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문제 정의
- 농촌마을 주거지 내부에서 구획정리는 기존마을 과 신규 확보된 마을 개발용지에 대하여 구획 또는 획지를 구분하는 것을 의미하는 것으로 본 연구에서는 마을 내부도로의 배치와 일치하는 것으로 하였다. 도로의 배치에 관한 기준 설정을 위하여 기존의 사례연구를 검토할 수 있다.
- 본 연구에서는 수치고도 자료를 바탕으로 토지이용계획도로 부터 도로를 생성하고 주거지에 시설을 계량화된 원리에 따라 배치하여 농촌마을 개발 계획 후의 모습을 3차원으로 실시간에 모의할 수 있는 공간계획 모형을 개발하였다. 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.
- 본 연구의 목적은 물리적 공간계획의 과정을 모델링 과정으로 개념화하고, 이에 따라 토지이용계획과 지형자료를 고려하여 시설 배치를 지역경관에 맞게 입체적으로 구현해 볼 수 있는 공간계획 모형을 개발한 다음 시험지역에 대한 모형의 유용성을 평가하는 데 있다.
제안 방법
- 1.공간계획의 모형화를 위하여 계획과정을 단위계획 층별로 분류하고, 각 단위 계획별로 단계적으로 모델링할 수 있도록 한 PLAM process (planning layer and modelling process)-f- 개발하였으며, 적용예로서 농촌마을 개발계획 용지에 격자단위의 도로와 시설을 배치할 수 있는 알고리즘을 구현하고 공간계획 모형인 3DSPLAM(3 dimensional spatial planning model) 을 개발하였다.
- 2. 계획 후의 마을 전체 모습에 대한 시각적 평가의 전제조건에 따라 시설상호간의 관계를 정밀하게 고려하지 않았으나, 시설 배치를 위하여 농촌마을 주거지 (built area) 내에 있는 시설을 도로, 건물 및 공터 객체로 구분하였다. 또한 농촌공간의 조방성을 고려하여 건물 객체를 정규난수에 따라 5 0~70%의 비율로 배치하도록 하였으며, 기존 마을 의 용지와 신규 확보 용지를 구분하여 시설을 각각 배치하여 최종적으로 AutoCAD에서 3차원으로 구현하도록 하였다.
- 그러므로 본 연구에서는 계산의 편의를 위해 이미 생성된 장 축구획도로의 끝 격자(dangle lattice) 를 시작점으로 외곽 도로를 생성토록 하였다. 즉, Fig.
- 둘째, 시설 배치는 격자단위로 하고, 도로와 건물의 최소 단위로 사용하였다. 점시설은 격자별로, 선 시설은 격자의 직렬 연결로, 면시설은 격자의 집합으로 표현하였다.
- 1의 계획층 및 모델링 과정에서는 이 단위계획들 abcde 이 각 계획 층에서 동시에 수립되고 다음 단계의 계획층으로 진행되는 것을 나타내고 있다. 또한 각 단위 계획은 각 단계에서 순서대로 진행된 # 후에 최종 조감도 생성단계에서 각 단위계획 들을 종합하여 3차원으로 나타내도록 하였다. Fig.
- 계획 후의 마을 전체 모습에 대한 시각적 평가의 전제조건에 따라 시설상호간의 관계를 정밀하게 고려하지 않았으나, 시설 배치를 위하여 농촌마을 주거지 (built area) 내에 있는 시설을 도로, 건물 및 공터 객체로 구분하였다. 또한 농촌공간의 조방성을 고려하여 건물 객체를 정규난수에 따라 5 0~70%의 비율로 배치하도록 하였으며, 기존 마을 의 용지와 신규 확보 용지를 구분하여 시설을 각각 배치하여 최종적으로 AutoCAD에서 3차원으로 구현하도록 하였다.
- 본 연구에서 시설용지의 구분은 시설 배치의 원리에 따라 격자별 시설의 종류를 결정하는 것으로 포괄적인 의미에서 시설 배치라는 용어를 사용하였다. 기존에 일부 제시된 시설 배치의 개념적 원리를 검토할 수 있으나, 여기서는 모형의 전제조건에 따라 시설상호 관계를 고려하지 않았다.
- 본 연구에서 제안된 PLAM process의 적용예 로서 농촌마을공간계획 모형을 개발하기 위하여 농촌마을 주거지( I ④④, V ①T V② in Fig.l)에 한하여 각 계획 층별 알고리즘을 전개하였다. 모형의 단순화와 각 계획 층의 계량적 구현을 위하여 다음과 같은 전제조건을 설정하였다.
- 시설 배치가 완료된 후에는 DEM으로부터 각 격자의 고도자료를 고려하여 시설이 삽입되도록 하므로서 최종 조감도를 생성할 수 있다. 본 연구에서는 고도자료를 고려한 3차원 시설부착 과정을 AutoCAD의 매크로 언어인 AutoLISP 코드로 자동으로 작성하도록 하였다. 이로부터 조감도는 이 AutoLISP 코드의 실행에 의해 생성되도록 하였다.
- 본 연구에서는 대안 작성을 물리적 계획 단계로서 모델링을 위한 세부 단위계획과 모델링 모듈을 구분하여 Table 1과 같이 제시하였다.
- Table 1과 같이, 일반적인 계획과정에서는 하나의 항목으로 분류되는 대안 작성을, 본 연구에서는 도상계획 및 설계, 시행, 완공의 단계를 거치는 실제 공정을 고려하여 토지이용계획(land use planning) t구획 정 리 (land rearrangement) t.시 설용 ; 지 구분 (detailed land use allocation) 시설공사 construction) 경관계획 (landscapeplanning) S] 계획층(plan layer) 으로 분류하였다. 이들은 순차적으로 이루어지는 것으로서 모델링 과정에서는 각각에 대하여 토지이용계획 (land use planning) -> 구획 정 리 (land rearrangement) 시설 용지 구분 (detailed land use allocation) T3차원 시설 부착(3D facilities object attachment)—조 감도 생성(airscape generation)으로 설정하였다.
- 모형의 지도 입력자료는 고도, 기존 마을 토지이용도, 개발용지가 확보된 토지이용계획도, 장 축 구획도로를 위한 주간선도로에서 누가 거리, 단축구 획도로를 위한 임의의 기준도로에서 누가 거리의 격자지도이다. 이들은 구축된 벡터(vector) 자료로부터 격자지도로 처리되어 모형에 입력되는데, 본 연구에서는 10X10 m의 격자지도를 사용하였다. 여기서 10 m의 격자 크기를 선택한 이유는, 시설 배치 의 최소 단위로서 설정되어야 할 격자의 크기는 다양하게 고려해 볼 수 있으나 농촌주택, 도로, 기타시설들을 하나의 통일된 격자로 표현해야 하는 본 모형의 한계를 고려할 때 10 m가 적절할 것으로 판단되었기 때문이다.
- )로서 하천(stream), 도로(road), 용수원(water source)로 분류하였다. 이들을 각각 하나의 단위 계획 (unit planning)으로 정의하고, 모델링 단계의 계획층별로 동일 수준의 계획 특성을 가지는 단위계획을 수립(모델링)하도록 설정하였다. Fig.
- 그 다음 수치고도 자료를 입력받아 우선 도로 객체를 할당된 도로용지에 배치하고 주거지를 비롯한 시설용지에는 각각 설정된 시설들을 배치한다. 이렇게 배치에 관한 원리를 AutoCAD의 매크로 언어인 AutoLISP 코드로 생성한 후에 이것을 AutoCAD 에서 실행하므로서 3차원 입체마을을 재현할 수 있도록 하였다.
- 이로부터 구획 구분 또는 도로 배치를 위한 기준으로서 장축을 형성하는 구획도로는 마을 통과 또는 지나가는 주간선도로(국도)와 평행하게 120-150 m의 간격으로, 단축을 이루는 도로는 장축에 직교하여 30~60 m 간격을 이루도록 설정하였고, 주거지 외곽에 외곽도로를 생성하도록 하였다. 이와 같이 장 축구획도로 (long axial road), 단축구획도로 (short axial road), 외곽도로(ring road) 를 생성하면 마을 주거지의 구획 구분이 되는 것이다.
- 시설상호간의 관계를 고려하지 않을 경우 농촌마을 시설은 기하학적 형태로 점, 선, 면 시설의 세 가지로 구분할 수 있다. 이에 따라 본 연구에서는 주거지 (built area)내에서 시각적 판단이 가능한 농촌마을시설들(상수도, 전기시설 등은 모형의 구성요건을 고려하여 제외함)에 대하여 Table 2.와 같이 점시설로서 주택 및 일반 건물을 건물(building), 선 시설로서 도로(road), 점시설과 선 시설을 제외한 면시설을 공터(vacant) 의 세 가지로 구성 하였다.
- 지역 단위 또는 유역 단위의 토지이용계획은 이용형태별 적합성을 분석하고 토지이용의 경합이 일어날 경우에는 계획이 지향하는 바에 따른 우선순위를 고려하여 그 지점에서 토지이용 형태를 결정하는 일반적인 용지 적합성 구분(suitability analysis) 법을 이용하여 수립할 수 있으며, 농촌마을의 소단위에 대한 개발계획 수립을 위해서는 마을 개발 용 지 확보를 우선적으로 고려한 토지이용계획 모형' 이용할 수 있다. 이처럼 토지이용계획 수립에는 기존의 다양한 방법을 사용할 수 있으므로 본 연구에서는 별도의 모듈로 구분하여 토지이용계획도를 모형의 입력자료로 설정하였다.
- 지금까지 전개된 각 계획 층의 알고리즘에 따라 농촌마을공간계획 모형(3 dimensional spatial planning model, 3DSPLAM)을 개발하였다. Fig.
- 6은 3DSPLAM의 흐름도를 나타낸 것이다. 토지이용 계획도와 기존의 시설용지에 관한 격자단위의 ASCII자료를 입력받은 후, 장단축 도로의 입력조건을 고려하여 도로를 생성하고 구획을 구분한다. 그 다음 수치고도 자료를 입력받아 우선 도로 객체를 할당된 도로용지에 배치하고 주거지를 비롯한 시설용지에는 각각 설정된 시설들을 배치한다.
- 토지이용계획도로부터 구획도로의 장축은 100 m 간격, 단축은 50 m의 간격으로 장단 축 구획 도 로배치를 모의하고, 확보된 주거지의 외곽에 외곽도로를 생성하였다. 이로부터 모의 발생된 토지이용 및 도로 계획도는 Fig.
대상 데이터
- 모형의 적용 대상 마을은 농촌문화마을 사업의 시험지역으로서 개발계획이 시행된 강원도 횡성군 우천면 우항마을로 선정하였다. 우항마을은 Fig.
이론/모형
- 각도로의 배치에 관한 형태학적 알고리즘을 다음과 같이 정의하였다. 도로 배치에서는 격자의 인접 관계를 고려해야 하므로 본 연구에서는 3X3의 러빙윈 도우(roving window)를 이용하였다.
- 본 연구에서는 3차원 그래픽을 위하여 Auto- ® vacant objectCAD를 이용하였다. AutoCAD를 이용하여 시설을 격자단위로 배치하도록 3차원 객체(object)를 개발하였는데, Fig.
성능/효과
- 3.모형의 적용에서는 구획도로의 장축은 100 m 간격, 단축은 50 m의 간격으로 모의 발생시키고, 확보된 주거지의 외곽에 외곽도로를 배치하였고, AutoCAD에서 공간계획의 평면도와 마을의 입체 모델을 다양한 위치와 각도에서 재현해 볼 수 있었으며, 이로부터 계획 후의 모습을 시각적으로 평가할 수 있도록 3차원 입체 모델을 자동으로 생성할 수 있는 가능성을 확인하였다.
- 결과에서 보는 바와 같이 주어진 원리에 따라 계획 지역의 구획을 잘 구분하고 있어 보다 다양하고 정교한 원리를 도입하면 모형의 활용성이 더욱 증가될 것으로 판단되었다. 결과에서 개발계획 대안별로 사용자의 도로 배치 간격의 입력 조건에 따라 도로를 자동으로 배치할 수 있음을 알 수 있었다.
- 11에 나타내었다. 이들의 결과로부터 토지이용계획 대안에 대한 3차원 입체마을을 실시간에 구성할 수 있었으며, 결과를 시각적으로 평가할 수 있음을 확 인하였다.
후속연구
- 9와 같이 나타났다. 결과에서 보는 바와 같이 주어진 원리에 따라 계획 지역의 구획을 잘 구분하고 있어 보다 다양하고 정교한 원리를 도입하면 모형의 활용성이 더욱 증가될 것으로 판단되었다. 결과에서 개발계획 대안별로 사용자의 도로 배치 간격의 입력 조건에 따라 도로를 자동으로 배치할 수 있음을 알 수 있었다.
- 앞으로 시설상호간의 관계를 고려한 세분화된 시설배치 기준을 도입하면 공간계획 모형의 활용성이 증대될 것으로 판단되었다. 또한 다양한 개발 대안별로 계획의 결과를 실제 마을의 지형을 고려하여 입체적으로 신속하게 출력하므로서 개발자의 의사결정 지원과 지역주민 의 계획 참여에 효율적으로 기여할 수 있을 것으로 보인다.
- 이것은 기존의 수작업에 의한 시설들의 배치로부터 경관을 모의해 오던 고비용과 많은 시간을 요하는 경관 모의 시스템에 효율적으로 적용이 가능할 것으로 판단된다. 앞으로 시설상호간의 관계를 고려한 세분화된 시설배치 기준을 도입하면 공간계획 모형의 활용성이 증대될 것으로 판단되었다. 또한 다양한 개발 대안별로 계획의 결과를 실제 마을의 지형을 고려하여 입체적으로 신속하게 출력하므로서 개발자의 의사결정 지원과 지역주민 의 계획 참여에 효율적으로 기여할 수 있을 것으로 보인다.
- 이로부터 시설들의 기능을 고려한 배치 원리를 계량화하므로서 시설들을 자동으로 배치할 수 있음을 알 수 있었다. 이것은 기존의 수작업에 의한 시설들의 배치로부터 경관을 모의해 오던 고비용과 많은 시간을 요하는 경관 모의 시스템에 효율적으로 적용이 가능할 것으로 판단된다. 앞으로 시설상호간의 관계를 고려한 세분화된 시설배치 기준을 도입하면 공간계획 모형의 활용성이 증대될 것으로 판단되었다.
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