최근 대형 실내공간을 대상으로 Indoor Google Map과 같은 실내지도 및 내비게이션 서비스가 부분적으로 제공되고 있다. 이러한 서비스들을 위해서 실내 데이터가 필요하며, 실내를 표현하는 데이터 모델 표준으로 CityGML과 IFC가 널리 사용되고 있다. 이 두 표준들은 실내의 가시화와 건축 구조물의 분석 등에 필요한 기하 정보들을 담고 있는데, 실내공간 내비게이션은 기하정보뿐만 아니라 의미적인 정보, 그리고 네트워크와 같은 위상정보도 필요로 한다. 이러한 요구에 맞춰 실내공간정보의 표현 및 저장, 교환을 위한 데이터 모델이자 GML3의 응용 스키마인 IndoorGML이 OGC의 표준으로 제정되고 있다. IndoorGML은 기하적인 요소들을 직접 표현할 수 있을 뿐만 아니라 다른 문서를 외부 참조하는 것이 가능하다. CityGML이나 IFC로 구축된 데이터가 많이 구축되고 있기 때문에 이를 가공하여 IndoorGML의 생성에 활용한다면 시간과 구축비용 줄여 경제적인 이득을 볼 수 있다. 이러한 이유로 본 논문은 CityGML으로 구축된 실내공간 데이터를 IndoorGML의 데이터로 유도하고 연결하는 방법을 제시한다. CityGML과 IndoorGML의 대응관계에 대해 분석하고, 두 표준으로 만들어진 인스턴스 문서들을 서로 연결할 때 나타나는 문제와 이슈들에 대해 살펴보고, 이에 대한 해결 방안에 대해 논의한다.
최근 대형 실내공간을 대상으로 Indoor Google Map과 같은 실내지도 및 내비게이션 서비스가 부분적으로 제공되고 있다. 이러한 서비스들을 위해서 실내 데이터가 필요하며, 실내를 표현하는 데이터 모델 표준으로 CityGML과 IFC가 널리 사용되고 있다. 이 두 표준들은 실내의 가시화와 건축 구조물의 분석 등에 필요한 기하 정보들을 담고 있는데, 실내공간 내비게이션은 기하정보뿐만 아니라 의미적인 정보, 그리고 네트워크와 같은 위상정보도 필요로 한다. 이러한 요구에 맞춰 실내공간정보의 표현 및 저장, 교환을 위한 데이터 모델이자 GML3의 응용 스키마인 IndoorGML이 OGC의 표준으로 제정되고 있다. IndoorGML은 기하적인 요소들을 직접 표현할 수 있을 뿐만 아니라 다른 문서를 외부 참조하는 것이 가능하다. CityGML이나 IFC로 구축된 데이터가 많이 구축되고 있기 때문에 이를 가공하여 IndoorGML의 생성에 활용한다면 시간과 구축비용 줄여 경제적인 이득을 볼 수 있다. 이러한 이유로 본 논문은 CityGML으로 구축된 실내공간 데이터를 IndoorGML의 데이터로 유도하고 연결하는 방법을 제시한다. CityGML과 IndoorGML의 대응관계에 대해 분석하고, 두 표준으로 만들어진 인스턴스 문서들을 서로 연결할 때 나타나는 문제와 이슈들에 대해 살펴보고, 이에 대한 해결 방안에 대해 논의한다.
Recently indoor navigation with indoor map such as Indoor Google Maps is served. For the services, constructing indoor data are required. CityGML and IFC are widely used as standards for representing indoor data. The data models contains spatial information for the indoor visualization and analysis,...
Recently indoor navigation with indoor map such as Indoor Google Maps is served. For the services, constructing indoor data are required. CityGML and IFC are widely used as standards for representing indoor data. The data models contains spatial information for the indoor visualization and analysis, but indoor navigation requires semantic and topological information like graph as well as geometry. For this reason, IndoorGML, which is a GML3 application schema and data model for representation, storage and exchange of indoor geoinformation, is under standardization of OGC. IndoorGML can directly describe geometric property and refer elements in external documents. Because a lot of data in CityGML or IFC have been constructed, a huge amount of construction time and cost for IndoorGML data will be reduced if CityGML can help generate data in IndoorGML. Thus, this paper suggest practical use of CityGML including deriving from and link to CityGML. We analyze relationships between IndoorGML and CityGML. In this paper, issues and solutions for linkage of IndoorGML and CityGML are addressed.
Recently indoor navigation with indoor map such as Indoor Google Maps is served. For the services, constructing indoor data are required. CityGML and IFC are widely used as standards for representing indoor data. The data models contains spatial information for the indoor visualization and analysis, but indoor navigation requires semantic and topological information like graph as well as geometry. For this reason, IndoorGML, which is a GML3 application schema and data model for representation, storage and exchange of indoor geoinformation, is under standardization of OGC. IndoorGML can directly describe geometric property and refer elements in external documents. Because a lot of data in CityGML or IFC have been constructed, a huge amount of construction time and cost for IndoorGML data will be reduced if CityGML can help generate data in IndoorGML. Thus, this paper suggest practical use of CityGML including deriving from and link to CityGML. We analyze relationships between IndoorGML and CityGML. In this paper, issues and solutions for linkage of IndoorGML and CityGML are addressed.
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문제 정의
본 논문에서는 실내 데이터 모델 중에서 CityGML로 구축된 데이터를 활용하는 방안에 대해서 제시한다. CityGML과의 IndoorGML의 대응 관계에 대해 분석하고, CityGML로 구축된 건물의 LOD(Level of Detail)4의 데이터를 IndoorGML의 데이터로 유도하는 과정에 대해서 소개한다. 그리고 개별적으로 구축된 IndoorGML과 CityGML 데이터 간의 연결할 때, 발생되는 여러 문제점들과 해결방안에 대해서 논의한다.
CityGML에서 실내공간은 Room 클래스만 존재하므로, 해당 공간이 IndoorGML의 GeneralSpace인지 TransitionSpace인지 명확히 구분할 필요가 있다. CityGML로 생성된 실내공간을 의미적으로 분류하여 IndoorGML의 클래스로 대응시키기 위해, 본 논문에서는 두 가지의 문헌을 참고하여 실내공간의 타입을 제시한다. 첫 번째 참고 문헌은 CityGML의 Annex C에 수록된 Room의 function과 usage 속성에 대한 CodeList이다.
먼저 IndoorGML과 CityGML 요소들 간의 대응관계를 정리를 통해 CityGML에서 IndoorGML의 요소를 생성하고, CityGML에 외부참조를 통해 연결하였으며. duality를 통해 State와 Transition을 생성하여 기초적인 레이어를 생성하는 방법에 대해 살펴보았다. 동일 공간에서 개별적으로 생성된 IndoorGML과 City GML 데이터 사이에 발생하는 불일치를 해결하기 위해서, 위상적인 관계를 바탕으로 새로운 레이어를 생성하고 InterLayerConnection을 이용하여 레이어들 간을 연결하는 방법을 소개하였다.
CityGML과의 IndoorGML의 대응 관계에 대해 분석하고, CityGML로 구축된 건물의 LOD(Level of Detail)4의 데이터를 IndoorGML의 데이터로 유도하는 과정에 대해서 소개한다. 그리고 개별적으로 구축된 IndoorGML과 CityGML 데이터 간의 연결할 때, 발생되는 여러 문제점들과 해결방안에 대해서 논의한다.
하지만 CityGML의 Room과 같이 IndoorGML과 CityGML의 지형지물 간에 1:1 정확한 매칭이 이루어지지 않는다. 다음 절에서는 CityGML의 실내공간 데이터를 IndoorGML의 데이터로 생성하기 위해서 의미적으로 세부적인 대응관계에 대해 살펴본다.
따라서 본 논문에서는 CityGML으로 구축된 LOD4의 데이터를 IndoorGML 데이터로 유도하는 방법을 제안하고, 두 표준으로 만들어진 XML 인스턴스 문서들을 연결할 때 발생되는 문제들과 이슈들에 대해 논의하고, 가능한 해법들을 제시한다.
본 논문에서는 CItyGML의 데이터를 활용하여 IndoorGML의 데이터를 유도하고 CityGML과 연동하는 것을 중점적으로 다루고 있다. 이 장에서는 제시된 유도 방법에 따라 IndoorGML 데이터를 생성하고, 그결과가 적합한지를 검증한다.
LOD0, 1, 2, 3에서는 실외의 지리정보를 주로 표현하고 있고, 세밀한 LOD4에서는 실내의 구성 요소들을 표현한다. 본 논문에서는 CityGML의 Building 모델에 대해 살펴본다.
본 논문에서는 IndoorGML에서 CityGML 데이터를 활용하기 위해 유도 및 참조하는 방법을 알아보았다. 먼저 IndoorGML과 CityGML 요소들 간의 대응관계를 정리를 통해 CityGML에서 IndoorGML의 요소를 생성하고, CityGML에 외부참조를 통해 연결하였으며.
본 논문에서는 실내 데이터 모델 중에서 CityGML로 구축된 데이터를 활용하는 방안에 대해서 제시한다. CityGML과의 IndoorGML의 대응 관계에 대해 분석하고, CityGML로 구축된 건물의 LOD(Level of Detail)4의 데이터를 IndoorGML의 데이터로 유도하는 과정에 대해서 소개한다.
두번째는 공간의 footprint가 L자 형태와 같이 convex hull이 아닐 때, Transition이 벽을 통과하는 경우이다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위해서 topographic 레이어를 기반으로 내비게이션 레이어를 생성한다.Figure 8에서 하나의 n7은 다른 State가 5개 연결되어 있다.
본 논문은 CityGML에서 IndoorGML의 데이터를 유도하여 생성하고 이를 연동하는 방법에 초점을 맞춘다. Figure 5는 본 논문에서 제안하는 유도 방법의 전체적인 과정에 대해서 설명하는 그림이다.
이 예제에서 CityGML 데이터는 Room1과 Room2의 두 공간으로 구성되어 있고, IndoorGML은 N1, N2, N3의 3개의 노드로 된 Layer1으로 구성되어 있다. 이 예제를 통해서 공간들 사이에 M:N의 관계를 가질 때의 두 가지 연결 방법에 대해 제시한다.
이 절에서는 4.1에서 제시된 방법을 이용하여 만든 IndoorGML의 원시공간(primal space)의 CellSpace와 CellBoundary를 쌍대공간(dual space)의 그래프로 생성하는 방법에 대해 알아본다. CityGML의 대응관계로 만들어진 NavigableSpace의 duality 관계를 가지는 State를 생성한다.
이 절에서는 동일 실내공간에 대해서 개별적으로 생성된 IndoorGML과 CityGML 데이터가 존재할 때, IndoorGML이 CityGML을 참고하기 위한 연결방법을 제시한다. 이 경우에는 CityGML의 Room과 Indoor GML의 CellSpace의 기하가 1:1로 정확하게 대응이 안 될 가능성이 높다.
가설 설정
_Opening이 _BoundarySurface에 속해 있으며, 동시에 위상적으로 연결되어 있다. _Boundary Surface에 문이나 창문에 해당하는 부분은 면에서 내부경계인 홀(hole)로 표현된다. CityGML의 데이터를 통해서 연결성(connectivity)을 찾기 위해서는 반드시 _Opening과 ClosureSurface를 활용해야 한다.
제안 방법
이 장에서는 제시된 유도 방법에 따라 IndoorGML 데이터를 생성하고, 그결과가 적합한지를 검증한다. 4.4절에서 제시한 개별작성된 IndoorGML과 CityGML문서들 간의 연동 부분을 제외하고, IndoorGML 생성 과정과 유도 방법에 따라 시스템을 구현하였다.
앞서 살펴본 대응관계를 통해서 CityGML의 요소에 해당하는 IndoorGML의 NavigableSpace 및 Navigable Boundary를 생성한다. IndoorGML의 NavigableSpace 와 NavigableBoundary의 externalObject를 통하여 URI를 CityGML의 해당하는 요소의 XPath로 작성하여 연결한다. 이때, IndoorGML에서 CityGML의 요소를 참조하기 위해서는 반드시 CityGML의 Room, Door, ClosureSurface는 고유한 id가 요소의 속성으로 존재해야 한다.
검증 과정은 CityGML의 요소들이 IndoorGML의요소에 올바르게 대응되었는지 확인하고, IndoorGML의 요소가 외부 참조에 적절하게 대응되어 CityGML 데이터를 활용 가능한지 확인하는 것으로 구성된다. Figure 14는 데이터 생성을 위해 사용된 CityGML의 LoD4데이터로, 14개의 공간과 16개의 문으로 구성된 3층 건물이다.
[7] 연구에서는 실내공간을 계층 그래프로 생성하는 방법에 대해 주로 설명하고 있는데, 연결성을 통해서 방이 될 확률이 높은 공간을 찾는 방법에 대해서도 제시하고 있다. 공간구문론[4] 의 통제도(control value)를 통해서 공간의 특성을 분석하였다. 이들에 따르면 통제도가 1보다 작은 경우에 GeneralSpace가 되고 1보다 클 경우에는 Transition Space가 될 확률이 높다.
duality를 통해 State와 Transition을 생성하여 기초적인 레이어를 생성하는 방법에 대해 살펴보았다. 동일 공간에서 개별적으로 생성된 IndoorGML과 City GML 데이터 사이에 발생하는 불일치를 해결하기 위해서, 위상적인 관계를 바탕으로 새로운 레이어를 생성하고 InterLayerConnection을 이용하여 레이어들 간을 연결하는 방법을 소개하였다. 실내공간 서비스를 구축할 때, CityGML 데이터를 재사용할 수 있게 함으로써 데이터 구축 비용을 줄일 수 있다.
본 논문에서는 IndoorGML에서 CityGML 데이터를 활용하기 위해 유도 및 참조하는 방법을 알아보았다. 먼저 IndoorGML과 CityGML 요소들 간의 대응관계를 정리를 통해 CityGML에서 IndoorGML의 요소를 생성하고, CityGML에 외부참조를 통해 연결하였으며. duality를 통해 State와 Transition을 생성하여 기초적인 레이어를 생성하는 방법에 대해 살펴보았다.
본 논문에서는 CItyGML의 데이터를 활용하여 IndoorGML의 데이터를 유도하고 CityGML과 연동하는 것을 중점적으로 다루고 있다. 이 장에서는 제시된 유도 방법에 따라 IndoorGML 데이터를 생성하고, 그결과가 적합한지를 검증한다. 4.
첫 번째 방법은 Room의 function과 usage 속성을 활용하는 것이다. CityGML의 Annex C에서 function과 usage 속성에 미리 정의된 CodeList 값을 제공하고 있다.
첫 번째는 CityGML의 topographic 레이어와 Indoor GML 데이터의 레이어를 별도의 두 공간으로 취급하고, 이들 간의 겹침(overlap)관계로 InterLayerConnection 을 생성하는 것이다. CityGML에서 유도하여 Indoor GML을 생성하는 방법으로 새로운 SpaceLayer를 추가한다.
대상 데이터
다음의 Figure 11은 CityGML과 IndoorGML의 공간이 M:N으로 서로 다르게 겹쳐 있을 경우를 나타낸 예제이다. 이 예제에서 CityGML 데이터는 Room1과 Room2의 두 공간으로 구성되어 있고, IndoorGML은 N1, N2, N3의 3개의 노드로 된 Layer1으로 구성되어 있다. 이 예제를 통해서 공간들 사이에 M:N의 관계를 가질 때의 두 가지 연결 방법에 대해 제시한다.
이론/모형
IndoorGML은 실내공간 정보의 표현 및 저장, 교환을 위한 데이터 모델이자 XML 스키마 기반의 GML3[14]의 응용 스키마이다. IndoorGML은 현재 버전 0.8.2로 OGC의 표준화 과정 중에 있으며, 본 논문에서는 연구를 위해 IndoorGML의 0.8.2 버전[13]을 참고 한다. IndoorGML은 건물을 구성하는 지붕, 벽, 천장과 같은 구조물들뿐만 아니라 방과 복도, 계단같은 이동이 가능한 공간적인 요소들을 고려한다.
첫 번째 참고 문헌은 CityGML의 Annex C에 수록된 Room의 function과 usage 속성에 대한 CodeList이다. 두 번째로 [15] 연구에서 제시하는 Indoor Navigation Ontology를 참고한다.
성능/효과
골격화 알고리즘을 통해 공간의 중심을 따라서 내비게이션 경로가 생성된 것을 확인할 수 있다. 결론적으로 본 논문에서 제시한 방법에 따라 CityGML 데이터로부터 IndoorGML 문서를 생성하고 외부참조를 통해 이 두 표준 문서간의 연동이 이루어진 것을 확인할 수 있다.
실내 데이터들이 표준인 CityGML로 구축되거나 BIMServer[1]와 같이 IFC에서 CityGML로 데이터 변환을 지원하는 도구들이 존재한다. 따라서 이러한 도구들을 통해 IndoorGML을 생성하거나, IndoorGML의 기하에 대한 표현을 CityGML로 연결하여 대체한다면 기존에 존재하는 데이터의 활용도가 높아지므로, 데이터 구축의 중복을 막을 수 있고, IndoorGML 데이터의 생성에 효과적이며, 경제적인 이득을 볼 수 있다.
먼저 XML 제작 및 유효성 검사에 사용되는 도구(Altova XMLSpy)로 XML Schema 유효성 검사를 시행하였으며, 그 결과 생성된 IndoorGML 인스턴스 문서는 유효한 것을 확인하였다. 각 요소가 올바르게 대응되고 외부참조가 적절한지를 살펴보기 위해서, Figure 16는 Figure 14의 예제 건물에서 생성된 IndoorGML의 인스턴스 문서의 일부분을 발췌한 것이다.
후속연구
현재는 CityGML의 데이터로부터 내비게이션을 위한 경로를 생성하는 과정에서 사람의 판단을 필요로 하는 부분들이 여전히 존재한다. 더 효율적인 실내공간 활용을 위해서는 이 과정을 자동화하는 알고리즘을 개발하는 연구가 필요하다. IFC는 실내공간을 표현하는 주요 데이터 모델이며 많은 분야에서 활용되고 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
IndoorGML의 기본 철학은?
이러한 요구에 맞춰, 실내공간과 그 공간들 사이의 관계들을 중심적으로 다루는 데이터 모델인, Indoor GML[11,12]가 현재 OGC (Open Geospatial Consortium)의 표준으로 만들어지고 있다. IndoorGML의 기본 철학은 실내를 구성하는 기하 객체를 표현하기 위해서 기존의 표준들을 활용하면서 다양한 실내 응용들의 활용 위해 실내공간의 의미정보와 위상정보를 모델링하는 것이다. 많은 실내 데이터들이 IFC나 CityGML과 같은 표준으로 구축되고 있기 때문에 이 구축된 데이터를 활용하여 IndoorGML을 생성한다면 IndoorGML의 구축비용과 시간을 줄여 경제적인 이득을 볼 수 있다.
실내공간 내비게이션이 필요로 하는 것은?
이 두 표준들은 실내공간의 가시화와 건축 구조물의 관리 및 분석 등에 필요한 기하정보들을 담고 있다. 하지만 실내공간 내비게이션은 단순히 실내 구조물의 기하정보뿐만 아니라 실내공간의 의미적인 정보, 그리고 라우팅을 위한 네트워크와 같은 위상 정보를 필요로 한다.
CityGML[7]과 IFC[2]가 담고 있는 것은?
실내공간을 표현하는 데이터 모델 중에서 표준으로 CityGML[7]과 IFC[2]가 널리 사용되고 있다. 이 두 표준들은 실내공간의 가시화와 건축 구조물의 관리 및 분석 등에 필요한 기하정보들을 담고 있다. 하지만 실내공간 내비게이션은 단순히 실내 구조물의 기하정보뿐만 아니라 실내공간의 의미적인 정보, 그리고 라우팅을 위한 네트워크와 같은 위상 정보를 필요로 한다.
참고문헌 (15)
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