[논문]모바일 환경에서 효율적인 약도 표현 방법

이기정; 황보택근; 양영규; 소용욱

doi:10.7780/kjrs.2005.21.4.329

문제 정의

본 논문에서는 단순화된 도로에 대해 지형지물의 이동을 수행하여 단순화된 도로와 주요 지형지물들이 겹치지 않고 표현이 될 수 있도록 하였다.
본 논문에서는 사용자가 요구하는 경로를 표현하면서 경로 인근의 지도를 약도화하여 표현하는 방법을 제안한다. 제안한 방법은 데이터의 양을 줄이기 위해서 관 공서, 은행, 지하철 역등 사용자의 인지도가 높은 데이터를 중요 데이터로 선택하여 정렬하고, 중요도가 높은 데이터를 우선 표시한다.
본 논문에서는 휴대폰 환경에서 효율적으로 지도를 표현할 수 있는 알고리즘에 관한 연구를 하였다. 휴대폰은 대량의 저장 공간이 부족하고 연산 처리가 느려 지도 데이터를 휴대폰 메모리에 저장하거나 지도 간략화 과정을 수행하는 것이 불가능하다.
따라서, 데이터의 양을 줄이면서 사용자의 이해도를 높일 수 있는 방법이 필요하다. 이에 본 논문에서는 서버에서 사용자가 검색한 경로에 대해 지도 간략화 과정을 수행하여 휴대폰에서 지도를 효율적으로 표현하는. 방법을 제안하고 구현하였다.

제안 방법

현재 휴대폰에서 경로를 표현하여 상용 서비스되고 있는 Fig. 1(a)의 NateDrive 시스템과 비교하였을 때 NateDrive시스템은 경로 표현 을 하지 않고 회전 방향 정보 위주로 표현을 하였지만, 본 논문의 방법은 경로의 진행 방향을 지도 형식으로 표현하여 진행 경로의 이해를 도왔다. 그리고, Fig.
주요 도로의 선택기준은 사용자들에게 잘 알려진 고속도로, 간선도로 등의 차선이 넓고 최대 속도가 빠른 도로를 선택하였으며, 중요 지형지물은 사용자가 쉽게 알 수 있는 은행, 관공서, 지하철역등을 선택한다. 그리고, 선택된 도로에 대하여 휴대폰 단말기에 효과적으로 표현될 수 있도록 단순화 과정을 수행한다. 도로 단순화 방법은 경로를 인식하는데 중요한 부분인, 회전이 발생되는 점을 유지하기 위해 회전점을 단위로 하여 단순화를 수행한다.
그러나, 휴대폰의 낮은 연산 처리등의 제약 사항으로 인하여 약도화 과정을 휴대폰에서 수행하기는 불가능하다. 따라서, 본 논문에서는 사용자가 시작지와 목적지를 입력하면 서버로 전송한 후, 서버에서 약도화과정을 수행 후 데이터를 휴대폰으로 전송하는 방법을 사용한다. 또한, 휴대폰의 단말기 크기의 제약으로 인하여 기존 유선 환경의 지도 표현 방법이나, PDA 방법과는 다른 지도 표현 방법을 사용하여야 한다.
이에 본 논문에서는 서버에서 사용자가 검색한 경로에 대해 지도 간략화 과정을 수행하여 휴대폰에서 지도를 효율적으로 표현하는. 방법을 제안하고 구현하였다. 제안한 알고리즘의 특징은 첫째, 원도로의 방향성과 형태를 유지하면서 단순화 과정을 수행하여 데이터의 양을 줄였다.
본 논문에서 제안한 시스템은 지도의 간략화를 서버에서 수행하여 약도화된 데이터를 휴대폰에 전송하는 방식을 사용하였다. 따라서, 지도 시스템을 지원하는 별도의 단말기가 필요하지 않아 특정 플랫폼에 국한되지 않고 휴대폰 화면에 표현을 할 수 있다.
본 논문에서는 도로의 회전 방향을 유지하기 위하여 세 가지 경우에 대해 각각 다른 방법으로 곡선을 적용해 회전 방향을 유지하면서 도로를 단순화 한다. 각 점에 대해 거리와 부호 계산을 하기 위해 다음의 식 (1)을 사용하였다.
본 논문에서는 사용자의 출발지와 목적지를 입력받 아 사용자가 요구하는 경로를 탐색하고, 탐색된 경로와 함께 경로 주변의 지도를 약도화하여 표현하는 방법을 사용한다.
본 논문에서의 단순화는 검색된 영역안의 진행 경로, 주요도로 등에 대하여 수행되며 도로 정보와 건물 정보를 동시에 고려하여 표현을 하였다. 진행 경로와 주요 도로를 원래 도로의 방향성과 형태를 유지하면서 표현하기 위해서 DP알고리즘 (Douglas, D.
본 논문에서의 약도화 알고리즘의 구현은 Windows XP환경에서 구현되었고, 하드웨어는 Pentium IV2.6G, 512RAM을 사용하였으며, 알고리즘 구현을 위한 언어는 Visual C++을 이용하였다. 구현을 위해 사용된 데이터는 서울시 중서부 지역 lOkmxlOkm 면적내의 10, 590건의 실제 데이터를 대상으로 하였다.
셋째, 경로와 주요도로의 단순화과정 수행 후, 발생할 수 있는 중요 지형지물과의 위치 오차 문제점을 해결 본 논문에서는 효율적인 약도 표현을 위해 경로와 주요 도로, 그리고 건물 정보를 동시에 고려한 약도 표현을 하였으며 Fig. 2는 시스템 흐름도를 나타낸다.
11(c)구간의 구현 결과를 보여준다. 전체 경로와 방 위표시, 주요 도로, 주요 지형지물, 회전 정보 등을 표시하고, 경로는 원 경로의 방향성을 유지하였으며 도로 정 보에 대한 단순화 과정을 수행한 후 주요 지형지물, 주요 도로, 회전 정보 등의 객체들을 심벌로 표현을 하였다. 그리고, 도로를 단순화하였을 때 발생되는 지형지물 위치의 왜곡을 보정하여 초기 지도의 형태를 유지한 간략화된 결과를 나타내었다.
본 논문에서는 사용자가 요구하는 경로를 표현하면서 경로 인근의 지도를 약도화하여 표현하는 방법을 제안한다. 제안한 방법은 데이터의 양을 줄이기 위해서 관 공서, 은행, 지하철 역등 사용자의 인지도가 높은 데이터를 중요 데이터로 선택하여 정렬하고, 중요도가 높은 데이터를 우선 표시한다. 데이터의 양을 줄이기 위한 또 다른 방법은 선택된 도로에 대해 간략화 과정을 수행하여 데이터의 양을 줄이는 방법과 심벌을 사용하여 데이터를 표현함으로써 데이터의 표현양을 줄이는 것이다.
지형지물들의 위상을 유지 시켜주기 위해 단순화전 의 진행 경로에서 지형지물과 가장 가까운 점을 찾은 후에 지형지물과의 위상을 기억해 두었다가 단순화된 도로에서 진행 경로에서 찾은 지형지물과 가장 가까운 점과의 거리 비율만큼 이동한 후 지형지물의 위상을 유지를 시켜주는 방법을 사용한다.
지도의 이해도를 높이기 위해서는 다음과 같은 방법을 사용한다. 첫째, 사용자에게 원도로의 방향성과 형태를 유지한 전체 경로를 보여줌으로써 사용자의 진행방향에 대한 이해도를 높이는 방법과 둘째, 경로 주변의 주요 지형지물을 단말기의 해상도에 적합하게 표현하는 방법을 사용한다.
7은 주요 도로 단순화의 결과를 나타낸다. 탐색된 주요 도로가 경로와 만나기 때문에 경로와 만나는 점을 중심으로 단순화를 수행하였다.
또한, 지도데이터의 전송을 위하여 서버와 통신을 하여야 하는데, 이때 대용량의 데이터를 보내거나 고품질의 전송 속도를 보장할 수 없고 데이터 전송 시 통신비용의 부담도 커지게 된다. 휴대폰의 제약 사항으로 인하여 휴대폰 환경에서의 지도 표현 방법은 서버에서 일반화 과정을 수행한 후 지도 데이터를 휴대폰 단말기로 전송하여 표현하는 방법을 사용한다.

대상 데이터

6G, 512RAM을 사용하였으며, 알고리즘 구현을 위한 언어는 Visual C++을 이용하였다. 구현을 위해 사용된 데이터는 서울시 중서부 지역 lOkmxlOkm 면적내의 10, 590건의 실제 데이터를 대상으로 하였다. Fig.

이론/모형

본 논문에서의 단순화는 검색된 영역안의 진행 경로, 주요도로 등에 대하여 수행되며 도로 정보와 건물 정보를 동시에 고려하여 표현을 하였다. 진행 경로와 주요 도로를 원래 도로의 방향성과 형태를 유지하면서 표현하기 위해서 DP알고리즘 (Douglas, D. H. and Peucker, 1973; John Hershberger and Jack Snoeyink, 1992)과 스플라인(Spline) 곡선을 혼용하여 사용하였다(Richard H. Bartels et al. 1987). DP 알고리즘은 선을 구성하는 점의 개수를 줄임으로써, 직선에 가까운 라인을 만들거나 굴곡이 많은 라인을 보다 매끄럽게 표현하는 방법이다.

성능/효과

Fig. 3(a)와 (b)의 원으로 표시한 부분을 비교해보면 경로 단순화 수행 후에 점의 개수는 160개에서 8개로 줄어들고, 도로의 명시성이 높아진 것을 확인할 수 있다. 그러나, 각각의 회전점을 기준으로 DP 알고리즘을 수행하였을 경우, 도로의 방향성을 살리는 효과는 있었으나 다음과 같은 문제점이 나타난다.
전체 경로와 방 위표시, 주요 도로, 주요 지형지물, 회전 정보 등을 표시하고, 경로는 원 경로의 방향성을 유지하였으며 도로 정 보에 대한 단순화 과정을 수행한 후 주요 지형지물, 주요 도로, 회전 정보 등의 객체들을 심벌로 표현을 하였다. 그리고, 도로를 단순화하였을 때 발생되는 지형지물 위치의 왜곡을 보정하여 초기 지도의 형태를 유지한 간략화된 결과를 나타내었다. 현재 휴대폰에서 경로를 표현하여 상용 서비스되고 있는 Fig.
따라서, 지도 시스템을 지원하는 별도의 단말기가 필요하지 않아 특정 플랫폼에 국한되지 않고 휴대폰 화면에 표현을 할 수 있다. 그리고, 전체 지도의 데이터를 처리하지 않고 경로 인근의 중요 지형지물과 주요 도로를 선별함으로써, 휴대폰에서 지도 데이를 표현할 때 연산량이 줄어듦을 확인하였다. 또한, Fig.
제안한 알고리즘의 특징은 첫째, 원도로의 방향성과 형태를 유지하면서 단순화 과정을 수행하여 데이터의 양을 줄였다. 둘째, 검색된 경로에서 지도의 이해도를 높일 수 있도록 중요 객체들을 선택한 후 심벌화하고, 셋째, 단순화된 도로와 중요 지형지물간의 위치 오차를 보정하여 휴대폰 화면에 지도를 효율적으로 표현 하였다.
1(b)의 Phone-Navi는 도로, 지형지물, 방위 표시등 휴대폰의 작은 화면에 너무 많은 정보를 표현함으로써 화면의 복잡성이 증가하여 지도를 이해하기 어려운 단점이 있었다. 이에 본 논문의 시스템에서는 Phone-Navi 시스템에 비하여 도로, 지형지물 등의 객체수는 줄어들었으나 지도를 이해하는데 도움을 주는 주요 도로, 주요 지형지물들을 우선으로 표현하여 지도의 이해도를 높이는 장점이 있다.
방법을 제안하고 구현하였다. 제안한 알고리즘의 특징은 첫째, 원도로의 방향성과 형태를 유지하면서 단순화 과정을 수행하여 데이터의 양을 줄였다. 둘째, 검색된 경로에서 지도의 이해도를 높일 수 있도록 중요 객체들을 선택한 후 심벌화하고, 셋째, 단순화된 도로와 중요 지형지물간의 위치 오차를 보정하여 휴대폰 화면에 지도를 효율적으로 표현 하였다.
첫째, 주요 도로와 진행 경로가 만나는 경우는 주요 도로와 진행 경로가 만나는 점을 시작점으로 하여 주요 도로를 DP 단순화하여 주요 도로와 진행 경로가 어긋 나는 부분없이 보여질 수 있도록 하였다. 주요 도로와 진행 경로가 만나지 않는 경우는 진행 경로와 주요 도로가 어긋나는 부분을 고려하지 않기 때문에 주요 도로만을 단순화한다.

후속연구

본 논문에서 제안한 약도화 기법은 위치 기반 서비스와 연계하여 정적인 약도뿐 아니라 동적인 약도 생성 방법에의 적용이 용이할 것이라 사료된다. 향후 지도를 간략화 하는 알고리즘에 대하여 성능을 개선하는 연구가 필요하며, 목적지 인근의 약도 생성에 대한 연구를 하고 자한다.
본 논문에서 제안한 약도화 기법은 위치 기반 서비스와 연계하여 정적인 약도뿐 아니라 동적인 약도 생성 방법에의 적용이 용이할 것이라 사료된다. 향후 지도를 간략화 하는 알고리즘에 대하여 성능을 개선하는 연구가 필요하며, 목적지 인근의 약도 생성에 대한 연구를 하고 자한다.

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