연평균 일사량 분포도가 작성된 바 있다. 기상청은 이를 개선하여 향후 4킬로미터 간격의 태양광자원도를 작성할 계획도 가지고 있는 것으로 알려져 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적인 과제는. 해당 지역의 입체적 지리 정보를 활용하여 그 지역의 일조정보를 기간별 또는 시간별로 알 수 있도록 하여 이를 실생활에 유용하게 하고자 하는데 그 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일조량 분석 방법은,
분석하고자 하는 조건에 대한 입력 데이터를 전송받는 단계;
상기 입력 데이터와 관련된 GIS 데이터를 요청하여 전송받는 단계;
상기 입력 데이터에 따라 태양의 궤도를 산출하고 좌표를 변환하는 단계;
산출된 태양의 궤도와 좌표를 이용하여 그림자가 생기는 음영지역을 분석하는 단계; 및
상기 음영지역에 대한 분석 결과를 전송하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 입력 데이터는 시각 데이터 (time data) 및 위치 데이터 (location data)를 포함한다.
또한, 상기 위치 데이터는 분석하고자 하는 지점에 대한 위도와 경도를 포함한다.
또한, 상기 위치 데이터는 분석하고자 하는 지점에 대응되는 건물의 호실에 대한 정보를 추가적으로 포함한다.
한편, 상기 음영지역을 분석하는 단계는 태양의 궤도에 따라 상기 GIS 데이터에 대응되는 건물 상호간의 그림자에 대한 정보를 생성하는 단계를 포함한다.
상기 GIS 데이터는 평균 기후 정보를 추가로 포함한다.
본 발명에 따른 일조량 분석 시스템은, 분석하고자 하는 조건에 대한 입력 데이터를 입력받는 입력부;
상기 입력 데이터와 관련된 GIS 데이터를 요청하여 전송받는 GIS 데이터 수신부;
상기 입력 데이터에 따라 태양의 궤도를 산출하고 좌표를 변환하는 태양 궤도 산출 모듈;
산출된 태양의 궤도와 좌표를 이용하여 그림자가 생기는 음영지역을 분석하는 음영 지역 분석 모듈; 및
상기 음영지역에 대한 분석 결과를 출력하는 출력부를 포함한다.
이러한 일조량 분석 시스템에서, 상기 입력 데이터는 시각 데이터 (time data) 및 위치 데이터 (location data)를 포함한다.
이러한 일조량 분석 시스템에서, 상기 위치 데이터는 분석하고자 하는 지점에 대한 위도와 경도를 포함한다.
이러한 일조량 분석 시스템에서, 상기 위치 데이터는 분석하고자 하는 지점에 대응되는 건물의 호실에 대한 정보를 추가적으로 포함한다.
이러한 일조량 분석 시스템에서, 상기 음영지역을 분석하는 음영 지역 분석 모듈은 태양의 궤도에 따라 상기 GIS 데이터에 대응되는 건물 상호간의 그림자에 대한 정보를 생성한다.
본 발명에 따른 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는,
분석하고자 하는 조건에 대한 입력 데이터를 입력받는 기능;
상기 입력 데이터와 관련된 GIS 데이터를 요청하여 전송받는 기능;
상기 입력 데이터에 따라 태양의 궤도를 산출하고 좌표를 변환하는 기능;
산출된 태양의 궤도와 좌표를 이용하여 그림자가 생기는 음영지역을 분석하는 기능; 및
상기 음영지역에 대한 분석 결과를 출력하는 기능을 실행시킨다.
이러한 기록 매체에서, 상기 음영지역을 분석하는 기능은 태양의 궤도에 따라 상기 GIS 데이터에 대응되는 건물 상호간에 생성되는 그림자에 대한 정보를 생성한다.
본 발명의 일조량 분석 방법, 일조량 분석 장치, 기록매체에 따르면 아래와 같은 효과가 도출된다.
첫째, 특정 시각 또는 특정 시간동안에 특정 지역의 일조량을 간편하게 확인할 수 있다. 특히, 차원 입체 지도와 태양의 위치를 이용하여 계절별, 일별, 시간에 따른 3차원 관측 지점이 일조 변화를 계산할 수 있게 되어 도심 지역에서, 인접 건물에 의해 관측 건물의 특정층에서의 일조시간 범위를 확인할 수 있다.
둘째, 공인된 기관의 GIS 데이터를 사용하여 일조량을 분석하게 되기 때문에 주변 지형 정보에 대한 정보 입력 및 DB 관리에 대한 수고를 절감할 수 있고, 지형 정보에 대한 신뢰도가 상승된다.
셋째, 네트워크를 이용하여 언제든지 저렴하고 간편하게 일조량을 확인할 수 있다.
넷째, 3D GIS 데이터를 이용하여 특정 시간 범위의 일조 변화를 미리 알고 실생활에 유용하게 활용할 수 있게 되는데, 특히, 부동산의 일조권 등 환경권에 대해 전문 컨설팅 업체를 이용하지 않고 일반 시민들이 간편하게 확인할 수 있다.
다섯째, 동식물에 필요한 일조 조건을 능동적으로 이용할 수 있게 된다.
여섯째, 3차원 입체 지도와 태양의 위치 변화를 시간에 따라 3차원 그래픽 처리하여 시간별 일조량 변화와 그림자의 변화를 시각화할 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명한다. 하기의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명에 따른 동작을 이해하기 위한 것이며, 본 기술 분야의 통상의 기술자가 용이하게 구현할 수 있는 부분은 생략될 수 있다.
또한 본 명세서 및 도면은 본 발명을 제한하기 위한 목적으로 제공된 것은 아니고, 본 발명의 범위는 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다. 본 명세서에서 사용된 용어들은 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
도 2는 본 발명에 따른 일조량 분석 시스템의 운용 주체간의 관계를 도시하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 일조량 분석 시스템 네트워크(100)는 개별 사용자의 정보 입출력 단말기(110)와, 일조량 분석 모듈(120), 및 GIS 데이터 베이스(130)를 포함한다. 사용자의 입출력 단말기(110)는 예를 들어 네트워크에 유무선으로 연결된 데스크탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, PDA, 스마트폰 중 적어도 하나일 수 있다.
여기서, GIS 데이터베이스(130)는 3차원 GIS(geographic information system)의 벡터 형식의 3차원 입체 지형 데이터를 저장하고 있다.
특히, 본 발명에서 이용하는 GIS 데이터베이스의 GIS 데이터는 국토 기간시설 사업(SOC)의 일환으로서 지자체별로 GIS 구축사업을 통해 얻어지는 정보이다. 예를 들어 서울특별시에서는 '서울 GIS 포털' 사이트를 통하여 3차원 지도 서비스를 제공하고 있고, '온나라 부종산 정보' 통합 포털 사이트에서도 일부 지역의 3차원 지도 서비스를 제공하고 있다.
일조량 분석 모듈(120)은 상기 입출력 단말기(110)로부터 일조 분석 조건을 전송 받고 분석 결과를 전송할 수 있도록 유무선 네트워크로 입출력 단말기와 연결될 수 있다. 필요에 따라서 일조량 분석 모듈(120) 자체에 입출력 단말기(110)가 포함될 수도 있다.
GIS 데이터베이스(130)는 일조량 분석 모듈(120)에 유무선 네트워크로 연결되어 있다.
상기 입출력 단말기(110)를 통해서는 입력되는 입력데이터는 시각 데이터(time data) 및 위치 데이터(location data)를 포함한다. 상기 위치 데이터는 분석하고자 하는 지점에 대한 위도와 경도에 대한 정보를 포함한다. 필요에 따라서, 상기 입력 데이터는 타임 존(서울의 경우 동경 타임존 사용)에 대한 정보도 포 함하여 태양의 위치 값을 산출하는데 사용되게 된다. 분석 하고자 하는 객체가 아파트, 주상복합 건물과 같은 공동주택일 경우, 상기 위치 데이터는 건물의 구체적 층과 호실에 대한 정보를 포함한다.
이러한 입력 데이터를 이용하여 태양의 위치 계산에 사용된 알고리즘은, 아래에서 예시적으로 설명되지만, 미국 NASA 및 에너지학회 등과 논문서적 등이 참고될 수 있다.
필요하면, 상기 입출력 단말기(110)를 통하여 사용하고자 하는 GIS 데이터베이스를 선택할 수도 있다. 실제 지형 생성을 위한 데이터는 국토지리원 수치지형도상의 등고선 정보 및 실제 측량된 도면 파일, 데이터 파일(DWG, DXF, TXT)을 본 발명의 일조량 분석 모듈(120)에서 불러와 지형에 해당하는 레이어(등고선 등)의 정보를 추출하여 대지레벨에 해당하는 정보를 이용하여 실시간으로 3D 지형을 생성한다.
도 2를 참조하면, 일조량 분석 정보를 확인하고자 하는 사용자는 단말기를 통하여 위치 데이터와 시각 데이터를 입력하고, 이러한 입력 데이터는 유무선 방식의 통신 수단을 통하여 일조 분석 작업을 수행할 일조 분석 모듈이 설치된 서버에 전송된다. 여기서 서버는 입력 데이터와 관련된 GIS 데이터를 GIS 데이터베이스로부터 호출하여 태양 궤도와 지형 정보를 연계하여 일조량을 분석한 뒤 그 분석 결과를 사용자의 단말기로 유무선의 통신수단을 통하여 전송하게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 일조량 분석 시스템에 대한 블럭도이다. 도 3을 참조하면, 일조량 분석 모듈(120)은 태양 궤도 산출 모듈(122)과 음영 지역 분석 모 듈(124)를 구비한다. 또한, 상기 일조량 분석 모듈(120)은 도 2에서 설명한 바와 같이 입출력 단말기(110)에 유무선으로 연결되어 있다.
상기 입출력 단말기(110)는 그 자체에 입력부(110i)와 출력부(110o)를 구비한다. 상기 입력부와 출력부는 하나의 단말기에 포함될 수도 있고, 각각 분리되어 있을 수 있다. 상기 입력부는 키보드, 마우스, 터치스크린 등 다양한 입력 형태를 포함한다. 상기 출력부는 디스플레이 장치일 수도 있고, 프린터, 플로터 등 다양한 출력 형태를 포함한다.
상기 일조량 분석 모듈(120)의 음영 지역 분석 모듈(124)은 입력부(110i)에서 입력된 특정 시각 데이터와 위치 데이터에 따라 태양 궤도를 산출하는 태양 궤도 산출 모듈(122)에서 생성된 태양 고도 궤적 정보를 이용하여 GIS 데이터베이스(130)의 GIS 데이터에 대응되는 건물 상호간의 그림자에 대한 정보를 생성하게 된다. 이에 따라 건물 상호간의 배치 관계에 따라 생길 것으로 예상되는 음영 지역에 대한 정보가 상기 일조량 분석 모듈(120)에 유무선으로 네트워크 연결된 출력부(110o)에서 출력된다.
이러한 일련의 분석 과정이 도 4의 따른 일조량 분석 방법의 순서도에 도시되어 있다.
먼저 단말기의 입력부를 통하여 분석하고자 하는 분석정보 데이터가 일조량분석 모듈(120)에 전송된다(단계 210). 전술한 바와 같이, 입력되는 입력 데이터는 시각 데이터 및 위치 데이터를 포함하며, 상기 위치 데이터는 분석하고자 하는 지점에 대한 위도와 경도에 대한 정보를 포함한다. 분석 하고자 하는 객체가 아파 트, 주상복합 건물과 같은 공동주택일 경우, 상기 위치 데이터는 건물의 구체적 층과 호실에 대한 정보를 포함한다.
일조량 분석 모듈(120)은 입력 데이터를 전송 받아, 해당 위치 데이터로부터 필요한 GIS 데이터를 GIS 데이터베이스(130)에 요청하여 전송받게 된다(단계 220). 전술한 바와 같이, 전송받게 되는 GIS 데이터는 등고선 정보 및 실제 측량된 도면 파일, 데이터 파일(DWG, DXF, TXT)을 본 발명의 일조량 분석 모듈(120)에서 불러와 지형에 해당하는 레이어(등고선 등)의 정보를 추출하여 대지레벨에 해당하는 정보를 포함한다.
다음으로, 입력 데이터의 시각 데이터 및 위치 데이터를 기초로 태양의 궤도가 산출되고 필요한 형태로 좌표가 변환된다(단계 230). 예를 들어, 입력된 특정지역에서 특정일/특정시각의 태양의 고도 및 방위각을 산출하고, 각도로 표시된 태양의 고도 및 방위각 데이터를 데카르트 공간 상의 좌표점으로 변환한 다음에, 실제 일조 환경과 동일하도록 태양의 위치를 이동시킨다.
도 4에서 GIS 데이터 호출 단계(220)이 먼저 행해지고 태양의 궤도 산출 및 좌표 변환 단계(230)가 행해지는 것으로 도시되고 있으나, 이 두 단계의 선후 관계는 이에 한정되지 않는다. 즉, 분석 데이터 입력 단계(210) 후에 태양 궤도 산출 및 좌표 변환 단계(230)가 먼저 행해지고 그 다음에 GIS 데이터가 호출되는 단계(220)가 수행될 수도 있다. 왜냐하면, 태양의 궤도를 산출하는 데 있어서 반드시 GIS 데이터가 사용될 필요가 있는 것은 아니기 때문이다.
그런 다음, 태양의 위치에 따라 건물 형상 데이터와 연계하여, 지면에 건물 그림자를 생성하고, 건물 상호간의 위치관계를 파악한 다음에, 상기 파악된 건물의 위치에 따라 인접 건물의 외벽에 그림자를 생성하는 시뮬레이션 정보를 생성하여 음영 지역을 분석한다(단계 240). 3D 시뮬레이션 결과를 표시하기 위하여, 이렇게 외벽에 그림자를 생성한 다음에, 외벽 면의 영역을 벗어나서 생성되는 그림자를 제거하는 분석이 추가적으로 진행될 수 있다.
그리고, 이러한 과정을 통해 얻어진 일조환경 시뮬레이션 결과를 사용자에 의해 입력된 일조환경 분석조건(건물 형상의 외곽선 디스플레이 기능 여부, 태양의 위치 디스플레이 여부, 애니메이션 여부 등)에 따라 컴퓨터의 모니터에 출력하거나 파일로 저장하는 등의 디스플레이 과정이 수행된다(단계 250).
이러한 본 발명에서 일조량 분석을 위한 입력 데이터 입력 과정에서 건물을 구분하기 위해 사용될 건물명, 건물의 높이, 일조환경 분석 시 해당 건물의 몇 층까지 그림자가 생기는지 용이하게 파악할 수 있도록 건물 층수를 디스플레이 하기 위해 사용될 건물 층수 등은 기본적으로 GIS 데이터에 미리 포함되어있다.
필요에 따라 건물의 신/증축에 따라 GIS 데이터에 신/증축된 건물에 대한 전체 층수 등에 대한 구체적인 정보가 포함되어 있지 않다면, 단말기를 통하여 별도로 건물에 대한 구체적 정보가 입력될 수 있다.
도 5는 태양의 고도 및 방위각을 산출하는 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 태양의 고도 및 방위각을 산출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
태양의 고도 및 방위각을 산출하는 방식에는 다양한 방식이 존재하면, 본 발명에서는 그 중 하나의 방식을 설명한다.
먼저, 입력된 위치 데이터와 시각 데이터를 연계하여, 특정지역, 특정시각의 태양의 고도 및 방위각을 산출한다. 여기서, 시각데이터는 일조량 분석 시스템 실행된 날짜와 시각을 기본값으로 설정하며, 이후에 결과의 디스플레이 시 입력시간이 변경되면 그 변경된 값에 따라 연동된다. 태양의 위치를 산출한 다음에, 태양의 위치를 나타내는 고도 및 방위각을 데카르트 공간 상의 좌표점으로 변환시키고, 변환된 좌표점을 기준으로 절대거리를 이동하여 태양빛과 유사한 효과가 나도록 한다. 여기서, 태양의 고도 및 방위각을 산출하고, 태양의 좌표를 변환시키는 구체적인 방법은 다음과 같다.
도 5와 같이 태양의 위치는 지평면 상의 기점을 중심으로 천구(天球, sky dome) 위를 태양이 동에서 서쪽으로 이동한다고 가정하여 구한다. 어느 시각의 천구 상 태양의 위치는 태양방위각(α)과 태양고도(h)의 두 각도로 표시할 수 있다. 즉, 태양고도(h)는 그 시각의 천구 상의 태양과 기점을 연결하는 선과 이것의 수평면 상의 투영선과 이루는 각으로, 이는 0 ∼ 90도 사이에서 변화한다. 태양방위각(α)은 투영선과 남북 측이 이루는 각으로 정의되고, 일반적으로 정남을 기준으로 하여 동쪽으로는 ( + ), 서쪽으로는 ( - ) 부호를 표시하며, 이는 0 ∼ 180도 사이에서 변화한다.
태양방위각과 태양고도는 위도(φ), 일적위, 진태양시 시각( t )에 의하여 결정되며, 태양고도(h)와 태양 방위각(α)은 다음의 수학식들에 의해 계산된다.
[수식 1]
Figure 112009079451953-PAT00001
또는,
Figure 112009079451953-PAT00002
단, 수식 1에서 φ는 그 지방의 위도, δ는 일적위(日赤緯), t는 시각(時角)을 각각 나타낸다.
그리고, 일적위(δ)와 시각(t)은 다음의 수식 2 및 수식 3과 같이 얻어진다.
[수식 2]
Figure 112009079451953-PAT00003
[수직 3]
Figure 112009079451953-PAT00004
여기서, n은 정월 초하루부터의 통산일(1월 1일부터 n날째), T는 표준시, L은 그 지방의 경도를 각각 나타낸다. 또 e는 균시차(단위 : 분)라 하며, 이는 수식 4와 같이 구할 수 있다.
[수식 4]
Figure 112009079451953-PAT00005
여기서, 태양의 위치를 나타내는 고도 및 방위각만으로는 그림자를 생성하기에 부족하며, 고도 및 방위각으로 표시된 태양의 위치를 실제 태양의 거동과 유사한 거리로 이동시켜야 한다.
이때, 실제 태양의 거리는 원일점에서 152×109m이고, 근일점에서 147×109m으로 유동적이나, 약 1.0×108m 정도의 절대거리에서 태양이 있다고 가정하여도 그림자의 크기에는 실제와 육안으로 식별할 수 없을 정도의 오차를 보였기 때문에, 컴퓨터에서 제어 가능한 유효 숫자 및 프로그램의 효율성을 위하여 1.0×108m 정도의 절대거리에서 태양이 원구상의 표면을 이동하는 것으로 설정하였다. 태양의 고도 및 방위각으로 산출된 위치좌표를 데카르트 공간상의 임의의 좌표점으로 변환하는 과정은 다음과 같다.
방위각이 α인 경우 원점에서 거리가 1인 점(L=1)을 도6의 X-Z 좌표축에 나타낼 때, (x, z)은 (sinα,cosα)로 표시할 수 있으며, 이점을 고도(h)만큼 회전이동시키면, 방위각 및 고도로 표시된 데이터를 원점에서 절대거리가 1인 (x, y, z)좌표로 변환할 수 있다. 이러한 방법으로 y좌표는 tan(h)를 구할 수 있으며, 각각의 좌표성분에 절대거리를 곱하면 실제 태양과 유사한 거동을 하는 좌표값을 얻을 수 있다.
이 방법은 방위각과 고도를 단위벡터로 표시한 후, 각 좌표성분에 절대거리를 곱하여 이동시키는 것과도 동일한 개념이며, 산출식은 수식 5와 같다. 앞에서 기술한 바와 같이 여기서 태양까지의 절대거리(AB)를 1.0×108로 설정하였다.
[수식 5]
Figure 112009079451953-PAT00006
다음의 수식 6은 시뮬레이션 결과의 디스플레이 모드에서 일조환경 분석 화면을 보다 효과적으로 보이기 위해, 화면상에 태양의 모델링 화면을 디스플레이 하는데 사용되는 좌표값 계산식으로, 태양의 실제 좌표값 설정방법과 유사하지만, 절대거리(VA)를 화면상에 보이는 거리인 120으로 설정하였다.
[수식 6]
Figure 112009079451953-PAT00007
도 7은 본 발명에 따른 3차원 실시간 일조환경 시뮬레이션의 실행 예시도이다.
예시적으로 전술한 바와 같은 방법으로 산출된 태양 궤도에 따라 발생되는 그림자를 생성하기 위하여, 산출된 태양좌표를 시각변화에 따라 연계한 후, 상기 태양좌표와 GIS 데이터 중 건물데이터(또는 지형 지물의 데이터)의 각 꼭지점을 연계하여, 지표면에 건물의 그림자(S1)를 생성한다. 그리고, 임의시각에서 태양으로부터의 건물간 거리계산을 통해 건물의 위치관계를 파악하여, 태양에서 보다 멀리 있는 건물의 외벽 면에 그림자(S2)를 생성한다.
3D 출력을 통하여 보여지는 그림자(S)는 지표면에 형성된 그림자(S1)과 건물의 외벽 면에 형성된 그림자(S2)가 결합되어 표시된다.
출력으로서 보여지는 음영 지역이 특정 시점의 시각이 아닌 일정 간격의 시간 동안의 음영의 움직일 경우, 전술한 바와 같은 과정을 통해 얻어진 시뮬레이션 결과를 출력함에 있어서는, 사용자에 의해 설정된 애니메이션 여부 및 애니메이션 을 수행할 날짜, 시작시각, 애니메이션 간격(최소 1분 간격), 애니메이션 종료시각, 태양의 위치표시 여부, 건물의 외곽선만으로의 표시 여부 등을 확인하고, 이에 따라 입력한 건물 층수 데이터로 건물의 높이방향을 나누어 일정간격으로 층수 구분선을 그리는 것을 포함한 3차원 건물을 화면상에 모델링하여 디스플레이하고, 시간간격에 따라 순차적으로 반복하여 화면상에 그림자를 디스플레이 한다. 애니메이션의 실행은 연속적으로 수행하는 것도 가능하며, 입력장치에 의해서 임의구간 전진 및 후진도 가능하다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명은 일조량을 분석하는 기술분야에 이용될 수 있다. 특히, 3차원 입체 지도와 연계된 일조량 계산, 예측 솔루션을 제공하는 서비스 산업 분야에 이용될 수 있다.
또한, 본 발명은 기상청의 기상정보를 활용하여 기상정보가 포함된 일조정보 예측 서비스 사업에도 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 태양광 에너지 발전기 설계에 있어서, 연평균, 월평균 발전량을 계산하고, 최적 위치 선정을 하는데 활용될 수 있다.
도 1은 한국의 연평균 일사량 분포도이다.
도 2는 본 발명에 따른 일조량 분석 시스템의 운용 주체간의 관계를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 일조량 분석 시스템에 대한 블럭도이다.
도 4는 본 발명에 따른 일조량 분석 방법의 순서도이다.
도 5는 태양의 고도 및 방위각을 산출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 태양의 고도 및 방위각을 데카르트 공간 상의 좌표점으로 변환하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 3차원 실시간 일조환경 시뮬레이션의 실행 예시도이다.

Claims (13)

  1. 분석하고자 하는 조건에 대한 입력 데이터를 전송받는 단계;
    상기 입력 데이터와 관련된 GIS 데이터를 요청하여 전송받는 단계;
    상기 입력 데이터에 따라 태양의 궤도를 산출하고 좌표를 변환하는 단계;
    산출된 태양의 궤도와 좌표를 이용하여 그림자가 생기는 음영지역을 분석하는 단계; 및
    상기 음영지역에 대한 분석 결과를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 일조량 분석 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 입력 데이터는 시각 데이터 (time data) 및 위치 데이터 (location data)를 포함하는 것을 특징으로 하는 일조량 분석 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 위치 데이터는 분석하고자 하는 지점에 대한 위도와 경도를 포함하는 것을 특징으로 하는 일조량 분석 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 위치 데이터는 분석하고자 하는 지점에 대응되는 건물의 호실에 대한 정보를 추가적으로 포함하는 일조량 분석 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 음영지역을 분석하는 단계는 태양의 궤도에 따라 상기 GIS 데이터에 대응되는 건물 상호간의 그림자에 대한 정보를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 일조량 분석 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 GIS 데이터는 평균 기후 정보를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 일조량 분석 방법.
  7. 분석하고자 하는 조건에 대한 입력 데이터를 입력받는 입력부;
    상기 입력 데이터와 관련된 GIS 데이터를 요청하여 전송받는 GIS 데이터 수신부;
    상기 입력 데이터에 따라 태양의 궤도를 산출하고 좌표를 변환하는 태양 궤도 산출 모듈;
    산출된 태양의 궤도와 좌표를 이용하여 그림자가 생기는 음영지역을 분석하는 음영 지역 분석 모듈; 및
    상기 음영지역에 대한 분석 결과를 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 일조량 분석 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 입력 데이터는 시각 데이터 (time data) 및 위치 데이터 (location data)를 포함하는 것을 특징으로 하는 일조량 분석 시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 위치 데이터는 분석하고자 하는 지점에 대한 위도와 경도를 포함하는 것을 특징으로 하는 일조량 분석 시스템.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 위치 데이터는 분석하고자 하는 지점에 대응되는 건물의 호실에 대한 정보를 추가적으로 포함하는 일조량 분석 시스템.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 음영지역을 분석하는 음영 지역 분석 모듈은 태양의 궤도에 따라 상기 GIS 데이터에 대응되는 건물 상호간의 그림자에 대한 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 일조량 분석 방법.
  12. 컴퓨터에서,
    분석하고자 하는 조건에 대한 입력 데이터를 입력받는 기능;
    상기 입력 데이터와 관련된 GIS 데이터를 요청하여 전송받는 기능;
    상기 입력 데이터에 따라 태양의 궤도를 산출하고 좌표를 변환하는 기능;
    산출된 태양의 궤도와 좌표를 이용하여 그림자가 생기는 음영지역을 분석하는 기능; 및
    상기 음영지역에 대한 분석 결과를 출력하는 기능
    을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 음영지역을 분석하는 기능은 태양의 궤도에 따라 상기 GIS 데이터에 대응되는 건물 상호간에 생성되는 그림자에 대한 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는, 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102333600B1 (ko) * 2021-06-22 2021-12-02 주식회사 텐일레븐 일조피해를 방지하기 위한 건축물 배치장치
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