[논문]BIM과 GIS간 정보상호운용을 위한 외부 BIM 참조 모델 제안

강태욱; 홍창희; 황정래; 최현상

doi:10.12672/ksis.2012.20.5.091

BIM과 GIS간 정보상호운용을 위한 외부 BIM 참조 모델 제안
The External BIM Reference Model Suggestion for Interoperability Between BIM and GIS 원문보기

한국공간정보학회지 = Journal of Korea Spatial Information Society, v.20 no.5, 2012년, pp.91 - 98

강태욱 (한국건설기술연구원 ICT융합연구실) , 홍창희 (한국건설기술연구원 ICT융합연구실) , 황정래 (한국건설기술연구원 ICT융합연구실) , 최현상 (한국건설기술연구원 ICT융합연구실)

초록
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본 연구는 BIM과 GIS간 상호운용성을 위해 외부 BIM 참조 모델을 제안한다. 이를 위해 BIM과 GIS간 상호운용성과 관련된 연구 현황과 유즈케이스들을 조사하였다. 그리고 이러한 상호운용성 지원을 위한 CityGML 모델 확장을 위해 IFC와 CityGML의 구조를 분석하였다. 이런 결과를 바탕으로 IFC로부터 CityGML로 맵핑하는 규칙을 정의한 메타 데이터를 포함한 외부 BIM 참조 모델을 제안하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of the present study is to suggest the extern BIM reference model for interoperability between BIM and GIS. After we surveyed the research progress and usecases related to the interoperability to do this, we analyzed the architecture of the neutral model such as IFC, CityGML to identify the differences between these and expand CityGML model. By using this result, we proposed the external BIM reference model including the metadata which defines mapping rules from IFC to CityGML.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

0부터는 IFC Object Model의 도메인 범위를 확장하고, 건축, 견적, FM, 설비, 법규 등 도메인 프로세스가 포함되었다. IFC는 건축 모델링, 견적, 시설물 관리 소프트웨어가 특정 프로그램과 상관없이 BIM 모델로부터 각종 데이터의 추출 및 분석이 가능해 지는 것을 목표로 한다. 현재 IFC 2X4의 개발이 진행되고 있다.
본 연구는 BIM과 GIS간 정보 상호운용성을 연구하기 위해, 이와 관련된 연구 동향을 조사한 후 BIM과 GIS간의 상호운용성과 관련된 유즈케이스를 고찰하고 각 분야의 대표적인 중립 모델인 IFC(Industry Foundation Class)와 CityGML의 구조적 특징과 공통 구조를 살펴보았다. 이 후 이런 문제에 대한 다른 접근법으로 IFC와 CityGML이 공통적으로 겹쳐지는 부분에 대해 확장한 후, 확장된 클래스에 메타데이타를 정의하여, 유즈케이스에서 필요한 정보만 CityGML에서 IFC로 정보 질의를 지원 하도록 IFC에서 CityGML로 맵핑할 수 있는 구조와 맵핑 규칙 함수를 제안하였다.
이러한 연구는 CityGML 모델 스키마로 IFC를 변환할 때 어느 정도 정보 손실이 있으며, 변환된 파일 크기가 10배 이상 증가하며[5], IFC모델이 업데이트될 때 다시 변환해 줘야 하는 등의 문제가 발생한다. 본 연구에서는 이와는 다른 관점에서 외부 BIM 모델을 참조함으로써 이런 문제를 해결하는 방안을 연구해 본다.

제안 방법

다만, 본 제안 모델에서는 캐쉬 기법과 같이 맵핑되어 추출된 속성들을 보관하여 빈번한 정보 쿼리시 빠르게 처리하거나, 추출된 속성들을 압축하여 파일 크기를 줄이는 등의 압축 기법은 고려하지 않았다. 이에 관한 연구가 필요하다.
이러한 부분을 고려해, 모든 IFC정보를 CityGML로 변환할 것이 아니라, CityGML에서 정보 쿼리 시 IFC파일에서 필요한 정보를 추출할 수 있도록 메타데이터(Metadata)만 관리하도록 한다. 메타데이터는 IfcPropertySet에서 유즈케이스 관점에 따라 필요한 정보를 CityGML관점에서 추출할 수 있도록, UsecasePerspective를 추가하고, 여기에 맵핑 사전(Mapping Dictionary)를 정의하였으며, 실제 메타데이터는 이를 참조하도록 한다. 또한 IfcModelLink를 통해 IFC파일을 얻을 수 있도록 URL를 관리하며, IFC파일이 CityGML과 동일한 좌표계에 놓이도록 좌표변환행렬을 참조하도록 한다.
본 연구는 BIM과 GIS간 정보 상호운용성을 연구하기 위해, 이와 관련된 연구 동향을 조사한 후 BIM과 GIS간의 상호운용성과 관련된 유즈케이스를 고찰하고 각 분야의 대표적인 중립 모델인 IFC(Industry Foundation Class)와 CityGML의 구조적 특징과 공통 구조를 살펴보았다. 이 후 이런 문제에 대한 다른 접근법으로 IFC와 CityGML이 공통적으로 겹쳐지는 부분에 대해 확장한 후, 확장된 클래스에 메타데이타를 정의하여, 유즈케이스에서 필요한 정보만 CityGML에서 IFC로 정보 질의를 지원 하도록 IFC에서 CityGML로 맵핑할 수 있는 구조와 맵핑 규칙 함수를 제안하였다.
해결 방안을 얻기 위해 이와 관련된 연구 동향을 조사한 후 BIM과 GIS간의 상호운용성과 관련된 유즈케이스를 고찰하고 각 분야의 대표적인 중립 모델인 IFC(Industry Foundation Class)와 CityGML의 구조적 특징과 공통 구조를 고찰한다. 이 후 이런 문제에 대한 다른 접근법으로 메타데이타를 이용한 외부 BIM 참조 모델을 제안한다.
해결 방안을 얻기 위해 이와 관련된 연구 동향을 조사한 후 BIM과 GIS간의 상호운용성과 관련된 유즈케이스를 고찰하고 각 분야의 대표적인 중립 모델인 IFC(Industry Foundation Class)와 CityGML의 구조적 특징과 공통 구조를 고찰한다. 이 후 이런 문제에 대한 다른 접근법으로 메타데이타를 이용한 외부 BIM 참조 모델을 제안한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	BIM-GIS간 정보 상호운용이 발생하는 원인은?	상호운용성은 특정 객체에 대해 정보를 바라보는 관점이 다른 이해당자들 간 정보 교환이 필요할 때 발생한다. BIM-GIS간 정보 상호운용은 건설 프로세스 단계별 이해당사자간의 정보교환 필요성에 의해 발생하며, 현황 조사, 토목 엔지니어링은 GIS정보 활용 중심인 유즈케이스이고, 건물 디자인, 건물 시설물 관리는 BIM정보 활용 중심인 유즈케이스이다. 각 유즈케이스를 수행하기 위해서는 서로간의 정보교환이 필요하다.
	BIM 대표적 중립 모델은?	BIM 대표적 중립 모델인 IFC에는 빌딩스마트가 전 생명 주기 동안에 필요한 건축 모델 정보를 객체지향적인 개념에 따라 개발하여 구조화하였으며, 초기의 릴리즈는 Architectural Design, HVAC Engineering Design, Facilities Management, 및 Cost Estimating 안에서의 프로세스를 지원하는 모델을 포함하고 있으나, 프로젝트 모델 범위 중 일부분만을 표현하고 있어 초기 릴리즈에 대한 보완 사항이 요구되었고, IFC 2.0부터는 IFC Object Model의 도메인 범위를 확장하고, 건축, 견적, FM, 설비, 법규 등 도메인 프로세스가 포함되었다.
	곡면 요소도 평면으로 나누어 조합하는 방식으로 형상을 처리할 수 있으므로 이에 따라 수량이 원본 모델과 차이가 발생할 수도 있음은 IFC가 어떤 구조이기 때문인가?	IFC는 B-Rep 솔리드 모델 구조로 물체를 표현한다. 솔리드는 크게 위상정보와 형상정보로 나뉘는데, 위상정보는 아래 그림과 같이 형상을 구속하는 Vertex, Edge, Loop, Face로 구성되며, 형상은 곡선 및 곡면을 수학적으로 표현할 수 있는 매개변수로 구성되며, 형상은 다양한 종류의 곡선이나 곡면으로 표현할 수 있다. 이런 구조로 인해, 곡면 요소도 평면으로 나누어 조합하는 방식으로 형상을 처리할 수 있으므로 이에 따라 수량이 원본 모델과 차이가 발생할 수도 있다.

참고문헌 (10)

CityGML UML diagrams as contained in CityGML Encoding Standard Version 1.0.0, OGC
IFC2x4, BuildingSmart, http://www.buildingsmart- tech.org/ifc/IFC2x4/alpha/html/index.htm
I-Chen Wu and Shang-Hsien Hsieh, 2007, "TRANSFORMATION FROM IFC DATA MODEL TO GML DATA MODEL: METHODOLOGY AND TOOL DEVELOPMENT", Journal of the Chinese Institute of Engineers, Vol. 30, No. 6, pp. 1085-1090.

상세보기
Ihab Hijazi, Manfred Ehlers, Sisi Zlatanova, Umit Isikdag, "Institute for Geoinformatics and Remote Sensing", University of Osnabruck, Osnabruck, Germany.
Leon van Berlo, Ruben de Laat, 2010, "Integration of BIM and GIS: The development of the CityGML GeoBIM extension", International 3D GeoInfo Conference.
Nagel C, Stadler, A, Kolbe T, 2009, "Conceptual Requirements for the Automatic ReBIM / VDCruction of Building Information Models from Uninterpreted 3D Models, Academic Track of Geoweb 2009 Conference", Vancouver.
고일두, 최중현, 김이두, 정연석, 이재민, 2008, "BIM으로부터 가상도시 구축용 건축물정보의 추출", 한국공간정보학회지, 제16권, 제2호, pp. 249-261.
김인한, 2009, "유비쿼터스 도시에서의 BIM", 대한건축학회지, 제53권, 제1호, pp. 27-30
김이두, 고일두, 2011.6, "건물상세정보를 포함한 3-D GIS용 캠퍼스 모델의 구축", 한국도시설계학회지, 제12권, 제3호, pp. 15-26.
신인수, 김정준, 장택수, 한기준, 2012.2, "USN 환경을 위한 공간 센서 데이터베이스 시스템의 설계 및 구현", 한국공간정보학회지, 제20권, 제1호, pp. 59-69.

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