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[국내논문] 공간데이터 LOD 기반 3차원 대용량 객체의 경량화 알고리즘 연구
A Study on the Weight Lightening Algorithm of 3-Dimensional Large Object based on Spatial Data LOD 원문보기

한국공간정보학회지 = Journal of Korea Spatial Information Society, v.21 no.6, 2013년, pp.1 - 9  

나준엽 (Korea Institute of Construction Technology) ,  홍창희 (Korea Institute of Construction Technology)

초록
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최근 건설정보가 CAD에서 BIM으로 전환되고 있으며, GIS 분야는 기존 실외공간에서 실내공간으로 확장되고 있다. 이러한 상황에서 건설정보를 GIS와 연계하여 계획 설계 시공의 건설단계는 물론 건설 후 유지관리 및 운영 서비스 단계에서 지속적으로 활용할 필요성이 커지고 있다. 이를 위하여 건설정보와 공간정보의 유기적 결합을 통한 BIM-GIS 상호운용 플랫폼을 구축함에 있어 대용량 3차원 공간객체의 효율적 표현은 필수적인 요소이다. 본 연구에서는 대용량 공간객체를 표현함에 있어 각 레벨별 공간객체와 이에 따르는 텍스처를 효과적으로 생성할 수 있도록 BIM 데이터와 GIS 공간 데이터의 연계활용을 위한 공간데이터 LOD를 설계하고 이를 기반으로 기존의 대용량 공간객체를 경량화할 수 있는 알고리즘을 개발하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, Construction information is being changed from CAD to BIM, and GIS is extending from outdoor to indoor information. In these circumstances, the needs of continuous use of construction information linked with GIS are growing constantly in stages of maintenance, operation and service as well...

Keyword

#공간데이터   #3차원 대용량 객체   #경량화  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 대용량 공간데이터의 가시화 성능 향상을 위하여 공간객체의 효율적 화면도시를 지원할 수 있는 공간데이터 LOD 기반의 경량화 알고리즘을 제시하고자 한다.
  • 본 연구에서는 건설단계의 BIM(Building Information Modeling) 데이터가 유지관리・운영・서비스 단계의 GIS(Geographic Information System) 데이터까지 흘러가면서 단계별로 연계 활용될 수 있도록 BIM 데이터와 GIS 데이터의 상호 운용성을 확보하고 응용서비스 지원을 위한 BIM/GIS 상호운용 개방형 플랫폼 구축에 활용하고자 공간데이터 LOD 표현기술을 설계 및 정의하였다. 현재 GIS 데이터의 LOD에 대한 정의는 OGC(Open GIS Consortium)에서 제정한 국제표준과 국내 국토교통부의 표준이 존재하지만, BIM 데이터에 대한 표준은 명확히 정의되어 있지 않은 상황이다.
  • 본 연구를 통해 설계한 LOD 모델의 경우 실외 공간정보는 도시 단위의 대용량 자료 서비스를 그 목적으로 하며, 이를 위해 GIS 데이터 모델의 특성을 강하게 반영하고 있다.
  • BIM/GIS 상호운용 플랫폼은 도시 단위의 대용량 자료에 대한 서비스 및 관리를 그 목적으로 하고 있으며, BIM과 GIS 데이터 등 서로 다른 형태의 자료들에 대한 효율적인 서비스가 가능한 통합 환경을 제공할 수 있어야 한다. 따라서, 본 연구에서는 GIS 데이터 기반위에 3차원 건물 모델에 대한 대용량 BIM 데이터를 신속하게 가시화하기 위한 경량화 알고리즘을 개발하였다.
  • 본 연구에서는 BIM-GIS 상호운용을 위한 플랫폼을 구성함에 있어 필요한 대용량 3차원 공간객체의 표현을 위하여 공간데이터 LOD의 설계 및 정의를 수행하고 3차원 대용량 객체의 경량화 알고리즘을 개발하였다. 공간데이터 LOD를 구성함에 있어 LOD 관련 규정과 BIM 및 GIS 공간데이터의 특성을 고려하여 공간데이터 LOD의 형태와 항목에 대해 규정하였으며, 이를 기반으로 건물 내부 및 외부 공간객체의 경량화 알고리즘을 적용한 결과 기존의IFC 모델에 비하여 건물 내부 객체의 경우 크게는 vertex수를 97.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Progressive Mesh Coding 방법은 어떤 목적으로 고안되었는가? 수신단에서는 Base에 연속적인 정제를 적용함으로써 원본 모델을 복원하게 된다. 이 방법은 고해상도의 모델이 불필요하거나 즉각적인 피드백이 요구되는 경우에 사용할 목적으로 고안되었으며, 연속적인 LOD를 제공하는 장점을 갖지만 Rate-distortion Tradeoff의 최적화를 만족함에 어려움이 있다. 일반적으로 Base Mesh는 Single-rate Mesh Coding 방법에 의해 압축 전송되고, 정제에 필요한 데이터가 Progressive Mesh Coding 방법에 의해 압축 전송된다.
LOD 0 단계에서는 어떤 정보를 포함하는가? LOD 0 단계에서는 전체적인 지형정보만을 표현하며, 별도의 건물객체나 속성정보는 포함하지 않는다.
3차원 메시 모델은 어디에 사용되고 있는가? 이러한 3차원 메시 모델은 컴퓨터 그래픽스, 애니메이션, 3D 모델링, CAD, 3D 게임 등의 다양한 멀티미디어 응용 분야에서 광범위하게 사용되고 있다. 특히, 컴퓨터 그래픽스 응용 분야에서는 물체를 현실감 있게 표현하기 위해 고해상도를 가진 복잡한 3차원 메시 모델을 필요로 한다.
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참고문헌 (9)

  1. Fan, H; Meng, L. 2012, A Three-step Approach of Simplifying 3D Buildings Modeled by CityGML, International Journal of Geographical Information Science. 26(6): 1091-1107. 

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  2. Glender, T; Dollner, J. 2009, Abstract representations for interactive visualization of virtual 3D city models. Computers, Environment and Urban Systems, 33(5): 375-387. 

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  3. Hwang, J. R; Kang, H. Y; Hong, C. H. 2012, A Study on the Platform Design for Efficient Interoperability of BIM and GIS, Journal of Korea Spatial Information Society, 20(6):99-107. 

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  6. Mao, B; Ban, Y; Harrie, L. 2011, A multiple representation data structure for dynamic visualization of generalized 3D city models. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 66(2): 198-208. 

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  9. Yang, L. 2011, Interactive visualization of multiresolution urban building models considering spatial cognition, International Journal of Geographical Information Science, 25(1):5-24. 

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