KR20180069547A - Constructing Method of Three Dimension Model Using Line Information Based on Two Dimension Drawing and System of The Same - Google Patents

Constructing Method of Three Dimension Model Using Line Information Based on Two Dimension Drawing and System of The Same Download PDF

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KR20180069547A
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박성욱
김동현
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(주)넥스지오
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Abstract

Provided is a method for constructing a 3D model using 2D figure based line information capable of generating a 3D tunnel geological model based on a tunnel geological figure obtained in a construction field of a tunnel, and generating a planar figure by converting, into a 2D plane, a curved surface corresponding to an inner wall surface of the tunnel in the 3D tunnel geological model. The method for constructing a 3D model using 2D figure based line information of the present invention comprises: a step of inputting shape information of the tunnel to be constructed and formation boundary information measured on a dug surface of the construction field; a step of generating a 3D polygon model which corresponds to a shape of the tunnel and has a plurality of nodes from the shape information; a step of generating 3D polylines which correspond to a formation boundary line of the dug surface, respectively and have the plurality of nodes with a predetermined attribute value from layer boundary information; and a step of generating the tunnel geological model by matching the 3D polygon model and the 3D polylines, and generating the tunnel geological figure by converting the 3D curved surface of the tunnel geological model into the 2D plane. According to the present invention, a tunnel geological figure is able to be made easily and conveniently even by a layman.

Description

2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성방법 및 시스템 {Constructing Method of Three Dimension Model Using Line Information Based on Two Dimension Drawing and System of The Same}Technical Field [0001] The present invention relates to a three-dimensional model construction method and system using line information based on a two-dimensional drawing,

본 발명은 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성방법 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터널의 시공 현장에서 얻어진 터널 지질도를 기초로 3차원 터널 지질 모델을 생성하고, 3차원 터널 지질 모델에서 터널의 내부 벽면에 대응하는 곡면을 2차원 평면으로 변환하여 전개도를 생성하는 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for constructing a three-dimensional model using line information based on two-dimensional drawings, and more particularly, to a method and system for constructing a three-dimensional tunnel geological model based on tunnel geology obtained from a construction site of a tunnel, The present invention relates to a method and a system for constructing a three-dimensional model using two-dimensional drawing-based line information for converting a curved surface corresponding to an inner wall surface of a tunnel into a two-dimensional plane to generate a developed view.

일반적으로, 터널의 시공을 위해서는 사전 지반조사는 물론 시공 중에도 지질 조사가 필수적으로 이루어져야 한다. 특히, NATM(New Austrian Tunneling Method) 공법은 국내의 터널 시공 시 빈번하게 적용되는 공법으로서, 굴착 중 직면하는 지질조건에 대한 능동적 대응을 전제로 하고 있어 지질 조사에 대한 점검이 필수적이다.Generally, in order to construct a tunnel, geological survey must be performed not only in preground investigations but also during construction. Especially, the New Austrian Tunneling Method (NATM) method is a frequently applied method in tunnel construction in Korea. It is necessary to check the geological survey because it is based on the active response to the geological conditions encountered during excavation.

이를 위해, 대부분의 터널 시공 현장에서는 막장 내의 굴진면에서 지층 경계, 암질, 절리, 단층, 지하수 상태 및 파괴 징후를 관찰 및 측정하여 터널 지질도를 작성하고, 이를 기초로 터널의 지질 조건을 나타내는 종단면도, 평면도 및 지질 전개도를 작성하여, 터널의 지질 조건에 대한 공간적 파악과 예측을 수행하고 있다.For this purpose, in most tunnel construction sites, tunnel geology is created by observing and measuring ground boundary, rock quality, joints, faults, faults, groundwater conditions and fracture indications from the excavated surface in the tunnel. Based on this, , A plan view and a geological exploration map are created, and spatial identification and prediction of the geological condition of the tunnel is carried out.

한편, 종래의 터널 전개도는 대부분 수기로 작성되고 있으며, 굴진면에서 관찰된 XZ축 상의 지층 경계 정보를 이용하여 XY축 상의 터널 전개도를 도시하여야 하므로, 상당한 경력의 지질기술자 및 터널지질전문가를 필수적으로 요구되며, 터널의 시공 비용 및 작업 소요 시간을 증가시키는 문제점이 발생하였다.On the other hand, the conventional tunnel development chart is mostly written by hand, and since the tunnel development map on the XY axis is to be shown using the zone boundary information on the XZ axis observed on the excavated surface, a geologist and tunnel geologist And the construction cost of the tunnel and the time required for the operation are increased.

또한, 터널 전개도의 생성을 위해 컴퓨터를 이용한 솔리드 모델링(Solid Modeling) 기법이 사용되고 있으나, 이 경우에는 솔리드 모델의 생성 시 발생하는 기하좌표의 정밀도 오차로 인해 연산 에러가 발생하는 문제점이 있었다.In addition, although a solid modeling technique using a computer is used to generate a tunnel developed view, in this case, there is a problem that an operation error occurs due to a precision error of geometric coordinates generated when a solid model is generated.

특히, 터널의 굴진면에서 나타나는 지질, 지층 경계가 복잡할수록 연산 에러의 발생이 빈번하게 발생하고, 이를 수정하기 위한 후처리 과정이 필수적으로 요구되므로, 작업자에게 과도한 업무 부하가 발생하게 된다.In particular, as the geology and stratigraphic boundary appearing on the tunnel surface are more complicated, the occurrence of computational errors frequently occurs, and a post-processing process is required to correct the errors, which causes an excessive workload to the operator.

본 발명은 상기와 같은 점에 조감하여 이루어진 것으로서, 3차원 모델링을 이용하여 터널의 전개도를 생성하는 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성방법 및 시스템을 제공하는데, 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method and system for constructing a three-dimensional model using line information based on a two-dimensional drawing that generates a developed view of a tunnel using three-dimensional modeling.

또, 본 발명의 다른 목적은 3차원 모델링 시 기하좌표의 정밀도 차이로 인한 오류를 방지할 수 있는 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성방법 및 시스템을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a method and system for constructing a three-dimensional model using line information based on a two-dimensional drawing, which can prevent errors due to differences in accuracy of geometric coordinates during three-dimensional modeling.

그리고, 본 발명의 또다른 목적은 비전문가의 경우에도 터널의 전개도를 쉽고 편리하게 작성할 수 있는 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성방법 및 시스템을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a method and system for constructing a three-dimensional model using line information based on a two-dimensional drawing, which can easily and conveniently create a developed view of a tunnel even for a non-expert.

본 발명의 실시예에 따른 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성시스템은 시공하고자 하는 터널의 형상 정보와 시공 현장의 굴진면에서 측정된 지층 경계 정보를 입력받는 정보 입력부와, 상기 형상 정보로부터, 터널의 형상에 대응하며 내부 공간 및 표면 상에 복수의 노드가 구비된 3차원 폴리곤 모델을 생성하는 터널 매핑부와, 상기 지층 경계 정보로부터, 굴진면 상의 지질에 따른 속성값을 갖는 복수의 노드를 포함하며 굴진면의 지층 경계선에 각각 대응하는 3차원 폴리라인들을 생성하는 굴진면 매핑부와, 상기 3차원 폴리곤 모델의 노드들과 동일 좌표 상에 위치하는 상기 3차원 폴리라인들의 각 노드를 매칭시켜 터널 지질 모델로 생성하며, 상기 터널 지질 모델의 3차원 곡면을 2차원 평면으로 변환하여 터널의 지질 전개도를 생성하는 전개도 생성부를 포함하여 이루어진다.A three-dimensional model construction system using line information based on two-dimensional drawings according to an embodiment of the present invention includes an information input unit that receives shape information of a tunnel to be installed and ground boundary information measured on a paved surface of a construction site, A tunnel mapping unit for generating a three-dimensional polygon model corresponding to the shape of the tunnel and having a plurality of nodes on the inner space and on the surface; Dimensional polygons corresponding to nodes of the three-dimensional polygonal model, the three-dimensional polygonal model including a plurality of nodes of the three-dimensional polygonal model, To generate a tunnel geological model, and converts the three-dimensional curved surface of the tunnel geological model into a two-dimensional plane to generate a geological exploded view of the tunnel Developed view comprises a generator.

상기 터널 매핑부에서는 터널의 바운더리를 추출하여 2차원 폴리곤을 생성하고, 상기 생성된 2차원 폴리곤을 굴진면의 위치에 각각 대응하는 3차원 공간 상에서 서로 연결하여 상기 3차원 폴리곤 모델로 생성한다.The tunnel mapping unit extracts a boundary of the tunnel to generate a two-dimensional polygon, and the generated two-dimensional polygon is connected to each other in a three-dimensional space corresponding to the position of the pierce surface to generate the three-dimensional polygon model.

상기 터널 매핑부에서는 컨벡스헐 서페이스(Convex hull Surface)를 생성하여 굴진면의 위치에 대응하는 상기 2차원 폴리곤들을 연결한다.The tunnel mapping unit creates a convex hull surface and connects the two-dimensional polygons corresponding to the position of the paved surface.

상기 터널 매핑부에서는 상기 컨벡스헐 서페이스로 연결된 2차원 폴리곤들의 내부 공간 및 표면에 복수의 사면체 격자(Tetrahedron Mesh)를 생성하여, 상기 사면체 격자들의 끝점을 상기 복수의 노드로 설정한다.The tunnel mapping unit creates a plurality of tetrahedron meshes on the inner space and the surface of the two-dimensional polygons connected to the convex hull surface, and sets the end points of the tetrahedral meshes as the plurality of nodes.

상기 굴진면 매핑부에서는 굴진면의 지층 경계선에 각각 대응하는 복수의 폴리라인을 3차원 공간 상에 생성한 후, 각 폴리라인 상에 상기 복수의 노드를 배치하여 상기 3차원 폴리라인으로 생성한다.The plurality of nodes corresponding to the boundary lines of the excavated surface are generated on the three-dimensional space, and then the plurality of nodes are arranged on the respective poly-lines to generate the three-dimensional polylines.

상기 굴진면 매핑부에서는 상기 폴리라인들의 각 노드에 속성 필드를 추가한 후, 상기 속성 필드에서 굴진면의 지질에 따른 속성값을 설정한다.The immersion surface mapping unit adds an attribute field to each node of the polylines, and then sets an attribute value according to the lipid of the surface being pushed in the attribute field.

상기 속성값은 지질에 따라 사전에 설정된 스칼라(scalar) 값이다.The attribute value is a scalar value preset according to the geology.

상기 전개도 생성부에서는 상기 터널 지질 모델의 생성 시 상기 3차원 폴리곤 모델의 노드들 중 상기 속성값이 할당되지 않은 노드에 대해, 보간 연산(Interpolator)을 수행하여 상기 속성값을 설정한다.In the development view generation unit, an interpolation operation is performed on the node to which the attribute value is not allocated among the nodes of the 3D polygonal model when the tunnel geodetic model is created, thereby setting the attribute value.

또, 상기 전개도 생성부에서는 RBF(Radial basis function) 알고리즘을 이용하여, 상기 보간 연산을 수행한다.In the developed view generation unit, the interpolation operation is performed using an RBF (Radial Basis Function) algorithm.

그리고, 상기 전개도 생성부에서는 상기 터널 지질 모델의 노드들 중 동일한 속성값을 갖는 노드들을 추출하여, 지층 경계면에 대응하는 아이소 서페이스(ISO-Surface)를 생성한다.The developed view generation unit extracts nodes having the same attribute value from the nodes of the tunnel geological model to generate an ISO surface corresponding to the ground interface.

상기 전개도 생성부에서는 상기 터널 지질 모델에서 터널의 내부 벽면에 대응하는 3차원 곡면인 월 서페이스(Wall Surface)를 추출한 후, 상기 월 서페이스를 2차원 평면으로 전환하여 상기 지질 전개도로 생성한다.The development view generator extracts a wall surface, which is a three-dimensional curved surface corresponding to an inner wall surface of the tunnel, in the tunnel geological model, and converts the wall surface into a two-dimensional plane to generate the geological developed map.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성방법은 시공하고자 하는 터널의 형상 정보와 시공 현장의 굴진면에서 측정된 지층 경계 정보가 입력되는 단계와, 상기 형상 정보로부터, 터널의 형상에 대응하며 복수의 노드가 구비된 3차원 폴리곤 모델을 생성하는 단계와, 상기 지층 경계 정보로부터, 굴진면의 지층 경계선에 각각 대응하며, 기설정된 속성값을 갖는 복수의 노드가 구비된 3차원 폴리라인들을 생성하는 단계와, 상기 3차원 폴리곤 모델과 상기 3차원 폴리라인들을 매칭시켜 터널 지질 모델로 생성하고, 상기 터널 지질 모델의 3차원 곡면을 2차원 평면으로 변환하여 터널의 지질 전개도를 생성하는 단계를 포함하여 이루어진다.The method for constructing a three-dimensional model using line information based on two-dimensional drawings according to an embodiment of the present invention includes the steps of inputting shape information of a tunnel to be installed and ground boundary information measured on a push surface of a construction site, Dimensional polygonal model having a plurality of nodes corresponding to a shape of a tunnel from information of a plurality of nodes corresponding to a boundary line of a pushed surface, Dimensional polygonal model and the three-dimensional polylines to generate a tunnel geological model, converting the three-dimensional curved surface of the tunnel geological model into a two-dimensional plane, To produce a geologic exploded view of < RTI ID = 0.0 >

상기 3차원 폴리곤 모델의 복수의 노드는 상기 3차원 폴리곤 모델의 내부 공간 및 표면의 3차원 좌표 상에 위치한다.The plurality of nodes of the three-dimensional polygon model are located on the three-dimensional coordinates of the inner space and the surface of the three-dimensional polygon model.

상기에서 각 3차원 폴리라인의 복수의 노드는 상기 각 3차원 폴리라인의 3차원 좌표 상에 위치하며, 굴진면의 지질에 따른 속성값을 갖는다.The plurality of nodes of each three-dimensional polyline are located on the three-dimensional coordinates of the three-dimensional polylines and have attribute values according to the lipid of the pushed surface.

상기 터널의 지질 전개도를 생성하는 단계에서는 상기 3차원 폴리곤 모델의 노드들과 동일 좌표 상에 위치하는 상기 3차원 폴리라인들의 각 노드를 매칭하여 상기 터널 지질 모델을 생성한다.In the step of generating the geological development map of the tunnel, the tunnel geological model is generated by matching each node of the three-dimensional polylines located on the same coordinate with the nodes of the three-dimensional polygon model.

상기 3차원 폴리곤 모델을 생성하는 단계에서는 상기 형상 정보에서 터널의 바운더리를 추출하여 상기 바운더리에 대응하는 2차원 폴리곤을 생성한 후, 상기 2차원 폴리곤을 굴진면의 위치에 대응하는 3차원 공간 상에서 각각 배치하는 단계와, 굴진면의 위치에 대응하는 2차원 폴리곤들을 서로 연결하는 단계와, 상기 연결된 2차원 폴리곤들의 내부 공간 및 표면에 복수의 노드를 생성하여 상기 3차원 폴리곤 모델로 생성하는 단계를 포함한다.Dimensional polygon corresponding to the position of the surface to be poured, extracting a boundary of the tunnel from the shape information to generate a two-dimensional polygon corresponding to the boundary, Dimensional polygons; connecting the two-dimensional polygons corresponding to the positions of the pushed surfaces to each other; and generating a plurality of nodes on the inner space and the surface of the connected two-dimensional polygons to generate the three-dimensional polygon model do.

상기 2차원 폴리곤들을 서로 연결하는 단계에서는 컨벡스헐 서페이스(Convex hull Surface)를 생성하여 상기 2차원 폴리곤들을 연결한다.In the step of connecting the two-dimensional polygons to each other, a convex hull surface is generated and the two-dimensional polygons are connected.

상기 3차원 폴리곤 모델로 생성하는 단계에서는 상기 컨벡스헐 서페이스로 연결된 2차원 폴리곤들의 내부 공간 및 표면에 복수의 사면체 격자(Tetrahedron Mesh)를 생성하여, 상기 사면체 격자들의 끝점을 상기 복수의 노드로 설정한다.In the step of generating the three-dimensional polygon model, a plurality of tetrahedron meshes are generated on the inner space and the surface of the two-dimensional polygons connected to the convex hull surface, and the end points of the tetrahedral meshes are set as the plurality of nodes .

상기 3차원 폴리라인들을 생성하는 단계는 상기 지층 경계 정보로부터 굴진면의 지층 경계선에 각각 대응하는 복수의 폴리라인을 3차원 공간 상에 생성하는 단계와, 각 폴리라인 상에 상기 복수의 노드를 배치하고 상기 폴리라인들의 각 노드에 속성 필드를 추가한 후, 상기 속성 필드에서 굴진면의 지질에 따른 속성값을 설정하여 상기 3차원 폴리라인들을 생성하는 단계를 포함한다.Wherein the generating of the three dimensional polylines comprises generating a plurality of polylines on the three-dimensional space, each polygon corresponding to a ground boundary line of the pushed surface from the ground boundary information, and arranging the plurality of nodes on each poly line And adding the attribute field to each node of the polylines, and generating the three-dimensional polylines by setting an attribute value according to the lipid of the surface being pushed in the attribute field.

상기에서 속성값은 지질에 따라 사전에 설정된 스칼라(scalar) 값이다.In the above, the attribute value is a scalar value set in advance according to the lipid.

상기 터널의 지질 전개도를 생성하는 단계는 상기 3차원 폴리곤 모델과 상기 3차원 폴리라인들의 매칭시켜 상기 3차원 폴리곤 모델의 노드들에 속성값을 설정하여 상기 터널 지질 모델로 생성하는 단계와, 상기 터널 지질 모델에서 동일한 속성값을 갖는 노드들을 추출하여 지층 경계면에 대응하는 아이소 서페이스(ISO Surface)를 생성하는 단계와, 상기 아이소 서페이스가 포함된 상기 터널 지질 모델의 3차원 곡면으로부터 상기 지질 전개도를 생성하는 단계를 포함한다.Generating a geological exploded view of the tunnel comprises the steps of matching the 3D polygon model and the 3D poly lines to create attributes of the 3D polygon model as nodes in the tunnel geological model, The method of claim 1, further comprising: extracting nodes having the same property values in a geological model to generate an ISO Surface corresponding to a ground interface; and generating the geological exploded view from the three- .

상기 속성값은 보간 연산(Interpolator)을 수행하여 설정한다.The attribute value is set by performing an interpolator.

상기 지질 전개도를 생성하는 단계에서는 상기 터널 지질 모델에서 터널의 내부 벽면에 대응하는 3차원 곡면인 월 서페이스(Wall Surface)를 추출한 후, 상기 월 서페이스를 2차원 평면으로 전환하여 상기 지질 전개도를 생성한다.In generating the geological development map, the tunnel surface model extracts a wall surface, which is a three-dimensional curved surface corresponding to the inner wall surface of the tunnel, and converts the wall surface into a two-dimensional plane to generate the geological developed map .

본 발명의 실시예에 따른 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성방법 및 시스템에 의하면, 터널의 형상에 대응하며 복수의 노드가 구비된 3차원 폴리곤 모델을 생성하고, 또한, 굴진면의 지층 경계선에 각각 대응하는, 기설정된 속성값을 갖는 복수의 노드를 구비하는 3차원 폴리라인들을 생성한 후, 상기 3차원 폴리곤 모델과 상기 3차원 폴리라인들을 매칭시켜 터널 지질 모델로 생성하여 그 3차원 곡면을 2차원 평면으로 변환해서 터널의 전개도를 생성하므로, 터널의 지질 전개도를 쉽고 편리하게 생성할 수 있는 효과가 있다.According to the method and system for constructing a three-dimensional model using line information based on a two-dimensional drawing according to an embodiment of the present invention, a three-dimensional polygon model having a plurality of nodes corresponding to the shape of a tunnel is generated, Dimensional poly-lines having a plurality of nodes each having a predetermined property value corresponding to a boundary of the stratum, and then the three-dimensional poly-model and the three-dimensional polyline are matched to generate a tunnel geological model, Dimensional surface is transformed into a two-dimensional plane to generate a developed view of the tunnel, so that it is possible to easily and conveniently generate the geological exploded view of the tunnel.

또, 본 발명의 실시예에 따른 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성방법 및 시스템에 의하면, 동일 좌표 상에 위치하는 노드들을 매칭시켜 터널 지질 모델을 생성하므로, 기하좌표의 정밀도 차이로 인한 오류를 방지하는 것이 가능하다.According to the method and system for constructing a three-dimensional model using line information based on a two-dimensional drawing according to an embodiment of the present invention, since a tunnel geological model is generated by matching nodes located on the same coordinate, It is possible to prevent errors caused by.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성방법 및 시스템에 의하면, 사용자가 터널의 형상 정보와 시공 현장의 굴진면에서 측정된 지층 경계 정보를 입력하면, 터널 지질 모델 및 지질 전개도가 자동으로 생성되므로, 비전문가의 경우에도 쉽고 편리하게 활용하는 것이 가능하다.According to the method and system for constructing a three-dimensional model using line information based on two-dimensional drawings according to an embodiment of the present invention, when a user inputs shape information of a tunnel and geological boundary information measured on the excavated surface of a construction site, Since the geological model and the geological map are automatically generated, it is possible to use it easily and conveniently even for non-experts.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성방법를 나타내는 사시도이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성시스템을 개념적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성시스템에 있어서, 터널 매핑부에서 수행되는 3차원 폴리곤 모델의 생성 과정을 나타내는 이미지이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성시스템에 있어서, 굴진면 매핑부에서 수행되는 3차원 폴리라인들의 생성 과정을 나타내는 이미지이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성시스템에 있어서, 터널 지질 모델의 예를 나타내는 이미지이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성시스템에 있어서, 지질 전개도의 예를 나타내는 이미지이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.1 is a perspective view illustrating a method of constructing a three-dimensional model using line information based on a two-dimensional drawing according to an embodiment of the present invention.
1 is a block diagram conceptually showing a three-dimensional model construction system using line information based on a two-dimensional drawing according to an embodiment of the present invention.
2 is an image showing a process of generating a three-dimensional polygon model performed by a tunnel mapping unit in a three-dimensional model construction system using line information based on a two-dimensional drawing according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an image showing a process of generating three-dimensional polylines performed in a pumped surface mapping unit in a three-dimensional model construction system using line information based on a two-dimensional drawing according to an embodiment of the present invention.
4 is an image showing an example of a tunnel geological model in a three-dimensional model construction system using line information based on a two-dimensional drawing according to an embodiment of the present invention.
5 is an image showing an example of a geological exploded view in a three-dimensional model construction system using line information based on a two-dimensional drawing according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart schematically illustrating a method for constructing a three-dimensional model using line information based on a two-dimensional drawing according to another embodiment of the present invention.

다음으로 본 발명에 따른 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성방법 및 시스템의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of a method and system for constructing a three-dimensional model using line information based on two-dimensional drawings according to the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

본 발명은 여러가지 다양한 형태로 구현하는 것이 가능하며, 이하에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.The present invention can be embodied in various forms and is not limited to the embodiments described below.

이하에서는 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 본 발명과 밀접한 관계가 없는 부분은 상세한 설명을 생략하였으며, 발명의 설명 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고, 반복적인 설명을 생략한다.Hereinafter, for the purpose of clearly illustrating the present invention, a detailed description of parts that are not closely related to the present invention is omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the entire description of the present invention, .

본 발명의 실시예에 따른 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성방법 및 시스템은 하드웨어적으로 구현하는 것도 가능하며, 하드웨어와 함께 동작하는 소프트웨어를 통해 구현하는 것도 가능하다.The method and system for constructing a three-dimensional model using line information based on a 2D drawing according to an embodiment of the present invention can be implemented in hardware or through software operating in conjunction with hardware.

상기에서 소프트웨어는 하드디스크 드라이브, SSD, USB메모리 및 SD카드와 같이 공지된 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체에 저장되어 상기 컴퓨터에서 읽혀짐으로써 상기 컴퓨터가 기능하게 하는 것도 가능하다.The software may be stored in a known computer-readable storage medium such as a hard disk drive, an SSD, a USB memory, and an SD card, and read by the computer to make the computer function.

상기 소프트웨어는 사용자 클라이언트 상에 설치되어 동작하도록 구비된 것이거나, 상기 사용자 클라이언트가 유, 무선 통신망 또는 인터넷망을 통해 접속가능한 웹 상의 서버장치 상에 설치되어 동작하도록 구비되는 것도 가능하다.The software may be provided to operate on a user client or may be installed on a server device on the web accessible by the user client via a wired, wireless communication network or the Internet.

그리고, 상기 사용자 클라이언트는 퍼스널 컴퓨터, 스마트폰 및 태블릿 PC뿐만 아니라 용도에 따라 특수하게 제작된 산업용 및 개인용 컴퓨터 장치를 포함하는 것도 가능하다.The user client may include personal computers, smart phones, and tablet PCs as well as industrial and personal computer devices that are specially manufactured according to the purpose.

먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성시스템은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 정보 입력부(10)와, 터널 매핑부(20)와, 굴진면 매핑부(30)와, 전개도 생성부(40)를 포함하여 이루어진다.First, as shown in FIG. 1, a three-dimensional model construction system using line information based on a two-dimensional drawing according to an embodiment of the present invention includes an information input unit 10, a tunnel mapping unit 20, (30), and a developed view generation unit (40).

상기 정보 입력부(10)는 상기 터널의 정보를 입력받기 위한 것으로, 사용자 또는 작업자로부터 시공하고자 하는 터널의 형상 정보와, 시공 현장의 굴진면에서 측정된 지층 경계 정보를 입력받도록 구비될 수 있다.The information input unit 10 is for receiving the information of the tunnel and may be provided to receive the shape information of a tunnel to be installed by a user or an operator and the boundary information of the ground measured at the excavated surface of the construction site.

상기 형상 정보는 터널의 시공을 위해 사전에 작성된 터널의 노선 및 설계 단면을 포함하는 설계 정보일 수 있으며, 상기 지층 경계 정보는 시공 현장에서 막장 단위의 굴진면에서 지층 경계, 암질, 절리, 단층, 지하수 상태 및 파괴 징후를 관찰 및 측정하여 작성된 터널 지질도 또는 막장 관찰도의 정보일 수 있다.The shape information may be design information including a route and a design section of a tunnel prepared in advance for the construction of a tunnel, and the geological boundary information may include a geological boundary, rock quality, joint, It may be the information of the tunnel geological map or the wall surface observation chart prepared by observing and measuring the groundwater condition and the failure indications.

따라서, 상기 형상 정보에서 터널의 바운더리를 추출하거나, 상기 지층 경계 정보로부터 막장 단위의 굴진면에 대한 지층 경계선을 추출할 수 있다.Therefore, the boundary of the tunnel can be extracted from the shape information, or the boundary line of the ground with respect to the excavated surface can be extracted from the boundary boundary information.

상기 터널 매핑부(20)는 터널의 형상에 대응하는 3차원 모델을 생성하기 위한 것으로, 상기 형상 정보에서 터널의 바운더리를 추출하여 터널의 형상에 대응하는 3차원 폴리곤 모델을 생성한다. 이때, 상기 3차원 폴리곤 모델은 후술할 3차원 폴리라인들과 매칭되어 터널 지질 모델로 생성되게 된다.The tunnel mapping unit 20 is for generating a three-dimensional model corresponding to the shape of the tunnel, and extracts a boundary of the tunnel from the shape information to generate a three-dimensional polygon model corresponding to the shape of the tunnel. At this time, the 3D polygon model is generated as a tunnel geological model by matching with the 3D polylines to be described later.

상기 터널 매핑부(20)에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 3차원 폴리곤 모델의 생성을 위해 상기 형상 정보로부터 터널의 바운더리를 추출하고 상기 바운더리에 대응하는 형상의 2차원 폴리곤을 생성하게 된다.As shown in FIG. 2, the tunnel mapping unit 20 extracts a boundary of a tunnel from the shape information to generate a three-dimensional polygon model, and generates a two-dimensional polygon having a shape corresponding to the boundary.

상기에서 2차원 폴리곤은 시공 현장의 굴진면 수만큼 생성될 수 있다.The two-dimensional polygon can be generated as many as the number of pushed surfaces in the construction site.

그리고, 상기 터널 매핑부(20)는 상기 생성된 2차원 폴리곤을 굴진면의 위치에 각각 대응하는 3차원 공간 상에 배치하고, 상기 2차원 폴리곤들을 연결하는 컨벡스헐 서페이스(Convex hull Surface)를 생성한다. 즉, 터널의 형상에 대응하는 서페이스 모델이 형성되게 된다.The tunnel mapping unit 20 arranges the generated two-dimensional polygons on the three-dimensional space corresponding to the positions of the pushed surfaces, and creates a convex hull surface connecting the two-dimensional polygons do. That is, the surface model corresponding to the shape of the tunnel is formed.

상기 터널 매핑부(20)에서는 상기 컨벡스헐 서페이스로 연결된 2차원 폴리곤들의 내부 공간 및 표면에 복수의 노드를 생성한다.The tunnel mapping unit 20 creates a plurality of nodes on the inner space and the surface of the two-dimensional polygons connected to the convex hull surface.

상기에서 복수의 노드에는 별도의 속성값이 설정되어 있지 않으나, 후술하는 3차원 폴리라인들과 매칭될 때 지질 고유의 속성값이 설정되게 된다.Although no separate attribute value is set for a plurality of nodes in the above description, a lipid-specific attribute value is set when matching with three-dimensional polylines described later.

또, 상기 터널 매핑부(20)에서는 상기 컨벡스헐 서페이스로 연결된 2차원 폴리곤들의 내부 공간 및 표면에 복수의 사면체 격자(Tetrahedron Mesh)를 생성하고, 상기 사면체 격자들의 끝점을 상기 복수의 노드로 설정할 수 있다.In addition, the tunnel mapping unit 20 may generate a plurality of tetrahedron meshes on the inner space and the surface of the two-dimensional polygons connected by the convex hull surface, and may set the end points of the tetrahedral meshes as the plurality of nodes have.

상기에서 사면체 격자의 크기가 작을수록 정밀도의 향상 및 부드러운 경계선을 형성할 수 있다.The smaller the size of the tetrahedral lattice is, the better the accuracy and the smooth boundary line can be formed.

상기 굴진면 매핑부(30)는 상기 굴진면의 지층 경계에 대응하는 3차원 모델을 생성하기 위한 것으로, 상기 지층 경계 정보에서 굴진면의 지층 경계선을 추출하여 굴진면의 지층 경계선에 각각 대응하는 3차원 폴리라인들을 생성하도록 구비된다.The excavated surface mapping unit 30 is for generating a three-dimensional model corresponding to the boundary of the ground surface of the excavated surface. The excavated surface mapping unit 30 extracts a ground boundary line of the excavated surface from the ground boundary information, Dimensional polylines.

상기 3차원 폴리라인들에는 지질 고유의 속성값이 설정되어, 후술하는 터널 지질 모델에서 지층, 암석 등의 경계인 지층 경계면을 형성할 수 있게 한다.In the three-dimensional polylines, an inherent property value of the lipid is set so that a boundary layer, which is a boundary between a ground and a rock, can be formed in the tunnel geological model described later.

상기 굴진면 매핑부(30)에서는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 지층 경계 정보로부터 굴진면에서 측정 및 관찰된 지층 경계선을 추출한 후, 상기 굴진면의 지층 경계선에 각각 대응하는 복수의 폴리라인을 3차원 공간 상에 생성한다.3, the excavated surface mapping unit 30 extracts a ground boundary line measured and observed from the excavated surface from the ground layer boundary information, and then extracts a plurality of polylines corresponding to the ground boundary lines of the excavated surface Dimensional space.

상기에서 복수의 폴리라인은 각 굴진면의 위치에 대응하는 3차원 좌표 상에 생성될 수 있다.The plurality of polylines may be generated on the three-dimensional coordinates corresponding to the positions of the respective pushed surfaces.

그리고, 상기 굴진면 매핑부(30)에서는 각 폴리라인에 복수의 노드를 생성한 후 굴진면의 지질에 따른 속성값을 각 폴리라인의 노드들에 설정하여, 상기 지층 경계선에 각각 대응하는 3차원 폴리라인들로 생성한다.In the pushing surface mapping unit 30, a plurality of nodes are created in each of the polylines, and attribute values corresponding to the lipid of the pushed surface are set in the nodes of the respective polylines, Lt; / RTI >

상기에서 복수의 노드는 임의의 수로 생성될 수 있으며, 상기 속성값은 지질에 따라 사전에 설정된 스칼라(scalar) 값일 수 있다.In the above, a plurality of nodes may be generated in an arbitrary number, and the attribute value may be a scalar value preset according to the geology.

또, 상기 굴진면 매핑부(30)는 사용자 입력을 통해 상기 각 폴리라인의 노드들에 대하여 속성 필드를 추가한 후 상기 속성 필드를 통해 굴진면의 지질에 따른 속성값을 입력받는 방식으로, 상기 각 폴리라인들의 노드들에 상기 속성값을 설정한 상기 3차원 폴리라인들을 생성할 수 있다.In addition, the pushing surface mapping unit 30 adds an attribute field to nodes of each polyline through a user input, and receives an attribute value according to the lipid of the pushed surface through the attribute field, Dimensional polylines in which the attribute value is set to the nodes of the respective polylines.

상기 전개도 생성부(40)는 터널의 지질 조건을 나타내는 지질 전개도를 생성하기 위한 것으로, 상기 3차원 폴리곤 모델의 노드들과 동일 좌표 상에 위치하는 상기 3차원 폴리라인들의 각 노드를 매칭시켜 터널 지질 모델을 생성하고, 상기 터널 지질 모델로부터 상기 지질 전개도를 생성하도록 구비된다.The developed view generation unit 40 is for generating a geological development map representing a geological condition of a tunnel. It matches each node of the 3D polylines located on the same coordinate as the nodes of the 3D polygon model, To generate the model, and to generate the geological spread map from the tunnel geological model.

상기에서 전개도 생성부(40)는 상기 터널 지질 모델의 3차원 곡면을 2차원 평면으로 변환하여 상기 지질 전개도를 생성할 수 있다.The developed view generation unit 40 may convert the three-dimensional curved surface of the tunnel geology model into a two-dimensional plane to generate the geological developed map.

또, 상기 전개도 생성부(40)에서는 상기 터널 지질 모델의 생성 시 상기 3차원 폴리곤 모델의 노드들 중 상기 속성값이 할당되지 않은 노드에 대해, 보간 연산(Interpolator)을 수행하여 상기 속성값을 설정할 수 있다.When generating the tunnel geological model, the developed view generation unit 40 performs an interpolation operation on the nodes of the three-dimensional polygon model, to which the attribute values are not assigned, to set the property values .

예를 들면, 상기 3차원 폴리곤 모델과 상기 3차원 폴리라인들의 매칭 시 각 굴진면의 위치에 대응하는 노드들에만 상기 속성값이 설정되므로, 상기 전개도 생성부(40)는 상기 보간 연산을 통해 각 굴진면 사이의 노드들에 대해서도 상기 속성값을 설정하게 된다.For example, in the matching of the 3D polygon model and the 3D poly lines, the attribute values are set only for the nodes corresponding to the positions of the respective pushed faces. Therefore, the developed view generator 40 The attribute values are set for the nodes between the pushed surfaces.

상기에서 보간 연산은 RBF(Radial basis function) 알고리즘을 이용하여 수행될 수 있다.The interpolation operation may be performed using a radial basis function (RBF) algorithm.

상기 전개도 생성부(40)에서는 상기 터널 지질 모델의 노드들 중 동일한 속성값을 갖는 노드들을 추출하여, 터널 내부의 지층 경계면에 대응하는 아이소 서페이스(ISO-Surface)를 생성하게 된다.The developed view generation unit 40 extracts nodes having the same attribute value from the nodes of the tunnel geological model to generate an ISO-Surface corresponding to a ground boundary in the tunnel.

상기에서 지질 고유의 속성값에 따라 색상 등으로 구분된, 각각의 아이소 서페이스가 생성될 수 있다.In the above, each iso-surface can be generated which is divided into hues according to the attribute value inherent to the lipid.

상기 전개도 생성부(40)에서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 터널 지질 모델을 생성하여 터널 내부의 지질 조건을 모델링할 수 있으며, 지층과 암석 간의 경계면이 각각의 아이소 서페이스를 통해 표시되므로, 비전문가의 경우에도 터널의 지질 조건을 쉽게 식별할 수 있다.As shown in FIG. 4, the developed view generator 40 can generate the tunnel geology model to model the geological condition inside the tunnel. Since the interface between the geological layer and the rock is displayed through the respective iso-surfaces, The geological condition of the tunnel can be easily identified.

또, 상기 터널 지질 모델의 생성 시 동일 좌표 상의 노드들을 매칭하고, 상기 보간 연산을 통해 상기 속성값을 할당하도록 구비되므로, 기하좌표의 정밀도 차이로 인한 오류를 미연에 방지할 수 있게 된다.In addition, when the tunnel geological model is generated, nodes on the same coordinate are matched and the attribute value is allocated through the interpolation operation, so that it is possible to prevent errors due to differences in accuracy of geometric coordinates.

그리고, 상기 터널 지질 모델을 통해 지층 경계, 절리 패턴, 파쇄대 및 단층대의 진행 방향을 예측할 수 있으므로, 터널의 시공 현장에서 전방의 지질 위험요소를 사전에 인지하고 대비할 수 있게 된다.Since the tunnel boundary model, the joint pattern, the fracture zone, and the fault layer can be predicted through the tunnel geological model, the geological hazard factors ahead of the tunnel construction site can be recognized and prepared in advance.

상기 전개도 생성부(40)에서는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 터널 지질 모델의 3차원 곡면을 펼쳐 상기 지질 전개도로 생성할 수 있다.5, the three-dimensional curved surface of the tunnel geological model can be unfolded to generate the geological exploded view.

그리고, 상기 전개도 생성부(40)에서는 상기 터널 지질 모델에서 터널의 내부 벽면에 대응하는 3차원 곡면인 월 서페이스(Wall Surface)를 추출한 후, 상기 월 서페이스를 2차원 평면으로 전환하여 상기 지질 전개도로 생성하게 된다.Then, the development view generator 40 extracts a wall surface, which is a three-dimensional curved surface corresponding to the inner wall surface of the tunnel, from the tunnel geological model, and converts the wall surface into a two- Respectively.

또, 상기 전개도 생성부(40)는 상기 터널 지질 모델을 이용하여, 터널의 종단면도 및 평면도를 더 생성할 수도 있다.In addition, the developed view generation section 40 may further generate a longitudinal section view and a top view of the tunnel using the tunnel geological model.

상기에서, 터널의 형상 정보 및 지층 경계 정보를 입력하면 자동으로 상기 터널 지질 모델이 생성되고, 상기 터널 지질 모델로부터 상기 지질 전개도의 생성이 이루어지므로, 비전문가의 경우라도 터널의 전개도를 쉽고 편리하게 작성할 수 있다.Since the tunnel geological model is automatically generated when the shape information of the tunnel and the boundary information of the tunnel are input, the geological exploded view is generated from the tunnel geological model. Therefore, even if the user is a non-expert, .

다음으로, 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성방법을 설명한다. Next, a method for constructing a three-dimensional model using line information based on a two-dimensional drawing according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

본 발명의 다른 실시예에 따른 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성방법에서 수행되는 기능은 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 본 발명의 일실시예에 따른 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성시스템에서 수행되므로, 명시적인 설명이 없어도, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 모든 기능은 본 발명의 다른 실시예에 따른 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성방법에서 수행되고, 도 6를 참조하여 설명하는 모든 기능은 본 발명의 일실시예에 따른 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성시스템에서 그대로 수행되는 것으로 이해되어야 한다.The functions performed in the method for constructing the three-dimensional model using the two-dimensional drawing-based line information according to another embodiment of the present invention are the same as the functions performed in the two-dimensional drawing-based line information according to an embodiment of the present invention described with reference to FIGS. Dimensional modeling system using the 3D modeling system, all the functions described with reference to FIGS. 1 to 5 are performed in the three-dimensional modeling method using the two-dimensional drawing-based line information according to another embodiment of the present invention And all the functions described with reference to FIG. 6 should be understood to be performed in a three-dimensional model constitution system using line information based on a two-dimensional drawing according to an embodiment of the present invention.

먼저, 정보 입력부(10)를 통해, 터널의 정보를 입력하게 된다(S10).First, information of the tunnel is inputted through the information input unit 10 (S10).

상기 터널의 정보는 시공하고자 하는 터널의 형상 정보와, 시공 현장의 굴진면에서 측정된 지층 경계 정보를 포함하며, 상기 형상 정보로부터 터널의 바운더리가 추출되고 상기 지층 경계 정보로부터 막장 단위의 굴진면에 대한 지층 경계선이 추출되게 된다.The tunnel information includes the shape information of the tunnel to be installed and the boundary boundary information measured on the excavated surface of the construction site. The boundary of the tunnel is extracted from the shape information, and the tunnel boundary information is extracted from the boundary surface information The stratum boundary line is extracted.

다음으로, 터널 매핑부(20)는 상기 형상 정보로부터, 터널의 형상에 대응하며 복수의 노드가 구비된 3차원 폴리곤 모델을 생성한다(S20).Next, the tunnel mapping unit 20 generates a three-dimensional polygon model corresponding to the shape of the tunnel and having a plurality of nodes from the shape information (S20).

상기 터널 매핑부(20)에서는 상기 형상 정보에서 터널의 바운더리를 추출하여 상기 바운더리에 대응하는 2차원 폴리곤을 생성한 후, 상기 2차원 폴리곤을 굴진면의 위치에 대응하는 3차원 공간 상에서 각각 배치하고(S21), 컨벡스헐 서페이스(Convex hull Surface)를 생성하여 굴진면의 위치에 대응하는 2차원 폴리곤들을 서로 연결한 후(S22), 상기 컨벡스헐 서페이스로 연결된 2차원 폴리곤들의 내부 공간 및 표면에 복수의 사면체 격자(Tetrahedron Mesh)를 생성하여 상기 3차원 폴리곤 모델을 생성한다(S23).The tunnel mapping unit 20 extracts the boundary of the tunnel from the shape information to generate a two-dimensional polygon corresponding to the boundary, and then arranges the two-dimensional polygon on the three-dimensional space corresponding to the position of the pushed surface Dimensional polygons connected to the convex hull surface by connecting the two-dimensional polygons corresponding to the positions of the paved surface (S22) and connecting the two-dimensional polygons corresponding to the positions of the paved surface (S22) Dimensional polygon model is generated by generating a tetrahedron mesh of the polygon mesh (S23).

상기에서 사면체 격자들의 끝점은 상기 3차원 폴리곤 모델의 내부 공간 및 표면의 3차원 좌표 상에 위치하는 복수의 노드로 설정된다.The end points of the tetrahedral meshes are set to a plurality of nodes located on the three-dimensional coordinates of the inner space and the surface of the three-dimensional polygon model.

또, 상기 3차원 폴리곤 모델의 노드들은 후술하는 3차원 폴리라인들과 매칭될 수 있다.In addition, the nodes of the three-dimensional polygon model may be matched with the three-dimensional polylines described later.

다음으로, 굴진면 매핑부(30)는 상기 지층 경계 정보로부터 굴진면의 지층 경계선에 각각 대응하는 3차원 폴리라인들을 생성한다(S30).Next, the excavated surface mapping unit 30 generates three-dimensional polylines corresponding to the stratum boundary line of the excavated surface from the above-described boundary layer boundary information (S30).

상기 3차원 폴리라인들은 3차원 좌표의 각 폴리라인에 위치하고 굴진면의 지질에 따른 속성값을 갖는 복수의 노드를 더 포함하며, 상기 복수의 노드에 의해 후술할 터널 지질 모델에서 지층, 암석 등의 경계인 지층 경계면이 형성된다.Wherein the three-dimensional polylines further comprise a plurality of nodes located in respective poly-lines of three-dimensional coordinates and having attribute values according to the lipid of the excavated surface, A boundary layer boundary surface is formed.

상기 굴진면 매핑부(30)에서는 굴진면의 지층 경계선을 추출하고 상기 지층 경계선에 각각 대응하는 복수의 폴리라인을 3차원 공간 상에 생성한 후(S31), 각 폴리라인에 복수의 노드를 생성하고 상기 속성값을 각 폴리라인의 노드들에 설정하여 상기 3차원 폴리라인들로 생성하게 된다(S32).The excavated surface mapping unit 30 extracts a ground boundary line of the excavated surface and creates a plurality of polylines corresponding to the ground boundary lines on the three-dimensional space (S31), and then creates a plurality of nodes And sets the attribute values in the nodes of the respective polylines to generate the three-dimensional polylines (S32).

또, 상기 각 폴리라인의 노드에 속성 필드를 추가한 후 상기 속성 필드를 통해 상기 속성값을 설정할 수 있으며, 상기 속성값은 지질에 따라 사전에 설정된 스칼라(scalar) 값일 수 있다.In addition, an attribute field may be added to each node of each of the polylines, and the attribute value may be set through the attribute field, and the attribute value may be a scalar value set in advance according to lipid.

다음으로, 전개도 생성부(40)에서는 상기 3차원 폴리곤 모델과 상기 3차원 폴리라인들을 매칭시켜 터널 지질 모델을 생성하고, 상기 터널 지질 모델로부터 지질 전개도를 생성한다(S40).Next, in the developed view generation unit 40, a tunnel geology model is generated by matching the 3D polygon model and the 3D polylines, and a geological exploded view is generated from the tunnel geology model (S40).

상기 터널 지질 모델은 상기 3차원 폴리곤 모델의 노드들과 동일 좌표 상에 위치하는 상기 3차원 폴리라인들의 각 노드를 매칭하여 생성할 수 있으며, 상기 지질 전개도는 상기 터널 지질 모델의 3차원 곡면을 2차원 평면으로 변환하여 생성할 수 있다.Wherein the tunnel geological model is generated by matching each node of the three-dimensional polylines located on the same coordinate with the nodes of the three-dimensional polygonal model, Dimensional plane.

상기 전개도 생성부(40)는 상기 3차원 폴리곤 모델과 상기 3차원 폴리라인들의 매칭시켜 상기 3차원 폴리곤 모델의 노드들에 속성값을 설정하고, 보간 연산(Interpolator)을 수행하여 상기 3차원 폴리곤 모델의 노드들 중 상기 속성값이 할당되지 않은 노드에 대해 상기 속성값을 설정하여 상기 터널 지질 모델을 생성한다(S41).The developed view generation unit 40 sets an attribute value to the nodes of the three-dimensional polygon model by matching the three-dimensional polygon model and the three-dimensional poly lines, performs an interpolator, The tunnel model is generated by setting the attribute value for the node to which the attribute value is not assigned (S41).

그리고, 상기 전개도 생성부(40)는 상기 터널 지질 모델에서 동일한 속성값을 갖는 노드들을 추출하여 지층 경계면에 대응하는 아이소 서페이스(ISO-Surface)를 생성하여, 터널 내부의 지층 경계면을 가시화한다(S42).The developed view generation unit 40 extracts nodes having the same attribute value in the tunnel geology model to generate an ISO-Surface corresponding to the ground-layer interface, and visualizes the ground-layer interface inside the tunnel (S42 ).

다음으로, 상기 전개도 생성부(40)는 상기 아이소 서페이스가 포함된 상기 터널 지질 모델의 3차원 곡면으로부터 상기 지질 전개도를 생성하게 된다(S43).Next, the developed-view generating unit 40 generates the geological developed view from the three-dimensional curved surface of the tunnel geological model including the iso-surface (S43).

상기 지질 전개도는 상기 터널 지질 모델에서 터널의 내부 벽면에 대응하는 3차원 곡면인 월 서페이스(Wall Surface)를 추출한 후 상기 월 서페이스를 2차원 평면으로 전환하여 생성할 수 있다.The geological spread map can be generated by extracting a wall surface which is a three-dimensional curved surface corresponding to an inner wall surface of the tunnel in the tunnel geological model and converting the wall surface into a two-dimensional plane.

상기에서는 본 발명에 따른 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성방법 및 시스템의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 청구범위와 발명의 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.Although a preferred embodiment of a method and system for constructing a three-dimensional model using line information based on a two-dimensional drawing according to the present invention has been described above, the present invention is not limited thereto. And it is also within the scope of the present invention.

10 - 정보 입력부, 20 - 터널 매핑부, 30 - 굴진면 매핑부
40 - 전개도 생성부A 10-information input unit, a 20-tunnel mapping unit, a 30-
40 -

Claims (23)

시공하고자 하는 터널의 형상 정보와 시공 현장의 굴진면에서 측정된 지층 경계 정보를 입력받는 정보 입력부와,
상기 형상 정보로부터 터널의 형상에 대응하며 내부 공간 및 표면 상에 복수의 노드가 구비된 3차원 폴리곤 모델을 생성하는 터널 매핑부와,
상기 지층 경계 정보로부터 굴진면 상의 지질에 따른 속성값을 갖는 복수의 노드를 포함하며 굴진면의 지층 경계선에 각각 대응하는 3차원 폴리라인들을 생성하는 굴진면 매핑부와,
상기 3차원 폴리곤 모델의 노드들과 동일 좌표 상에 위치하는 상기 3차원 폴리라인들의 각 노드를 매칭시켜 터널 지질 모델을 생성하며, 상기 터널 지질 모델의 3차원 곡면을 2차원 평면으로 변환하여 터널의 지질 전개도를 생성하는 전개도 생성부를 포함하는 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성 시스템.An information input unit for receiving shape information of the tunnel to be installed and ground boundary information measured on the excavated surface of the construction site,
A tunnel mapping unit for generating a three-dimensional polygon model corresponding to the shape of the tunnel from the shape information and having a plurality of nodes on the inner space and the surface,
A pie plane mapping unit for generating three-dimensional polylines corresponding to pie boundary lines of the pie plane including a plurality of nodes having attribute values according to the lipid on the pie plane from the pie boundary information,
Dimensional polygonal model is generated by matching each node of the three-dimensional polylines located on the same coordinate with the nodes of the three-dimensional polygon model, and converting the three-dimensional curved surface of the tunnel geological model into a two- A three - dimensional model construction system using line information based on a two - dimensional drawing including a developed map generation unit for generating a geological spread map. 청구항 1에 있어서,
상기 터널 매핑부에서는 터널의 바운더리를 추출하여 2차원 폴리곤을 생성하고, 상기 생성된 2차원 폴리곤을 굴진면의 위치에 각각 대응하는 3차원 공간 상에서 서로 연결하여 상기 3차원 폴리곤 모델로 생성하는 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the tunnel mapping unit extracts a boundary of a tunnel to generate a two-dimensional polygon, and connects the generated two-dimensional polygons to each other in a three-dimensional space corresponding to the positions of the paved surfaces, 3 - Dimensional Model Construction System Using Drawing - based Line Information. 청구항 2에 있어서,
상기 터널 매핑부에서는 컨벡스헐 서페이스(Convex hull Surface)를 생성하여 굴진면의 위치에 대응하는 상기 2차원 폴리곤들을 연결하는 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성 시스템.The method of claim 2,
Wherein the tunnel mapping unit creates a convex hull surface and connects the two-dimensional polygons corresponding to the positions of the paved surfaces, wherein the three-dimensional model configuration system uses the two-dimensional drawing-based line information. 청구항 3에 있어서,
상기 터널 매핑부에서는 상기 컨벡스헐 서페이스로 연결된 2차원 폴리곤들로 이루어진 3차원 폴리곤 모델의 내부 공간 및 표면에 복수의 사면체 격자(Tetrahedron Mesh)를 생성하여, 상기 사면체 격자들의 끝점을 상기 복수의 노드로 설정하는 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성 시스템.The method of claim 3,
The tunnel mapping unit generates a plurality of tetrahedron meshes on the inner space and the surface of the three-dimensional polygon model composed of the two-dimensional polygons connected to the convex hull surface, and transmits the end points of the tetrahedral meshes to the plurality of nodes A 3 - D Model Construction System Using Line Information Based on 2D Drawing. 청구항 1에 있어서,
상기 굴진면 매핑부에서는 굴진면의 지층 경계선에 각각 대응하는 복수의 폴리라인을 3차원 공간 상에 생성한 후, 각 폴리라인 상에 상기 복수의 노드를 배치하여 상기 3차원 폴리라인으로 생성하는 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성 시스템.The method according to claim 1,
Dimensional polygons respectively corresponding to the boundary lines of the pierced surface are generated on the three-dimensional space, and the plurality of nodes are arranged on the respective polygons to generate the three-dimensional polylines A 3 - Dimensional Model Construction System Using Line Information Based on Dimensional Drawings. 청구항 5에 있어서,
상기 굴진면 매핑부에서는 상기 폴리라인들의 각 노드에 속성 필드를 추가한 후, 상기 속성 필드에서 굴진면의 지질에 따른 속성값을 설정하는 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성 시스템.The method of claim 5,
Wherein the pushing plane mapping unit adds an attribute field to each node of the polylines and then sets an attribute value according to the lipid of the pushed surface in the attribute field. 청구항 6에 있어서,
상기 속성값은 지질에 따라 사전에 설정된 스칼라(scalar) 값인 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성 시스템.The method of claim 6,
Wherein the attribute value is a scalar value set in advance according to a geological condition, and the 3D model configuration system uses line information based on 2D drawings. 청구항 1 내지 청구항 7 중의 어느 한항에 있어서,
상기 전개도 생성부에서는 상기 터널 지질 모델의 생성 시 상기 3차원 폴리곤 모델의 노드들 중 상기 속성값이 할당되지 않은 노드에 대해, 보간 연산(Interpolator)을 수행하여 상기 속성값을 설정하는 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성 시스템.The method according to any one of claims 1 to 7,
Wherein the development view generation unit generates a 2D geomorphic map based on a 2D geometry based on an interpolation operation of interpolating nodes of the 3D polygon model, Three - Dimensional Model Construction System Using Line Information. 청구항 8에 있어서,
상기 전개도 생성부에서는 RBF(Radial basis function) 알고리즘을 이용하여, 상기 보간 연산을 수행하는 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성 시스템.The method of claim 8,
Dimensional model construction system using the 2D-based drawing line information for performing the interpolation operation using an RBF (Radial basis function) algorithm in the developed-view generation unit. 청구항 8에 있어서,
상기 전개도 생성부에서는 상기 터널 지질 모델의 노드들 중 동일한 속성값을 갖는 노드들을 추출하여, 지층 경계면에 대응하는 아이소 서페이스(ISO-Surface)를 생성하는 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성 시스템.The method of claim 8,
The developed-view generation unit extracts nodes having the same attribute value among the nodes of the tunnel geological model and generates a three-dimensional model configuration using the two-dimensional drawing-based line information for generating an ISO- system. 청구항 10에 있어서,
상기 전개도 생성부에서는 상기 터널 지질 모델에서 터널의 내부 벽면에 대응하는 3차원 곡면인 월 서페이스(Wall Surface)를 추출한 후, 상기 월 서페이스를 2차원 평면으로 전환하여 상기 지질 전개도로 생성하는 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성 시스템.The method of claim 10,
The development view generation unit extracts a wall surface, which is a three-dimensional curved surface corresponding to an inner wall surface of the tunnel, from the tunnel geological model, and converts the wall surface into a two-dimensional plane to generate a two- Three - Dimensional Model Construction System Using Base Line Information. 시공하고자 하는 터널의 형상 정보와 시공 현장의 굴진면에서 측정된 지층 경계 정보가 입력되는 단계와,
상기 형상 정보로부터 터널의 형상에 대응하며 복수의 노드가 구비된 3차원 폴리곤 모델을 생성하는 단계와,
상기 지층 경계 정보로부터 굴진면의 지층 경계선에 각각 대응하며, 기설정된 속성값을 갖는 복수의 노드가 구비된 3차원 폴리라인들을 생성하는 단계와,
상기 3차원 폴리곤 모델과 상기 3차원 폴리라인들을 매칭시켜 터널 지질 모델로 생성하고, 상기 터널 지질 모델의 3차원 곡면을 2차원 평면으로 변환하여 터널의 지질 전개도를 생성하는 단계를 포함하는 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성방법.A step of inputting shape information of a tunnel to be installed and ground boundary information measured on a paved surface of a construction site;
Generating a three-dimensional polygon model corresponding to the shape of the tunnel from the shape information and having a plurality of nodes;
Generating three-dimensional polylines corresponding to a ground boundary line of the pushed surface from the ground-layer boundary information and having a plurality of nodes each having a predetermined property value;
Dimensional polygon model and the three-dimensional polylines to generate a tunnel geological model, and converting the three-dimensional curved surface of the tunnel geological model into a two-dimensional plane to generate a geological exploded view of the tunnel. A method for constructing a three - dimensional model using base line information. 청구항 12에 있어서,
상기 3차원 폴리곤 모델의 복수의 노드는 상기 3차원 폴리곤 모델의 내부 공간 및 표면의 3차원 좌표 상에 위치하는 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성방법.The method of claim 12,
Wherein the plurality of nodes of the three-dimensional polygon model are located on the three-dimensional coordinates of the inner space and the surface of the three-dimensional polygon model. 청구항 13에 있어서,
각 3차원 폴리라인의 복수의 노드는 상기 각 3차원 폴리라인의 3차원 좌표 상에 위치하며, 굴진면의 지질에 따른 속성값을 갖는 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성방법.14. The method of claim 13,
Wherein the plurality of nodes of each three-dimensional polyline are located on the three-dimensional coordinates of each of the three-dimensional polylines and have property values according to the lipid of the pushed surface. 청구항 14에 있어서,
상기 터널의 지질 전개도를 생성하는 단계에서는 상기 3차원 폴리곤 모델의 노드들과 동일 좌표 상에 위치하는 상기 3차원 폴리라인들의 각 노드를 매칭하여 상기 터널 지질 모델을 생성하는 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성방법.15. The method of claim 14,
Dimensional geomorphic model of the three-dimensional polylines located on the same coordinate as the nodes of the three-dimensional polygon model to generate the geological map of the tunnel, A method of constructing a 3D model using. 청구항 12에 있어서,
상기 3차원 폴리곤 모델을 생성하는 단계는,
상기 형상 정보에서 터널의 바운더리를 추출하여 상기 바운더리에 대응하는 2차원 폴리곤을 생성한 후, 상기 2차원 폴리곤을 굴진면의 위치에 대응하는 3차원 공간 상에서 각각 배치하는 단계와,
굴진면의 위치에 대응하는 2차원 폴리곤들을 서로 연결하는 단계와,
상기 연결된 2차원 폴리곤들의 내부 공간 및 표면에 복수의 노드를 생성하여, 3차원 폴리곤 모델로 생성하는 단계를 포함하는 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성방법.The method of claim 12,
Wherein the generating the three-dimensional polygon model comprises:
Extracting a boundary of a tunnel from the shape information to generate a two-dimensional polygon corresponding to the boundary, and arranging the two-dimensional polygon on a three-dimensional space corresponding to a position of a paved surface;
Connecting the two-dimensional polygons corresponding to the positions of the pushed surfaces,
And generating a plurality of nodes on the inner space and the surface of the connected two-dimensional polygons to generate a three-dimensional polygon model. 청구항 16에 있어서,
상기 2차원 폴리곤들을 서로 연결하는 단계에서는 컨벡스헐 서페이스(Convex hull Surface)를 생성하여 상기 2차원 폴리곤들을 연결하는 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성방법.18. The method of claim 16,
And connecting the two-dimensional polygons to each other, the method comprising: creating a convex hull surface to link the two-dimensional polygons; 청구항 17에 있어서,
상기 3차원 폴리곤 모델로 생성하는 단계에서는 상기 컨벡스헐 서페이스로 연결된 2차원 폴리곤들로 이루어진 3차원 폴리곤 모델의 내부 공간 및 표면에 복수의 사면체 격자(Tetrahedron Mesh)를 생성하여, 상기 사면체 격자들의 끝점을 상기 복수의 노드로 설정하는 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성방법.18. The method of claim 17,
In the step of generating the three-dimensional polygon model, a plurality of tetrahedron meshes are generated on the inner space and the surface of the three-dimensional polygon model composed of the two-dimensional polygons connected to the convex hull surface, Dimensional model using line information based on a 2D drawing set to the plurality of nodes. 청구항 12에 있어서,
상기 3차원 폴리라인들을 생성하는 단계는,
상기 지층 경계 정보로부터, 굴진면의 지층 경계선에 각각 대응하는 복수의 폴리라인을 3차원 공간 상에 생성하는 단계와,
각 폴리라인 상에 상기 복수의 노드를 배치하고 상기 폴리라인들의 각 노드에 속성 필드를 추가한 후, 상기 속성 필드에서 굴진면의 지질에 따른 속성값을 설정하여 상기 3차원 폴리라인들을 생성하는 단계를 포함하는 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성방법.The method of claim 12,
Wherein the generating the three-dimensional polylines comprises:
Generating a plurality of polylines on the three-dimensional space, each of the polylines corresponding to a boundary line of the ground surface of the pushed surface from the ground boundary information;
Dimensional poly lines by arranging the plurality of nodes on each poly line, adding an attribute field to each node of the poly lines, and setting an attribute value according to the lipid of the surface being pushed in the attribute field A method for constructing a three-dimensional model using two-dimensional drawing-based line information. 청구항 19에 있어서,
상기 속성값은 지질에 따라 사전에 설정된 스칼라(scalar) 값인 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성방법.The method of claim 19,
Wherein the attribute value is a scalar value set in advance according to the geology, and the three-dimensional model construction method using the line information based on the 2D drawing. 청구항 12 내지 청구항 20 중의 어느 한항에 있어서,
상기 터널의 지질 전개도를 생성하는 단계는,
상기 3차원 폴리곤 모델과 상기 3차원 폴리라인들의 매칭시켜, 상기 3차원 폴리곤 모델의 노드들에 속성값을 설정하여 상기 터널 지질 모델로 생성하는 단계와,
상기 터널 지질 모델에서 동일한 속성값을 갖는 노드들을 추출하여 지층 경계면에 대응하는 아이소 서페이스(ISO-Surface)를 생성하는 단계와,
상기 아이소 서페이스가 포함된 상기 터널 지질 모델의 3차원 곡면으로부터 상기 지질 전개도를 생성하는 단계를 포함하는 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성방법.The method of any one of claims 12 to 20,
Wherein generating the geological exploded view of the tunnel comprises:
Dimensional polygon model, matching the three-dimensional polygon model with the three-dimensional polygonal line, creating an attribute value for the nodes of the three-dimensional polygon model as the tunnel geological model,
Extracting nodes having the same attribute value in the tunnel geological model to generate an ISO-Surface corresponding to a ground interface;
And generating the geological exploded view from the three-dimensional curved surface of the tunnel lipid model including the iso-surface. 청구항 21에 있어서,
상기 터널 지질 모델로 생성하는 단계에서는 보간 연산(Interpolator)을 수행하여 속성값을 설정하는 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성방법.23. The method of claim 21,
Wherein the step of generating the tunnel geological model comprises the step of interpolating and setting an attribute value. 청구항 21에 있어서,
상기 지질 전개도를 생성하는 단계에서는 상기 터널 지질 모델에서 터널의 내부 벽면에 대응하는 3차원 곡면인 월 서페이스(Wall Surface)를 추출한 후, 상기 월 서페이스를 2차원 평면으로 전환하여 상기 지질 전개도를 생성하는 2차원 도면기반 라인정보를 이용한 3차원 모델 구성방법.23. The method of claim 21,
In the generating of the geological development map, a wall surface, which is a three-dimensional curved surface corresponding to the inner wall surface of the tunnel, is extracted from the tunnel geological model, and then the geological developed map is generated by converting the wall surface into a two- A 3 - D Model Construction Method Using Line Information Based on 2D Drawings.
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