KR20230101475A - 해양예측자료 기반 실감형 해양전장정보 표출 플랫폼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해양작전상황 3차원 가시화를 위한 해양공간정보를 제공하는 실시간 해양공간정보 제공시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 해군작전상황에 대비한 해양상황을 3D 모델로 가시화하여 해양상황을 빠르게 파악할 수 있는 실감형 해양전장정보 표출 플랫폼에 관한 것이다.

Description

해양예측자료 기반 실감형 해양전장정보 표출 플랫폼{AN IMMERSIVE MARITIME BATTLEFIELD INFORMATION DISPLAY PLATFORM BASED ON OCEAN PREDICTION DATA}

본 발명은 해양예측자료 기반 실감형 해양전장정보 표출 플랫폼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해양전장상황 시뮬레이션을 통해 각종 해전에 대한 작계 수립 및 지형파악등의 분야에 활용 가능하고, 축척에 따라 LOD를 표현하여 화면에 출력하는데 있어서 빠르게 해양정보를 표시할 수 있는 해양예측자료 기반 실감형 해양전장정보 표출 플랫폼에 관한 것이다.

본 발명은 3D 모델링을 활용하여 실시간으로 해양공간정보를 제공하여 종국에는 실감형 해양전장정보를 제공하는 시스템에 관한것이다.

현재 우리나라는 영해에 위치하는 상당수의 유무인 도서(島嶼)에 대한 정확한 위치정보를 가지는 지형도가 제작되어 있지 않은 상황이며, 해양지도에서 조차 모든 해양영역 영역에 대한 정확한 정보를 제공하고 있지 못하고 있다.

또한, 해양정보에 대해 제공시스템은 단순하게 해류와 관련된 정보만을 표시하는 수준에 머무르고 있는 실정에 있어 해양 시뮬레이션시 제약이 상당히 많이 존재한다.

만약, 해양조류도 정보 제공 시스템에서 특정 위치에 대한 상세 정보가 필요한 경우, 기존 보유한 해양조류도에서 특정 위치 부분을 확대하는 방식으로만 사용자에게 제공하므로, 해당 부분에 대한 자세한 정보가 필요할 경우 다시 상세하게 조사하여야만 하고, 그 과정에서 낭비되는 자원이 상당하다는 문제점이 있다.

또한, 현재까지 해양 정보를 얻을 때 종이해도, 전자해도 및 각종 전자 관측장비를 이용하여 해저 지형에 대한 정보를 관측하여 정보를 얻어내고 있지만, 이와 같은 방법으로 실제 수집된 자료가 상대적으로 불명확한 경우 많아 여러 번 자료를 수집해야 하는 경우도 빈번하게 존재한다.

따라서, 정확하고 정밀한 해양공간을 가시화하여 실시간으로 파악 할 수 있는 3D 모델링 개발이 시급한 실정이며, 해군은 정확한 해양작전상황에 대비한 해양공간 3D 데이터 모델 설계를 필요로 하게되었다.

상기 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 지리정보를 가지고 있는 대용량 해양자료를 2차원, 3차원 및 4차원 정보로 재가공한 후 전장 및 작전 상황을 실시간으로 시뮬레이션 할 수 있는 3D 해양모델을 개발하는데 그 목적이 있으며, 해양과 관련된 정보를 통합하여 제공하는 3차원 종합 해양정보시스템에 해당하는 해양 및 해양주변의 조석예보자료, 조위자료, 해조류예측자료, 기상위성자료, 일기도자료 및 전자해도 등 각종 실시간 해양관측데이터를 연계 할 뿐만 아니라, 기본 해류정보 지도와 함께 서브 해류정보 지도를 생성하여 서브 해류정보 지도에 입력된 선택정보에 따라 출력되도록 함으로써, 해양전장정보 시뮬레이션 분야에 활용할 수 있다.

또한, 축척에 따라 LOD를 표현하여 화면에 출력하는데 있어서 표시면적이 넓더라도 빠르게 해양정보를 표시할 수 있는 3D 해양모델을 이용한 실시간 해양공간정보 제공시스템을 제공할 수 있으며, 해양 영토 관리 차원에서 우리나라 영해에 존재하는 각종 무인, 유인 도서(島嶼)를 3차원 공간정보 기반으로 시뮬레이션하여, 고해상도 위성영상 또는 고해상도 수심 자료 등을 바탕으로 도서(島嶼)에 대한 현황정보를 정확하게 파악하여 전장 시뮬레이션에서 대잠전, 기뢰전, 상륙전 등 해군작전상황 모의 및 현장 대응을 위한 시나리오 설계를 제공할 수 있다.

아울러, 본 발명의 또 다른 목적은 3차원 해양공간 데이터 위에 그 해양공간에 대한 상세정보를(예로서 석양, 안개, 구름, 해저면의 모래, 해저면의 갯벌, 해저면의 암반 조간대, 파도, 해수표면)합성시킨 해양영상을 제공하여, 생동감 있는 해양전장환경의 모습을 사용자에게 해양전장공간 제공시스템을 제공하기 위함이다.

해양전장상황 및 작전상황 시뮬레이션을 위한 3차원 가시화 해양공간정보를 제공하는 해양예측자료 기반 실감형 해양전장정보 표출 플랫폼에 있어서, 특정 해양공간을 육상영역, 해양지리영역, 해양수심영역, 해수면영역, 해류영역으로 나누어 3차원 입체 형태로 해양공간 데이터를 저장하는 3차원 입체 모듈 데이터베이스; 및 기상 상황 파악을 위해 조석예보자료, 조위도자료, 해조류예측자료, 기상위성자료 중 선택된 해양자료를 선택조합하여 해양정보 서버로 실시간 전송하는 실시간데이터연계모듈; 및 해상 영역의 수면 영상을 촬영하도록 구축된 해양 영상정보 수집 장치로부터 정보를 수신받고, 상기 해류 벡터 정보로부터 상기 해양 부유물의 이동경로를 역으로 추척하여 상기 해양 부유물의 이동경로와 발생 지점을 판단하는 부유물 이동경로 추적 관리부; 및 상기 3차원 입체 모듈 데이터베이스에서 상기 실시간데이터연계모듈로부터 조합된 해양데이터에 대응하는 해양공간을 3차원 해양공간 데이터를 추출하여, 3차원 입체 모듈 데이터 베이스상에 조합한 기상 상황 자료가 중첩되도록 하는 해양영상을 생성하여, 예상 해양공간영상을 실시간으로 사용자에게 제공하는 해양정보 제공서버; 를 포함하고,

상기 해양정보 제공서버는 생성된 3차원 해양 영역의 전 구역을 설정된 기본 축척 크기에 따라 기본단위 격자로 나눈 해양조류 전자지도를 생성하고, 상기 실시간데이터연계모듈에 포함된 해류의 방향과 유속 정보로부터 해류 벡터 정보를 추출하여 상기 해양조류 전자지도의 기본단위인 격자 각각에 할당한 기본 해류정보 지도를 생성하는 기본 해류 정보 지도 생성부; 및

상기 기본 해류정보 지도의 전 구역을 상세하게 복수 개의 분할구역으로 구획하고, 상기 복수 개의 분할구역에 대한 확대 지도를 제공하며, 각 분할구역을 구성하는 기본단위 격자의 해류 벡터 정보로부터 프로그래밍된 바에 따라 서브 해류 벡터 정보를 산출하여 상기 분할구역 각각에 할당한 서브 해류정보 지도를 생성하는 서브 해류정보 지도 생성부; 및 3차원 입체 모듈 데이터베이스는 전장시뮬레이션시 대잠전, 기뢰전, 구조전, 상륙전 등 상세한 전장 형태 구현을 제공하며, 함정, 잠수함, 항만/선박 등 각종 3차원 객체를 구현하여 해양전장 시뮬레이션의 높은 재현성을 제공.

상기 해양정보 제공서버는 위성화면, 항공사진, 멀티빔, 싱글빔, 자력탐사자료, 지층탐사자료, 수치지도, 수치해도를 UTM 좌표계로 일괄변환하는 동시에, 3차원 데이터로 변환하며, 육지영역, 해저영역, 대기영역, 해수영역을 포함하는 3차원 해양공간 데이터를 생성하는 것이 특징이며, 상기 서브 해류정보 지도를 구성하는 분할구역 각각에 대해, 설정된 복수 개의 서브 분할구역으로 분할하고, 상기 복수 개의 서브 분할구역에 대한 서브 확대 지도를 제공하며, 각 서브 분할구역 별로 각 서브 분할구역을 구성하는 분할구역의 서브 해류 벡터 정보로부터 기 프로그래밍된 바에 따라 제2 서브 해류 벡터 정보를 산출하여 상기 서브 분할구역 각각에 할당한 제2 서브 해류정보 지도를 생성하는 제2 서브 해류정보 지도 생성부; 및

상기 기본 해류정보 지도 생성부와 서브 해류정보 지도 생성부 및 제2 서브 해류정보 지도 생성부와 연결되는 것을 특징으로 하는 해양전장상황 3차원 시뮬레이션을 위해 해양공간정보를 제공한다.

이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 해양 영토 관리 차원에서 우리나라 영해에 존재하는 각종 무인, 유인 도서(島嶼)를 3차원 공간정보 기반으로 관리할 수 있으며, 고해상도 위성영상 또는 고해상도 수심 자료 등을 활용하여 도서(島嶼)에 대한 현황정보를 정확하게 파악 및 제공하고, 이를 기반으로 다양한 해군작전상황에 대비한 작전상황을 3D 모델로 가시화하여 해양상황을 빠르게 파악하여 전장상황을 시뮬레이션 할 수 있는 실시간 해양공간정보 및 실감형 해양전장정보를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 3차원 해양공간 데이터 위에 그 해양공간에 대한 상세정보 합성시킨 해양영상을 제공할때 석양, 안개, 구름, 해저면의 모래, 해저면의 갯벌, 해저면의 암반 조간대, 파도, 해수표면과 같은 해양공간의 자연효과 영상을 그 해양영상에 투영시켜 제공함으로써, 생동감 있는 해양환경의 모습을 사용자에게 제공하여 전장 시뮬레이션에서 대잠전, 기뢰전, 상륙전 등 해군작전상황 모의 및 현장 대응을 위한 실시간 해양공간정보 및 실감형 해양전장정보를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 사용자가 해양공간 내 어느 특정구역(예시로서 전장 시뮬레이션을 위한 도서지형 등)을 실시간으로 보고자 하는 요청을 입력한 경우, 그 해양공간의 3차원 해양공간 데이터에 그 특정공간을 촬영한 동영상을 투영한 합성 영상을 생성하고, 그 합성영상과 함께 그 특정구역(예시로서 전장 시뮬레이션을 위한 도서지형 등)의 상세정보를 사용자에게 제공하여 줌으로써, 사용자의 현장 이해율을 증대시키고, 사용자가 시공간적인 환경의 변화나 객체의 움직임을 보다 직관적으로 파악할 수 있는 실시간 해양공간정보 및 실감형 해양전장정보를 제공할 수 있다.

도1a 내지 도1c는 본 발명의 다차원 해양환경정보 표출시스템을 도시한 구성도이다.
도2은 본 발명의 해양예측자료를 활용한 실감형 해양전장정보 표출 과정을 도시한 순서도이다.
도3는 본 발명의 해양예측 가시화 과정을 도시한 순서도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 3D 모델링을 이용한 실시간 해양공간정보 제공시스템을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도1a 내지 도1c는 본 발명의 다차원 해양환경정보 표출시스템을 도시한 구성도이다.

도2은 본 발명의 해양예측자료를 활용한 실감형 해양전장정보 표출 과정을 도시한 순서도이다.

도3는 본 발명의 해양예측 가시화 과정을 도시한 순서도이다.

본 발명의 실시간 해양공간정보 제공시스템은 3차원 해양공간 데이터베이스, 상세정보 데이터베이스, 자연효과 데이터베이스, 실시간데이터연계모듈, 하나 이상의 카메라를 포함한다.

3차원 해양공간 데이터베이스에는 무인, 유인도서(島嶼) 해양공간을 육상영역, 해양지리영역, 해양수심영역, 해수면영역, 해류영역을 포함하는 3차원 해양공간 데이터가 저장된다.

실시간데이터연계모듈은 조석예보자료, 조위자료, 해조류예측자료, 기상위성자료, 일기도자료 및 태풍이동 경로자료 중 선택된 해양공간자료를 재 가공하여 해양정보 제공서버로 실시간 전송한다.

이때, 상기 해양정보 제공서버는 상기 해양 정보가 수집된 해양 영역의 전 구역을 기본단위 격자로 구분한 후 기 설정된 기본 축척 크기에 따라 해양조류 전자지도를 생성하고, 관측된 해류의 방향과 유속 정보로부터 상기 기본단위 격자 각각에 대한 해류 벡터 정보를 추출하여 상기 해양조류 전자지도의 기본단위 격자 각각에 할당한 기본 해류정보 지도를 생성하는 기본 해류 정보 지도 생성부 및 상기 기본 해류정보 지도의 전 구역을 복수 개의 인접한 기본단위 격자의 그룹으로 각각 이루어지도록 복수 개의 분할구역으로 구획하고, 상기 복수 개의 분할구역에 대한 확대 지도를 제공하며,

각 분할구역 별로 각 분할구역을 구성하는 기본단위 격자의 해류 벡터 정보로부터 서브 해류 벡터 정보를 산출하여 상기 분할구역 각각에 할당한 서브 해류정보 지도를 생성하는 서브 해류정보 지도 생성부와,

상기 해양 정보가 수집된 해양 영역의 수면 영상을 촬영하도록 기 구축된 해양 영상정보 수집 장치로부터 해양 부유물 정보를 수신받고, 상기 해류 벡터 정보로부터 상기 해양 부유물의 이동경로를 역으로 추척하여 상기 해양 부유물의 이동경로와 발생 지점을 판단하는 부유물 이동경로 추적 관리부 및 상기 기본 해류정보 지도 생성부 및 서브 해류정보 지도 생성부와 연결되고, 상기 사용자를 통해 입력된 선택 정보에 따라, 상기 기본 해류정보 지도를 출력하거나, 상기 서브 해류정보 지도 중 선택된 분할 구역에 대한 부분을 추출하여 출력하고, 상기 부유물 이동경로 추적 관리부에서 판단된 해양 부유물의 이동경로와 발생 지점 정보를 상기 사용자에게 제공하는 출력 관리부를 더 포함한다.

해양정보 제공서버는 상기 3차원 해양공간 데이터베이스에서 상기 실시간데이터연계모듈로부터 재가공 된 해양공간자료에 대응되는 해양공간에 대한 3차원 해양공간 데이터를 추출하여, 그 3차원 해양공간 데이터 위에 상기 재 가공 된 해양공간자료가 중첩되도록 하는 해양영상을 생성하여, 그 해양영상을 실시간으로 제공한다.

따라서, 실시간으로 전송되는 해양공간자료를 3차원 해양공간 데이터와 중첩되도록 함으로써 실시간 조석예보 자료에 의한 해수면의 고도를 구현, 실시간 해조류예측 자료에 의한 수치조류벡터도 중첩 기능, 실시간 기상위성자료 중첩 기능, 구름영상에의한 태양광 자연효과 구현, 태풍 이동경로 및 위치표시, 실시간 일기도 중첩 기능 등의 제공이 가능한 것이다.

이때, 실시간 기상위성자료는 MTSAT(Multi-Functional Transport Satellite) 및 레이더 영상 등을 통해 얻어지는 자료이다.

다음으로, 상기 기본 해류 정보 지도 생성부는 상기 해양 정보가 수집된 해양 영역의 전 구역을 기본단위 격자로 구분한 후 기 설정된 기본 축척 크기에 따라 해양조류 전자지도를 생성하고, 상기 관측 정보DB에 포함된 해류의 방향과 유속 정보로부터 상기 기본단위 격자 각각에 대한 해류 벡터 정보를 추출하여 상기 해양조류 전자지도의 기본단위 격자 각각에 할당한 기본 해류정보 지도를 생성한다.

즉, 상기 기본 해류 정보 지도 생성부는 상기 해양 정보가 수집된 해양 영역의 전 구역을 상기 해양 정보가 차별적으로 제공될 수 있는 최소단위 영역인 기본단위 격자로 구분하고, 기 설정된 기본 축척 크기에 따라 해양조류 전자지도를 생성한다.

이때, 해류의 방향과 유속 정보로부터 상기 기본단위 격자 각각에 대한 해류벡터 정보를 추출하여 상기 해양조류 전자지도의 기본단위 격자 각각에 할당한 기본 해류정보 지도를 생성한다.

즉, 상기 기본 해류정보 지도에는 기본단위 격자들로 구획된 각 영역별로, 해당 해류 정보, 즉 해류의 방향과 세기가 벡터 형태로 표시된 해류 벡터 정보가 포함된다.

상기 서브 해류정보 지도 생성부는 상기 기본 해류정보 지도의 전 구역을 기 설정된 복수 개의 분할구역으로 분할하고, 상기 복수 개의 분할구역에 대한 확대 지도를 제공한다.

또한, 상기 서브 해류정보 지도에는, 상기 분할구역 각각에 대해, 상기 분할구역을 구성하는 기본단위 격자의 류 벡터 정보 중, 상기 서브 해류 벡터 정보의 크기와 기 설정된 오차 크기 범위 이상의 해류 벡터 정보가 할당된 기본단위 격자 및 해당 기본단위 격자에 할당된 해류 벡터 정보가 더 포함될 수 있다.

즉, 상기 서브 해류정보 지도는 분할구역에 원래 포함된 기본단위 격자들의 기본 해류 벡터 정보 중 그 분할구역에 표시되는 서브 해류 벡터 정보와 기 설정된 오차 방향 범위 이상의 기본 해류 벡터 정보를 갖는 기본단위 격자 및/또는 기 설정된 오차 크기 이상의 기본 해류 벡터 정보를 갖는 기본단위 격자 등의 정보를 더 포함 할 수 있다.

이때, 상기 기본 해류 벡터 정보와 서브 해류 벡터 정보 각각에는, 해당 기본단위 격자의 해류 방향과 유속(속도) 정보와 상기 분할구역에 대해 할당된 해류 방향과 유속(속도) 정보가 포함된다.

구체적으로, 분할구역에 포함된 기본단위 격자들 중, 기본단위 격자의 해류 방향이 해당 분할구역에 대한 서브해류 벡터 정보의 해류 방향과 기 설정된 허용 오차범위 이상으로 차이가 발생되는 기본단위 격자가 존재하는 경우, 해당 기본단위 격자를 특이 해류 방향 정보를 갖는 특이 기본단위 격자로 분류하여 표시 되도록 한다.

이때, 상기 부유물 이동경로 추적 관리부에서 판단된 해양 부유물의 이동경로와 발생 지점정보를 더 출력한다.

또한, 상기 서브 해류정보 지도를 구성하는 분할구역 각각에 대해 기 설정된 복수 개의 서브 분할구역으로 분할하고, 상기 복수 개의 서브 분할구역에 대한 서브 확대 지도를 제공하며, 각 서브 분할구역 별로 각 서브 분할구역을 구성하는 분할구역 격자의 서브 해류 벡터 정보로부터 기 프로그래밍된 바에 따라 제2 서브 해류 벡터 정보를 산출하여 상기 서브 분할구역 각각에 할당한 제2 서브 해류정보 지도를 생성하는 제2 서브 해류정보 지도 생성부를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 제2 서브 해류정보 지도는 입력된 선택 정보에 따라, 상기 기본 해류정보 지도를 화면에 출력하거나, 상기 서브 해류정보 지도 중 선택된 분할 구역에 대한 부분을 추출하여 화면에 출력하거나, 상기 제2 서브 해류정보 지도 중 선택된 서브 분할구역에 대한 부분을 추출하여 화면에 출력하게 된다.

상기 부유물 이동경로 추적 관리부에서 상기 특정 해양공간에 대한 해양환경의 상세정보(예컨대; 시간별 조류정보, 조위정보, 해류성분정보, 파랑정보, 기상정보, 해저질 분포정보, 부표정보 등)가 저장된다.

또한, 자연효과 데이터베이스에는 육지영역, 해저영역, 대기영역, 해수영역의 자연효과 영상 데이터(예컨대; 해수면 영상데이터, 파도 영상데이터, 해저질감 영상데이터, 구름 영상데이터, 안개 영상데이터, 일출 일몰영상데이터, 해수면 갈라짐 영상데이터 등)가 저장된다.

그리고 해양정보 제공서버는 특정 해양공간에 대한 정보를 제공받고자 하는 해양공간정보 전송신호를 입력받으면, 상기 3차원 해양공간 데이터베이스에서 그 해양공간에 대한 3차원 해양공간 데이터를 추출하고, 상기 상세정보 데이터베이스에서 그 해양공간에 대한 해양환경의 상세정보를 추출한 뒤, 상기 3차원 해양공간 데이터 위에 그 해양공간의 해양공간 상세정보가 중첩되도록 하는 해양영상을 생성하고, 그 해양영상을 사용자에게 제공한다.

이때, 해양정보 제공서버는, 사용자 단말기에 상기 해양영상이 출력되는 중, 사용자로부터 해수면 영상 또는 파도영상 요청 신호를 입력받을 수 있다.

그러면, 해양정보 제공서버는 그 해양영상의 해수영역에 해수면 영상데이터 또는 파도 영상 데이터를 투영한 뒤 제1해양영상(해수면 영상데이터 또는 파도 영상 데이터가 투영된 해양영상)을 생성하여 사용자에게 제공한다.

또한, 해양정보 제공서버는, 사용자 단말기에 상기 해양영상이 출력되는 중, 사용자 단말기로부터 해저면 영상요청 신호를 입력받을 수 있다.

그러면, 해양정보 제공서버는 그 해양영상의 해저영역에 상기 해저질감 영상데이터를 투영한 뒤 제2해양영상(해저면 데이터가 투영된 해양영상)을 생성하여 사용자에게 제공한다.

한편, 해양정보 제공서버는, 사용자 단말기에 상기 해양영상이 출력되는 중, 사용자 로부터 구름 영상 또는 안개 영상 또는 일출 일몰 영상요청 신호를 입력받을 수도 있다.

그러면, 해양정보 제공서버는, 그 해양영상의 대기영역에 상기 구름 영상데이터 또는 안개 영상데이터 또는 일출 일몰 영상데이터를 투영한 뒤 제3해양영상(구름 영상데이터 또는 안개 영상데이터 또는 일출 일몰 영상데이터가 투영된 해양영상)을 생성하여 사용자에게 제공한다.

상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 사용자에게 상기 해양영상을 제공할 때, 그 해양공간의 자연효과 영상(예컨대; 파도, 안개, 구름, 해저면(모래, 갯벌, 암반 조간대), 파도, 해수표면의 영상 등)을 그 해양영상에 투영시켜 제공함으로써, 생동감있는 해양환경의 모습을 사용자에게 제공할 수 있어, 해양전장상황의 빠른 이해 및 작전 시뮬레이션시 이해율을 높일 수 있게 하는 장점이 있다.

그리고 해양정보 제공서버는 국립해양조사원 서버 및 기상청 서버로부터 일정간격으로

특정 해양공간의 시간별 조류정보 및 조위정보, 파랑정보, 기상정보를 제공받아 상기 상세정보 데이터베이스를 실시간으로 업데이트 한다.

또한, 해양정보 제공서버는 위성화면, 항공사진, 멀티빔, 싱글빔, 자력탐사자료, 지층탐사자료, 수치지도, 수치해도를 UTM 좌표계로 일괄 변환하고, 3차원 전 지구 좌표로 변환하며, 상기 변환된 데이터와 위성화면, 항공 사진 및 DEM데이터 및 벡터데이터를 각각 분석하여 각각의 메이커(Maker)를 통해 타일화/피라미드화 되도록 전처리한 뒤 육지영역, 해저영역, 대기영역, 해수영역을 포함하는 3차원 해양공간 데이터를 생성한 뒤, 상기 3차원 해양공간 데이터베이스에 저장되도록 처리한다.

카메라는 상기 해양공간 내 특정공간(예컨대; 갯벌, 해수욕장 등)에 설치되어, 그 특정공간을 촬영하고, 그 촬영된 영상을 해양정보 제공서버에 전송한다.

이때, 해양정보 제공서버는, 사용자로부터 그 특정공간의 현장상황 정보를 제공받고자 하는 상황정보 요청신호를 입력받으면, 그 상황정보요청신호를 입력받은 시간을 판단하고, 그 입력받은 시점부터 그 특정공간을 촬영한 하나 이상의 카메라로부터 촬영영상을 제공받아, 그 제공받은 촬영영상을 3차원 해양공간 데이터에 투영시켜 현장상황영상으로 생성한 뒤, 사용자에게 제공한다.

상기 제공서버에서는 해양영상이 제공되는데, 여기에서는 예를 들어, 파도, 안개, 구름, 해저면의 모래, 갯벌, 암반 조간대, 파도, 해수표면의 양태 등의 다양한 해양영상을 제공받을 수 있다.

특히, 생동감있는 해양환경의 모습을 사용자에게 제공할 수 있어 해양전장을 구현할 때 보다 정확한 시뮬레이션 공간을 표현할 수 있어, 다양한 해양 작전을 시뮬레이션을 제공한다.

또한, 해양정보 분석을 통해 실시간 해양정보 연계를 통한 모니터링을 하여 실시간 태풍 및 지진 정보를 활용한 해일과 같은 해양 재난 예측 시뮬레이션을 3D 모델에 반영하여 재난상황에서의 해양전장 작전계획을 시뮬레이션을 통해 수립할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 실시간 해양정보 분석을 통한 해양전장전보 시뮬레이션 및 관리 시스템은 기상청 및 국립해양조사원과 같은 관련 유관기관의 실시간 해양 정보를 수신하여 이를 가시화하는 단계; 태풍 해일 및 지진 해일과 같은 해안지역 재난상황에

대해 실시간으로 정보를 수집하고 이를 가시화하여 3D 전장모델에 반영하는 단계를 포함한다.

상기 가시화된 태풍 해일 및 지진 해일과 같은 해안지역 재난을 분석하여 해안 지역 재난 위험을 분석에 따른 작전상황 시뮬레이션을 통해 해양 재난시 전장환경을 다변화를 예측하여 다양한 작전계획을 수립할 수 있다.

또한, 이를 바탕으로 해양 전투공간을 고려한 함정 전투 평가용 시뮬레이션 모델 설계 시스템을 제공할 수 있으며, 상기 해양 전투공간을 고려한 함정 전투 평가용 시뮬레이션 모델은 시뮬레이션 실험에 요구되는 입력 시나리오를 발생 및 제어, 결과 분석을 진행할 수 있다.

도1a 내지 도1c는 본 발명의 다차원 해양환경정보 표출시스템을 도시한 도시도로서, 특정 해양공간의 육상영역, 해양지리영역, 해양수심영역, 해수면영역, 해류영역을 3차원 입체 영상으로 조합 및 구현하여 나타낸 도시도이며, 해조류 및 수온 데이터가 포함되어 있어 특정해양에 대한 해양전장상황 및 작전상황을 반영한 실감형 해양전장정보를 표출해 낼 수 있다.

도2는 상기과정들에 대해 간략히 도시한 순서도이며, 분석자는 해양예측환경 가시화, 기본전장정보 3차원 가시화 및 해양작전상황 3차원 가시화에 정보를 조합하여 3차원 가시화 엔진에 반영하고, 관리자는 작전 및 전장지역정보, 부대배치정보, 기상환경, 해양환경등의 정보가 저장된 기본 전장정보 관리 시스템과 3D 정보 관리 모델을 3차원 가시화 엔진에 반영하여 종국에는 실감형 해양전장정보를 표출해 낼 수 있다.

도3는 해양예측 가시화 과정을 도시한 순서도로서, 유저가 가시화 지역 정보 전달을 요청하게 될 경우 해양예측환경 가시화 모델에서는 요청된 가시화 지역을 DB에서 추출하여 3차원 가시화 엔진에 적용하고, 이를 통해 도출된 3차원 가시화 모델은 유저에게 요청지역에 대한 결과를 송출한다.

또한 상기 입력 시나리오에 의해 형성되는 해양전장 환경 내에 투입되는 전투 개체들 각각의 모델을 형성하는 전투 개체 모델부 및 상기 전투 공간 모델부에 포함되는 상기 전투 개체들 각각의 물리적인 신호를 상호 작용시키는 전투 공간 모델부를 포함할 수 있으며, 상기 전투개체 모델부는, 상기 전투 개체 모델부에 포함되는 상기 전투 개체들을 포함하여, 상기 입력 시나 리오를 가시화시키는 시뮬레이션 가시화부와, 상기 전투 공간 모델부에서의 상기 물리적인 신호를 반영하여, 상기 입력 시나리오에 따르는 결과를 분석하는 시뮬레이션 결과 분석부를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 전투 개체들은, 다수의 함정을 포함한다. 상기 전투 개체들 각각의 상기 전투 개체 모델부는, 상기 입력 시나리오에 투입되며, 상기 시뮬레이션 제어부의 제어에 따라 모사되는 함정에 대한 함정 플랫폼 모델부와, 상기 함정 플랫폼 모델부와 연결되며, 상기 함정에 포함되는 다수의 무기들의 모델을 형성하는 무기체계 모델부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 전투 개체들 각각의 상기 전투 개체 모델부는, 상기 입력 시나리오에 따르는 상기 함정을 구동시키고, 결과를 상기 전투 공간 모델부로 전송하는 구동부와, 상기 다수의 무기들로 인한 물리적인 신호를 상기 전투 공간 모델부로 전송하는 센서부와, 상기 함정에 대해 외부 환경에 대한 반사 신호를 상기 전투 공간 모델부로 전송하는 센서 신호 반사부를 포함하는 것이 바람직하다.

이상, 본 발명의 해양예측자료 기반 실감형 해양전장정보 표출 플랫폼에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.

그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야한다.

Claims (5)

1. 해양전장상황 및 작전상황 시뮬레이션을 위한 3차원 가시화 해양공간정보를 제공하는 해양예측자료 기반 실감형 해양전장정보 표출플랫폼에 있어서,
   
   특정 해양공간을 육상영역, 해양지리영역, 해양수심영역, 해수면영역, 해류영역으로 나누어 3차원 입체 형태로 해양공간 데이터를 저장하는 3차원 입체 모듈 데이터베이스; 및
   
   기상 상황 파악을 위해 조석예보자료, 조위도자료, 해조류예측자료, 기상위성자료 중 선택된 해양자료를 선택조합하여 해양정보 서버로 실시간 전송하는 실시간데이터연계모듈; 및
   
   해상 영역의 수면 영상을 촬영하도록 구축된 해양 영상정보 수집 장치로부터 정보를 수신받고, 상기 해류 벡터 정보로부터 상기 해양 부유물의 이동경로를 역으로 추척하여 상기 해양 부유물의 이동경로와 발생 지점을 판단하는 부유물 이동경로 추적 관리부; 및
   
   상기 3차원 입체 모듈 데이터베이스에서 상기 실시간데이터연계모듈로부터 조합된 해양데이터에 대응하는 해양공간을 3차원 해양공간 데이터를 추출하여, 3차원 입체 모듈 데이터 베이스상에 조합한 기상 상황 자료가 중첩되도록 하는 해양영상을 생성하여, 예상 해양공간영상을 실시간으로 사용자에게 제공하는 해양정보 제공서버; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양전장상황 3차원 시뮬레이션을 위해 해양공간정보를 제공하는 해양예측자료 기반 실감형 해양전장정보 표출 플랫폼.
2. 제 1항에 있어서, 상기 해양정보 제공서버는 생성된 3차원 해양 영역의 전 구역을 설정된 기본 축척 크기에 따라 기본단위 격자로 나눈 해양조류 전자지도를 생성하고,
   
   상기 실시간데이터연계모듈에 포함된 해류의 방향과 유속 정보로부터 해류 벡터 정보를 추출하여 상기 해양조류 전자지도의 기본단위인 격자 각각에 할당한 기본 해류정보 지도를 생성하는 기본 해류 정보 지도 생성부; 및
   
   상기 기본 해류정보 지도의 전 구역을 상세하게 복수 개의 분할구역으로 구획하고, 상기 복수 개의 분할구역에 대한 확대 지도를 제공하며, 각 분할구역을 구성하는 기본단위 격자의 해류 벡터 정보로부터 프로그래밍된 바에 따라 서브 해류 벡터 정보를 산출하여 상기 분할구역 각각에 할당한 서브 해류정보 지도를 생성하는 서브 해류정보 지도 생성부를 특징으로 하는 해양전장상황 3차원 시뮬레이션을 위해 해양공간정보를 제공하는 해양예측자료 기반 실감형 해양전장정보 표출 플랫폼.
3. 제 1항에 있어서, 3차원 입체 모듈 데이터베이스는 전장시뮬레이션시 대잠전, 기뢰전, 구조전, 상륙전 등 상세한 전장 형태 구현을 제공하며, 함정, 잠수함, 항만/선박 등 각종 3차원 객체를 구현하여 해양전장 시뮬레이션의 높은 재현성을 제공하는 해양예측자료 기반 실감형 해양전장정보 표출 플랫폼.
4. 제 1항에 있어서, 상기 해양정보 제공서버는 위성화면, 항공사진, 멀티빔, 싱글빔, 자력탐사자료, 지층탐사자료, 수치지도, 수치해도를 UTM 좌표계로 일괄변환하는 동시에, 3차원 데이터로 변환하며, 육지영역, 해저영역, 대기영역, 해수영역을 포함하는 3차원 해양공간 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 해양예측자료 기반 실감형 해양전장정보 표출 플랫폼.
5. 제 2항에 있어서, 상기 서브 해류정보 지도를 구성하는 분할구역 각각에 대해, 설정된 복수 개의 서브 분할구역으로 분할하고, 상기 복수 개의 서브 분할구역에 대한 서브 확대 지도를 제공하며, 각 서브 분할구역 별로 각 서브 분할구역을 구성하는 분할구역의 서브 해류 벡터 정보로부터 기 프로그래밍된 바에 따라 제2 서브 해류 벡터 정보를 산출하여 상기 서브 분할구역 각각에 할당한 제2 서브 해류정보 지도를 생성하는 제2 서브 해류정보 지도 생성부; 및
   
   상기 기본 해류정보 지도 생성부와 서브 해류정보 지도 생성부 및 제2 서브 해류정보 지도 생성부와 연결되는 것을 특징으로 하는 해양전장상황 3차원 시뮬레이션을 위해 해양공간정보를 제공하는 해양예측자료 기반 실감형 해양전장정보 표출 플랫폼.
   

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