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문제 정의
- 이러한 단계는 실내공간 모델링 기초자료로서 사용될 원시자료의 활용도 평가를 위한 필요요건이 될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 3차원 실내공간 모델링 수행 전에 다양한 원시자료의 활용도를 동일한 방법으로 평가할 수 있는 필요요건 검증 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.
- 현재까지 원시자료에 대한 정확도 분석 및 활성화에 대한 연구가 개별적으로 수행되어왔으나, 본 연구에서는 3차원 실내공간 모델링 기반의 원시자료 활용도 평가를 위한 종합적인 검증요소를 정의하고 방법을 제안한다.
- 실내모델링 기초자료로서 원시자료를 획득한 후 실내모델링 수행 전 매핑에 활용될 공간 및 객체를 사진촬영하고, 모델링작업을 위해 촬영된 사진을 편집한다. 로컬좌표계로 구축된 실내모델링 결과를 통해 절대좌표화하고 기준점(Control Point) 위치가 정확한 곳에 위치하였는지 판단하는 것을 목적으로 위치정확도 검증을 수행한다. 만약, 위치정확도 검증을 통과하지 못할 경우 정립된 기준에 부합하도록 모델링 자료를 수정하여 검증을 다시 수행하여야 하며, 위치정확도 검증을 통과할 경우 원시자료를 구조화하고 목적에 따라 필요한 속성데이터를 입력한다.
- 실내현황 측량은 원시자료 정확도 및 위치 정확도 검증시 비교 기준이 되는 실내공간의 최신성을 반영한 데이터를 구축하기 위해 수행한다. 원시자료가 실내공간의 크기를 정확히 반영하는지 검증하기 위하여 원시자료 정확도 검증을 수행하므로 원시자료에 표현된 특징점간의 거리와 실내현황측량으로 구축된 실내현황점간의 거리를 비교하여 정확도를 검증한다.
- 본 연구에서는 획득한 실내공간의 원시자료와 실내 현황측량 결과를 대상으로 원시자료상 특징점과 실내 측량점을 선점하여 도면의 거리와 측량의 거리를 비교한다. 분석수행 시 현황측량의 측량점과 준공도면상의 버텍스 중심으로 동일점을 선택하고, 검증을 수행하기 위한 통계적 비교기준은 이격 거리의 최소제곱근 오차(Root Mean Square Error)를 구하여 평가하도록 한다[8].
- 본 연구에서는 실내공간 조사리스트와 준공도면을 대상으로 실내공간 항목 검증을 수행하였으며, 조사 리스트에 기입된 모든 항목이 준공도면상에 반영되었는지 비교를 통해 검증하였다. 실내공간 항목 검증을 수행한 결과 소화기, 구호물품함과 같이 누락된 항목을 발견하여 Figure 7과 같이 추가적으로 항목의 정보를 기입하여 수정하였다.
- 3차원 실내공간 모델링 프로세스는 데이터 측면에서 원시자료상 포함 가능한 데이터와 포함 불가능한 데이터로 구분될 수 있으며, 원시자료상 포함 가능한 데이터는 원시자료의 필요 요건으로서 원시자료의 활용도를 평가하는데 사용하는 것을 제안하였다. 본 연구에서는 실내공간 모델링을 위해 실내공간의 항목 및 속성, 원시자료 정확도 검증 및 절대좌표화를 원시자료의 필요요건으로 정의하였다.
- 본 연구에서는 3차원 실내공간 모델링 전체 프로세스를 분석하여 원시자료의 활용도를 평가하기 위해 필요요건 단계 및 검증방법을 제시하였다. 제안한 방법에 원시자료를 적용하기 위해 서울시 모델링 프로 젝트의 원시자료로 이용된 준공도면을 사용하였다.
제안 방법
- 실내공간 모델링을 수행하기 위해 모델링 대상과 활용 목적을 정립하고 이에 따른 원시자료와 모델링 방법을 현재 구축되어있는 실내공간 모델링 프로세스에 적용하여 작업을 수행한다. 하지만, 실내공간 모델링 프로세스는 원시자료 획득 단계를 제외한 모든 단계가 모델링 단계에 해당되기 때문에, 프로세스가 복잡하고 모델링 작업을 위해 많은 시간이 소비된다.
- 원시자료 정확도 검증을 위한 연구는 3차원 공간정보 획득을 목적으로 준공도면, 수치지도, TS측량 및 지상라이다 스캐닝 등 다양한 원시자료의 기술 기법을 교통시설물 중심으로 비교하여 객체별 공간정보 취득기법 효율성과 정확도를 분석하였다[5]. 무결성 여부검증에 관한 연구로는 준공도면에서 추출된 CAD객체와 기존의 객체를 비교하여 검수함으로써 효율적으로 수치지형도를 갱신할 수 있는 방안을 제시하였다[12].
- 3차원 실내공간 모델링은 준공도면, BIM, 카메라, 라이다로 스캔하여 취득된 원시자료 사용을 통해 다양한 방법으로 수행이 가능하다. 본 장에서는 3차원 실내공간 모델링 프로세스 분석을 수행하여 원시자료 획득 후 동일한 기준과 방법으로 원시자료의 활용도 평가가 가능한 몇 가지 필요 요소들을 정의하였다.
- 현재 3차원 실내공간 모델링 프로세스는 Figure 1과 같이 총 13단계로 구성되어있으며, 먼저 모델링의 기초자료로서 실내공간 원시자료를 획득한 후 도면의 정확도를 검증하기 위해 실내현황 측량을 실시한다. 실내현황 측량 결과물을 이용하여 현실성 반영정도를 평가하기 위해 준공도면과 크기 정확도 검증을 수행하고 비교결과가 현실과 상이하게 다를 경우 원시자료를 수정한다.
- 현재 3차원 실내공간 모델링 프로세스는 Figure 1과 같이 총 13단계로 구성되어있으며, 먼저 모델링의 기초자료로서 실내공간 원시자료를 획득한 후 도면의 정확도를 검증하기 위해 실내현황 측량을 실시한다. 실내현황 측량 결과물을 이용하여 현실성 반영정도를 평가하기 위해 준공도면과 크기 정확도 검증을 수행하고 비교결과가 현실과 상이하게 다를 경우 원시자료를 수정한다. 실내모델링 기초자료로서 원시자료를 획득한 후 실내모델링 수행 전 매핑에 활용될 공간 및 객체를 사진촬영하고, 모델링작업을 위해 촬영된 사진을 편집한다.
- 실내현황 측량 결과물을 이용하여 현실성 반영정도를 평가하기 위해 준공도면과 크기 정확도 검증을 수행하고 비교결과가 현실과 상이하게 다를 경우 원시자료를 수정한다. 실내모델링 기초자료로서 원시자료를 획득한 후 실내모델링 수행 전 매핑에 활용될 공간 및 객체를 사진촬영하고, 모델링작업을 위해 촬영된 사진을 편집한다. 로컬좌표계로 구축된 실내모델링 결과를 통해 절대좌표화하고 기준점(Control Point) 위치가 정확한 곳에 위치하였는지 판단하는 것을 목적으로 위치정확도 검증을 수행한다.
- 원시자료 활용도 평가를 위한 필요요건을 정의하기 위해 3차원 실내공간 모델링 프로세스 구성 단계를 데이터 구축수행 중심으로 분석하였다. 전체 프로세스를 데이터 측면에서 분석하면 Figure 2와 같이 획득한 원시자료 기반으로 모델링 작업 전에 원시자료 상에서 구축할 수 있는 데이터와 구축할 수 없는 데이터로 분류할 수 있다.
- 실내공간 항목 및 속성검증은 실내공간을 구성하는 항목 중 토지에 고정된 뼈대에 의해 설치된 기둥, 보와 같은 구조물 중심으로 수행하고, 실제 실내공간과 원시자료를 비교하여 벽, 계단 등과 같은 구조물의 누락 여부를 확인한다. 만약, 모델링 대상이 이미 완공되어 있는 건물이라면 구조물뿐만 아니라 엘리베이터, 에스컬레이터 등과 같이 실내공간에 설치된 시설물을 위한 항목 정보에 대한 조사도 수행할 수 있다.
- 실내현황 측량은 원시자료 정확도 및 위치 정확도 검증시 비교 기준이 되는 실내공간의 최신성을 반영한 데이터를 구축하기 위해 수행한다. 원시자료가 실내공간의 크기를 정확히 반영하는지 검증하기 위하여 원시자료 정확도 검증을 수행하므로 원시자료에 표현된 특징점간의 거리와 실내현황측량으로 구축된 실내현황점간의 거리를 비교하여 정확도를 검증한다.
- 상대좌표로 구축된 원시자료에 공간정보간의 연계성 및 모델링 대상이 되는 공간 및 객체의 위치정보를 정확히 부여하기 위해 절대좌표화하고, 작업이 정확하게 수행되었는지 검증하기 위해 위치정확도 검증을 수행한다.
- 3차원 실내공간 모델링 원시자료의 활용도 평가는 모델링 목적에 따라 필요요건과 검증기준이 다르게 정립될 수 있다. 본 연구에서는 데이터 측면 중심으로 프로세스 분석한 결과 Figure 3과 같이 원시자료 활용도 평가를 위한 요소검증 흐름도를 정립하였다. 3차원 실내공간 모델링 원시자료의 활용도를 평가하기 위한 필요요건은 실내공간 항목 및 속성, 원시자료 정확도 검증, 위치정확도 검증 단계로 구성된다.
- 실내공간의 항목은 항목리스트를 작성하여 실내공간 모델링에 필요한 항목을 원시자료가 표현하는지 현장조사를 통해 확인가능하며, 항목리스트 기반으로 작성된 UML 다이어그램에 명시된 필수 속성은 객체가 포함하는 속성과 매칭을 통해 속성검증을 수행한다. 원시자료 정확도 검증은 실내현황측량을 통해 구축된 결과물과 원시자료를 비교함으로써 검증수행이 가능하며 상대좌표로 구축된 원시자료를 절대좌표화 후 원시자료와 실내현황측량 결과물 대상으로 위치정확도 검증을 수행한다.
- 조사리스트에 포함되어 있는 객체들은 대분류, 중분류, 소분류 분류체계를 사용함으로써 항목리스트를 정립하고, 현장조사를 통해 모델링에 필요한 항목을 추가하고 불필요한 항목을 삭제하여 항목 리스트를 수정한다.
- 데이터 모델의 속성을 표현하고 객체간 관계성을 정의하기 위해 UML 다이어그램을 사용한다. 실내공간 속성정보를 검증하기 위하여 필수 속성을 포함하는 UML 다이어그램의 항목과 이에 대응되는 원시자료의 항목을 매칭하여 검증을 수행한다[1]. Figure 4는 수치지도 도로중심선 속성정보에 도로명주소지도 도로구간의 속성정보를 융합하여 확장된 결과를 나타낸다.
- 본 연구에서는 객체별로 필수적인 속성을 표현하는 UML 다이어그램의 항목 기준으로 원시자료에서 표현되는 항목과 속성 매칭을 통해 실내공간 속성검증을 수행하였다.
- 본 연구에서는 실내현황 측량 시 사용된 특징점을 이용하여 평면 또는 공간에 있는 도형을 확대하거나 축소하여 닮은꼴로 생성함으로써 데이터의 왜곡 없는 변환을 수행하는 상사변환(Similarity Transformation)을 통해 절대좌표로 변환한다. 절대좌표화가 수행된 원시자료의 좌표 정확도를 판단하기 위해 위치정확도 검증을 수행하며 대상은 전체 측량점과 준공도면상 좌표 특징점의 이격거리로 한다.
- 본 연구에서는 실내현황 측량 시 사용된 특징점을 이용하여 평면 또는 공간에 있는 도형을 확대하거나 축소하여 닮은꼴로 생성함으로써 데이터의 왜곡 없는 변환을 수행하는 상사변환(Similarity Transformation)을 통해 절대좌표로 변환한다. 절대좌표화가 수행된 원시자료의 좌표 정확도를 판단하기 위해 위치정확도 검증을 수행하며 대상은 전체 측량점과 준공도면상 좌표 특징점의 이격거리로 한다. 위치정확도 검증을 위한 RMSE계산식은 수식 (2)와 같으며, Pi는 도면의 좌표, Pi는 측량점의 좌표, n은 검사점의 수를 의미한다.
- 서울시 3차원 실내공간 모델링은 대형 실내건물에 대하여 공공서비스의 효율적인 지원을 목적으로 수행되었으므로 준공도면의 적합성 평가는 서울시에서 정립한 기준을 준수하며 원시자료의 필요요건 방법을 적용하여 수행하였다. 단, 서울시에서 수행된 3차원 실내공간 모델링 프로젝트는 원시자료 정확도 검증(Step 2)과 위치정확도 검증(Step 3)을 분리하지 않고 분석을 수행하였다.
- 서울시 3차원 실내공간 모델링은 대형 실내건물에 대하여 공공서비스의 효율적인 지원을 목적으로 수행되었으므로 준공도면의 적합성 평가는 서울시에서 정립한 기준을 준수하며 원시자료의 필요요건 방법을 적용하여 수행하였다. 단, 서울시에서 수행된 3차원 실내공간 모델링 프로젝트는 원시자료 정확도 검증(Step 2)과 위치정확도 검증(Step 3)을 분리하지 않고 분석을 수행하였다.
- 모델링 원시자료의 활용도를 평가한 후 검증이 완료된 원시자료는 3차원 실내공간 모델링 데이터를 구축하는데 사용된다. 원시자료 필요요건 검증과정에서 실내공간 항목 및 속성, 원시자료 정확도 분석 및 절대 좌표화 단계가 수행되므로 완전한 모델링을 위해 추가적으로 실내공간 사진촬영 및 편집하여 텍스처링한 후 검수하여 최종성과물을 저장한다. Figure 6은 모델링 원시자료인 장승배기역의 준공도면과 구축된 3차원 실내 모델링 결과물을 보여준다.
- 구축된 데이터가 UML 다이어그램에 정립된 항목의 필수속성을 포함하는지 검증하기 위해 UML 다이어그램 ‘Wall’항목의 속성과 모델링 객체 ‘벽’항목의 속성 매칭을 수행하였다.
- 본 연구에서는 실내공간 조사리스트와 준공도면을 대상으로 실내공간 항목 검증을 수행하였으며, 조사 리스트에 기입된 모든 항목이 준공도면상에 반영되었는지 비교를 통해 검증하였다. 실내공간 항목 검증을 수행한 결과 소화기, 구호물품함과 같이 누락된 항목을 발견하여 Figure 7과 같이 추가적으로 항목의 정보를 기입하여 수정하였다.
- 두 번째 검증 단계에서 실내현황측량을 통해 도면이 대상 건물을 반영하는 현실성과 도면에 표현되어 있는 공간 및 객체의 크기가 정확한지 판단한다. 서울시에서 제안한 원시자료 정확도 검증 기준은 수치지도 1/1,000 기준에 준하여 RMSE 결과가 20cm 이내의 경우 정확한 것으로 판단한다.
- 서울시에서 제안한 원시자료 정확도 검증 기준은 수치지도 1/1,000 기준에 준하여 RMSE 결과가 20cm 이내의 경우 정확한 것으로 판단한다. 실내현황점 간의 거리와 도면상 특징점간의 거리를 비교하여 원시자료 정확도를 검증하며, 대상 자료는 통계학의 샘플 데이터 수 기준에 준하여 한 층당 30개 이상 동일점간의 거리를 이용하여 분석하고, 분석에 사용되는 선이 고르게 분포하도록 한다.
- 상사변환 후에 작업이 정확하게 수행되었는지 판단하기 위해 위치정확도를 검증한다. 위치정확도 검증의 비교대상은 실내공간의 출입구 또는 건물의 외부 벽면 측량결과를 포함한 전체 측량점과 변환이 수행된 실내공간 도면의 좌표로 한다.
- 절대좌표화를 위해 수행되는 변환방법은 아핀변환(Affine transformation), 상사변환(Similarity transformation), 사영변환(Projective transformation) 등이 있다. 본 연구에서 왜곡없는 변환을 수행하기 위하여 상사변환 방법을 적용함으로써 절대좌표화 단계를 수행하였다. 그러나 다양한 변환방법으로 절대좌표화 수행한 결과를 분석하였을 때 아핀변환 결과를 나타내는 Figure 15와 상사변환 결과를 나타내는 Figure 16과 사영변환 결과를 나타내는 Figure 17의 위치정확도 결과는 cm단위의 에러가 발생하여 절대좌표화 방법에 따라 큰 차이가 나지 않음을 알 수 있다.
- 3차원 실내공간 모델링은 원시자료의 종류에 따라 크게 4가지 방법이 있으며, CityGML LoD 4수준에서 상세한 실내공간 항목의 객체화가 가능하여 다양한 어플리케이션에 활용할 수 있다. 3차원 실내공간 모델링 프로세스는 데이터 측면에서 원시자료상 포함 가능한 데이터와 포함 불가능한 데이터로 구분될 수 있으며, 원시자료상 포함 가능한 데이터는 원시자료의 필요 요건으로서 원시자료의 활용도를 평가하는데 사용하는 것을 제안하였다. 본 연구에서는 실내공간 모델링을 위해 실내공간의 항목 및 속성, 원시자료 정확도 검증 및 절대좌표화를 원시자료의 필요요건으로 정의하였다.
- 실내공간 항목 및 속성 요건은 구축 목적에 따라 실내공간 항목을 정립하고, 모든 객체의 속성이 표현 되어있는지 검증하기 위해 항목리스트 및 UML 다이어그램을 사용하여 속성 매칭하는 방법을 제시하였다. 또한, 원시자료 정확도 검증과 위치정확도 검증은 통계적 비교기준을 이격 거리의 최소제곱근 오차를 통해 결과도출하는 검증방법을 제안하였다.
- 실내공간 항목 및 속성 요건은 구축 목적에 따라 실내공간 항목을 정립하고, 모든 객체의 속성이 표현 되어있는지 검증하기 위해 항목리스트 및 UML 다이어그램을 사용하여 속성 매칭하는 방법을 제시하였다. 또한, 원시자료 정확도 검증과 위치정확도 검증은 통계적 비교기준을 이격 거리의 최소제곱근 오차를 통해 결과도출하는 검증방법을 제안하였다. 3차원 실내공간 모델링 데이터 구축 목적에 따라 활용 가능한 자료가 다양하기 때문에 동일한 기준을 적용하는데 한계가 있다.
- 3차원 실내공간 모델링 데이터 구축 목적에 따라 활용 가능한 자료가 다양하기 때문에 동일한 기준을 적용하는데 한계가 있다. 따라서 제안한 원시자료 필요요건 검증 방법을 특정 기준에 적용하기 위해 서울시 3차원 실내공간 모델링 프로젝트의 원시자료로 사용된 준공도면을 적용하였으며 서울시에서 정립한 검증기준을 준수 하여 작업결과를 분석하였다. 실내공간 항목 및 속성이 첫 번째 검증 요건으로 공공서비스를 위한 실내공간 항목을 분류하여 실제 실내공간과 비교를 통해 검증하였고, UML 다이어그램에 표현된 필수 속성과 구축한 객체의 속성 매칭을 수행함으로써 검증하였다.
- 따라서 제안한 원시자료 필요요건 검증 방법을 특정 기준에 적용하기 위해 서울시 3차원 실내공간 모델링 프로젝트의 원시자료로 사용된 준공도면을 적용하였으며 서울시에서 정립한 검증기준을 준수 하여 작업결과를 분석하였다. 실내공간 항목 및 속성이 첫 번째 검증 요건으로 공공서비스를 위한 실내공간 항목을 분류하여 실제 실내공간과 비교를 통해 검증하였고, UML 다이어그램에 표현된 필수 속성과 구축한 객체의 속성 매칭을 수행함으로써 검증하였다. 원시자료 정확도 및 위치정확도 검증 단계는 따로 작업하지 않고 종합적으로 수행하였으며, 1/1,000 수치 지도 정확도 기준에 준하는 서울시 위치정확도 기준은 35cm 이내로 벽면의 오차는 기준에 부합하였으나 출입구의 오차는 40cm로 초과되어 기준에 부합하지 못하였다.
- 원시자료상 포함가능 데이터를 검증한 후 실내공간 모델링을 위해 실사촬영을 수행하고 촬영된 사진을 편집하여 텍스처링 함으로써 3차원 실내공간 모델링 데이터를 구축한다[2]. 구축된 결과물은 형상검수, 재질검수, 현장검수 및 데이터검수 단계가 수행되어야 하며 정립된 기준을 통과할 경우 최종 성과물로 획득할 수 있다.
- 본 연구에서는 실내공간 항목 조사리스트와 준공도면의 항목 비교를 통해 검증을 수행하여 검증결과 준공도면상 누락된 항목은 추가하여 수정하였다. 또한, 실내공간 항목 속성을 위한 검증으로 UML 다이어그램과 모델링 객체의 속성 매칭을 통해 비교검증을 수행하였다.
대상 데이터
- 본 연구에서는 원시자료의 활용도 평가를 위한 요건검증 방법을 적용하기 위해 서울시 3차원 실내공간 모델링 프로젝트의 장승배기역 준공도면을 모델링 원시자료로서 사용하였다.
- 모델링 원시자료의 활용도를 평가한 후 검증이 완료된 원시자료는 3차원 실내공간 모델링 데이터를 구축하는데 사용된다. 원시자료 필요요건 검증과정에서 실내공간 항목 및 속성, 원시자료 정확도 분석 및 절대 좌표화 단계가 수행되므로 완전한 모델링을 위해 추가적으로 실내공간 사진촬영 및 편집하여 텍스처링한 후 검수하여 최종성과물을 저장한다.
- 본 연구에서는 3차원 실내공간 모델링 전체 프로세스를 분석하여 원시자료의 활용도를 평가하기 위해 필요요건 단계 및 검증방법을 제시하였다. 제안한 방법에 원시자료를 적용하기 위해 서울시 모델링 프로 젝트의 원시자료로 이용된 준공도면을 사용하였다. 필요요건을 통과한 검증된 원시자료를 기반으로 실사 촬영, 사진편집, 텍스처링 등과 같이 추가 작업을 수행하여 3차원 실내공간 모델링 데이터 결과물을 구축하였고, Figure 18과 같이 모델링 프로세스가 간소화되어 모델링 작업 시간과 비용을 절감할 수 있었다.
데이터처리
- 예를 들어 방재시설물인 경우 담당자의 정보, 점검일자 및 점검간격, 객체의 유형, 객체의 사용가능 여부 등의 속성이 포함될 것이며 공간일 경우 관리자의 정보, 공간의 유형, 공간의 크기 등과 같은 속성이 표현되어야 한다. 데이터 모델의 속성을 표현하고 객체간 관계성을 정의하기 위해 UML 다이어그램을 사용한다. 실내공간 속성정보를 검증하기 위하여 필수 속성을 포함하는 UML 다이어그램의 항목과 이에 대응되는 원시자료의 항목을 매칭하여 검증을 수행한다[1].
- 본 연구에서는 획득한 실내공간의 원시자료와 실내 현황측량 결과를 대상으로 원시자료상 특징점과 실내 측량점을 선점하여 도면의 거리와 측량의 거리를 비교한다. 분석수행 시 현황측량의 측량점과 준공도면상의 버텍스 중심으로 동일점을 선택하고, 검증을 수행하기 위한 통계적 비교기준은 이격 거리의 최소제곱근 오차(Root Mean Square Error)를 구하여 평가하도록 한다[8]. 도면과 현황의 일치성검증을 위한 RMSE계산식은 수식 (1)과 같이 나타나며, Disi는 도면의 거리, Disi는 현황측량의 거리, n은 검사선의 수를 의미한다.
- 실내공간 모델링 작업 시 다양한 어플리케이션에 활용하기 위해 속성을 포함한 객체를 구축하는 것이 필수적이다. 따라서 정립된 실내공간 항목 리스트의 대분류 및 중분류에 해당하는 항목 기준으로 속성을 정의하였으며 논리적 관계성은 UML(Unified Modeling Language) 다이어그램을 사용하여 표현하였다. Figure 8은 대분류 구조물의 UML 다이어그램을 표현하고 있으며 속성으로 storey, area, width, height, length를 포함하고 있다.
- 본 연구에서는 실내공간 항목 조사리스트와 준공도면의 항목 비교를 통해 검증을 수행하여 검증결과 준공도면상 누락된 항목은 추가하여 수정하였다. 또한, 실내공간 항목 속성을 위한 검증으로 UML 다이어그램과 모델링 객체의 속성 매칭을 통해 비교검증을 수행하였다.
- 위치정확도 검증의 비교대상은 실내공간의 출입구 또는 건물의 외부 벽면 측량결과를 포함한 전체 측량점과 변환이 수행된 실내공간 도면의 좌표로 한다. 대상 자료는 한 층당 30개 이상의 동일점을 이용하여 분포하고, 검증을 위한 통계적 비교기준은 RMSE를 구하여 평가하도록 한다. 서울시에서 수행한 모델링 프로젝트는 원시자료 정확도 검증과 위치 정확도 검증을 종합적으로 수행하였고, 정확도 검증결과는 Figure 12와 같이 산출되었으며 검은색 실선은 도면, 붉은색 실선은 대상건물의 측량결과를 나타낸다.
성능/효과
- 3차원 실내공간 모델링 목적을 정립하면 모델링 작업 목적에 따라 필요한 실내공간 항목들을 조사하여야 한다. 조사한 항목은 유형별로 그룹화될 수 있으며 공통적으로 실내를 표현하는 공간과 설치된 시설물을 포함한 공통항목, 안내를 위한 공간 및 시설물을 표현할 수 있는 안내항목, 방재와 관련된 공간과 시설물을 중심으로 표현된 방재항목 등으로 유형별 분류가 가능하다.
- 두 번째 검증 단계에서 실내현황측량을 통해 도면이 대상 건물을 반영하는 현실성과 도면에 표현되어 있는 공간 및 객체의 크기가 정확한지 판단한다. 서울시에서 제안한 원시자료 정확도 검증 기준은 수치지도 1/1,000 기준에 준하여 RMSE 결과가 20cm 이내의 경우 정확한 것으로 판단한다. 실내현황점 간의 거리와 도면상 특징점간의 거리를 비교하여 원시자료 정확도를 검증하며, 대상 자료는 통계학의 샘플 데이터 수 기준에 준하여 한 층당 30개 이상 동일점간의 거리를 이용하여 분석하고, 분석에 사용되는 선이 고르게 분포하도록 한다.
- 따라서 절대좌표화 방법에 따른 위치정확도 검증은 근소한 차이로 오류가 발생하기 때문에 원시자료의 정확도 결과가 오차 발생에 큰 비중을 차지하고 있다는 결과를 도출하였다. 준공도면을 작성할 때 공사 중에 생긴 변경사항을 도면에 반영하여야 하지만, 준공 건물을 도면에 정확히 표현하지 않았을 때 큰 오차가 발생할 수 있기 때문이다.
- 실내공간 항목 및 속성이 첫 번째 검증 요건으로 공공서비스를 위한 실내공간 항목을 분류하여 실제 실내공간과 비교를 통해 검증하였고, UML 다이어그램에 표현된 필수 속성과 구축한 객체의 속성 매칭을 수행함으로써 검증하였다. 원시자료 정확도 및 위치정확도 검증 단계는 따로 작업하지 않고 종합적으로 수행하였으며, 1/1,000 수치 지도 정확도 기준에 준하는 서울시 위치정확도 기준은 35cm 이내로 벽면의 오차는 기준에 부합하였으나 출입구의 오차는 40cm로 초과되어 기준에 부합하지 못하였다. 서울시 원시자료를 전체적인 필요요건 검증 방법에 적용하여 결과를 분석하였을 때, 원시자료의 활용도가 높은 것으로 판단한다.
- 제안한 방법에 원시자료를 적용하기 위해 서울시 모델링 프로 젝트의 원시자료로 이용된 준공도면을 사용하였다. 필요요건을 통과한 검증된 원시자료를 기반으로 실사 촬영, 사진편집, 텍스처링 등과 같이 추가 작업을 수행하여 3차원 실내공간 모델링 데이터 결과물을 구축하였고, Figure 18과 같이 모델링 프로세스가 간소화되어 모델링 작업 시간과 비용을 절감할 수 있었다.
후속연구
- 장승배기역 벽면의 오차는 1cm로 Figure 13과 같고 출입구의 오차는 Figure 14와 같이 40cm로 측정되었다. 즉, 벽면의 오차는 제안된 위치정확도 기준에 부합하지만 출입구의 오차는 5cm가 초과되므로, 준공도면을 수정하여 다시 위치정확도 검증을 수행하여야 한다.
- 본 논문에서 서울시 모델링 프로젝트는 원시자료 정확도 및 위치 정확도 검증을 종합하여 수행하여야 하는 한계가 있었다. 향후에는 데이터를 더욱 정확히 검증하기 위해 원시자료 정확도 검증과 위치정확도 검증을 구분하여 연구를 수행하는 것이 필요하다.
- 본 논문에서 서울시 모델링 프로젝트는 원시자료 정확도 및 위치 정확도 검증을 종합하여 수행하여야 하는 한계가 있었다. 향후에는 데이터를 더욱 정확히 검증하기 위해 원시자료 정확도 검증과 위치정확도 검증을 구분하여 연구를 수행하는 것이 필요하다.
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