실세계의 많은 객체들은 시간적 정보와 공간적 정보를 함께 가지고 있고, 이러한 정보를 다루기 위한 시공간 데이터모델링의 목적 중에 하나는 시공간 객체를 위한 응용프로그램을 지원할 수 있게 하는 것이다. 객체지향 시공간 모델은 객체단위로 시공간 데이터를 관리 할 수 있기 때문에 효율적으로 시공간 데이터를 관리할 수 있어야 한다. 따라서, 이 논문에서는 시공간 데이터 관리를 객체지향 방식으로 지원할 수 있도록 개방형 지리정보 시스템에서 제안한 2차원 공간모델을 실세계 정보에 맞게 차원적으로 확장하고, 시간 정보를 포함하도록 확장한 모델을 제안한다. 그리고, 제안된 모델의 타당성을 검증하기 위해, 모델을 위한 시공간 데이터 제공자 컴포넌트인 data source 컴포넌트, session 컴포넌트, command 컴포넌트와 rowset 컴포넌트를 구현하고 수행 예를 보인다. 제안된 시공간 데이터 모델과 데이터 제공자는 서로 다르게 저장된 시공간 데이터를 객체지향 모델링을 사용하여 저장, 검색 및 관리할 수 있게 한다.
실세계의 많은 객체들은 시간적 정보와 공간적 정보를 함께 가지고 있고, 이러한 정보를 다루기 위한 시공간 데이터 모델링의 목적 중에 하나는 시공간 객체를 위한 응용프로그램을 지원할 수 있게 하는 것이다. 객체지향 시공간 모델은 객체단위로 시공간 데이터를 관리 할 수 있기 때문에 효율적으로 시공간 데이터를 관리할 수 있어야 한다. 따라서, 이 논문에서는 시공간 데이터 관리를 객체지향 방식으로 지원할 수 있도록 개방형 지리정보 시스템에서 제안한 2차원 공간모델을 실세계 정보에 맞게 차원적으로 확장하고, 시간 정보를 포함하도록 확장한 모델을 제안한다. 그리고, 제안된 모델의 타당성을 검증하기 위해, 모델을 위한 시공간 데이터 제공자 컴포넌트인 data source 컴포넌트, session 컴포넌트, command 컴포넌트와 rowset 컴포넌트를 구현하고 수행 예를 보인다. 제안된 시공간 데이터 모델과 데이터 제공자는 서로 다르게 저장된 시공간 데이터를 객체지향 모델링을 사용하여 저장, 검색 및 관리할 수 있게 한다.
Most of data objects in the real world have spatial and temporal information simultaneously. One of the objectives of spatiotemporal databases is to provide a very expressive framework for spatiotemporal database applications. The object oriented spatiotemporal model can manage spatiotemporal data e...
Most of data objects in the real world have spatial and temporal information simultaneously. One of the objectives of spatiotemporal databases is to provide a very expressive framework for spatiotemporal database applications. The object oriented spatiotemporal model can manage spatiotemporal data efficiently because the model is able to store the complete history of any objects. Therefore, in order to handle the spatiotemporal data in object oriented fashion, we proposed a low dimensional spatiotemporal model in the object oriented fashion that extended dimensionally two dimensional spatial model of OpenGIS to fit into the real world information and to include temporal information. In order to proof the proposed model, we design a data provider component which consists of the data source, the session, the command, and the rowset component, and implement it. The proposed four dimensional spatiotemporal data model and provider in the object oriented fashion can be used to store, retrieve and manage the object oriented spatiotemporal data.
Most of data objects in the real world have spatial and temporal information simultaneously. One of the objectives of spatiotemporal databases is to provide a very expressive framework for spatiotemporal database applications. The object oriented spatiotemporal model can manage spatiotemporal data efficiently because the model is able to store the complete history of any objects. Therefore, in order to handle the spatiotemporal data in object oriented fashion, we proposed a low dimensional spatiotemporal model in the object oriented fashion that extended dimensionally two dimensional spatial model of OpenGIS to fit into the real world information and to include temporal information. In order to proof the proposed model, we design a data provider component which consists of the data source, the session, the command, and the rowset component, and implement it. The proposed four dimensional spatiotemporal data model and provider in the object oriented fashion can be used to store, retrieve and manage the object oriented spatiotemporal data.
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문제 정의
이 논문에서는 실세계 객체의 변화를 표현할 수 있는 유효시간만을 지원하는 것으로 한정한다. 따라서 이 절에서는 유효시간 지원을 위한 클래스 ValidTime를 제안한다. (그림 1)는 시간을 지원하기 위한 클래스이다.
따라서, 이 논문에서는 서로 다르게 구축된 시공간 데이터를 제공할 수 있는 제공자를 제안한다. 이를 위해서 시간 모델을 표현하기 위한 ValidTime 클래스와 TGeometry 클래스를 설계했다.
따라서, 이 논문에서는 시공간 객체의 완전한 이력 제공을 가능하게 하고, 속성, 지리와 시간 데이터 요소를 일반 데이터베이스 요소처럼 사용할 수 있도록 하는 객체 지향 시공간 모델을 제안한다. 제안되는 시공간 모델은 개방형 지리정보시스템에서 제안된 2차원 공간객체를 공간 차원적으로 확장하여 3차원 정보를 유지하게 하고, 유효시간을 지 원하는 클래스를 제안하여 이 클래스로부터 상속을 받아 시간 정보를 유지하는 실세계 시공간 객체를 표현하도록 한다.
가설 설정
유효시간은 일반적으로 사용자에 의해서 결정되는데 사용자가 위치한 시간 시스템에 의해서 상대적인 값으로 표현된다. 이 논문에서는 실세계 객체의 변화를 표현할 수 있는 유효시간만을 지원하는 것으로 한정한다. 따라서 이 절에서는 유효시간 지원을 위한 클래스 ValidTime를 제안한다.
GPolygonExtrusion 의 형태는 밑면으로 하나의 GPolygon이고, 밑면을 구성하는 각 점들로부터 일정한 높이 값을 갖는 객체이다. 이때 밑면인 GPolygone 구멍이 없다고 가정한다. 3차원 객체에 대한 분류는[표 3]에서 정리하였다.
제안 방법
(그림 5)는 시공간 데이터 제공자의 위치와 각각의 데이터 저장장치에 따른 OLE/DB 컴포넌트의 관계를 설명한다. 각각의 저장장치에 따른 OLE/DB 제공자를 이용하여 엔진 레벨에서 제공자를 이용하여 데이터에 접근하고, 접근된 데이터를 제공자 레벨에서 응용 프로그램에 제공한다.
공간 객체 클래스인 Point, LineString, Polygon에 시간 차원을 확장하여 공간 객체에 대한 이력을 표현하기 위한 2차원 시공간 객체 추상 클래스인 TGeometr或를 모델링 한다. TGeometry는 Geometry클래스, VaHdTime 클래스로부터 상속받은 시공간 객체에 대한 추상 클래스이다.
이 장에서는 객체 단위로 시공간 데이터 모델을 정의하기 위해 시간 단위로 객체를 관리할 수 있는 ValidTime 클래스와 공간 정보를 나타내는 Geometry 클래스로부터 상속받는 이력 객체 모델 TGeometry 클래스와 클래스 메소드를 설계하고, 이러한 설계를 바탕으로 3차원 시공간 데이터 모델을 설계한다. 기존의 개방형 지리정보시스템에서 제안되는 모델[13]은 2차원으로 한정되어 있기 때문에, 이 논문에서는 삼차원 실 세계 정보의 왜곡 없는 저장과 관리를 위해 공간 차원으로 확장하고, 시간 차원을 관리할 수 있도록 클래스를 제시한다.
TGeometry 클래스의 객체는 Geometry 클래스와 Valid Time 클래스로부터 상속받은 시공간 객체에 대한 추상 클래스이다. 두 클래스 설계를 바탕으로 시공간 모델을 제안한다.
위와 같이 구성된 데이터에서 제공되는 정보를 이용, 시 간, 공간, 시공간 질의를 지원할 수 있는 시스템을 구현하였다. 이때 사용된 공간 데이터 셋은 서울특별시 중구 지역의 건물로 commercial education, emergency, entertain, house, lodge, public, religion, welfare, etc 10개의 테이블로 분류된 건물의 데이터와 각 건물 테이블 전체공간에 대한 좌표, 스키마 정보을 가진 info_table 테이블로 구성된다.
검증에 사용된 시공간 데이터는 서울시 중구 지역의 가스 이력 정보이며, 시공간 질의를 수행하여 타당성을 보였다. 이 논문에서 제안된 시공간 데이터 모델은 객체 단위의 시공간 정보의 관리를 가능하게 하며, 실제로 구현되지 못 했던 객체 지향 시공간 모델을 구현하였다. 구현에 사용된 데이터 제공자는 이질적으로 저장되어 있는 시공간 데이터를 저장, 갱신과 검색을 가능하게 하였다.
이러한 기존의 문제점들을 해결하기 위한 방법으로는 객체 단위로 시공간 객체를 표현하는 방법이 있으나, 실제로 구현되지 못했다는 문제를 가지고 있었다. 이 논문에서는 구현될 수 있는 객체지향 시공간 모델을 개방형 시스템에서 제시한 모델을 3차원 실세계 정보로 확장하고, 유효시간 클래스를 상속받도록 하여 객체 단위의 시공간 데이터 관리를 가능하게 하고, 이를 구현하여 기존 객체지향 모델의 문제점을 해결하였다.
이 장에서는 객체 단위로 시공간 데이터 모델을 정의하기 위해 시간 단위로 객체를 관리할 수 있는 ValidTime 클래스와 공간 정보를 나타내는 Geometry 클래스로부터 상속받는 이력 객체 모델 TGeometry 클래스와 클래스 메소드를 설계하고, 이러한 설계를 바탕으로 3차원 시공간 데이터 모델을 설계한다. 기존의 개방형 지리정보시스템에서 제안되는 모델[13]은 2차원으로 한정되어 있기 때문에, 이 논문에서는 삼차원 실 세계 정보의 왜곡 없는 저장과 관리를 위해 공간 차원으로 확장하고, 시간 차원을 관리할 수 있도록 클래스를 제시한다.
따라서, 이 논문에서는 서로 다르게 구축된 시공간 데이터를 제공할 수 있는 제공자를 제안한다. 이를 위해서 시간 모델을 표현하기 위한 ValidTime 클래스와 TGeometry 클래스를 설계했다. ValidTime 클래스가 나타내는 유효시간은 현실 세계에 존재하는 객체에 대한 논리적인 시간을 의미하며, 객체가 발생하였거나 객체가 소멸된 시간을 가리킨다.
따라서, 이 논문에서는 시공간 객체의 완전한 이력 제공을 가능하게 하고, 속성, 지리와 시간 데이터 요소를 일반 데이터베이스 요소처럼 사용할 수 있도록 하는 객체 지향 시공간 모델을 제안한다. 제안되는 시공간 모델은 개방형 지리정보시스템에서 제안된 2차원 공간객체를 공간 차원적으로 확장하여 3차원 정보를 유지하게 하고, 유효시간을 지 원하는 클래스를 제안하여 이 클래스로부터 상속을 받아 시간 정보를 유지하는 실세계 시공간 객체를 표현하도록 한다. 이렇게 제안된 객체지향 시공간 모델을 검증하기 위해 시공 간 데이터제공자 컴포넌트를 설겨】, 구현한다.
제안된 시공간 객체를 검증하기 위한 데이터 제공자 컴포넌트는 Oracle 데이터, Sql Server 데이터, 파일이나 기타 Tool에서 제공되는 데이터에 상관없이 이용 가능 하도록 개 방형 지리정보시스템 인터페이스를 확장하여 설계되었다. 따라서, 기존 시공간 모델의 문제점인 데이터 간의 통합을 통하지 않으면 실제 구현될 수 없는 문제점을 해결할 수 있었다.
제안된 시공간 모델은 시간과 3차원 공간 속성을 갖는 TGPoint, TGLineString, TGPolygonExtrasion 과 TGGSolid등의 시공간 클래스를 바탕으로 DGPoint, DGLineString과 DGSolid등의 시공간 이력객체들을 제안했다.
지금까지 정의한 TGometry 클래스와 ValidTime클래스를 이용하고, 2차원 공간 객체의 차원적 확장을 수행하여 4차 원 시공간 데이터 모델을 제시한다.
대상 데이터
"지정된 영역과 교차하는 2002년 1월 1일부터 2002년 5월 31일까지 가스 경보가 울린 건물들을 검색하시오.”와 같은 공간과 시간 인터벌에 대한 질의 결과화면은 (그림 13)와 같다.
구현된 데이터 제공자는 데이터 통합작업 없이 이질적인 데이터들을 사용할 수 있게 한다. 이때, 검증에 사용된 시공간 데이터는 서울시 중구 지역의 가스 이력 정보이며, 시공간 질의를 수행하여 타당성을 보였다.
(그림 4)은 3차원 공간 모델과 1차원 시간 모델을 적용한 4차원 시공간 데이터모델을 보여준다. 시간 클래스인 CValidTime, CGeometry 클래스, CValidTime 클래스로부터 상속을 받은 시공간 클래스인 CTGeometiy를 이용하여 시 공간 데이터 모델을 구성한다.
이때 사용된 공간 데이터 셋은 서울특별시 중구 지역의 건물로 commercial education, emergency, entertain, house, lodge, public, religion, welfare, etc 10개의 테이블로 분류된 건물의 데이터와 각 건물 테이블 전체공간에 대한 좌표, 스키마 정보을 가진 info_table 테이블로 구성된다. 이 건물 Geometry의 레코드 수는 총 10484개이다. 각 테이블의 구조 모두 같다.
위와 같이 구성된 데이터에서 제공되는 정보를 이용, 시 간, 공간, 시공간 질의를 지원할 수 있는 시스템을 구현하였다. 이때 사용된 공간 데이터 셋은 서울특별시 중구 지역의 건물로 commercial education, emergency, entertain, house, lodge, public, religion, welfare, etc 10개의 테이블로 분류된 건물의 데이터와 각 건물 테이블 전체공간에 대한 좌표, 스키마 정보을 가진 info_table 테이블로 구성된다. 이 건물 Geometry의 레코드 수는 총 10484개이다.
구현된 데이터 제공자는 데이터 통합작업 없이 이질적인 데이터들을 사용할 수 있게 한다. 이때, 검증에 사용된 시공간 데이터는 서울시 중구 지역의 가스 이력 정보이며, 시공간 질의를 수행하여 타당성을 보였다.
이론/모형
각 테이블의 구조 모두 같다. 건물에 대한 Geometry는 OGC에서 제시된 WKB 포맷을 확장하여 이용한다. 그리고, 이력 데이터 셋은 시나리오에 의해 각 건물 데이터에 대한 가스 경보 이력을 관리하며, 그 이력 데이터는 'Gas_Alram' 테이블에 저장되며, 각 건물의 OID와 과거 가스 경보 이력에 대한 Valid Time이 저장된다.
성능/효과
제안된 시공간 객체를 검증하기 위한 데이터 제공자 컴포넌트는 Oracle 데이터, Sql Server 데이터, 파일이나 기타 Tool에서 제공되는 데이터에 상관없이 이용 가능 하도록 개 방형 지리정보시스템 인터페이스를 확장하여 설계되었다. 따라서, 기존 시공간 모델의 문제점인 데이터 간의 통합을 통하지 않으면 실제 구현될 수 없는 문제점을 해결할 수 있었다.
후속연구
현재의 응용프로그램은 원본 형태의 데이터 소스를 직접 접근하길 원하고, 그들의 저장된 원본을 활용하기를 원한다. 마지막으로 시공간 데이터베이스의 다양한 응용 분야에 따른 상이한 데이터 접근 모델을 허용하여야 한다. 응용 프로그램이 운영되는 환경에 따라 서로 다른 요구사항을 필요로 한다.
향후에는 제시된 모델과 구현된 프로토타입을 기반으로 시공간 데이터 관리 시스템을 구현하여 기존 시공간 시스템과의 비교 분석 및 성능 향상 방안에 대한 연구를 수행할 것이다.
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