KR20210099731A - 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 외부로부터 하천 관련 정보 및 친수 관련 정보들을 입력받는 데이터 수집부(100), 상기 데이터 수집부(100)에 의해 입력받은 상기 정보들의 데이터 포맷을 변환하여 정규화하는 기본 구성부(200) 및 상기 기본 구성부(200)에 의해 데이터 포맷을 정규화한 상기 정보들을 분석하여, 기설정되어 있는 DEM(Digital Elevation Model)을 기반으로 메쉬(MESH) 구조로 재구성하여 3D 지형도를 생성하는 기본 생성부(300)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템에 관한 것이다.

Description

3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템 {System for providing information of 3D river and 3D waterfront}

본 발명은 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 통합 저작 도구인 범용 그래픽 엔진 Unity를 기반으로 한 공간정보 융합 3D 플랫폼으로서, 기존 하천관리 시스템과 친수, 하천, 하천관리 정보들을 수집하여 하천관리 통합 연계체계 구축과 3D 하천정보 및 친수정보를 수요자 맞춤형 Flexible UI 환경에서 제공할 수 있는 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템에 관한 것이다.

기존 하천관리 시스템들은 국가의 유관기간 별 자체적으로 구축하고 운영되어 왔다. 그렇기 때문에, 이미 구축되어 있는 하천관리 시스템 간의 연계성 미흡에 의한 데이터베이스가 분산되어 있어, 이를 종합적으로 활용하는데 어려움이 있는 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 하천 인근 친수구역 조성사업에 의한 신규 정보와 하천정보 관리 목적의 3D 분석 도구의 수요 및 ICT(Information and Communication Technology) 기술 발전으로, 3D 기반의 GIS(Geographic Information System) 정보 수요도 같이 증가하고 있다.

그렇지만, 수요자별 맞춤형 정보제공 표준체계 및 통합 시스템과 직관적인 시각화 도구의 부재로 인해, 기존의 2D 기반의 GIS 정보 융합형 하천정보로는 증가하고 있는 충족하기에는 한계가 있음이 분명하다.

이에 따라, 하천정보 제공 시스템의 다양한 플랫폼 생성과 분산된 하천정보의 연계 및 융합을 통한 하천시설 및 공간 통합 관리를 위한 기술 개발이 필요한 실정이다.

이와 관련해서, 국내등록특허 제10-1519873호("3차원 하천지형정보 취득 기술 방법이 적용된 하천지형정보 취득장치")에서는 무인기를 이용하여 3D 원격조사 측량 기술을 확보함으로써 하천의 체계적인 관리와 계획을 세울 수 있도록 하는 장치를 제공하고 있다.

국내 등록 특허 제10-1519873호(등록일 2015.05.07.)

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 통합 저작 도구인 범용 그래픽 엔진 Unity를 기반으로 한 공간정보 융합 3D 플랫폼으로서, 기존 하천관리 시스템과 친수, 하천, 하천관리 정보들을 수집하여 하천관리 통합 연계체계 구축과 3D 하천정보 및 친수정보를 수요자 맞춤형 Flexible UI 환경에서 제공할 수 있는 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템은, 외부로부터 하천 관련 정보 및 친수 관련 정보들을 입력받는 데이터 수집부(100), 상기 데이터 수집부(100)에 의해 입력받은 상기 정보들의 데이터 포맷을 변환하여 정규화하는 기본 구성부(200) 및 상기 기본 구성부(200)에 의해 데이터 포맷을 정규화한 상기 정보들을 분석하여, 기설정되어 있는 DEM(Digital Elevation Model)을 기반으로 메쉬(MESH) 구조로 재구성하여 3D 지형도를 생성하는 기본 생성부(300)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

더 나아가, 상기 데이터 수집부(100)는 국가에서 관리하는 하천관리 유관 시스템을 포함하여 연계되어 있는 외부 시스템으로부터 상기 정보들을 입력받는 것이 바람직하다.

더 나아가, 상기 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템은 상기 데이터 수집부(100)에서 기설정된 해상도의 항공영상을 입력받으며, 상기 기본 생성부(300)에서 생성한 상기 3D 지형도에 상기 항공영상을 맵핑하여 이미지 해상도를 향상시켜 3D 지형 정밀도를 생성하는 정밀 생성부(400)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

더 나아가, 상기 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템은 상기 데이터 수집부(100)에서 외부로부터 3D 관련 정보들을 입력받으며, 범용 그래픽 Unity 엔진과 연계하여, 3D object 확장자 시각화를 통해, 상기 3D 관련 정보들을 상기 정밀 생성부(400)에서 생성한 상기 3D 지형 정밀도 데이터에 융합하여 제공하는 외부 연계부(500)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

더 나아가, 상기 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템은 범용 그래픽 Unity 엔진과 연계하여, 상기 3D 지형 정밀도 데이터를 사용자 맞춤형 플랫폼을 통해서 제공하도록 시각화 제공부(600)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템은 통합 저작 도구인 범용 그래픽 엔진 Unity를 기반으로 한 공간정보 융합 3D 플랫폼으로서, 기존 하천관리 시스템과 친수, 하천, 하천관리 정보들을 수집하여 하천관리 통합 연계체계 구축과 3D 하천정보 및 친수정보를 수요자 맞춤형 Flexible UI 환경에서 제공할 수 있는 장점이 있다.

다시 말하자면, 본 발명의 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템은 사용자 맞춤형 다차원 하천 및 친수정보를 통합 제공(표출)하는 시스템으로서, 범용 3D 그래픽 엔진 기반 3차원의 하천 및 친수정보를 제공할 수 있는 장점이 있다.

이를 통해서, 다중 멀티 디바이스 맞춤형 UI 구축 및 대용량 공간 데이터 커스텀마이징과 3D 기반 하천 GIS 맵핑 및 시각화 서비스를 제공할 수 있는 장점이 있다.

또한, 다중 플랫폼 적용이 가능한 멀티 정보화 서비스 도구로 구현될 경우, 사용자가 계층별로 원하는 하천정보를 효율적이고 신속하게 제공받을 수 있는 장점이 있다.

더 나아가, 대국민 친수정보 제공에 따른 대국민 서비스 제공과 하천정보 콘텐츠로의 활용을 통해서, 하천 이용도 증가에 대한 기반이 될 수 있다.

즉, 고정밀 공간정보 기반인 대용량 하천 공간 데이터를 직관적인 정보로 제공할 수 있기 때문에, ICT 기반 국가 정보화 전략 수립의 참고자료로 활용될 수 있어, 하천관리 주체인 정보 및 지자체와 유관 공기업 뿐 아니라, 대국민, 하천관리/수재해 분석/공간정보 관련 연구자들에게 3차원 하천정보 및 친수정보의 제공을 통해서 효율적인 하천관리를 위한 자료로 활용될 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템을 간략하게 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템의 기본 생성부에서의 재구성한 3D 지형도를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템의 정밀 생성부에서의 이미지 해상도를 향상한 3D 지형 정밀도를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템에서의 정밀 생성부에서의 3D 지형 정밀도에 대한 비교 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템에서의 외부 연계부에서의 3D 지형 정밀도 데이터의 융합 예시도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템에서의 시각화 제공부에서의 사용자 맞춤형 플랫폼의 예시도이다.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 강우 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 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.

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.

더불어, 시스템은 필요한 기능을 수행하기 위하여 조직화되고 규칙적으로 상호 작용하는 장치, 기구 및 수단 등을 포함하는 구성 요소들의 집합을 의미한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템은, 수요자별 맞춤형 3차원 기반 하천정보 및 친수정보의 제공 기술로서, 2D 및 3D 비디오 게임의 개발 환경을 제공하는 게임 엔진이자, 3D 애니메이션과 건축 시각화, 가상현실(VR, Virtual Reality) 등 인터랙티브 콘텐츠 제작을 위한 통합 저작 도구인 Unity 3D 엔진을 활용하여 구현하는 것이 바람직하다.

이를 통해서, 공간정보 융합 3D 플랫폼을 제공할 수 있으며, 이를 통해서, 종래의 하천관리 시스템과 친수, 하천, 하천관리 정보들을 수집하여 하천관리 통합 연계체계 구축과 3D GIS 기반 하천정보 및 친수정보를 수요자 맞춤형 Flexible UI 환경에서 제공할 수 있는 장점이 있다.

이를 위해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템은 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.

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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템을 나타낸 도면이다. 도 1을 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템을 상세히 설명한다.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 데이터 수집부(100), 기본 구성부(200) 및 기본 생성부(300)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

각 구성에 대해서 자세히 알아보자면,

상기 데이터 수집부(100)는 외부로부터 하천 관련 정보 및 친수 관련 정보들을 입력받아, 이를 수집하는 것이 바람직하다.

상세하게는, 상기 데이터 수집부(100)는 하천관리를 하는 유관시스템들을 통해서 상기 정보들을 제공받을 수 있으며, 유관시스템으로는 국가수자원 관리 종합정보시스템 (WAMIS, Water Management Information System)과 하천관리 지리정보시스템 (RIMGIS, River Information Management GIS), 한강홍수통제소, 국가하천 유지관리시스템, 물관리정보유통시스템 (WINS, Water Management Information Network System), 하천이력관리시스템 (RHMS, River History Management System) 등이 있다.

그 중 하나인 국가수자원 관리 종합정보 시스템은, 현재 한강홍수통제소에서 물 관련 정보를 대국민 서비스하기 위해 구축 및 운영되고 있는 인터넷 기반의 포털 시스템이다.

이러한 국가수자원 관리 종합정보 시스템은, 우리나라의 광역시별 가우량의 정보를 제공해주는 시스템으로서 이를 통해서 수문기상, 유역, 하천, 댐, 지하수, 이수, 수도, 환경생태, 자연재해, 지형공간 정보를 제공받을 수 있다.

특히, 광역시별로 강우량정보시스템을 통하여 강우량 등의 정보를 포괄적으로 제공받을 수 있으며, 광역 상수도, 공업용 수도와 지방 상수도에 대하여 정수 및 취수 실적에 대하여 광역시별로 자료를 제공받을 수 있다. 뿐만 아니라, 00년부터 5대강(한강, 낙동강, 금강, 영산강, 섬진강) 유역에 대하여 현장조사, 문헌조사 및 GIS (Geographic Information System)/RS (Remote Sensing) 등을 활용하여 신뢰도 높은 방법으로 조사를 실시하고 있어 이에 따른 조사성과 및 공간정보를 제공받을 수 있다.

이러한 국가수자원 관리 종합정보 시스템을 통해서 제공받을 수 있는 지도정보는 웹 GIS를 기반으로 구현되어, 사용자들이 유역에 대한 실제 위치 정보를 조회, 검색할 수 있도록 구성되어 있으며, 권역별 또는 행정구역별로 나누어져 있다.

이 때, 국가수자원 관리 종합정보 시스템을 통해서 제공받을 수 있는 정보들에 대한 래스터 파일은 Arc/Info의 GRID 파일 포맷을 Arc/Info의 교환 포맷인 .e00으로 변환하고 이를 다시 ZIP 확장자로 압축한 형태로 제공되게 된다.

또한, 도형의 모양, 속성을 담고 있는 벡터 형식의 파일인 Shapefile로도 제공되게 된다.

또다른 하천관리 지리정보 시스템은 국토해양부가 국가하천의 효율적인 관리와 대국민 서비스의 질 향상, 하천관리업무의 효율성 제고 등을 목표로, 하천정보의 표준화 및 전산화를 통한 정보 제공 및 하천에 관련한 제반 업무를 지원하기 위한 시스템이다.

이러한 하천관리 지리정보 시스템은, 5개 지방국토관리청에서 관리하고 있는 하천대장 및 부도, 구조물도 등의 다양한 하천관련정보들을 정보화하여 인허가 및 하천기본계획 등의 하천업무를 보다 신속하고 효율적으로 수행할 수 있는 지원 체계를 구축하고 하천에 대한 정보를 대국민에게 효율적으로 전달할 수 있다. 즉, 일반 국민들에게 하천에 대한 다양한 정보를 제공하는 대국민 서비스와 하천관리대장, 하천점용허가 등 하천관리자들이 하천업무를 수행하는데 필요한 정보들을 제공하게 된다.

이를 통해서, 하천기본계획으로 하천관리대장, 하천도면(종단면도, 횡단면도, 구조물도 등), 하천 레이어(하천경계, 하천중심선 등), 기본계획보고서 등을 제공받을 수 있으며, 한국하천일람으로 하천통계와 지방하천 기본계획보고서 등을, 홍수위험지도로 지역별 침수심과 침수범위 등의 정보들을 제공받을 수 있다.

상기 데이터 수집부(100)는 상술한 국가에서 관리하는 하천관리 유관 시스템들 뿐 아니라, 연계되어 있는 다양한 사기관/기업들을 통해서도 상기 정보들을 제공받을 수 있다.

이를 통해서, 추후에 위치(좌표) 기반으로 제공되는 성과물(모듈)과 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템 간의 연계로 시스템-모듈 직접 연계를 할 수 있으며, 위치 정보를 기반으로 연계 후 팝업 형태로 정보 제공을 수행할 수도 있다.

이를 위해, 상기 기본 구성부(200)를 통해서, 상기 데이터 수집부(100)에 의해 입력받은 상기 정보들의 데이터 포맷을 변환하여 정규화하는 것이 바람직하다.

상세하게는, 상기 데이터 수집부(100)에 의해 입력받은 상기 정보들의 데이터 포맷들을 동일하게 적용함으로써, 추후에 3차원 하천정보 및 친수정보로 제공함에 있어서 범용성을 확장시키고 표준 체계 및 효율적 통합 관리가 가능하도록 하는 장점이 있다.

이러한 상기 기본 구성부(200)의 동작에 대한 일 예를 들자면, 상기 기본 구성부(200)는 미리 저장된 알고리즘(예를 들어, STREAM (Suitable 3D for River Establishing Application Management))을 이용하여 상기 데이터 수집부(100)에 의해 입력받은 상기 정보들 간의 연계 방안으로 Web page 블록 내부에서 처리되는 데이터의 흐름을 정의하자면, Web page 블록 내부에서는 Unity Viewer를 호출하고 Unity Viewer에서는 실행 알고리즘에 의해 UI 표출과 지형정보, 주요 시설물 정보를 처리하여 시각화하는 기본 환경을 구축할 수 있다.

또한, Web page 및 서비스 블록 간의 데이터 교환 및 처리에 대한 데이터 흐름을 정의하자면, Unity Viewer에서 URL 및 Data 호출과 DB 조회로 해당 작업을 인식하고, query 조회와 실행 및 해당 작업에 접속하게 된다.

이 후, 검색된 DB의 결과값을 제공하고 Web page 및 서비스 블록 간의 데이터 조회 및 요청, 데이터 처리로 수신/가공처리/작업 분류를 수행함으로써, 데이터의 최신화가 이루어지게 된다.

상기 기본 생성부(300)는 상기 기본 구성부(200)에 의해 데이터 포맷을 정규화한 상기 정보들을 분석하여, 미리 설정되어 있는 DEM(Digital Elevation Model)을 기반으로 메쉬(MESH) 구조로 재구성하여 3D 지형도를 생성하는 것이 바람직하다.

상기 기본 생성부(300)의 동작을 통해서, 하천정보 및 친수정보의 효율적인 3차원 표출을 위한 3D 공간 인프라의 최적화가 이루어지게 된다.

상기 기본 생성부(300)의 동작에 대한 일 예를 들자며, 최적화를 실행한 지역으로 의왕시 왕곡동의 백운산 서쪽에서 발원하여 군포시, 안양시, 광명시와 서울특별시 금천구, 구로구, 양천구, 영등포구 등을 지나 성산대교 서쪽에서 한강에 합류하는 안양천 유역의 일직수문에서 염창교까지 15km 구간을 이용하여, 도 2에 도시된 바와 같이, 최적화를 위한 DEM 재구성을 수행하는 것이 바람직하다.

DEM의 좌표계를 미터(m) 단위의 평면 좌표계로 사용하기 위하여, 한국측지계(Korea TM)로 설정하고, 투영원점을 Korea Central Belt Korea(126.0E ?? 28.0E) 기준으로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, DEM 구축을 위한 분할을 10 ㅧ 10으로 구분하여 분할하는 것이 바람직하며, DEM 픽셀의 거리는 3m로 설정하는 것이 바람직하다. 이를 MESH로 재구성함으로써, 기존에 설정되어 있는 3D MESH보다 Vertex의 수가 증가하여, 종래의 3D 지형도에 비해 정밀도가 증가된 3D 지형도를 생성할 수 있다.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 정밀 생성부(400)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기 정밀 생성부(400)는 상기 데이터 수집부(100)를 통해서 입력되는 상기 정보들 중 미리 설정된 해상도의 항공영상 정보를 이용하는 것이 바람직하며, 상기 기본 생성부(300)에서 생성한 상기 3D 지형도에 상기 항공영상을 맵핑하여 이미지 해상도를 향상시켜 3D 지형 정밀도를 생성하는 것이 바람직하다.

다시 말자하면, 상기 기본 생성부(300)에서 생성한 상기 3D 지형도의 해상도를 향상시키기 위하여, 물론, 상기 기본 생성부(300)에서 생성한 상기 3D 지형도 역시도 종래의 3D 지형도에 비해 정밀도가 증가된 3D 지형도이지만, 이에 대한 해상도를 향상시키기 위하여, 국토지리정보원에 의해서 수집된 해상도 25cm급의 항공영상을 적용하는 것이 바람직하다.

해상도는 도 3에 도시된 바와 같이, 표출되는 픽셀의 수에 따라 결정되는 디지털 이미지의 가장 작은 원소로서, 픽셀 해상도와 이미지 해상도 두 개로 구성되게 된다. 픽셀 해상도는 픽셀을 만드는데 사용되는 색상의 수를 의미하고, 이미지 해상도는 하나의 비트맵 이미지가 몇 개의 픽셀로 구성되어 있는지를 의미한다.

이를 이용하여, 상기 정밀 생성부(400)는 도 4에 도시된 바와 같이, 수집된 해상도 25cm급의 항공영상을 활용하여 이미지 해상도를 증가시키는 것이 바람직하다.

상세하게는, 한 픽셀의 가로·세로 거리(m) 값을 설정하여 이미지 해상도를 증가시킬 수 있으며, 일 예를 들자면, 연구대상지역을 10 × 10으로 타일링하여 생성된 이미지의 사이즈는 512 × 1024 px로 제작되게 되며, 최적화된 이미지 해상도는 기존의 2575 × 1925 px로 구축된 이미지 해상도를 7438 × 25238 px로 재구성될 수 있어, 이를 통해서 상기 3D 지형 정밀도를 생성할 수 있다.

더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 외부 연계부(500)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기 외부 연계부(500)는 상기 데이터 수집부(100)를 통해서 입력되는 3D 관련 정보들을 이용하는 것이 바람직하며, 범용 그래픽 Unity 엔진과 연계하여, 3D object 확장자 시각화를 통해, 상기 3D 관련 정보들을 상기 정밀 생성부(400)에서 생성한 상기 3D 지형 정밀도 데이터에 융합하여 제공하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 외부 연계부(500)를 통해서 3D object 확장자 시각화를 통한 다른 3D 정보와의 융합을 통한 활용이 가능하게 된다.

상세하게는, 파일 확장자(filename extension)는 특정 파일의 종류 및 역할을 표시하기 위해 사용하는 부분으로, 확장자 또는 확장명이라고 한다.

다양한 그래픽 사용자 인터페이스 (GUI, Graphic User Interface)엣어는 파일 확장자가 파일의 종류만을 의미하는 것이 아니라, 인터페이스 상에서 파일의 아이콘이나 그에 연관된 작업들을 결정하는 데 사용되고 있다. 특히, 마이크로소프트 윈도우 운영 체제에서는 EXE, COM, BAT 등의 확장자를 가진 파일을 실행 파일로 인식하며, 이러한 특성 때문에 파일 확장자를 일종의 메타데이터로 볼 수도 있다.

이와 연속해서, 대표적인 3D object 확장자로는, OBJ, FBX 등이 사용되고 있으며, MAX, MA 등 각 3D ,모델링 프로그램 고유의 확장자도 존재한다.

OBJ 파일은 헐리우드 영화, 기타 산업 등에 사용되는 애니메이션 소프트웨어를 개발 및 판매한 컴퓨터 그래픽 회사였던 Wavefront Technologies에서 처음 개발한 파일 형식으로, 이 후, 다른 3D 그래픽 프로그램 공급 업체에서 채택하여 사용하고 있는 파일 확장자이다. 이러한 OBJ 파일은 기하학적 정점, 텍스처 좌표, 정점 법선 및 다각형면 등을 나타내는 간단한 데이터 형식으로, 아스키(ASCII) 형태로 저장하거나 바이너리(binary) 형태로 저장할 수 있으나, 3D 프로그램 간 데이터 교환을 위해 아스키 형태로의 저장이 권장되고 있다.

바이너리 형태의 경우, '이진법의'라는 사전적 의미에 맞게 컴퓨터가 이해할 수 있는 이진수를 사용하는 저장 형태이지만, 컴퓨터 등장 초기의 표준화되지 않은 컴퓨터 간의 데이터 교환을 위해 아스키라는 표준이 등장하게 된다. 아스키는 American Standard Code for Information Interchange의 약자로서, 독립된 컴튜퍼들이 데이터를 동일하게 받아들일 수 있도록 제정된 표준 양식으로서, 3D object 파일 역시도 프로그램 간 데이터를 교환하기 위해서는 아스키 형태로 파일을 저장하는 것이 바람직하다.

더불어, OBJ 확장자는 폴리곤을 구성하는 정보는 OBJ 파일에 저장되지만, 재질과 텍스처에 관한 정보는 별도의 MTL 파일에 저장하는 구조를 갖고 있어, 도 5의 a)에 도시된 바와 같이, 3D 모델 정보 이외에 텍스처 맵이나 재질에 대한 데이터를 함께 옮길 때에는 관련된 MTL 파일도 함께 옮기는 것이 바람직하다. 이를 통해서, Unity 3D의 경우, OBJ 파일은 물론 MTL 파일도 한꺼번에 가져올 수 있기 때문에, 다른 3D 프로그램에서 모델링된 3D 데이터를 융합 및 시각화하기 용이한 장점이 있다.

또한, FBX 확장자는 Autodesk에서 보유한 고유의 파일 확장자로서, 디지털 콘텐츠 생성 어플리케이션 간의 상호 운용성을 제공하는 데 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 3ds MAX와 MAYA 등 Auto desk의 소프트웨어 간 데이터 교환이 용이한 파일 형식이지만, 도 5의 b)에 도시된 바와 같이, Unity 3D를 포함한 타사의 소프트웨어와의 호환도 가능한 장점이 있다. 특히 Unity 3D로의 데이터 전송은 Autodesk의 소프트웨어에서 지원하고 있기 때문에, Unity 3D에서 FBX 확장자의 파일을 용이하게 사용할 수 있다. 이를 통해서, Unity 3D에서 타 3D 프로그램에서 생성한 3D object를 시각화하여 기존 데이터와 융합하여 활용할 수 있다.

일 예를 들자면, 도 5의 c)에 도시된 바와 같이, FBX 확장자를 가진 3D object를 상기 정밀 생성부(400)에서 생성한 상기 3D 지형 정밀도(베이스 맵)에 시각화하여 다차원 하천관리 체계 구축을 위한 타 3D 정보와 융합하여 제공할 수 있다.

즉, Unity 3D 상에 타 3D 모델링 프로그램에서 생성한 3D 정보를 다양한 포맷 연계를 통해 융합하여 제공할 수 있는 장점이 있다.

이외에도, 상기 외부 연계부(500)를 통한 Unity 3D에서는 DAE, 3DS, DXF 등의 대표적인 3D object 확장자를 시각화할 수 있으며, 이를 이용하여 타 3D 정보와 융합하여 제공할 수 있다. 또한, 3ds MAX, MATA, cinema 4D, Cheetah3D 등 다양한 3D 모델링 프로그램에서 사용되는 고유한 파일 확장자(MAX, MA 등) 역시도 Unity 3D에 의해 변환을 통해 3D object 확장자를 시각화할 수 있다. 특히, 이러한 경우에는 Unity 3D에서, 기존 소스 파일을 수정 및 저장하는 과정을 자동으로 수행함으로써, 반복 작업에 의한 시간 소요가 줄어드는 장점이 있다.

다만, 상기 외부 연계부(500)에서 Unity 3D를 통해서 다양한 3D object를 시각화하여 융합 활용할 때, 각 object에 적절한 이름을 부여하는 것이 바람직하며, 단순하게 숫자의 비열이나 의미없는 네이밍을 수행할 경우, 차후 각 개체들을 수정할 때 어려움을 겪을 수 있는 단점이 있다.

더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 시각화 제공부(600)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기 시각화 제공부(600)는 범용 그래픽 Unity 3D 엔진과 연계하여, 상기 3D 지형 정밀도 데이터를 사용자 맞춤형 플랫폼을 통해서 제공할 수 있다.

다시 말하자면, 데이터 표출 관리, 작업 도구 시각화를 통해서 사용자 맞춤형 플랫폼을 통해서 제공할 수 있다.

이를 위해, 범용 그래픽 Unity 3D 엔진과 연계하여 IFC 파일을 이용하여, 알맞은 좌표에 배치하고 선택된 IFC 값을 표출해 주는 기능을 통해서 데이터 표출 관리를 수행할 수 있으며, 사용자의 원활한 사용을 위한 작업 도구 시각화는 3D 맵 사용자 시점 변경, 시설물 맵핑 기능, 시설물 정보 표출 기능, 터레인 기능 등을 통해서 수행할 수 있다.

여기서, IFC (Industry Foundation Classes) 데이터 모델은 산업용 상호 운영성 연합(IAI)에서 표준화를 추친하고 있는 건축 업무용 컴퓨터 지원 설계(CAD) 교환을 위한 표준 규격으로 ISO에 등록되어 있다. 통상적으로 도면 데이터를 대상으로 하는 것과 설계에서 생산, 보수 유지까지 포괄적인 제품 정보를 대상으로 하는 2가지 종류가 있으며, 건물을 구성하는 기둥, 벽, 창문, 출입문 등을 객체로 정의하여 도면 뿐 아니라, 자재의 재질이나 가격 등 각종 정보를 교환할 수 있어, 설계 작업을 효율화하기 위한 것이다.

상기 시각화 제공부는 Unity 3D를 통해서, 이러한 IFC의 3D 모델링과 속성정보를 구분하고, 3D 모델링 정보를 표출하고, IFC 코드의 스크립트 중 속성 정보 관련된 코드를 배열에 넣고 배열별 넘버링을 부여하여 데이터 호출시 넘버링 기준으로 호출할 수 있어, 사용자 맞춤형 플랫폼을 통해서 제공할 수 있다.

이를 통해서, 도 6에 도시된 바와 같이, 메인 영역에 나오는 3D 맵을 사용자의 편의에 따라 시점을 이동하거나, 줌인/줌아웃을 구현(3D 맵 사용자 시점 변경)할 수 있으며, 시설물 정보가 담겨있는 텍스처를 레이아웃하여 표출(시설물 맵핑 기능)할 수 있으며, 사용자가 시설물에 대한 정보를 요청하기 위해 특정 동작(시설물 선택 등)을 수행할 경우, 해당 정보를 이미지로 표출(시설물 정보 표출 기능)할 수 있으며, 사용자의 요청에 따라 MESH 구조를 기반으로 생성된 3D 지형정보를 보다 정밀하고 경량화된 3D 지형 정보로 변환하여 제공(터레인 기능)할 수 있다. 물론, 표출되는 모든 데이터를 온/오프 기능을 적용하여 사용자 맞춤형 플랫폼을 생성할 수 있다.

이에 따라, 도 7에 도시된 바와 같이, 하천정보, 친수정보의 3차원 시각화로 제방, 호안, 펌프, 수문, 암거, 공원, 하천구역, 하천, 하천망, 하천 중심선, 기타시설 등을 용이하게 확인할 수 있으며, 도로교통정보의 고가차로, 실폭도로, 지하차도, 교량, 터널 등을 융합하여 시각화할 수 있어, 다차원 하천관리 체계 구축 및 활용에 요구되는 정밀도를 확보한 상기 3D 지형 정밀도 데이터를 사용자 맞춤형 플랫폼을 통해서 제공할 수 있다.

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.

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.

100 : 데이터 수집부
200 : 기본 구성부
300 : 기본 생성부
400 : 정밀 생성부
500 : 외부 연계부
600 : 시각화 제공부

Claims (5)

1. 외부로부터 하천 관련 정보 및 친수 관련 정보들을 입력받는 데이터 수집부(100);
   상기 데이터 수집부(100)에 의해 입력받은 상기 정보들의 데이터 포맷을 변환하여 정규화하는 기본 구성부(200); 및
   상기 기본 구성부(200)에 의해 데이터 포맷을 정규화한 상기 정보들을 분석하여, 기설정되어 있는 DEM(Digital Elevation Model)을 기반으로 메쉬(MESH) 구조로 재구성하여 3D 지형도를 생성하는 기본 생성부(300);
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 데이터 수집부(100)는
   국가에서 관리하는 하천관리 유관 시스템을 포함하여 연계되어 있는 외부 시스템으로부터 상기 정보들을 입력받는 것을 특징으로 하는 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템은
   상기 데이터 수집부(100)에서 기설정된 해상도의 항공영상을 입력받으며,
   상기 기본 생성부(300)에서 생성한 상기 3D 지형도에 상기 항공영상을 맵핑하여 이미지 해상도를 향상시켜 3D 지형 정밀도를 생성하는 정밀 생성부(400);
   를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템은
   상기 데이터 수집부(100)에서 외부로부터 3D 관련 정보들을 입력받으며,
   범용 그래픽 Unity 엔진과 연계하여, 3D object 확장자 시각화를 통해, 상기 3D 관련 정보들을 상기 정밀 생성부(400)에서 생성한 상기 3D 지형 정밀도 데이터에 융합하여 제공하는 외부 연계부(500);
   를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템.
   
5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
   상기 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템은
   범용 그래픽 Unity 엔진과 연계하여, 상기 3D 지형 정밀도 데이터를 사용자 맞춤형 플랫폼을 통해서 제공하도록 시각화 제공부(600);
   를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 하천정보 및 친수정보 제공 시스템.

Images