모바일 매핑을 적용한 3차원 Map 생성에 관한 연구

Abstract

최근 컴퓨터의 대용량화 및 고성능화에 따라 GIS(Geographic Information System)에 근거한 다양한 형태의 응용 시스템들이 연구 및 개발되고 있다. 이러한 연구 및 개발은 이전에는 주로 GIS를 위한 데이터베이스 기술 측면을 기준으로 많이 진행되었지만, 무선 인터넷과 PDA, HPC와 같은 Mobile 장치의 발전으로 인하여 점차적으로 사용자의 위치 정보를 기반으로 한 Mobile GIS의 형태로 발전되어 가고 있다. Mobile GIS를 통해 위치 기반 서비스(LBS: Location Based Service)를 효과적으로 제공하기 위해서는 서버에서 동적인 상황(예, 차량의 움직임이나 개개인의 위치 파악)을 빠르게 파악하여 처리할 수 있는 실시간 GIS 엔진과 작은 양의 기억장치, 낮은 처리 능력을 가지는 Mobile 장치에서 데이터를 효율적으로 관리할 수 있는 Mobile 클라이언트가 필요하다. 그러나 이전의 정적인 데이터를 주로 처리하는GIS나 DBMS에서 사용되는 기술은 이러한 동적인 데이터의 처리 기능이 미비하므로 Mobile GIS에 적합하지 않았다. 본 연구에서는 효율적인 위치기반 서비스를 제공하기 위하여 실시간 데이터베이스 시스템을 이용한 Mobile GIS에 대하여 연구한다. Mobile GIS는 이전의 GIS에서 사용되는 지도 데이터와 같은 정적인 데이터와 특정 시점에 사용자의 위치 정보와 같은 위치 데이터가 사용된다. GPS를 통하여 입력되는 이러한 위치데이터는 그 특성상 갱신 작업이 많고, 수신율이 좋지 않은 지역에서는 데이터의 손실이 발생할 수 있는 특성을 가지고 있다. 이러한 데이터의 처리를 위해서 실시간 데이터베이스 시스템을 이용한 Mobile GIS를 사용하게 되면 매우 효과적이다. 본 연구에서 개발한 실시간 데이터베이스 시스템을 이용한 Mobile GIS는 크게 실시간 GIS 엔진, 미들웨어, 그리고 Mobile 클라이언트로 구성되어 있다. 특히, 다양한 위치 기반 서비스 시스템들의 상호 운용성을 위해 본 연구에서는 OGC의 OpenLS 사양을 수용하였다. 실시간 GIS 엔진은 기존의 실시간 데이터베이스 시스템의 기능에 공간 데이터 타입, 공간 데이터의 삽입, 검색, 삭제, 갱신기능, 그리고 공간 연산 기능이 추가되어 있다. 또한, 공간 질의를 처리할 수 있으며,사용자의 위치 정보를 신속하게 처리할 수 있도록 공간/비공간 인덱스를 관리한다. 그리고 백엔드 GIS로부터 데이터를 적재하기 위한 데이터 로더, 위치 데이터를 분산 저장하기 위한 위치 데이터 관리자, 레이어를 관리하기 위한 레이어 관리자 등을 가지고 있다. 본 논문은 3차원 지리정보 및 시설물 형상 추출, 4차원 시공간 데이터의 처리, 효율적인 자동화 모델링 등의 기능을 포함함으로써 대용량 3차원 지리정보의 구축과 처리를 저비용으로 빠르게 수행할 수 있는 3차원 GIS 소프트웨어 개발과 그 응용 가능성의 검증에 획기적인 전기를 마련할 수 있으며 전체 시스템 개발 공정을 컴포넌트를 기반으로 수행함으로써 기술의 성능향상 및 유지 보수 기간을 단축할 수 있고 경쟁력 있는 국내 기술력을 확보할 수 있게 된다.

Recently, as the result of high technology of computer environments, various types of computer application have been researched and developed. Previously, it has been progressed on the database side of GIS(Geographic Information System). However, because of the growth of the wireless Internet, PDA(Personal Digital Assistants), and HPC(Hand Held PC), the focus of research and development has been changed to the mobile GIS for location based services. To support location based services efficiently through the mobile GIS, there must be a real-time GIS engine that can deal with dynamic status(e.g., movement and location of users) of objects and mobile clients that can manage spatial data efficiently on the mobile devices which usually have low storage and data processing capability. However, previous technology of GIS which usually deals with static data is not suitable for the mobile GIS. Therefore, in this paper, the author has studied the mobile GIS using a real-time database system, which can support location based services efficiently. The mobile GIS generally use static data such as map data that are managed in the existing GIS and location data such as information of user's location at the specific time. Location data which is usually gathered from GPS has characteristics such as frequent update and data loss due to the bad reception rate. To process such data efficiently, it is necessary to use the mobile GIS based on a real-time database system. In this paper, therefore, the author designed and implemented the mobile GIS using a real-time database system, which consists of a real-time GIS engine, a middleware, and a mobile client. Especially, we adopts the OGC's OpenLS specification for the interoperability of various location based service systems. The real-time GIS engine can provide insert, delete, update and search operations of spatial data, in addition to operations of the existing real-time database system. And, it can deal with spatial/aspatial queries and manage spatial/aspatial indices for the efficient management of information of user's locations. The real-time GIS engine consisted of a data loader which can load data from back-end GIS to the real-time GIS engine, a location data manager which can distribute location data over several systems, a layer manager which can manage layers, and so on. In this paper is to develope core technologies such as automatic shape extraction from images, spatial-temporal data processing, efficient modeling, and then make it inexpensive and fast to build and process the huge 3D geographic data. The upgrade and maintenance of the technologies are also easy due to the component-based system architecture.