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GIS 기반 BIM 데이터의 효과적 가시화를 위한 공간인덱싱 기법 개발
Development of the Spatial Indexing Method for the Effective Visualization of BIM data based on GIS 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.15 no.8, 2014년, pp.5333 - 5341  

김지은 (한국건설기술연구원 SOC성능연구소 ICT융합연구실) ,  강태욱 (한국건설기술연구원 SOC성능연구소 ICT융합연구실) ,  홍창희 (한국건설기술연구원 SOC성능연구소 ICT융합연구실)

초록
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최근 실내공간정보 기반의 시설물 운영관리에 대한 관심이 고조되면서 BIM과 GIS를 연계한 시설물 유지관리에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 특히 대용량 데이터에 대한 형상정보의 가시화 처리는 중요한 이슈로, 유지관리 시스템 운영에 중요한 요소이다. 따라서 본 연구는 GIS 기반 BIM 모델의 효과적 가시화 구현을 위하여 IFC 스키마 기반의 시나리오를 통한 공간인덱싱 알고리즘을 설계하고, OcTree 기법을 적용하여 공간인덱싱 알고리즘을 일부 구현하였다. 구현된 결과를 IFC 샘플데이터에 테스트한 후 최종적으로 BIM 데이터의 효과적 가시화를 위한 공간인덱싱 기법을 제안한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, with the increasing interest in facility management based on indoor spatial information, various studies have been attempted to manage facility conversion between BIM and GIS. Visualization of the geometry data for a large-scale is one of the major issues to the maintenance system. Therefo...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 단순 포맷간의 매핑이 아닌 완성된 시설물 BIM 데이터를 GIS 플랫폼 상에 업로드 하여 사용자가 화면상에 원하는 가시화 결과를 확보하기까지 필요한 일련의 과정 가운데, BIM이 포함하는 형상정보를 원활하게 가시화하기 위해 3차원 기반 공간인덱싱 기법을 활용한 새로운 알고리즘의 필요성을 인식하였다. 따라서 기존 공간인덱싱 기술들 가운데 BIM의 특성을 가장 잘 반영할 수 있는 기법을 선정하고 상기 이슈들을 고려하여 본 연구 목적에 맞는 알고리즘을 제안하고자 한다.
  • 그러나 대용량 처리에 대한 BIM 데이터의 신속하고 원활한 가시화 처리는 형상정보가 갖는 향후 해결해야 할 주요 요소이다. 따라서 본 연구는 GIS 기반 BIM 데이터의 효과적 가시화 처리를 위해 알고리즘을 설계하고 공간분할 구조를 재구성한 공간인덱싱 기법을 제안하고자 한다.
  • 본 연구는 우선적으로 BIM/GIS 시설물 데이터 가시화 관련 국내외 연구동향을 조사·분석하여 시사점을 도출하였다. 또한 사용자가 요구하는 정보를 신속하고 명확하게 전달하기 위한 3D BIM 데이터와 GIS 공간데이터의 특성에 효과적인 공간분할 방법을 선정하고, 공간인덱싱 알고리즘을 구현하고자 활용 시나리오를 바탕으로 아키텍처를 구상하였다. 제안된 공간인덱싱 기법을 검증하기 위해 IFC 샘플 데이터에 알고리즘을 적용하여 최종으로 적용 결과를 분석하였다.
  • 본 연구는 GIS 기반 BIM 시설물 데이터의 효과적인 가시화를 위한 공간인덱싱 기법을 제안하였다. 우선적으로 BIM과 GIS 연계 및 공간인덱싱 관련 연구동향을 조사·분석한 후 시사점을 도출하였다.
  • 본 연구는 현재 개발 중인 웹 기반의 BIM/GIS 플랫폼 상에서 대용량의 BIM 데이터를 효과적으로 다루고자 한다[1]. 단순 포맷간의 매핑이 아닌 완성된 시설물 BIM 데이터를 GIS 플랫폼 상에 업로드 하여 사용자가 화면상에 원하는 가시화 결과를 확보하기까지 필요한 일련의 과정 가운데, BIM이 포함하는 형상정보를 원활하게 가시화하기 위해 3차원 기반 공간인덱싱 기법을 활용한 새로운 알고리즘의 필요성을 인식하였다.
  • 본 연구를 위해 실내공간정보 구축의 필요성이 상기되면서, GIS 내 BIM 기술을 접목하여 두 분야 간의 연계를 다루는 여러 관련 연구사례를 조사하였다. 주로 분야 간 상이한 특성에 특화된 상용 소프트웨어와 데이터 포맷 간의 연계 시 발생하는 데이터 손실 및 비호환성 등의 이슈 해결을 위한 상호운용성 향상에 관한 연구가 대다수 진행되었다[2-4].
  • 본 연구에서 개발한 공간인덱싱 기법은 건물의 바운딩 볼륨을 OcTree 기반의 공간분할 자료구조로 재구성하고, 건물에 가까이 근접 시 시야 공간에 포함된 객체만을 OcTree 기반으로 검색하여 렌더링함으로써 사용자가 화면을 통해 느끼는 속도감을 향상시켰다. 용량의 경우, 복잡한 IFC 구조를 간략화하여 일부 데이터 크기를 감소시켰고, 이는 향후 본 연구의 알고리즘과 연계하여, LOD 기반 대용량 BIM 데이터의 경량화 기법을 연구하고 발전시키고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
BIM(Building Information Modeling) 기술은 어떠한 데이터를 포함하는가? BIM(Building Information Modeling) 기술은 기존 2D 기반 도면처리에서 발전하여 3D 모델링을 통한 시설물의 전 생애주기에 발생하는 데이터를 포함한다. 이는 시설물을 구성하는 객체의 형상정보, 속성정보를 통해 GIS(Geographic Information System)의 위치기반 공간정보와 연계되어 실내공간정보를 다루는 다양한 연계가능성을 보여준다.
본 연구에서 제안한 공간인덱싱 기법이란? 그러나 대용량 처리에 대한 BIM 데이터의 신속하고 원활한 가시화 처리는 형상정보가 갖는 향후 해결해야 할 주요 요소이다. 따라서 본 연구는 GIS 기반 BIM 데이터의 효과적 가시화 처리를 위해 알고리즘을 설계하고 공간분할 구조를 재구성한 공간인덱싱 기법을 제안하고자 한다.
BIM기술은 어떠한 가능성을 보여주는가? BIM(Building Information Modeling) 기술은 기존 2D 기반 도면처리에서 발전하여 3D 모델링을 통한 시설물의 전 생애주기에 발생하는 데이터를 포함한다. 이는 시설물을 구성하는 객체의 형상정보, 속성정보를 통해 GIS(Geographic Information System)의 위치기반 공간정보와 연계되어 실내공간정보를 다루는 다양한 연계가능성을 보여준다. 특히 BIM 데이터를 활용한 시설물 운영관리는 유지관리 측면에서 관리자 및 관계자의 효율적 운영을 고려한 유지관리 시스템의 필요성을 반영한다.
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참고문헌 (11)

  1. J. R. Hwang, H. Y. Kang, C. H. Hong, "A Study on the Platform Design for Efficient Interoperability of BIM and GIS, Journal of Korea Spatial Information Society, Vol. 20, No.6, pp.99-10, 2012. DOI: http://dx.doi.org/10.9708/jksci.2012.17.8.099 

  2. E. D. Kim, I. D. Go, "Constructing 3-D GIS Campus Model with Detailed Building Information", Journal of Urban Design Institute of Korea, Vol. 12, No. 3, pp.15-26, June, 2011. 

  3. R. de Laat, L. van Berlo, "Integration of BIM and GIS : The Development of the CityGML GeoBIM Extension", Proc. of 3D Geo-Information Sciences, pp.211-225, 2011. 

  4. T. W. Kang, C. H. Hong, J. R. Hwang, H. S. Choi, "The External BIM Reference Model Suggestion for Interoperability Between BIM and GIS", Journal of Korea Spatial Information Society, Vol. 20, No. 5, pp.91-98, 2012. DOI: http://dx.doi.org/10.12672/ksis.2012.20.5.091 

  5. Y. M. Kim, A Greed space partitioning method using leaf nodes of QuadTree on MMORPG, Master Thesis, Chungnang University, 2004. 

  6. S. H. Han, "Design of Memory-Efficient Octree to Query Large 3D Point Cloud", Journal of Korea Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography, Vol. 31, No. 1, pp.41-48, 2013. DOI: http://dx.doi.org/10.7848/ksgpc.2013.31.1.41 

  7. D. W. Lee, H. K. Kang, K. Y. Lee, K. J. Han, "DGR-Tree : An Efficient Index Structure for POI Search in Ubiquitous Location Based Services", Journal of Korea Spatial Information Society, Vol. 11, No. 3, pp.55-62, 2009. 

  8. C. O. Ga, H. S. Woo, K. Y. Yu, "Study on the Method to Create a Pedestrian Path Using Space Decomposition based on Quadtree", Journal of Korea Spatial Information Society, Vol. 18, No. 4, pp.89-98, 2010. 

  9. M. Pharr, GPU gems 2: Programming Techniques for High-Performance Graphics and General Purpose Computation, Addison-Wesley, 2005. 

  10. White Timberwolf, Schematic drawing of an OcTree, http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Octree2.svg, March, 2010. 

  11. A. Moller, Real-Time Rendering, 2nd edition, AK Peters. 2002. 

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