3차원 국토지하정보 DB설계 및 활용성 검토를 통한 지식기반 커뮤니티 구축 방안 The Establishment Plan of Knowledge-Based Community through the 3-D National Underground Information DB Design and Utilization Review원문보기
국가에서 추진하고 있는 국가공간정보체계 사업은 기존의 2차원 지리정보에서 3차원 공간정보를 기본 지형공간정보로 확장되고 있다. 지상 지형공간정보의 구축은 대부분 완료하거나 진행 중에 있는 반면에, 지하특성을 나타내는 시추자료 등의 부족으로 지하 지형공간정보 구축에 어려움을 겪고 있다. 지하의 지형공간정보 구축 측면에서는, 국내의 기관별로 지하정보를 구축 및 관리하고 있으나, 기관별로 보유하고 있는 지하정보는 상호 공유되지 않아 비효율적으로 관리되고 있다. 본 연구에서는 지하공간정보 구축 효율성을 높이는 일환으로, 지반의 상태를 구성하는 지반 DB항목과 지질의 상태를 구성하는 지질 DB항목으로 나누어 3차원 국토지하정보 DB설계를 제시하였다. 구축된 DB를 실제 모델지역에 적용하여, 국토지하정보 활용 기술 구현 및 활용성을 검토하고, 국토지하정보 지식 기반 커뮤니티 구축 방안을 제시하였다.
국가에서 추진하고 있는 국가공간정보체계 사업은 기존의 2차원 지리정보에서 3차원 공간정보를 기본 지형공간정보로 확장되고 있다. 지상 지형공간정보의 구축은 대부분 완료하거나 진행 중에 있는 반면에, 지하특성을 나타내는 시추자료 등의 부족으로 지하 지형공간정보 구축에 어려움을 겪고 있다. 지하의 지형공간정보 구축 측면에서는, 국내의 기관별로 지하정보를 구축 및 관리하고 있으나, 기관별로 보유하고 있는 지하정보는 상호 공유되지 않아 비효율적으로 관리되고 있다. 본 연구에서는 지하공간정보 구축 효율성을 높이는 일환으로, 지반의 상태를 구성하는 지반 DB항목과 지질의 상태를 구성하는 지질 DB항목으로 나누어 3차원 국토지하정보 DB설계를 제시하였다. 구축된 DB를 실제 모델지역에 적용하여, 국토지하정보 활용 기술 구현 및 활용성을 검토하고, 국토지하정보 지식 기반 커뮤니티 구축 방안을 제시하였다.
The national spatial information systems project which is promoted by our country has been extended from existing 2-D geographic information to 3-D spatial information as the basic geo-spatial Information. Most of the construction of the ground geo-spatial information are completed or underway, on t...
The national spatial information systems project which is promoted by our country has been extended from existing 2-D geographic information to 3-D spatial information as the basic geo-spatial Information. Most of the construction of the ground geo-spatial information are completed or underway, on the other hand, the construction of the subsurface geo-spatial information has difficulty caused by the lack of the drilling data characterizing the subsurface. In terms of the construction of the geo-spatial information of the subsurface, the subsurface information is constructed and managed by the domestic institutions, but the subsurface information which is possessed by the institutions was not shared mutually so it is managed inefficiently. This study presented the 3-D national underground information DB design by dividing with the ground DB item which configures the state of the ground and the soil DB item which configures the state of the soil in order to increase the efficiency of the construction of the subsurface spatial information. The implementation & utilization of the national underground information application technology was reviewed by applying the constructed DB to the actual model area, and the national underground information knowledge-based community establishment plan was presented.
The national spatial information systems project which is promoted by our country has been extended from existing 2-D geographic information to 3-D spatial information as the basic geo-spatial Information. Most of the construction of the ground geo-spatial information are completed or underway, on the other hand, the construction of the subsurface geo-spatial information has difficulty caused by the lack of the drilling data characterizing the subsurface. In terms of the construction of the geo-spatial information of the subsurface, the subsurface information is constructed and managed by the domestic institutions, but the subsurface information which is possessed by the institutions was not shared mutually so it is managed inefficiently. This study presented the 3-D national underground information DB design by dividing with the ground DB item which configures the state of the ground and the soil DB item which configures the state of the soil in order to increase the efficiency of the construction of the subsurface spatial information. The implementation & utilization of the national underground information application technology was reviewed by applying the constructed DB to the actual model area, and the national underground information knowledge-based community establishment plan was presented.
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문제 정의
그리고 지하 정보의 활용성 위하여 3차원 기반의 활용기술 구현이 필요하다 판단하여 기술구현 및 활용성을 검토하였다. 마지막으로 국토지하정보 DB 및 3차원 활용기술을 기반으로 3차원 국토지하정보의 정확성 및 활용성 극대화를 위한 국토지하정보 지식기반 커뮤니티 구축을 위한 방안을 제시하고자 한다. 그림 1은 본 연구의 수행 흐름도를 나타낸다.
본 연구에서는 국토지하정보 지식기반 커뮤니티 구축을 위하여 먼저, 국토지하정보의 3차원 통합 DB구축 설계안를 제시하고자 한다. 국내 기관별로 구축하고 있는 지하정보 중에서 국토지반정보와 지질정보를 사용하여 통합 DB구축 설계안을 제시하였다.
지질 정보검색 시스템은 한국지질자원연구원에서 운영되고 있으며, 인터넷기반의 공간정보 서비스 시스템으로 일반인들이 손쉽게 얻을 수 없는 지질관련 전문 정보를 GIS 기술을 사용하여 다양한 응용분야에 활용될 수 있도록 정보제공을 목적으로 하고 있다.
국가지하수정보는 한국수자원공사의 국가지하수정보센터에서 관리되고 있으며, 한국지하수정보지도(IGIS)를 통해 지하수개발사용시설과 수문지질도등을 제공하고 있다. 해양 저질정보 조사는 저질을 채취하여 판별하는 것을 원칙으로 하며, 국립해양조사원의 종합해양정보시스템(TOIS)은 우리나라 관할해역의 측량 및 관측 자료를 해양GIS기반으로 사용할 수 있도록 공간DB로 구축하여 체계적으로 관리하고 사용자가 쉽고 편리하게 사용토록 함으로써 업무효율 향상 및 해양산업발전과 정책수립에 기여하데 목적이 있다.
제안 방법
국토지하정보의 3차원 통합 DB구축을 위한 설계를 제시하기 위하여 국토지반정보와 지질정보를 사용하여 작업을 수행하였다. DB구축은 크게 공간 DB와 속성 DB로 분류하였으며, hole code를 키아이템으로 테이블을 연결하였다(그림 3).
본 연구에서는 국토지하정보 지식기반 커뮤니티 구축을 위하여 먼저, 국토지하정보의 3차원 통합 DB구축 설계안를 제시하고자 한다. 국내 기관별로 구축하고 있는 지하정보 중에서 국토지반정보와 지질정보를 사용하여 통합 DB구축 설계안을 제시하였다. 그리고 지하 정보의 활용성 위하여 3차원 기반의 활용기술 구현이 필요하다 판단하여 기술구현 및 활용성을 검토하였다.
국토지하정보의 3차원 통합 DB구축을 위한 설계를 제시하기 위하여 국토지반정보와 지질정보를 사용하여 작업을 수행하였다. DB구축은 크게 공간 DB와 속성 DB로 분류하였으며, hole code를 키아이템으로 테이블을 연결하였다(그림 3).
국내 기관별로 구축하고 있는 지하정보 중에서 국토지반정보와 지질정보를 사용하여 통합 DB구축 설계안을 제시하였다. 그리고 지하 정보의 활용성 위하여 3차원 기반의 활용기술 구현이 필요하다 판단하여 기술구현 및 활용성을 검토하였다. 마지막으로 국토지하정보 DB 및 3차원 활용기술을 기반으로 3차원 국토지하정보의 정확성 및 활용성 극대화를 위한 국토지하정보 지식기반 커뮤니티 구축을 위한 방안을 제시하고자 한다.
그리고, 본 연구 내용은 지식기반 커뮤니티 구축을 위한 DB설계, 3차원 GIS 활용기술 검토, 구축방안을 연구하였다. 본 연구와 더불어 Open API기반의 기술에 대한 연구가 추가로 진행된다면 더욱 효율적인 지식 기반 커뮤니티를 제시할 수 있을 것으로 예상된다.
둘째, 설계한 3차원 통합 DB를 사용하여 3차원 GIS 기반의 활용기술 구현 및 활용성 검토를 수행하였다. 활용성 검토 결과 본 연구에서 검토한 활용기술들이 공사계획 및 예비조사 분야와 기본 및 실시설계 분야에서 활용성이 높은 것으로 검토되었다.
2 툴을 사용하였다. 베이스맵 작성을 위해 1:1,000 수치지도와 모델지역의 항공사진을 사용하여 3차원 지형모델을 생성하였다. 그림 5는 시추작업을 실시한 대상지역에 대한 지상 위치와 개별시추공에 대한 검색기능을 나타낸다
본 연구를 통해서 3차원 GIS기술 기반의 국토지반정보 활용성과 관련하여 설문을 실시하였다. 그림 10은 본 연구에 쓰인 설문양식으로, 기본조사 4문항과 본 조사 7문항으로 이루어져 있으며 국토지반정보 활용성을 조사하기 위하여 실시하였다.
셋째, 3차원 국토지하정보 통합DB를 바탕으로 국토지하정보 지식기반 커뮤니티 구축 방안을 제시하였다.
속성자료는 프로젝트정보, 토질시험정보, 시추공정보, 지층정보, 암석시험정보등 총 5개의 대항목으로 분류되며, 각 항목에 대해 4개의 소항목으로 분류하였다. 표3은 속성정보부분중 소항목의 제일 처음 항목에 대한 설명이다.
지표면에서 지반까지의 깊이로 구성된 지반부분과 지반하단부분에서 지하 암반층까지 구성된 지질부분으로 나누어 DB를 구축하였다. 지반 DB부분은 지반시추를 수행한 시추공의 프로젝트정보, 시추공정보, 토질시험정보등을 포함하는 속성정보로 구성하였다. DB는 전체시추공에 대한 정보 레이어를 생성하고 필드값으로 형성해 *.
mdb로 구성하였다. 지질정보의 통합 DB구축을 위하여, 지반 깊이 이상의 층별정보 layer를 (B0000side) layer 연계하여 생성하였다. 현재 지반정보와 지질정보에서 암반의 분류기준을 각각 다르게 적용하고 있기 때문에, 암반부분의 지질정보 DB항목은 시추자료 GIS DB구축 표준지침(안)등을 참고하여 시추내역, 시추장비, 코어상태, 공내지질등으로 구성하였다.
지층별 보간법 적용 및 공간분석을 위해, 각각 개별 시추공의 층별정보(B0000_1oo) layer를 생성하여, 심도, 표고, 층후등을 DB항목으로 구성하였다.
표3은 속성정보부분중 소항목의 제일 처음 항목에 대한 설명이다. 지표면에서 지반까지의 깊이로 구성된 지반부분과 지반하단부분에서 지하 암반층까지 구성된 지질부분으로 나누어 DB를 구축하였다. 지반 DB부분은 지반시추를 수행한 시추공의 프로젝트정보, 시추공정보, 토질시험정보등을 포함하는 속성정보로 구성하였다.
지질정보의 통합 DB구축을 위하여, 지반 깊이 이상의 층별정보 layer를 (B0000side) layer 연계하여 생성하였다. 현재 지반정보와 지질정보에서 암반의 분류기준을 각각 다르게 적용하고 있기 때문에, 암반부분의 지질정보 DB항목은 시추자료 GIS DB구축 표준지침(안)등을 참고하여 시추내역, 시추장비, 코어상태, 공내지질등으로 구성하였다.
대상 데이터
국토지하정보 DB의 공간정보부분에는 타원체코드, 좌표계코드, 수직범위, 시추공위치로 구성하였다. 표 2는 국토지하정보 DB중 공간정보부분 테이블에 대한 항목과 설명을 나타낸다.
국토지하정보 DB의 활용성을 알아보기 위해 모델지역을 대상으로 구축한 국토지하정보 DB를 사용하였다. GIS공간 활용기술 구현은 ArcGIS 9.
본 연구의 모델지역은 지반정보와 지질정보 활용 활성화가 기대되는 지자체 중 부산광역시를 대상지로 하였다. 부산광역시 사하구 신평지구 일대의 공간 데이터 구축을 위하여 1:1,000 수치지도와 항공사진을 사용하였고, 속성정보의 지반자료부분은 한국건설기술연구소의 국토지반정보를, 지질자료는 한국지질자원연구소의 지질정보를 기준으로 데이터베이스를 구축하였다(그림 2).
본 연구의 모델지역은 지반정보와 지질정보 활용 활성화가 기대되는 지자체 중 부산광역시를 대상지로 하였다. 부산광역시 사하구 신평지구 일대의 공간 데이터 구축을 위하여 1:1,000 수치지도와 항공사진을 사용하였고, 속성정보의 지반자료부분은 한국건설기술연구소의 국토지반정보를, 지질자료는 한국지질자원연구소의 지질정보를 기준으로 데이터베이스를 구축하였다(그림 2).
그림 10은 본 연구에 쓰인 설문양식으로, 기본조사 4문항과 본 조사 7문항으로 이루어져 있으며 국토지반정보 활용성을 조사하기 위하여 실시하였다. 설문대상자는 각 기관의 전문가와 실무자로 구성하며, 대학 2명, 공공기관 3명, 연구원 2명, 건설사에서 3명 총 10명의 의견을 수렴하여 활용성을 검토하였다.
이론/모형
국토지하정보 DB의 활용성을 알아보기 위해 모델지역을 대상으로 구축한 국토지하정보 DB를 사용하였다. GIS공간 활용기술 구현은 ArcGIS 9.2 툴을 사용하였다. 베이스맵 작성을 위해 1:1,000 수치지도와 모델지역의 항공사진을 사용하여 3차원 지형모델을 생성하였다.
성능/효과
그림 11은 국토지반정보 활용성 설문조사 통계 결과 그래프로 그 결과 활용도에 대한 문항인 2번과 6번에서의 답변이 3차원 지하공간모델의 활용도가 높을 것이라는 항목에 집중된 것으로 보아 본 연구에서 국토지반정보 활용성이 매우 높은 것으로 나타났다. 또한 활용분야에 대한 문항인 4번의 답변 결과 공사계획 및 예비조사 분야와 기본 및 실시설계 분야에서 많이 활용되어 질 것으로 나타났다.
첫째, 국토지반정보와 지질정보를 사용한 국토지하정보의 3차원 통합 DB구축을 위한 DB 설계가 가능하였다.
추가로 다양한 지반모델의 생성, 시뮬레이션, 데이터 변환 및 내보내기 등의 기능이 요구되는 것을 파악할 수 있었다.
둘째, 설계한 3차원 통합 DB를 사용하여 3차원 GIS 기반의 활용기술 구현 및 활용성 검토를 수행하였다. 활용성 검토 결과 본 연구에서 검토한 활용기술들이 공사계획 및 예비조사 분야와 기본 및 실시설계 분야에서 활용성이 높은 것으로 검토되었다.
후속연구
그리고, 본 연구 내용은 지식기반 커뮤니티 구축을 위한 DB설계, 3차원 GIS 활용기술 검토, 구축방안을 연구하였다. 본 연구와 더불어 Open API기반의 기술에 대한 연구가 추가로 진행된다면 더욱 효율적인 지식 기반 커뮤니티를 제시할 수 있을 것으로 예상된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
국토지반정보 DB구축사업으로 구축되고 있는 속성정보는 무엇으로 구성되어 있는가?
국토지반정보란 한국건설기술연구원 국토지반정보통합 DB센터에서 건설공사에서 발생하는 지반 시추조사 자료를 GIS DB로 구축한 정보들이다. 지반정보(Geotechnical Information)란 건설현장에서 지반시추 조사를 통하여 분석된 결과인 지층, 지하수위, 공학정보 등 지하의 특성정보를 공간정보와 함께 GIS DB화한 것으로 국토지반정보 DB구축사업으로 구축되고 있는 속성정보는 프로젝트정보, 시추공정보, 시험정보로 구성되어 있으며, 공간정보는 지반시추를 수행한 시추공의 3차원 위치좌표로 되어있다.
지하의 상태를 표현하기 위해서 위치를 결정하는 공간정보뿐만 아니라, 공학적인 속성정보가 연결되어야는데 이를 위해 결정하여야 하는 것은?
지상과 달리 지하의 상태를 표현하기 위해서는 위치를 결정하는 공간정보뿐만 아니라, 공학적인 속성정보가 연결되어야 한다. 이를 위해 통합 DB에서 공간정보와 속성정보의 정의 및 종류를 결정하여야 한다. 통합 DB가 구성이 되면 이를 사용하여 GIS 프로그램으로 3차원 기술 구현이 가능하다.
국토지반정보란?
국토지반정보란 한국건설기술연구원 국토지반정보통합 DB센터에서 건설공사에서 발생하는 지반 시추조사 자료를 GIS DB로 구축한 정보들이다. 지반정보(Geotechnical Information)란 건설현장에서 지반시추 조사를 통하여 분석된 결과인 지층, 지하수위, 공학정보 등 지하의 특성정보를 공간정보와 함께 GIS DB화한 것으로 국토지반정보 DB구축사업으로 구축되고 있는 속성정보는 프로젝트정보, 시추공정보, 시험정보로 구성되어 있으며, 공간정보는 지반시추를 수행한 시추공의 3차원 위치좌표로 되어있다.
참고문헌 (12)
우제윤, 구지희, 이상훈(2004), 지반정보DB 및 GIS기술을 사용한 지반모델 생성과 분석평가 시스템 개발에 관한 연구, 한국GIS학회 2004년도 GIS/RS 공동 춘계학술대회 논문집, pp.579-585.
선창국, 정충기(2006), GIS를 사용한 지반-지식 기반 지반 정보화 시스템 구축 기법의 개발 및 적용, 한국지반공학회논문집, 22(2), pp.55-68.
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