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문제 정의
- 국제수로기구에서는 이를 개선하기 위해 S-65 표준에 SCAMIN 적용 모델을 제안한 바 있으나, 모델에서 요구하는 요건이 다양하고 수작업이 요구되는 사항이 라 이를 합리적이고 기계적으로 적용할 수 있는 알고리즘 및적 용방법이 필요하게 되었다. 본 연구에서는 S-65 표준의 SCAMIN 모델 요구조건을 분석하고 본 요구 조건에 따라 SCAMIN 속성 값을 조정 할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. 또한 우리나라 전자해도에 본 알고리즘을 적용하여 그 결과를 검토 하였다.
- 본 연구에서는 S-65 표준의 SCAMIN 모델을 기계적으로 적용하기 위해 표준에서 요구하는 요구사항에 따른 SCAMIN 값 적용 알고리즘을 개발 하였다. 세부 내용으로 S-65 표준의 SCAMIN 모델의 요건을 정 리하고 본요건을 합리적이고 기계적으로 적용하기 위한 알고리즘과 적용 프로그램을 개발 하였다.
- 본 연구에서는 S-65 표준의 SCAMIN 모델을 적용하기 위해 일반객체 적용법, 면객체 포함여부 적용법, 수심정보 그룹핑 및 적용법에 관한 알고리즘을 개발하였다. 본 알고리즘을 우리나라 전자해도에 적용하기 위해서는 전자해도를 메모리에 로딩하는 기술과 SCAMIN 속성값이 수정된 결과를 다시 전자해도 포맷으로 작성하는 기술이 연계되어야 한다.
- 본 연구에서는 개발한 알고리즘을 검증하기 위해 현재 사용되고 있는 전자해도에 적용하여 그 결과를 검토하였다. 전자해도는항해목적에 따라6단계로 구분할 수 있으며, 전자해도 중 4단계에 해당하는 접근도 (Approach) 차트의 KR4FC10 전자해도에 적용 하였다.
제안 방법
- 2006년부터 3년간수행된 격자형 전자해도 개발을 통해 335 cell을 제작하였으며, 표 1과 같이 국제적으로 권고하는 제작 축척과 국내 해도 자료를 비교하여 축척 범위를 조정하고 각 격자 간격을 설정하였다. 설정한 기준 축척을 토대 로 국제표준기 구에서 권고하는 SCAMIN 속성 값 설정방법에 따라 SCAMIN 모델을 개발하였다.
- 국제수로기구 SCAMIN 권고안은 기존 11단계 기준축척에서 2가지의 그룹으로구성되어 있던 모델에서 기준 축척 11단계에서 SCAMIN 적용을 위해 11단계를 추가하여 22단계의 기 준축척 과 4가지 그룹 적용 방법을 제안 하였다. 신규로 추가된 SCAMIN 기준축척 단계는 다음과 같다[7].
- 따라서 본 연구에서는 다음과 같이 전자해도의 SCAMIN 기본축척을 파악하고 객체의 중요도 요건에 따라 단계를 부여하는 방법을 적용하였다.
- 본 연구에서는 S-65 표준의 SCAMIN 모델 요구조건을 분석하고 본 요구 조건에 따라 SCAMIN 속성 값을 조정 할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. 또한 우리나라 전자해도에 본 알고리즘을 적용하여 그 결과를 검토 하였다. 향후 연구 내용으로는 전자해도 SCAMIN 조정 결과를 견시로 확인할 수 있는 검사 환경 구축이 요구되며, SCAMIN조정 시 수행되는 속성 값 검사와 다양한 공간분석 소요 시간을 단축하는 알고리즘의 최적화가 이루어져야할 것으로 사료된다.
- 있으며, 세밀한 특징이 있다. 또한, SCAMIN이 적용되 지 않는 부분을 포함하여 총 5단계의 축척 단계를 가지며, 모든 오브젝트의 형태(점, 선, 면)에 따라 각기 다른 SCAMIN 단계를 부여하여 각 오브젝트의 축척별 SCAMIN 단계를 다양화 하였다. 특히, 각 오브젝트가 보유하고 있는 속성값의 특징 즉, 오브젝트의 화면 표현 시중요 하다고 판단되는 오브젝트의 경우 상위의 SCAMIN 단계를 부여하여 소축척의 화면에서도 표현되도록 설정하였다.
- 본 모델에는레이더 범위에 기초한 11개의 기본 축척(Compilation Scale)을 제안하고 본 기본 축척을 기반으로 22단계의 SCAMIN 적용 단계를 제안하였다. 모든 전자해도 객체를 점, 선, 면의 지리정보 형태에 따라 각기 다른 SCAMIN 단계를 적용하였다.
- 설정한 기준 축척을 토대 로 국제표준기 구에서 권고하는 SCAMIN 속성 값 설정방법에 따라 SCAMIN 모델을 개발하였다. 본 SCAMIN 속성 값 설정 방법은 SCA心m 제외 오브젝트, 중요한 오브젝트 일반 오브젝트의 3가지로 구분하였다. 즉, 지구 표면에 해당하는 오브젝트, 메타정보 오브젝트, S-52 표현기반이 되는 오브젝트는 SCAMIN 적용을 제외하고, 중요한 오브젝트의 경우 기준축척에서 한 단계 아래 소축척의 “기준축척-1”이며, 일반 오브젝트는 기준축척 상 한 단계 아래 소축척의 "(기준축척 /2)-1” 로 설정하는 방법이다[6].
- 본 고려사항을 기반으로 차트 기 반의 전자해도에 대해 가변 Factor 체 계를 제안 하였다. 가변 Factor 체 계는임의의 오브젝트가 어떤 항해 목적의 해도에 포함되는가에 따라Factor 값이 일정한 한계 범위 내에서 변하도록 하는 방식이 다.
- SCAMIN 적용 모델을 포함하였다. 본 모델에는레이더 범위에 기초한 11개의 기본 축척(Compilation Scale)을 제안하고 본 기본 축척을 기반으로 22단계의 SCAMIN 적용 단계를 제안하였다. 모든 전자해도 객체를 점, 선, 면의 지리정보 형태에 따라 각기 다른 SCAMIN 단계를 적용하였다.
- 본 연구에서는 위의 S-65 표준 SCAMIN 모델의 요구조건 중 객체별 기하정보 형태, 특정 속성 조건의 만족여부, 면 객체와 기하정보 공유여부, 부객체와주객체의 SCAMIN 속성값 일치를 일반 객체 적용법에서 정리하며, 면 객체 포함여부와 수심정보의 중요도에 따른 단계별 적용은 별도로 작성 하였다.
- 우리나라전자해도는수심정보 피쳐정보가 1개에서 2개의 이상의 복수개의 제각각으로 구성되어 있어, 전자해도에포함되어 있는 수심정보 피쳐와 이에 해당하는 기하정보를 4개로 설정하고, 포함되는 수심정보는 그 중요도에 따라 그룹핑하는 방안이 요구된다. 본 연구에서는다음과 같이 수심 정보 피 쳐를 판별하여 저 장되는 수심정보(위도, 경도, 수심값)를 저장하고, 레코드 단위로구성 되는 전 자해 도의 기 하정 보에 는 레코드 번호 1, 2, 3, 4로 배치하였으며, 피쳐정보에는 수심정보 총 개수를 제외한 피쳐 총 개수에 순차적으로 번호를 부여하여추가하였다.
- 조정하고 각 격자 간격을 설정하였다. 설정한 기준 축척을 토대 로 국제표준기 구에서 권고하는 SCAMIN 속성 값 설정방법에 따라 SCAMIN 모델을 개발하였다. 본 SCAMIN 속성 값 설정 방법은 SCA心m 제외 오브젝트, 중요한 오브젝트 일반 오브젝트의 3가지로 구분하였다.
- SCAMIN 값 적용 알고리즘을 개발 하였다. 세부 내용으로 S-65 표준의 SCAMIN 모델의 요건을 정 리하고 본요건을 합리적이고 기계적으로 적용하기 위한 알고리즘과 적용 프로그램을 개발 하였다. 또한 SCAMIN 속성개선 프로그램을 이용하여 우리나라 전자해도에 적용하였으며 그 결과를 평가 하였다.
- 우리나라 전자해도를SevenCS社의 전자해도 보기 프로그램을 이용하여 확인 하였다. 그림 1은 항만용 전자해도 중 부산항 지역 에 해 당되는 KR5G3B33.
- 방향, 양이면 시계 방향이 된다. 위의 내용을 반영하여 CCU/0 함수를 개발 하였다. 다음으로 두 선분이 교차되는지 확인하기 위해 그림의 경우를 이용할 수 있다.
- 선분에 대해서만 개수를 셀 수 있다. 위의 사항을 이용하여 점이 다각형 내부에 있는지 판별하는 함수 inside 0 를 개발 하였다.
- 전자해도는항해목적에 따라6단계로 구분할 수 있으며, 전자해도 중 4단계에 해당하는 접근도 (Approach) 차트의 KR4FC10 전자해도에 적용 하였다. KR4FC10 셀의 기본 축척은 75,000이 며, 다음의 정보를포함하고 있는 것으로 분석 되었다.
- 또한, SCAMIN이 적용되 지 않는 부분을 포함하여 총 5단계의 축척 단계를 가지며, 모든 오브젝트의 형태(점, 선, 면)에 따라 각기 다른 SCAMIN 단계를 부여하여 각 오브젝트의 축척별 SCAMIN 단계를 다양화 하였다. 특히, 각 오브젝트가 보유하고 있는 속성값의 특징 즉, 오브젝트의 화면 표현 시중요 하다고 판단되는 오브젝트의 경우 상위의 SCAMIN 단계를 부여하여 소축척의 화면에서도 표현되도록 설정하였다. S-65 표준의 SCAMIN 속성 적용 모델에는 각 객체 별 요구 조건이 있으며, 각 요구 조건은 다음과 같이 정리할 수 있다.
- 한편 국제수로기구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 S-65 전자해도 제작지침 표준에 개선된 SCAMIN 모델을 제안하였고, 그 내용으로 각 객체 별, 그리고 객체의 기하정보종류별로상이한4단계의 적용 값 부여방식을 채택하였다. 이때 각 객체별 상황별 요구사항을 제시하였으나 요구사항이 다양하고 수작업이 요구되어 이를 합리적이고 기계적으로 적용할 수 있는 방안이 요구되고 있다μ卜[3].
- A TVL . 한편, 수심정보의 중요도판별은 개별 수심에 대해 인접 수심 대비 수심값의 편차를 구한 다음, 기준 1: 수심값 편차, 기준 2 : 항해에 유의한 수심에 가중치 부여 방법에 따라 수심 중요도를 판별하였으며, 그 결과를 이용하여 4 그룹으로 그룹핑 하였다. 세부 수행 절차는 다음과 같다.
데이터처리
- 세부 내용으로 S-65 표준의 SCAMIN 모델의 요건을 정 리하고 본요건을 합리적이고 기계적으로 적용하기 위한 알고리즘과 적용 프로그램을 개발 하였다. 또한 SCAMIN 속성개선 프로그램을 이용하여 우리나라 전자해도에 적용하였으며 그 결과를 평가 하였다.
이론/모형
- 본 알고리즘을 우리나라 전자해도에 적용하기 위해서는 전자해도를 메모리에 로딩하는 기술과 SCAMIN 속성값이 수정된 결과를 다시 전자해도 포맷으로 작성하는 기술이 연계되어야 한다. 이를 위해 그림 10과 같이 SCAMIN 모델 적용 알고리즘을 설계 하였다. 전자해도로딩 모듈에는 전자해도 정보를 개별 레코드 단위로 읽어서 피쳐 정보와 기하정보로 구분하고, 기하정보는 다시 독립 노드, 연결 노드, 연결선으로 분류해서 메모리에저 장한다.
성능/효과
- KR4FC10 전자해도에 본 연구에서 개발한 알고리즘을 적용한 결과 결과를 확인할 수 있었다. 그림 11의 상단 그림은 현행 전자해도 그림이고 하단 그림은 S>65 표준의 SCAMIN 모델을 적용한 그림이다.
- 그림 2에서 화면 축척이 1:37, 499가 되었을 때, 매우 많은 오브젝트의 표현으로 전자해도 정보의 가독성 이 상당히 떨어지는 것을 확인 하였다. 특히 수심 값에 해당되는 SOUNDG 레이 어 에서 Group 3 SCAMIN 속성 값에 따라 모든 수심 값 정보의 。미Off 현상이 발생되어 오브젝트 겹침 및 가독성에 영향을 주는 것으로 분석 되었다.
- 세 번째 요구조건으로 해당 피 쳐 정보가 다른 면 객 체와 기 하정보를 공유하는지 에 관한 것으로, 전자해도에포함되는 피쳐정보는 포인터 필드를 이용하여 기하정보와 연계된다는 점을 이용하여, 해당 객체의 포인터 필드와 전자해도의 모든 면객체의 포인터 필드를 비교하여 공유여부를 확인할 수 있다.
- 수심 정보의 경우 그림 13과 같이 단계적으로 표현할경우 수심정보가 순차적으로 표현되어 다른 객체와 중첩되지 않고 가독성이 향상되는 것으로 분석되었다.
- 최소 축척이었던 1:3, (XX), 000 보다 작은 축척에 대한3 가지 축척 이 추가되었고, 기존 최대 축척 이었던 1:4, 000 보다 대축척 2가지 축척 이 추가된 것을 확인할 수 있다. 신규 축척을 추가함으로서 보다 다양한 SCAMIN 값을 부여할 수 있으며 화면의 오브젝트 중복 현상을 줄일 수 있을 것으로 사료된다.
- 한편, 그림 12와 같이 화면 축척 을 213, 920로 확대하였을 경우 현행 전자해도는 저질, 일부 등심선, 정박지 등이 표현되었으나 개선된 전자해도에서는 등심선과 고립 장애 입 표만 표시 되 었을 뿐 소축척 해도에서 활용도가 낮은 객체는 표시 되지 않는 것을확인할 수 있었다.
후속연구
- 개발하였다. 본 알고리즘을 우리나라 전자해도에 적용하기 위해서는 전자해도를 메모리에 로딩하는 기술과 SCAMIN 속성값이 수정된 결과를 다시 전자해도 포맷으로 작성하는 기술이 연계되어야 한다. 이를 위해 그림 10과 같이 SCAMIN 모델 적용 알고리즘을 설계 하였다.
- 있다. 신규 축척을 추가함으로서 보다 다양한 SCAMIN 값을 부여할 수 있으며 화면의 오브젝트 중복 현상을 줄일 수 있을 것으로 사료된다.
- 2 Group 1, 2, 3 objects for harbor ENCs 우리 나라 SCAMIN 속성 값 모델은 3단계 로 구성 되 어있기 때문에 해도 내 오브젝트 수량이 비교적 적은 소축척 전자해도의 경우 큰 영향이 없으나, 해도 내 오브젝트수량이 많은 대축척 전자해도의 경우 오브젝트 겹침 현상이 발생되는 것으로 분석되었다. 이를 해결하기 위해서는 기존의 기준축척에 따른 3단계의 SCAMIN 속성값적용 방법에서 보다 단계적이고 합리적인 SCAMIN 속성값 적용 방법이 필요할 것으로 사료된다.
- 또한 우리나라 전자해도에 본 알고리즘을 적용하여 그 결과를 검토 하였다. 향후 연구 내용으로는 전자해도 SCAMIN 조정 결과를 견시로 확인할 수 있는 검사 환경 구축이 요구되며, SCAMIN조정 시 수행되는 속성 값 검사와 다양한 공간분석 소요 시간을 단축하는 알고리즘의 최적화가 이루어져야할 것으로 사료된다.
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