건설데이터와 GIS데이터의 효율적 활용을 위한 IFC와 CityGML 간의 연관성 분석 연구 A Study on The Correlation Analysis Between IFC and CityGML for Efficient Utilization of Construction Data and GIS Data원문보기
최근 건물정보를 다루는 BIM(Building Information Modeling)과 공간정보를 다루는 GIS(Geographic Information System) 간의 연계 또는 통합을 시도하는 다양한 연구가 이루어지고 있다. 특히, BIM의 표준 데이터모델인 IFC(Industry Foundation Classes)와 GIS 표준 데이터모델인 CityGML 간의 변환에 대한 연구가 시도되었지만, 두 데이터의 특성과 사용목적이 많이 달라서 그 연구결과를 활용하기에는 아직 미미한 실정이다. 이에 본 연구에서는 BIM과 GIS의 상호연계의 가능성을 파악하기 위하여 IFC와 CityGML의 LOD(Level of Detail)별 객체 간의 특성을 분석하였으며, 이러한 분석 내용을 바탕으로 빌딩 관점에서 IFC와 CityGML의 객체 간의 매핑을 수행함으로써 IFC와 CityGML 간의 연관성을 분석하였다. 이러한 연관성 분석 결과를 기반으로 본 연구에서는 IFC와 CityGML 간의 좀 더 효율적인 연계방안을 제시하였다.
최근 건물정보를 다루는 BIM(Building Information Modeling)과 공간정보를 다루는 GIS(Geographic Information System) 간의 연계 또는 통합을 시도하는 다양한 연구가 이루어지고 있다. 특히, BIM의 표준 데이터모델인 IFC(Industry Foundation Classes)와 GIS 표준 데이터모델인 CityGML 간의 변환에 대한 연구가 시도되었지만, 두 데이터의 특성과 사용목적이 많이 달라서 그 연구결과를 활용하기에는 아직 미미한 실정이다. 이에 본 연구에서는 BIM과 GIS의 상호연계의 가능성을 파악하기 위하여 IFC와 CityGML의 LOD(Level of Detail)별 객체 간의 특성을 분석하였으며, 이러한 분석 내용을 바탕으로 빌딩 관점에서 IFC와 CityGML의 객체 간의 매핑을 수행함으로써 IFC와 CityGML 간의 연관성을 분석하였다. 이러한 연관성 분석 결과를 기반으로 본 연구에서는 IFC와 CityGML 간의 좀 더 효율적인 연계방안을 제시하였다.
Recently, various researches have been attempted to link or integrate BIM and GIS. In particular, some of the researches were progressed to convert the data model between the BIM standard model IFC and the GIS standard model CityGML. However, it is hard to utilize the previous research results yet b...
Recently, various researches have been attempted to link or integrate BIM and GIS. In particular, some of the researches were progressed to convert the data model between the BIM standard model IFC and the GIS standard model CityGML. However, it is hard to utilize the previous research results yet because characteristics and domains of between two data models are very different, In order to obtain the correlation between BIM and GIS, in this research, we analyzed the characteristics between IFC and CityGML objects of each LOD, And, we analyzed the correlation of IFC and CityGML by performing mapping between IFC and CityGML objects from view point of building with these characteristics. In this research, based on these correlation analysis results, we proposed the efficient interrelation plan between IFC and CityGML.
Recently, various researches have been attempted to link or integrate BIM and GIS. In particular, some of the researches were progressed to convert the data model between the BIM standard model IFC and the GIS standard model CityGML. However, it is hard to utilize the previous research results yet because characteristics and domains of between two data models are very different, In order to obtain the correlation between BIM and GIS, in this research, we analyzed the characteristics between IFC and CityGML objects of each LOD, And, we analyzed the correlation of IFC and CityGML by performing mapping between IFC and CityGML objects from view point of building with these characteristics. In this research, based on these correlation analysis results, we proposed the efficient interrelation plan between IFC and CityGML.
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문제 정의
IFC가 CityGML에 비하여 더 풍부한 정보를 가지고 있기 때문에 IFC 데이터모델을 CityGML 데이터모델에 맞게 매핑하는 것이 두 데이터를 연계하는데 더 효과적일 것이라고 본 연구에서는 판단하였다. 만약 IFC의 객체가 CityGML에 대응하는 것이 없다면 기존 CityGML에 대응되는 객체를 확장하거나 새로운 객체를 추가함으로써 상호연계를 위한 모델을 제시할 수 있다.
따라서 본 연구에서는 건설데이터와 GIS데이터를 효율적인 연계활용을 위하여 건설데이터의 대표적인 표준 데이터모델인 IFC와 GIS데이터의 대표적인 표준 데이터모델인 CityGML 간의 연관성을 분석하였으며, 이 분석 결과를 통하여 두 데이터를 좀 더 효율적으로 연계활용하기 위한 방안을 제시한다. 그림 1은 본 연구를 수행한 연구흐름도를 보여주고 있다.
1의 응용 스키마이다. 본 연구에서는 CityGML의 다양한 특징 중에서 LOD에 대한 내용을 살펴본다.
본 연구에서는 IFC의 다양한 특징 중에서 GIS데이터와의 연계활용을 위해 필요한 몇 가지 특징에 대하여 살펴본다. IFC는 건축물을 객체지향 기법을 적용하여 분석한 것이며, IFC 구조는 건축물의 구성요소인 건물, 지붕, 벽, 문 등의 객체와 그 객체들간의 다양한 관계로 구성되어 있다.
본 연구에서는 건설데이터와 GIS데이터의 효율적인 활용 및 연계를 위하여 건설데이터의 대표적인 표준 데이터모델인 IFC와 GIS데이터의 대표적인 표준 데이터모델인 CityGML의 특성을 바탕으로 두 데이터모델 간의 연관성을 분석하였다. 특히, LOD별 특성을 고려하여 IFC의 빌딩 객체들을 City GML의 빌딩 객체와 매핑을 수행하였으며, 이를 통한 두 데이터모델 간의 좀 더 효율적인 연계방안을 도출하였다.
본 연구에서의 두 데이터모델의 객체들 간의 매핑규칙을 정리하기에 앞서, 각 모델의 객체 간의 유사성 및 매핑 가능성을 확인하기 위하여, 표 4와 같이 각 LOD에 따라 IFC의 빌딩 관련 객체를 CityGML의 빌딩 관련 객체로 매핑하였다[3].
본 장에서는 건설데이터와 GIS데이터 간의 효율적인 연계활용을 위하여 IFC와 CityGML의 객체들간의 매핑을 통한 연관성 분석에 대하여 살펴본다.
본 장에서는 건설데이터와 GIS데이터의 연계활용을 위해 필요한 IFC와 CityGML의 빌딩과 관련된 객체들에 대하여 살펴본다.
제안 방법
본 연구에서는 각 LOD별 매핑을 각각 구분하는 것이 아니라, CityGML 객체를 기준으로 하여 매핑 규칙을 생성함으로써 각 LOD에 따른 변환의 일관성을 유지할 수 있도록 매핑 규칙을 표 6과 같이 정리하였다.
하지만, 대부분의 객체들이 객체의 의미나 구성방식 또는 형태에 따라 1:1로 매핑이 불가능하여 각각에 따른 매핑 규칙이 필요하다. 이를 위하여, 본 연구에서는 우선, CityGML의 LOD 수준에 따라 빌딩의 표현에 사용되는 객체가 다르므로 빌딩을 표현하는 모든 객체들을 LOD의 수준 별로 표 5와 같이 정리하였다. 표 5에서 보는 바와 같이, 빌딩을 표현하는 객체들은 LOD에 따라 다르므로, 각 LOD에 따라 IFC 객체를 매핑하는 규칙이 필요하다.
이에, 본 연구에서는 두 표준 데이터모델의 순수성을 최대한 유지하는 것을 기본으로 하여 상호간 매핑이 가능한 수준까지 매핑을 하도록 하며, 이미 언급한 대로 매핑이 불가능할 경우에는 CityGML을 확장하도록 한다.
이론/모형
본 연구에서는 IFC의 SharedBuildingElements인 IfcBuildingElement의 엔티티만을 고려하며, IFC에서 빌딩과 관련된 주요 객체들은 표 2와 같이 정리된다. 그림 4은 IFC의 빌딩에 대한 다이어그램을 보여주고 있다[1].
성능/효과
또한, IFC에서는 주요객체들에 대하여 다양한 미리 정의된 타입을 제공하며 그 이외의 형태에 대해서 표현할 수 있는 방법을 제공하고 있으나, CityGML에서는 가장 단순한 객체집합만을 제공하고 있다. 둘째, CityGML에서는 빌딩의 내부와 외부를 분리하여 표현하고 있으나, IFC는 내부와 외부에 대한 구분이 없다. 따라서, IFC로부터 CityGML을 매핑할 때, 매핑대상이 내부인지 외부인지에 대한 판단이 어려운 경우가 발생하기도 한다.
본 연구에서는 빌딩의 주요 구성요소에 대하여 CityGML에 정의된 객체를 중심으로 그에 대응하는 IFC 객체로부터의 매핑에 초점을 두고 있으나, 이러한 연구는 다음과 같은 한계점을 가진다. 첫째, IFC의 방대한 정보에 비하여 CityGML은 상대적으로 단순하게 구성되어 있어 IFC 정보를 CityGML로 완벽하게 매핑하는 것은 매우 어렵다. 또한, IFC에서는 주요객체들에 대하여 다양한 미리 정의된 타입을 제공하며 그 이외의 형태에 대해서 표현할 수 있는 방법을 제공하고 있으나, CityGML에서는 가장 단순한 객체집합만을 제공하고 있다.
본 연구에서는 건설데이터와 GIS데이터의 효율적인 활용 및 연계를 위하여 건설데이터의 대표적인 표준 데이터모델인 IFC와 GIS데이터의 대표적인 표준 데이터모델인 CityGML의 특성을 바탕으로 두 데이터모델 간의 연관성을 분석하였다. 특히, LOD별 특성을 고려하여 IFC의 빌딩 객체들을 City GML의 빌딩 객체와 매핑을 수행하였으며, 이를 통한 두 데이터모델 간의 좀 더 효율적인 연계방안을 도출하였다. 본 연구는 향후 BIM과 GIS의 연계 또는 실내와 실외의 연계를 통한 3차원 공간정보서비스 기술 개발에 이바지할 수 있을 것으로 예상된다.
후속연구
특히, LOD별 특성을 고려하여 IFC의 빌딩 객체들을 City GML의 빌딩 객체와 매핑을 수행하였으며, 이를 통한 두 데이터모델 간의 좀 더 효율적인 연계방안을 도출하였다. 본 연구는 향후 BIM과 GIS의 연계 또는 실내와 실외의 연계를 통한 3차원 공간정보서비스 기술 개발에 이바지할 수 있을 것으로 예상된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
건설데이터모델 중 IFC는 무엇을 위해 만들어졌는가?
건설데이터모델은 여러 가지나 있으나 현재 대표적인 표준으로 자리 잡고 있는 것은 IFC이다. IFC 역시 XML을 기본 표현방법으로 채택하고 있으며, 빌딩스마트에서 개발된 것으로 건축, 엔지니어링, 시공 분야 간의 상호운용성을 지원하기 위해 만들어졌다.
OGC에서 정의하고 있는 3D GIS에 대한 표준 데이터모델은 무엇인가?
그리고 국내외에서 GIS를 활성화하기 위한 방안으로 OGC(Open GeoSpatial Consortium), ISO(International Organization for Standardization) 등에서 공간정보 표준화 작업이 진행 중에 있다. 특히, 최근 몇 년간 3D에 대한 요구가 증대함에 따라 OGC에서는 3D GIS에 대한 표준 데이터모델로 CityGML을 정의하고 있다. 반면에, BIM 분야는 국내에 도입된 지 수년에 지나지 않아서 아직 초기 단계라고 할 수 있다.
국내외에서 GIS를 활성화하기 위한 방안으로 어떤 작업이 진행 중인가?
GIS 분야는 국가기반사업으로 10년이 넘는 기간동안 많은 연구가 이루어졌고, 그 동안의 연구 및 기술개발을 바탕으로 정착기에 돌입하고 있는 상황이다. 그리고 국내외에서 GIS를 활성화하기 위한 방안으로 OGC(Open GeoSpatial Consortium), ISO(International Organization for Standardization) 등에서 공간정보 표준화 작업이 진행 중에 있다. 특히, 최근 몇 년간 3D에 대한 요구가 증대함에 따라 OGC에서는 3D GIS에 대한 표준 데이터모델로 CityGML을 정의하고 있다.
참고문헌 (6)
BuildingSmart Alliance, www.buildingsmart.org
OGC City Geography Markup Language (CityGML) Encoding Standard, http://www.opengis.net/spec/citygml/2.0.
U. Isikdag, S. Zlatanova, 2010. "Towards defining a framework for automatic generation of building in CityGML using Building Information Models", 3D geo-information sciences, Springer LNG&C, pp. 79-96.
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