KR20200065797A - 3D spatial information visualization system and method - Google Patents

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KR20200065797A
KR20200065797A KR1020180152626A KR20180152626A KR20200065797A KR 20200065797 A KR20200065797 A KR 20200065797A KR 1020180152626 A KR1020180152626 A KR 1020180152626A KR 20180152626 A KR20180152626 A KR 20180152626A KR 20200065797 A KR20200065797 A KR 20200065797A
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visualization
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dem
spatial information
mesh
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Application number
KR1020180152626A
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박현철
최형욱
천서이
최영철
이응준
이승현
이유연
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(주) 지오씨엔아이
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Abstract

The present invention relates to a 3D spatial information visualization system and a method thereof, and more specifically, to a 3D spatial information visualization system which can be effectively used when creating river space based 3D spatial information with a high capacity and high precision in the future by selecting an engine suitable for system development to display 3D spatial information including river information, performing data processing by using the selected engine and even solving a speed problem of the system, and a method thereof. The 3D spatial information visualization system comprises: a DEM conversion part (100); a 3D mesh conversion part (200); an image preprocessing part (300); and a visualization part (400).

Description

3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법 {3D spatial information visualization system and method}3D spatial information visualization system and method}

본 발명은 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대용량의 DEM(Digital Elevation Model)과 위성 또는 항공 영상 데이터를 이용한 3차원 공간정보 구축에 있어서, 데이터 처리 및 시스템의 속도 문제를 해결할 수 있어, 효과적으로 활용할 수 있는 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a 3D spatial information visualization system and a method thereof, and more particularly, to construct a 3D spatial information using a large-capacity DEM (Digital Elevation Model) and satellite or aerial image data, data processing and system speed The present invention relates to a 3D spatial information visualization system and method that can be effectively used as a solution to a problem.

최근 하천공간을 활용한 친수활동 인구의 증가로 하천정보에 대한 사회적 수요가 급증하고 있으며, ICT(Information and Communication Technology) 기술의 발전으로 실세계와 동일한 3차원 공간정보에 대한 수요가 증대함에 따라 3차원의 고정밀 공간정보 기반의 연구가 다양하게 진행되고 있다.Recently, the social demand for river information is rapidly increasing due to the increase in the number of hydrophilic activities using river space, and as the demand for 3D spatial information that is the same as the real world increases due to the development of information and communication technology (ICT) technology, 3D High-precision spatial information-based research has been conducted in various ways.

그렇지만, 이러한 우리나라의 하천정보는 RIMGIS(하천 관리 지리정보웹시스템)와 WAMIS(국가 수자원 관리종합정보시스템) 등 국가하천을 대상으로 운영되는 다수의 하천관리 업무용 시스템이 존재하지만, 기관별로 분산 관리되고 있어 하천의 통합 관리와 효율적 정책 추진을 위한 일관성이 결여되어 있다.However, in Korea, there are a number of river management business systems operating for national rivers such as RIMGIS (River Management Geographic Information Web System) and WAMIS (National Water Resource Management Comprehensive Information System). Therefore, it lacks consistency for integrated management of rivers and effective policy implementation.

국가하천 시설물의 관리를 위한 시스템 구축 등을 통해 일부 하천정보를 제공하고 있으나, 통합적인 관리를 위한 체계가 제대로 이루어져 있지 않으며 홍수 재해 관리를 위한 의사결정 및 정보제공 분야에서의 활용이 미흡한 실정이다.Although some river information is provided through the construction of a system for the management of national river facilities, the system for integrated management is not properly implemented, and the utilization in decision making and information provision for flood disaster management is insufficient.

또한, 국민소득 및 여가시간의 증대와 가치관의 변화 등에 따라 도시 내 친수공간에 대한 국민적 관심이 증가하고 있고, 하천인근 친수구역 조성사업에 따른 신규 정보가 증가하고 있다.In addition, national interest in hydrophilic spaces in cities is increasing due to the increase in national income and leisure time and changes in values, and new information is increasing according to the construction of a hydrophilic zone near the river.

이에 물이용, 홍수, 레저, 문화 등 다양한 형태의 공간정보의 제공 요구가 증대되어 국민이 원하는 정보를 언제 어디서나 이용할 수 있는 '맞춤형 다차원 통합하천관리 서비스'가 요구되고 있다.Accordingly, the demand for provision of various types of spatial information such as water use, flood, leisure, and culture has increased, and a'customized multi-dimensional integrated river management service' that can use the information desired by the people anytime, anywhere is required.

또한, ICT 기술의 발전으로 GIS 기반의 3차원 공간정보에 대한 수요와 하천정보 관리를 목적으로 하는 고정밀 3차원 분석 도구의 수요가 증가하고 있다. 그렇지만, 효과적인 공간정보 전달이 가능한 직관적 도구의 부재로 인해, 일반 국민이 원하는 정보 제공에 있어서 그 한계가 존재하는 것이 현실이다.In addition, with the development of ICT technology, the demand for 3D spatial information based on GIS and the demand for high-precision 3D analysis tools for stream information management are increasing. However, due to the absence of an intuitive tool capable of effectively transmitting spatial information, there is a limitation in providing information desired by the general public.

이에 따라, 하천정보 이용시 직접 활용할 수 있는 정보의 원활한 공급과 효율적인 하천관리를 위해 표준화된 통합하천 관리 정보체계를 구축하고 생애주기별 하천시설물 정보 구축과 시설물의 이력관리가 요구되고 있다.Accordingly, it is required to establish a standardized integrated river management information system for smooth supply of information that can be directly used when using stream information and efficient stream management, and to establish stream facility information for each life cycle and management of facility history.

그렇지만, 이러한 3차원 공간정보를 구축하기 위해서는, 대용량의 정밀 위성 또는 항공 영상 데이터와 DEM 데이터를 활용하기 때문에 데이터 처리 속도 및 시각화 지연의 문제가 발생하게 된다.However, in order to construct such 3D spatial information, a problem of data processing speed and visualization delay occurs because a large amount of precision satellite or aerial image data and DEM data are used.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법에서는, 상술한 문제점을 해결하기 위하여 3차원 공간정보 구축에 가장 적합한 엔진을 비교 분석하여 선별하고, 선별한 엔진을 활용하여 3차원 공간정보를 구축함에 있어서 데이터 서비스 속도 문제를 해결하고자 하였다.Accordingly, in the 3D spatial information visualization system and method according to an embodiment of the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, the engine most suitable for constructing the 3D spatial information is comparatively analyzed and selected, and the selected engine is utilized In order to solve the problem of data service speed in constructing 3D spatial information.

이와 관련하여, 국내공개특허 제10-2012-0065182호("시계열 정보의 3차원 공간 모델 맵핑 및 시각화 방법과 이를 위한 장치")에서는 간접적으로 3차원 공간상의 위치를 표현하는 세대별 시계열 정보를 3차원 공간 모델의 3차원 해당 위치에 정밀 맵핑하여 시각화함으로써 3차원 가상 도시 모델에서의 시계열 정보를 통합 시각화할 수 있는 시스템을 개시하고 있다.In this regard, in Korean Patent Publication No. 10-2012-0065182 ("3D spatial model mapping and visualization method of time series information and apparatus therefor"), generational time series information expressing the position in 3D space indirectly is 3 Disclosed is a system capable of visualizing time-series information in a 3D virtual city model by accurately mapping and visualizing a 3D corresponding position of a 3D spatial model.

국내 공개 특허 제10-2012-0065182호(공개일 2012.06.26.)Domestic published patent No. 10-2012-0065182 (published on June 26, 2012)

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 대용량의 DEM(Digital Elevation Model)과 위성 또는 항공 영상 데이터를 이용한 3차원 공간정보 구축에 있어서, 데이터 처리 및 시스템의 속도 문제를 해결할 수 있어, 효과적으로 활용할 수 있는 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.The present invention was devised to solve the problems of the prior art as described above, and the object of the present invention is to construct a 3D spatial information using a large-capacity DEM (Digital Elevation Model) and satellite or aerial image data. And it is to provide a three-dimensional spatial information visualization system and method that can effectively solve the speed problem of the system, and can be utilized.

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템은, 외부로부터 DEM(Digital Elevation Model) 데이터를 입력받아, 기저장된 3D 시각화 모델링 방식에 적용되도록 상기 DEM 데이터의 형식을 변환하는 DEM 변환부(100), 기저장된 3D 시각화 모델링 방식을 이용하여, 상기 DEM 변환부(100)로부터 전달받은 상기 DEM 데이터를 맵핑 좌표(UV 좌표)가 포함되는 3D 메쉬 데이터로 변환하는 3D 메쉬 변환부(200), 외부로부터 입력되는 위성 또는 항공 영상 데이터를 기설정된 개수로 분할하고, 기저장된 LoD(Level of Detail) 기법을 적용하여 분할한 상기 위성 또는 항공 영상 데이터를 재분할하여, 최적 영상 데이터를 생성하는 영상 전처리부(300) 및 상기 3D 메쉬 변환부(200)로부터 전달받은 상기 3D 메쉬 데이터와 상기 영상 전처리부(300)로부터 전달받은 것이 바람직하다.The 3D spatial information visualization system according to an embodiment of the present invention receives a DEM (Digital Elevation Model) data from the outside and converts the DEM data format to be applied to a pre-stored 3D visualization modeling method ( 100), a 3D mesh conversion unit 200 for converting the DEM data received from the DEM conversion unit 100 into 3D mesh data including mapping coordinates (UV coordinates) using a pre-stored 3D visualization modeling method, An image pre-processor that divides the satellite or aerial image data input from the outside into a predetermined number, and re-partitions the divided satellite or aerial image data by applying a pre-stored level of detail (LoD) technique to generate optimal image data It is preferable that the 3D mesh data received from the 300 and the 3D mesh conversion unit 200 and the image pre-processing unit 300 are received.

더 나아가, 상기 3D 메쉬 변환부(200)는 기저장된 3D 시각화 모델링 방식을 이용하여, 전달받은 상기 DEM 데이터를 텍스트(.txt) 파일로 변환하여 저장하되, 생성되는 3축(x, y, z) 꼭지점(vertex) 정보의 배치 위치를 기준으로 맵핑 좌표(UV 좌표)를 포함하는 3D 메쉬 데이터로 변환하는 것이 바람직하다.Furthermore, the 3D mesh conversion unit 200 converts and stores the received DEM data into a text (.txt) file using a pre-stored 3D visualization modeling method, and generates 3 axes (x, y, z) ) It is preferable to convert 3D mesh data including mapping coordinates (UV coordinates) based on the location of vertex information.

더 나아가, 상기 시각화부(400)는 상기 최적 영상 데이터를 맵핑하여 3차원 가시화가 가능한 구현 데이터로 변환하고, 상용 3차원 가시화 도구를 통해서 출력되도록 하는 것이 바람직하다.Furthermore, it is preferable that the visualization unit 400 maps the optimal image data, converts it into realization data capable of 3D visualization, and outputs it through a commercial 3D visualization tool.

더 나아가, 상기 3D 메쉬 변환부(200)는 기저장된 3D 시각화 모델링 방식으로 Unity 3D 엔진을 이용하는 것이 바람직하다.Furthermore, the 3D mesh conversion unit 200 preferably uses the Unity 3D engine as a pre-stored 3D visualization modeling method.

본 발명의 일 실시예에 따른3차원 공간정보 시각화 방법은,외부로부터 DEM(Digital Elevation Model) 데이터, 위성 또는 항공 영상 데이터를 입력받는 수신단계(S100), 기저장된 3D 시각화 모델링 방식에 적용되도록 상기 수신단계(S100)에 의해 입력받은 상기 DEM 데이터의 형식을 변환하는 DEM 변환단계(S200), 기저장된 3D 시각화 모델링 방식을 이용하여, 상기 DEM 변환단계(S200)에 의해 변환한 상기 DEM 데이터를 맵핑 좌표(UV 좌표)가 포함되는 3D 메쉬 데이터로 변환하는 3D 메쉬 변환단계(S300), 상기 수신단계(S100)에 의해 입력받은 상기 위성 또는 항공 영상 데이터를 기설정된 개수로 분할하고, 기저장된 LoD(Level of Detail) 기법을 적용하여 분할한 상기 위성 또는 항공 영상 데이터를 재분할하여, 최적 영상 데이터를 생성하는 영상 전처리단계(S400) 및 상기 3D 메쉬 변환단계(S300)에 의한 상기 3D 메쉬 데이터와 상기 영상 처리단계(S400)에 의한 상기 최적 영상 데이터를 맵핑(mapping)하여 3차원 가시화가 가능한 구현 데이터로 변환하는 공간정보 가시화단계(S500)로 이루어지는 것이 바람직하다.The 3D spatial information visualization method according to an embodiment of the present invention includes: receiving step (S100) of receiving digital elevation model (DEM) data, satellite or aerial image data from the outside, and applied to a pre-stored 3D visualization modeling method. DEM conversion step (S200) for converting the format of the DEM data received by the reception step (S100), and mapping the DEM data converted by the DEM conversion step (S200) using a pre-stored 3D visualization modeling method. A 3D mesh conversion step (S300) for converting 3D mesh data including coordinates (UV coordinates), dividing the satellite or aerial image data received by the receiving step (S100) into a predetermined number, and storing the previously stored LoD ( Level of Detail) is applied to re-segment the segmented satellite or aerial image data to generate optimal image data, and the 3D mesh data and the image by the image pre-processing step (S400) and the 3D mesh conversion step (S300). It is preferable to consist of a spatial information visualization step (S500) of mapping the optimal image data by the processing step (S400) to convert it into realization data capable of 3D visualization.

더 나아가, 상기 3D 메쉬 변환단계(S300)는 기저장된 3D 시각화 모델링 방식을 이용하여, 전달받은 상기 DEM 데이터를 텍스트(.txt) 파일로 변환하여 저장하되, 생성되는 3축(x, y, z) 꼭지점(vertex) 정보의 배치 위치를 기준으로 맵핑 좌표(UV 좌표)를 포함하는 3D 메쉬 데이터로 변환하는 것이 바람직하다.Furthermore, in the 3D mesh conversion step (S300), the received DEM data is converted into a text (.txt) file and stored using a pre-stored 3D visualization modeling method, and generated 3 axes (x, y, z) ) It is preferable to convert 3D mesh data including mapping coordinates (UV coordinates) based on the location of vertex information.

더 나아가, 상기 3차원 공간정보 시각화 방법은 기저장된 3D 시각화 모델링 방식으로 Unity 3D 엔진을 이용하는 것이 바람직하다.Furthermore, it is preferable that the 3D spatial information visualization method uses a Unity 3D engine as a pre-stored 3D visualization modeling method.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법은 대용량의 DEM(Digital Elevation Model)과 위성 또는 항공 영상 데이터를 이용한 3차원 공간정보 구축에 있어서, 데이터 처리 및 시스템의 속도 문제를 해결할 수 있어, 효과적으로 활용할 수 있는 장점이 있다.The three-dimensional spatial information visualization system and method of the present invention by the above-described configuration is a problem of data processing and system speed in constructing three-dimensional spatial information using a large-capacity digital elevation model (DEM) and satellite or aerial image data. It has the advantage of being able to solve it effectively.

즉, 공간정보의 통합관리 및 효율적인 정보 표출이 가능한 시스템을 구현할 수 있는 장점이 있다.That is, there is an advantage that a system capable of integrated management of spatial information and efficient information display can be implemented.

상세하게는, 본 발명의 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법은, 하천정보를 포함하는 공간정보를 3차원으로 표출하기 위해 시스템 개발에 적합한 엔진을 선별하고 선별한 엔진을 이용한 데이터 처리 및 시스템의 속도 문제까지 해결할 수 있어, 향후 대용량 고정밀 하천공간 기반의 3차원 공간정보 구축시 효과적으로 활용될 수 있는 장점이 있다.In detail, the three-dimensional spatial information visualization system and method of the present invention selects an engine suitable for system development to display spatial information including river information in three dimensions and data processing and system using the selected engine. Since it can solve the speed problem, it has the advantage that it can be effectively used when constructing a large-scale high-precision river space-based 3D spatial information in the future.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템을 나타닌 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템에서, 가장 최적의 3D 시각화 모델링 방식을 이용하기 위해서 상용 엔진과 오픈 소스 및 오픈 플랫폼에 대한 비교 분석한 결과값을 나타낸 표이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템에서, DEM 데이터의 형식을 변환하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템에서, 3D 메쉬 데이터를 변환하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템에서, 위성 또는 항공 데이터를 전처리하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템에서, 3D 메쉬 데이터와 고해상의 항공 또는 위성 영상 데이터를 맵핑하여 시각화한 3차원 공간정보를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 방법을 나타낸 순서도이다.1 is a view showing a three-dimensional spatial information visualization system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a table showing results of comparative analysis of commercial engines and open source and open platforms in order to use the most optimal 3D visualization modeling method in a 3D spatial information visualization system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a process of converting a format of DEM data in a 3D spatial information visualization system according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a process of converting 3D mesh data in a 3D spatial information visualization system according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a process of preprocessing satellite or aerial data in a 3D spatial information visualization system according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating 3D spatial information visualized by mapping 3D mesh data and high resolution aerial or satellite image data in a 3D spatial information visualization system according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a 3D spatial information visualization method according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, a 3D spatial information visualization system and method of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The drawings introduced below are provided as examples in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the drawings presented below and may be embodied in other forms. In addition, the same reference numbers throughout the specification indicate the same components.

이 때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.At this time, unless there are other definitions in the technical terms and scientific terms used, it has the meanings commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs, and the subject matter of the present invention in the following description and the accompanying drawings Descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure are omitted.

더불어, 시스템은 필요한 기능을 수행하기 위하여 조직화되고 규칙적으로 상호 작용하는 장치, 기구 및 수단 등을 포함하는 구성 요소들의 집합을 의미한다.In addition, a system refers to a set of components, including devices, instruments and means, which are organized and regularly interacted to perform the necessary functions.

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법은, 공간정보(본 발명에서는 실시예로 하천정보를 들고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과함.), 특히, 하천정보의 통합관리 및 효율적인 정보 표출이 가능한 시스템을 구현하기 위해, 3차원 공간정보 구축에 적합한 엔진을 다양한 엔진들의 비교 분석을 통해서 선별하고, 하천정보의 3차원 표출을 위해 3D Base map의 공간 인프라를 구축하고 있다.A 3D spatial information visualization system and a method according to an embodiment of the present invention, spatial information (in the present invention, river information is provided as an embodiment, but this is only one embodiment of the present invention.) In order to realize a system capable of integrated information management and efficient information display, an engine suitable for building 3D spatial information is selected through comparative analysis of various engines, and a spatial infrastructure of 3D Base map is used for 3D display of river information. Is building.

특히, 종합적인 하천정보를 3차원으로 표출하기 위한 GIS 엔진 및 그래픽스 엔진 등을 비교 분석하여, 하천정보 시스템 개발에 가장 적합한 엔진을 선별하였으며, 선별한 엔진을 기반으로 데이터 처리 속도 및 시각화 지연의 문제점을 해결하기 위하여, 다시 말하자면, 3차원 지형정보 Base map을 구축하면서 발생하는 대용량의 DEM 데이터와 위성 또는 항공 영상 데이터에 따른 시스템의 과부하 문제점을 해결함으로써, 공간정보 및 하천정보를 3차원으로 표출하기 위해 시스템 개발에 적합한 엔진을 선별하고 데이터 처리 및 시스템의 속도 문제까지 해결할 수 있어, 향후 대용량 고정밀 하천공간 기반의 3차원 공간정보 구축시 효과적으로 활용될 수 있다.In particular, by comparing and analyzing GIS engines and graphics engines for displaying comprehensive river information in three dimensions, the most suitable engine for river information system development was selected, and the problem of data processing speed and visualization delay was selected based on the selected engine. In order to solve the problem, in other words, by solving the problem of overloading of the system according to large-capacity DEM data and satellite or aerial image data generated while constructing a 3D topographic information base map, spatial information and river information are displayed in 3D. Engines suitable for risk system development can be selected, and data processing and system speed problems can be solved, so it can be effectively used when constructing large-scale, high-precision river space-based 3D spatial information.

즉, 상술한 바와 같이, 3차원 공간정보를 구축하기 위해서는 대용량의 정밀 위성 또는 항공 영상 데이터와 DEM 데이터를 활용하기 때문에, 데이터 처리 속도 및 시각화 지연의 문제가 발생하게 된다.That is, as described above, in order to construct the 3D spatial information, a large amount of precision satellite or aerial image data and DEM data are used, and thus, problems of data processing speed and visualization delay occur.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법은, 3차원 공간정보 구축에 적합한 엔진을 비교 분석하여 선별하고, 선별한 엔진을 이용하여 3차원 공간정보 구축에 있어 데이터 서비스 속도 문제를 해결할 수 있다.Accordingly, the 3D spatial information visualization system and method according to an embodiment of the present invention are compared and selected by analyzing and analyzing an engine suitable for 3D spatial information construction, and using the selected engine to construct 3D spatial information It can solve the problem of data service speed.

상세하게는, 대용량의 DEM 데이터는, 카메라 위치에 따라 객체 생성 가변 알고리즘을 적용하여 해상도에 따라 메쉬 폴리곤의 개수 증감을 제어함으로써 처리 속도를 향상시켰으며, 지형정보의 메쉬 생성시, 인접한 위치의 동일한 고도값은 추가적인 메쉬를 생성하지 않고 하나의 메쉬로 병합함으로써, 데이터의 용량을 줄여 3차원 지형공간을 생성하는 것이 바람직하다.In detail, the large-volume DEM data has improved processing speed by controlling the increase and decrease of the number of mesh polygons according to the resolution by applying an object generation variable algorithm according to the camera position. It is desirable to create a 3D terrain space by reducing the data capacity by merging the altitude values into one mesh without generating additional meshes.

또한, 대용량의 고해상도 위성 또는 항공 영상 데이터는, 이미지 분할 기법을 활용하여 세부 이미지로 분할한 후 맵핑함으로써, 종래의 시스템 대비 초기 구동시 사용자의 대기시간이 80% 향상됨을 확인할 수 있다.In addition, it can be seen that the high-resolution satellite or aerial image data is segmented into detailed images using an image segmentation technique and then mapped, thereby improving the user's waiting time by 80% during the initial operation compared to the conventional system.

이를 통해서, 향후 대용량 고정밀 하천공간 기반의 3차원 공간정보 구축시 데이터 처리 및 시스템의 속도 문제 해결에 있어서, 효과적인 활용이 이루어질 수 있다.Through this, in the future, when constructing 3D spatial information based on high-precision and high-precision river space, effective utilization can be achieved in solving data processing and system speed problems.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이에 앞서서, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법은 다양한 전자적으로 정보를 처리하는 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 저장 매체에 기록될 수 있다. 저장 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. Prior to this, the 3D spatial information visualization system and method according to an embodiment of the present invention may be implemented and recorded in a storage medium in the form of program instructions that can be performed through various electronic information processing means. The storage medium may include program instructions, data files, data structures, or the like alone or in combination.

저장 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 소프트웨어 분야 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 저장 매체는 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 전자적으로 정보를 처리하는 장치가 포함된다.The program instructions recorded on the storage medium may be specially designed and configured for the present invention or may be known and usable by those skilled in the software art. The storage medium includes hardware devices specially configured to store and execute program instructions. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those produced by a compiler, but also devices that process information electronically using an interpreter or the like.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템을 나타낸 도면이다. 도 1을 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템을 상세히 설명한다.1 is a view showing a three-dimensional spatial information visualization system according to an embodiment of the present invention. The 3D spatial information visualization system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, DEM 변환부(100), 3D 메쉬 변환부(200), 영상 전처리부(300) 및 시각화부(400)를 포함하여 구성될 수 있다.3D spatial information visualization system according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 1, DEM conversion unit 100, 3D mesh conversion unit 200, the image pre-processing unit 300 and the visualization unit 400 ).

각 구성에 대해서 자세히 알아보자면,To learn more about each configuration,

상기 DEM 변환부(100)는 외부로부터 입력되는 DEM(Digital Elevation Model) 데이터를 이용하여, 미리 저장된 3D 시각화 모델링 방식에 적용되도록 상기 DEM 데이터의 형식을 변환하는 것이 바람직하다.The DEM converter 100 preferably converts the format of the DEM data to be applied to a pre-stored 3D visualization modeling method using digital elevation model (DEM) data input from the outside.

이 때, 미리 저장된 3D 시각화 모델링 방식은 상술한 바와 같이, 상용 엔진과 오픈 소스 및 오픈 플랫폼들을 비교 분석하여, 하천정보 시스템 개발에 가장 적합한 엔진을 선별하여 이용하는 것이 바람직하다.At this time, as described above, the 3D visualization modeling method stored in advance is preferably analyzed by comparing commercial engines with open source and open platforms, and selecting and using the most suitable engine for river information system development.

상세하게는, 공간정보의 3D Base map과 다양한 하천정보를 3차원으로 표출하기 위해, 기존에 사용되는 상용 엔진과 오픈 소스 및 오픈 플랫폼들에 대해 비교/분석하여, 하천정보 통합관리를 위한 시스템 개발에 가장 적합한 엔진을 선별하는 것이 바람직하다.In detail, in order to display 3D base map of spatial information and various river information in 3D, a system for integrated management of river information is developed by comparing and analyzing existing commercial engines and open source and open platforms It is desirable to select the most suitable engine.

이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템에서는, Arc GIS와 QGIS, XDWORLD builder, V-World, Unity 3D 등 5개의 시스템 엔진을 대상으로 3D 제공, Web 지원, 데이터베이스 연동성 및 응용 기능 등 4가지의 기능을 비교 분석하는 것이 바람직하다.To this end, in the 3D spatial information visualization system according to an embodiment of the present invention, 3D is provided for 5 system engines such as Arc GIS, QGIS, XDWORLD builder, V-World, Unity 3D, Web support, database interoperability and application It is desirable to compare and analyze four functions, including functions.

분석한 결과 데이터베이스 연동성은 Open source cloud 환경에서 연동이 가능한 QGIS와 외부 DB 연계 지원이 가능한 Unity 3D가 가장 효율적인 것으로 분석되었으며, V-World 및 Unity 3D의 경우, V-World 기능 기반의 신규 서비스 개발이 용이한 것으로 분석되었다.As a result of analysis, it was analyzed that database interoperability is the most efficient with QGIS, which can be linked in an open source cloud environment, and Unity 3D, which can support external DB linkage.In the case of V-World and Unity 3D, development of new services based on V-World function It was analyzed to be easy.

더불어, Unity 3D는 도 2에 도시된 바와 같이, 강력한 3차원 개발환경 및 라이브러리 환경, 커스터마이징 환경을 가지고 있으며, 이는 하천정보의 3차원 렌더링이 주된 기능인 하천정보 통합관리를 위한 시스템을 구축하는데 있어서 Arc GIS 등 상용 GIS와 비교하였을 때, 커스터마이징 환경, 렌더링 속도 등 큰 장점을 가지고 있는 것으로 분석되었다.In addition, Unity 3D has a powerful 3D development environment, a library environment, and a customizing environment, as shown in FIG. 2, which is an Arc in building a system for integrated management of river information, which is a main function of 3D rendering of river information. Compared to commercial GIS such as GIS, it was analyzed that it has great advantages such as customizing environment and rendering speed.

특히, Unity 3D의 경우, 플래시를 이용하여 다양한 게임이 많이 제작되었듯이 게임분야의 3D 콘텐츠 제작을 위해 활용되기 시작하였고, 더욱이 실사와 유사한 환경 구현을 위한 사용자의 요구에 따라 많은 3D 기능이 추가되었다. 또한, 모바일 등 게임 구현의 다양한 사용자 환경에 부합하게 기본적으로 무겁지 않을 뿐 아니라, Windows, Mac, Unix, Web, iOS, Android 등의 멀티 플랫폼을 지원함은 물론이며 C#, Java Script, Boo 등의 언어를 사용한 코드 작성이 가능해 스마트폰을 활용한 하천정보 통합관리를 위한 시스템 구현에 있어서도 그 확정성을 매우 우수하다고 평가받고 있다.In particular, in the case of Unity 3D, as a variety of games were produced using Flash, it began to be used to create 3D contents in the game field. Moreover, many 3D functions were added according to the user's demand for realization of a realistic environment. . In addition, not only is it not basically heavy to meet various user environments of game implementation such as mobile, and it supports multi-platforms such as Windows, Mac, Unix, Web, iOS, Android, and also supports languages such as C#, Java Script, Boo, etc. Since it is possible to write the used code, it is evaluated that its determinism is very excellent in implementing a system for integrated management of river information using a smartphone.

이러한 비교 분석 결과에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법에서는, 미리 저장된 3D 시각화 모델링 방식으로 상용 Unity 3D 엔진을 이용하는 것이 가장 바람직하다. 그렇지만, 상술한 바와 같이, 다양한 기능 비교 분석에 따라 더욱 최적의 엔진이 개발될 경우, 이를 이용하는 것이 바람직하다.According to the result of this comparative analysis, in the 3D spatial information visualization system and method according to an embodiment of the present invention, it is most preferable to use a commercial Unity 3D engine as a pre-stored 3D visualization modeling method. However, as described above, when a more optimal engine is developed according to various function comparison analysis, it is preferable to use it.

이를 통해서, 상기 DEM 변환부(100)는 외부로부터 입력되는 DEM 데이터를 상기 Unity 3D 엔진에 적용되도록 상기 DEM 데이터의 형식을 변환하는 것이 바람직하다.Through this, the DEM conversion unit 100 preferably converts the format of the DEM data so that the DEM data input from the outside is applied to the Unity 3D engine.

상세하게는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 DEM 변환부(100)는 외부로부터 DEM point data를 입력받아, ArcMap 10.1에서 5m 해상도의 DEM으로 생성하고 보정한 후, DEM의 고유 데이터 형식을 상기 Unity 3D 엔진에서 적용/인식될 수 있도록 이미지 파일(Tiff 또는 IMG)로 변환하는 것이 바람직하다.In detail, as shown in FIG. 3, the DEM conversion unit 100 receives DEM point data from the outside, generates and corrects a DEM of 5m resolution in ArcMap 10.1, and then revises the unique data format of the DEM. It is desirable to convert it to an image file (Tiff or IMG) so that it can be applied/recognized by the Unity 3D engine.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 DEM 변환부(100)에서는 Global Mapper를 활용하는 것이 가장 바람직하다.At this time, it is most preferable to use the Global Mapper in the DEM conversion unit 100 according to an embodiment of the present invention.

상기 3D 메쉬 변환부(200)는 미리 저장된 3D 시각화 모델링 방식인 Unity 3D 엔진을 이용하여, 상기 DEM 변환부(100)로부터 전달받은 상기 DEM 데이터를 맵핑 좌표(UV 좌표)가 포함된 3D 메쉬 데이터로 변환하는 것이 바람직하다.The 3D mesh conversion unit 200 uses the pre-stored 3D visualization modeling method Unity 3D engine to convert the DEM data received from the DEM conversion unit 100 into 3D mesh data including mapping coordinates (UV coordinates). It is desirable to convert.

즉, 상기 3D 메쉬 변환부(200)에서는 상기 Unity 3D 엔진에서 3차원 지형정보를 구축하기 위하여, DEM 기반의 메쉬 데이터를 생성하여야 한다.That is, the 3D mesh conversion unit 200 needs to generate DEM-based mesh data in order to construct 3D terrain information in the Unity 3D engine.

상세하게는, 상기 3D 메쉬 변환부(200)는 미리 저장된 3D 시각화 모델링 방식을 이용하여, 전달받은 상기 DEM 데이터를 텍스트(.txt) 파일로 변환하여 저장하되, 생성되는 3축(x, y, z) 꼭지점(vertex) 정보의 배치 위치를 기준으로 맵핑 좌표(UV 좌표)를 포함하는 상기 3D 메쉬 데이터로 변환하는 것이 바람직하다.In detail, the 3D mesh conversion unit 200 converts and stores the received DEM data into a text (.txt) file using a pre-stored 3D visualization modeling method, and generates and generates three axes (x, y, z) It is preferable to convert to 3D mesh data including mapping coordinates (UV coordinates) based on the location of vertex information.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 3D 메쉬 변환부(200)를 통해서, 상기 DEM 변환부(100)로부터 전달받은 상기 DEM 파일을 텍스트 파일로 export하되, 이 때 생성되는 x, y, z 그리드 파일의 vertex 정보를 상기 Unity 3D 엔진으로 import하여 포지션에 따라 배치하는 것이 바람직하다. 이 때, vertex의 위치에 따라 3개의 점을 기준으로 연결함으로써, triangle을 생성하고 외부로부터 입력되는 위성 또는 항공 영상 데이터와 맵핑이 가능하도록 UV 좌표를 생성한 후, 상기 3D 메쉬 데이터로 변환하여 생성하는 것이 가장 바람직하다.That is, as illustrated in FIG. 4, through the 3D mesh conversion unit 200, the DEM file received from the DEM conversion unit 100 is exported as a text file, and x, y, and z generated at this time are generated. It is desirable to import vertex information of the grid file into the Unity 3D engine and arrange it according to position. At this time, by connecting three points based on the position of the vertex, a triangle is generated, UV coordinates are generated to be able to map with satellite or aerial image data input from the outside, and then converted to the 3D mesh data. It is most desirable to do.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템은, 상술한 바와 같이, 3차원 하천공간 정보의 base map 구축시 대용량의 고해상 위성 또는 항공 영상 데이터와 DEM 데이터를 기반으로 한 3차원 메쉬 데이터를 활용하기 때문에, 데이터 처리 속도 및 시각화 지연의 문제가 발생할 수 있다.At this time, the three-dimensional spatial information visualization system according to an embodiment of the present invention, as described above, when building a base map of the three-dimensional river spatial information, based on large-capacity high-resolution satellite or aerial image data and DEM data 3 Due to the use of dimensional mesh data, problems of data processing speed and visualization delay may occur.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 대용량 파일의 용량을 최적화하고 효과적인 시각화를 위해 상기 영상 전처리부(300)를 통해서, 외부로부터 입력되는 상기 위성 또는 항공 영상 데이터를 이미지 분할(Split Image) 및 LoD(Level of Detail) 기법을 적용하는 것이 바람직하다.In order to solve this problem, the satellite or aerial image data input from the outside is split image and level of detail (LID) through the image pre-processing unit 300 for optimizing the capacity of a large file and for effective visualization. It is desirable to apply the technique.

다시 말하자면, 상기 영상 전처리부(300)는 외부로부터 입력되는 상기 위성 또는 항공 영상 데이터(국토지리정보원에서 제공되는 해상도 25cm급 항공영상인 것이 가장 바람직함.)를 미리 설정된 개수로 분할하고, 미리 저장된 LoD 기법을 적용하여 분할한 상기 위성 또는 항공 영상 데이터를 재분할하여, 최적 영상 데이터를 생성하는 것이 바람직하다.In other words, the image pre-processing unit 300 divides the satellite or aerial image data inputted from the outside (preferably a 25 cm-class aerial image provided by the National Geographic Information Source) into a preset number, and stores it in advance. It is preferable to re-segment the segmented satellite or aerial image data by applying a LoD technique to generate optimal image data.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 영상 전처리부(300)를 통해서, 외부로부터 입력되는 상기 위성 또는 항공 영상 데이터를 상기 3D 메쉬 변환부(200)에서의 상기 Unity 3D 엔진으로 import 용량에 따라, N개의 이미지로 분할 처리하는 것이 바람직하다. 분할된 이미지 정보를 LoD 기법을 적용하여 다시 재분할 처리하는 것이 바람직하다.That is, as shown in Figure 5, through the image pre-processing unit 300, the satellite or aerial image data input from the outside to the Unity 3D engine in the 3D mesh conversion unit 200 according to the import capacity , It is preferable to divide into N images. It is desirable to re-segment the divided image information by applying a LoD technique.

상기 영상 전처리부(300)를 통해서 분할된 영상 이미지 데이터를 LoD 단계별로 확대될 경우, 고화질 이미지로 변경되어 신속한 사용자 서비스로 구현될 수 있다. 또한, 메쉬 폴리곤의 개수 증감 여부는 외부로부터 입력되는 상기 위성 또는 항공 영상 데이터의 해상도에 따라 결정되도록 구축하여 높은 처리속도를 갖는 것이 가장 바람직하다.When the image image data divided through the image pre-processing unit 300 is enlarged in steps of a LoD, it can be changed into a high-quality image and implemented as a rapid user service. In addition, it is most preferable that the number of mesh polygons increases or decreases according to the resolution of the satellite or aerial image data input from the outside to have a high processing speed.

상기 시각화부(400)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 3D 메쉬 변환부(200)로부터 전달받은 상기 3D 메쉬 데이터과 상기 영상 전처리부(300)로부터 전달받은 상기 최적 영상 데이터를 맵핑(mapping)하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 6, the visualization unit 400 maps the 3D mesh data received from the 3D mesh conversion unit 200 and the optimal image data received from the image preprocessing unit 300. It is preferred.

즉, 상기 시각화부(400)는 상기 최적 영상 데이터를 맵핑하여 3차원 가시화가 가능한 구현 데이터로 변환하고, 상용 3차원 가시화 도구를 통해서 출력되도록 함으로써 향후 대용량 고정밀 하천공간 기반의 3차원 공간정보 구축시 효과적인 활용이 이루어질 수 있다.That is, the visualization unit 400 maps the optimal image data, converts it into realization data capable of 3D visualization, and outputs it through a commercial 3D visualization tool, thereby constructing 3D spatial information based on high-capacity and high-precision river space. Effective utilization can be achieved.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 방법을 나타낸 순서도이다. 도 7을 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 방법을 상세히 설명한다.7 is a flowchart illustrating a 3D spatial information visualization method according to an embodiment of the present invention. A 3D spatial information visualization method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 7.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 방법은 도 7에 도시된 바와 같이, 수신단계(S100), DEM 변환단계(S200), 3D 메쉬 변환단계(S300), 영상 전처리단계(S400), 공간정보 가시화단계(S500)로 이루어지는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 7, the 3D spatial information visualization method according to an embodiment of the present invention includes a receiving step (S100), a DEM converting step (S200), a 3D mesh converting step (S300), and an image preprocessing step (S400). ), spatial information visualization step (S500) is preferably made.

각 단계에 대해서 자세히 알아보자면,To learn more about each step,

상기 수신단계(S100)는 외부로부터 상기 DEM 데이터와 위성 또는 항공 영상 데이터를 입력받을 수 있다.The receiving step (S100) may receive the DEM data and satellite or aerial image data from the outside.

상기 DEM 변환단계(S200)는 미리 저장된 3D 시각화 모델링 방식, 즉, Unity 3D 엔진에 적용될 수 있도록 상기 수신단계(S100)에 의해 입력받은 상기 DEM 데이터의 형식을 변환할 수 있다.The DEM conversion step (S200) may convert the format of the DEM data received by the receiving step (S100) so that it can be applied to a pre-stored 3D visualization modeling method, that is, a Unity 3D engine.

즉, 상기 DEM 변환단계(S200)는 상기 DEM 변환부(100)에서, 상기 수신단계(S100)에서 입력받은 상기 DEM 데이터를 이용하여 상기 Unity 3D 엔진에 적용되도록 상기 DEM 데이터의 형식을 변환하는 것이 바람직하며, 상세하게는, DEM의 고유 데이터 형식을 상기 Unity 3D 엔진에서 적용/인식될 수 있도록 이미지 파일(Tiff 또는 IMG)로 변환하는 것이 바람직하다.That is, in the DEM conversion step (S200), the DEM conversion unit 100 converts the format of the DEM data to be applied to the Unity 3D engine using the DEM data received in the reception step (S100). Preferably, in detail, it is preferable to convert a DEM's native data format into an image file (Tiff or IMG) so that it can be applied/recognized by the Unity 3D engine.

상기 3D 메쉬 변환단계(S300)는 상기 3D 메쉬 변환부(200)에서, 미리 저장된 3D 시각화 모델링 방식인 Unity 3D 엔진을 이용하여, 상기 DEM 변환단계(S200)에 의해 변환한 상기 DEM 데이터를 맵핑 좌표(UV 좌표)가 포함되는 3D 메쉬 데이터로 변환할 수 있다.In the 3D mesh conversion step (S300), the DEM data converted by the DEM conversion step (S200) is mapped using the Unity 3D engine, which is a 3D visualization modeling method stored in advance, in the 3D mesh conversion unit 200. It can be converted to 3D mesh data that includes (UV coordinates).

상세하게는, 상기 3D 메쉬 변환단계(S300)는 상기 3D 메쉬 변환부(200)에서, 상기 Unity 3D 엔진에서 3차원 지형정보를 구축하기 위하여, DEM 기반의 메쉬 데이터를 생성하기 때문에, 전달받은 상기 DEM 데이터를 텍스트(.txt) 파일로 변환하여 저장하되, 생성되는 3축(x, y, z) 꼭지점(vertex) 정보의 배치 위치를 기준으로 맵핑 좌표(UV 좌표)를 포함하는 상기 3D 메쉬 데이터로 변환하는 것이 바람직하다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 DEM 변환단계(S200)에 의해 변환하여 전달받은 상기 DEM 파일을 텍스트 파일로 export하되, 이 때 생성되는 x, y, z 그리드 파일의 vertex 정보를 상기 Unity 3D 엔진으로 import하여 포지션에 따라 배치하는 것이 바람직하다. 이 때, vertex의 위치에 따라 3개의 점을 기준으로 연결함으로써, triangle을 생성하고 외부로부터 입력되는 위성 또는 항공 영상 데이터와 맵핑이 가능하도록 UV 좌표를 생성한 후, 상기 3D 메쉬 데이터로 변환하여 생성하는 것이 가장 바람직하다.In detail, in the 3D mesh conversion step (S300), the 3D mesh conversion unit 200 generates DEM-based mesh data in order to build 3D terrain information in the Unity 3D engine, so the received 3D mesh conversion is performed. DEM data is converted into a text (.txt) file and stored, but the 3D mesh data including mapping coordinates (UV coordinates) based on the location of the generated 3-axis (x, y, z) vertex information It is desirable to convert to. That is, as shown in FIG. 4, the DEM file converted and transmitted by the DEM conversion step (S200) is exported as a text file, and the vertex information of the x, y, and z grid files generated at this time is the Unity It is desirable to import it into a 3D engine and arrange it according to position. At this time, by connecting three points based on the position of the vertex, a triangle is generated, UV coordinates are generated to be able to map with satellite or aerial image data input from the outside, and then converted to the 3D mesh data. It is most desirable to do.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 방법은 상술한 바와 같이, 3차원 하천공간 정보의 base map 구축시 대용량의 고해상 위성 또는 항공 영상 데이터와 DEM 데이터를 기반으로 한 3차원 메쉬 데이터를 활용하기 때문에, 데이터 처리 속도 및 시각화 지연의 문제가 발생할 수 있다.At this time, the 3D spatial information visualization method according to an embodiment of the present invention is as described above, when constructing a base map of 3D river spatial information, 3D based on large-capacity high-resolution satellite or aerial image data and DEM data Since mesh data is used, problems of data processing speed and visualization delay may occur.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 대용량 파일의 용량을 최적화하고 효과적인 시각화를 위해 상기 영상 전처리단계(S400)를 통해서 상기 수신단계(S100)에 의해 입력받은 상기 위성 또는 항공 영상 데이터를 이미지 분할(Split Image) 및 LoD(Level of Detail) 기법을 적용하는 것이 바람직하다.In order to solve this problem, to optimize the capacity of a large file and to effectively visualize the satellite or aerial image data received by the receiving step (S100) through the image preprocessing step (S400), split image and It is desirable to apply the level of detail (LoD) technique.

즉, 상기 영상 전처리단계(S400)는 상기 영상 전처리부(300)에서, 상기 수신단계(S100)에 의해 입력받은 상기 위성 또는 항공 영상 데이터(국토지리정보원에서 제공되는 해상도 25cm급 항공영상인 것이 가장 바람직함.)를 미리 설정된 개수로 분할하고, 미리 저장된 LoD 기법을 적용하여 분할한 상기 위성 또는 항공 영상 데이터를 재분할하여, 최적 영상 데이터를 생성하는 것이 바람직하다.That is, the image pre-processing step (S400) is the satellite or aerial image data received by the receiving step (S100) in the image pre-processing unit 300 (the resolution is 25cm class aerial image provided by the National Geographic Information Source). Preferably.) is divided into a predetermined number, and it is preferable to generate the optimal image data by re-segmenting the divided satellite or aerial image data by applying a pre-stored LoD technique.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 영상 전처리단계(S400)는 상기 위성 또는 항공 영상 데이터를 상기 3D 메쉬 변환단계(S300)에서의 상기 Unity 3D 엔진으로 import 용량에 따라, N개의 이미지로 분할 처리하는 것이 바람직하다. 분할된 이미지 정보를 LoD 기법을 적용하여 다시 재분할 처리하는 것이 바람직하다.That is, as shown in FIG. 5, the image preprocessing step (S400) divides the satellite or aerial image data into N images according to the import capacity to the Unity 3D engine in the 3D mesh conversion step (S300). It is preferred to treat. It is desirable to re-segment the divided image information by applying a LoD technique.

상기 영상 전처리단계(S400)를 통해서 분할된 영상 이미지 데이터를 LoD 단계별로 확대될 경우, 고화질 이미지로 변경되어 신속한 사용자 서비스로 구현될 수 있다. 또한, 메쉬 폴리곤의 개수 증감 여부는 외부로부터 입력되는 상기 위성 또는 항공 영상 데이터의 해상도에 따라 결정되도록 구축하여 높은 처리속도를 갖는 것이 가장 바람직하다.When the image image data divided through the image pre-processing step S400 is enlarged by a LoD step, it can be changed into a high-definition image and implemented as a rapid user service. In addition, it is most preferable that the number of mesh polygons increases or decreases according to the resolution of the satellite or aerial image data input from the outside to have a high processing speed.

상기 공간정보 가시화단계(S500)는 상기 시각화부(400)에서, 상기 3D 메쉬 변환단계(S300)에 의한 상기 3D 메쉬 데이터와 상기 영상 전처리단계(S400)에 의한 상기 최적 영상 데이터를 맵핑(mapping)하여 3차원 가시화가 가능한 구현 데이터로 변환할 수 있다.In the visualization of the spatial information (S500), the visualization unit 400 maps the 3D mesh data by the 3D mesh conversion step (S300) and the optimal image data by the image preprocessing step (S400). By doing so, it can be converted into implementation data capable of 3D visualization.

즉, 상기 공간정보 가시화단계(S500)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 3D 메쉬 변환단계(S300)에 의한 상기 3D 메쉬 데이터와 상기 영상 전처리단계(S400)에 의한 상기 최적 영상 데이터를 맵핑(mapping)하여 3차원 가시화가 가능한 구현 데이터로 변환할 수 있다.That is, in the spatial information visualization step (S500), as shown in FIG. 6, the 3D mesh data by the 3D mesh conversion step (S300) and the optimal image data by the image preprocessing step (S400) are mapped ( mapping) to convert it into implementation data capable of 3D visualization.

즉, 다시 말하자면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공간정보 시각화 시스템 및 그 방법은, 데이터 처리 속도의 지연과 시각좌 지연 문제를 해결하기 위해 Unity 3D 엔진을 기반으로 이미지 분할과 LoD 기법을 적용함으로써, 시스템 초기 구동시 사용자 대기시간이 기존 대비 80% 향상된 시스템을 제공할 수 있어, 향후 대용량 고정밀 하천공간 기반의 3차원 공간정보 구축시 효과적인 활용이 이루어질 수 있다.That is, in other words, the 3D spatial information visualization system and the method according to an embodiment of the present invention use image segmentation and LoD techniques based on the Unity 3D engine to solve the problem of data processing speed delay and time left delay. By applying, it is possible to provide a system in which the user's waiting time is improved by 80% compared to the previous one when the system is initially driven, so that it can be effectively utilized in the construction of large-scale high-precision river space-based 3D spatial information in the future.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, in the present invention, specific matters such as specific components and the like have been described by the limited embodiment drawings, but they are provided only to help a more comprehensive understanding of the present invention, and the present invention is limited to the above-described one embodiment. No, those skilled in the art to which the present invention pertains can make various modifications and variations from these descriptions.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and should not be determined, and all claims that are equivalent to or equivalent to the scope of the claims as well as the scope of the claims described below belong to the scope of the spirit of the invention. .

100 : DEM 변환부
200 : 3D 메쉬 변환부
300 : 영상 전처리부
400 : 시각화부 100: DEM converter
200: 3D mesh conversion unit
300: image preprocessing unit
400: visualization unit

Claims (7)

외부로부터 DEM(Digital Elevation Model) 데이터를 입력받아, 기저장된 3D 시각화 모델링 방식에 적용되도록 상기 DEM 데이터의 형식을 변환하는 DEM 변환부(100);
기저장된 3D 시각화 모델링 방식을 이용하여, 상기 DEM 변환부(100)로부터 전달받은 상기 DEM 데이터를 맵핑 좌표(UV 좌표)가 포함되는 3D 메쉬 데이터로 변환하는 3D 메쉬 변환부(200);
외부로부터 입력되는 위성 또는 항공 영상 데이터를 기설정된 개수로 분할하고, 기저장된 LoD(Level of Detail) 기법을 적용하여 분할한 상기 위성 또는 항공 영상 데이터를 재분할하여, 최적 영상 데이터를 생성하는 영상 전처리부(300); 및
상기 3D 메쉬 변환부(200)로부터 전달받은 상기 3D 메쉬 데이터와 상기 영상 전처리부(300)로부터 전달받은 상기 최적 영상 데이터를 맵핑(mapping)하는 시각화부(400);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 공간정보 시각화 시스템.
A DEM conversion unit 100 that receives DEM (Digital Elevation Model) data from the outside and converts the format of the DEM data to be applied to a pre-stored 3D visualization modeling method;
A 3D mesh conversion unit 200 for converting the DEM data received from the DEM conversion unit 100 into 3D mesh data including mapping coordinates (UV coordinates) using a pre-stored 3D visualization modeling method;
An image pre-processor that divides the satellite or aerial image data input from the outside into a predetermined number, and re-partitions the divided satellite or aerial image data by applying a pre-stored level of detail (LoD) technique to generate optimal image data (300); And
A visualization unit 400 for mapping the 3D mesh data received from the 3D mesh conversion unit 200 and the optimal image data received from the image pre-processing unit 300;
3D spatial information visualization system, characterized in that comprises a.
제 1항에 있어서,
상기 3D 메쉬 변환부(200)는
기저장된 3D 시각화 모델링 방식을 이용하여, 전달받은 상기 DEM 데이터를 텍스트(.txt) 파일로 변환하여 저장하되, 생성되는 3축(x, y, z) 꼭지점(vertex) 정보의 배치 위치를 기준으로 맵핑 좌표(UV 좌표)를 포함하는 3D 메쉬 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 3차원 공간정보 시각화 시스템.
According to claim 1,
The 3D mesh conversion unit 200
Using the pre-stored 3D visualization modeling method, the received DEM data is converted into a text (.txt) file and stored, based on the location of the generated 3-axis (x, y, z) vertex information. A 3D spatial information visualization system, characterized in that it is converted into 3D mesh data including mapping coordinates (UV coordinates).
제 1항에 있어서,
상기 시각화부(400)는
상기 최적 영상 데이터를 맵핑하여 3차원 가시화가 가능한 구현 데이터로 변환하고, 상용 3차원 가시화 도구를 통해서 출력되도록 하는 것을 특징으로 하는 3차원 공간정보 시각화 시스템.
According to claim 1,
The visualization unit 400
A 3D spatial information visualization system, characterized in that the optimal image data is mapped and converted into realization data capable of 3D visualization and output through a commercial 3D visualization tool.
제 1항에 있어서,
상기 3D 메쉬 변환부(200)는
기저장된 3D 시각화 모델링 방식으로 Unity 3D 엔진을 이용하는 것을 특징으로 하는 3차원 공간정보 시각화 시스템.
According to claim 1,
The 3D mesh conversion unit 200
3D spatial information visualization system, characterized by using the Unity 3D engine as a pre-stored 3D visualization modeling method.
외부로부터 DEM(Digital Elevation Model) 데이터, 위성 또는 항공 영상 데이터를 입력받는 수신단계(S100);
기저장된 3D 시각화 모델링 방식에 적용되도록 상기 수신단계(S100)에 의해 입력받은 상기 DEM 데이터의 형식을 변환하는 DEM 변환단계(S200);
기저장된 3D 시각화 모델링 방식을 이용하여, 상기 DEM 변환단계(S200)에 의해 변환한 상기 DEM 데이터를 맵핑 좌표(UV 좌표)가 포함되는 3D 메쉬 데이터로 변환하는 3D 메쉬 변환단계(S300);
상기 수신단계(S100)에 의해 입력받은 상기 위성 또는 항공 영상 데이터를 기설정된 개수로 분할하고, 기저장된 LoD(Level of Detail) 기법을 적용하여 분할한 상기 위성 또는 항공 영상 데이터를 재분할하여, 최적 영상 데이터를 생성하는 영상 전처리단계(S400); 및
상기 3D 메쉬 변환단계(S300)에 의한 상기 3D 메쉬 데이터와 상기 영상 처리단계(S400)에 의한 상기 최적 영상 데이터를 맵핑(mapping)하여 3차원 가시화가 가능한 구현 데이터로 변환하는 공간정보 가시화단계(S500);
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 공간정보 시각화 방법.
A receiving step of receiving digital elevation model (DEM) data, satellite or aerial image data from the outside (S100);
A DEM conversion step (S200) of converting the format of the DEM data received by the reception step (S100) to be applied to a pre-stored 3D visualization modeling method;
A 3D mesh conversion step of converting the DEM data converted by the DEM conversion step (S200) into 3D mesh data including mapping coordinates (UV coordinates) using a pre-stored 3D visualization modeling method (S300);
The satellite or aerial image data received by the receiving step (S100) is divided into a predetermined number, and the previously segmented satellite or aerial image data is re-segmented by applying a pre-stored level of detail (LoD) technique, to optimize the image. An image pre-processing step of generating data (S400); And
Spatial information visualization step of converting the 3D mesh data by the 3D mesh conversion step (S300) and the optimal image data by the image processing step (S400) into realization data capable of 3D visualization (S500) );
3D spatial information visualization method, characterized in that consisting of.
제 5항에 있어서,
상기 3D 메쉬 변환단계(S300)는
기저장된 3D 시각화 모델링 방식을 이용하여, 전달받은 상기 DEM 데이터를 텍스트(.txt) 파일로 변환하여 저장하되, 생성되는 3축(x, y, z) 꼭지점(vertex) 정보의 배치 위치를 기준으로 맵핑 좌표(UV 좌표)를 포함하는 3D 메쉬 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 3차원 공간정보 시각화 방법.
The method of claim 5,
The 3D mesh conversion step (S300)
Using the pre-stored 3D visualization modeling method, the received DEM data is converted into a text (.txt) file and stored, based on the location of the generated 3-axis (x, y, z) vertex information. A 3D spatial information visualization method, characterized in that it is converted into 3D mesh data including mapping coordinates (UV coordinates).
제 5항에 있어서,
상기 3차원 공간정보 시각화 방법은
기저장된 3D 시각화 모델링 방식으로 Unity 3D 엔진을 이용하는 것을 특징으로 하는 3차원 공간정보 시각화 방법.
The method of claim 5,
The 3D spatial information visualization method
A 3D spatial information visualization method characterized by using the Unity 3D engine as a pre-stored 3D visualization modeling method.
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