[논문]BIM기반 실내공간정보구축 및 위치정보 활용 서비스 동향 고찰

김민철; 장미경; 홍성문; 김주형

doi:10.13161/kibim.2015.5.3.041

[국내논문] BIM기반 실내공간정보구축 및 위치정보 활용 서비스 동향 고찰
Practices on BIM-based indoor spatial information implementation and location-based services 원문보기

Journal of KIBIM = 한국BIM학회논문집, v.5 no.3, 2015년, pp.41 - 50

김민철 (한양대학교 건축공학과) , 장미경 (한양대학교 건축공학과) , 홍성문 (한양대학교 건축공학과) , 김주형 (한양대학교 건축공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Increasing size and complexity of indoor structures have led to much more complication in the spatial cognition and situational awareness. Contrary to outdoor environments, occupants have limited information regarding the indoor space syntax in terms of architectural and semantic information as well as how they interact with their surroundings. The availability of such information could give conveniences to both users and managers in various aspects. In order to visualize the exact location of rooms and utilities in 3D, many studies and projects have utilized BIM models because of its promising value of representing building components. In fact, the application of BIM provides definitive spatial indoor data and creates services for indoor space management and navigation. Therefore, this paper aims to provide an overview of practices on BIM-based indoor spatial information implementation and location-based services. It is expected that enabling of technologies, data-rich content and accessibility of information products will accelerate the growth of the spatially-related markets in various fields.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 연구에서는 BIM을 활용한 실내공간정보 구축, 실내 측위기술, 실내공간정보 활용 서비스 기술, 실내공간정보 활용 플랫폼 및 사용자 인터페이스 기술로 분류하였으며 항목 별 세부 요소와 핵심 특허 동향에 대해 알아보았다. BIM을 활용한 실내공간정보 구축에는 건설 프로젝트에서 생성되는 데이터 또는 기존데이터를 활용한 실내공간정보 구축, 다양한 형태의 레이저 스캐닝 기술, 드론을 활용한 실내공간정보 구축 방안이 있으며 각 기술과의 연계를 통한 실내공간정보 구축 방안과 한계에 대해 논하였다. 실내측위 기술에서는 사용자가 실내공간정보 활용 서비스 제공을 위해 필요로 하는 요구사항의 분류를 통해 적정 실내측위기술 선정을 위한 요소에 대해 알아보았다.
본 연구에서는 BIM을 활용한 실내공간정보 구축, 실내 측위기술, 실내공간정보 활용 서비스 기술, 실내공간정보 활용 플랫폼 및 사용자 인터페이스 기술로 분류하였으며 항목 별 세부 요소와 핵심 특허 동향에 대해 알아보았다. BIM을 활용한 실내공간정보 구축에는 건설 프로젝트에서 생성되는 데이터 또는 기존데이터를 활용한 실내공간정보 구축, 다양한 형태의 레이저 스캐닝 기술, 드론을 활용한 실내공간정보 구축 방안이 있으며 각 기술과의 연계를 통한 실내공간정보 구축 방안과 한계에 대해 논하였다.
이에 본 논문에서는 실내 공간 및 위치 활용 서비스의 연구 및 실무분야를 BIM기반 구축을 포함한 실내공간정보 생성 및 관리, 실내공간정보 활용 서비스 모델, 실내측위기술, 실내공간 정보 활용 플랫폼 및 사용자 인터페이스 기술로 분류하여 각분야별 동향을 제시하고자 한다. 분야별 시사점과 특허 동향 분석을 종합해 향후 연구 방향을 제시한다.
이에 본 논문에서는 실내 공간 및 위치 활용 서비스의 연구 및 실무분야를 BIM기반 구축을 포함한 실내공간정보 생성 및 관리, 실내공간정보 활용 서비스 모델, 실내측위기술, 실내공간 정보 활용 플랫폼 및 사용자 인터페이스 기술로 분류하여 각분야별 동향을 제시하고자 한다. 분야별 시사점과 특허 동향 분석을 종합해 향후 연구 방향을 제시한다.
고령화 시대에 맞춰 보건복지부에서는 실내측위기술을 활용하여 노인돌봄기본서비스를 제공하고 있다. 혼자 힘으로 일상생활을 영위하기 어려운 노인들에게 가사 및 일상활동 지원, 주간 보호 서비스 등을 제공하여 안정적인 노후 생활을 보장하고 가족들의 사회경제적 활동 기반을 조성하는 것을 목적으로 하는 서비스이다. 이 서비스는 각종 센서를 이용해 독거노인의 활동 상태와 응급상황을 감지하고 비상호출기를 설치해 응급상황에 신속하게 대응할 수 있도록 하였다.

제안 방법

2014년 오토데스크사의 게임엔진 회사 빗스퀴드AB(Bitsquid AB) 인수 사례하여 올해 게임은 물론 건축 분야에서도 응용 가능한 스팅레이(Stingray) 게임엔진을 개발하였다. 인천국제공항 통합공간관리시스템과 오토데스크사의 빗스퀴드 인수 사례와 같이 게임엔진의 활용으로 건축용 소프트웨어의 문제점을 해소하여 효율성을 추구할 수 있다.
기존의 건축용 3D 뷰어는 속도와 시각화 표현 수준이 일반인이 사용하기에 만족스럽지 않으며 통합 시스템을 적용하기에 한계가 있어 직관적인 인터페이스 제공과 3D 뷰어 처리속도 개선을 위해 Unity 3D를 이용한 3D 뷰어를 개발하였다(김언용, 2015).
이어서 현재 제공되고 있는 다양한 실내공간정보 활용 서비스와 플랫폼의 종류를 분류하고 동향을 파악하였으며 서비스와 플랫폼 제공에 필요한 요소에 대해 확인 할 수 있었다. 마지막으로 실내공간/위치 정보 활용서비스 분야의 연도별 전체 특허동향을 통해 주요 국가별 특허 동향에 대해 살펴보았다
인천공항 가이드 어플리케이션은 인천공항 이용 승객들의 이용 편의를 증진하고자 개발된 모바일 어플리케이션 서비스이다. 버츄얼빌더스(주)에서 개발하였으며 해당 사의 핵심기술인 BIM 모델링 저작도구를 이용해 인천공항의 3D 콘텐츠를 구축하고 이를 바탕으로 모바일 실내 LBS 기술을 적용하였다. 실내 LBS를 바탕으로 운항정보, 식음료점 정보, 교통약자 안내 등의 다양한 서비스를 제공하고 있다.
BIM을 활용한 실내공간정보 구축에는 건설 프로젝트에서 생성되는 데이터 또는 기존데이터를 활용한 실내공간정보 구축, 다양한 형태의 레이저 스캐닝 기술, 드론을 활용한 실내공간정보 구축 방안이 있으며 각 기술과의 연계를 통한 실내공간정보 구축 방안과 한계에 대해 논하였다. 실내측위 기술에서는 사용자가 실내공간정보 활용 서비스 제공을 위해 필요로 하는 요구사항의 분류를 통해 적정 실내측위기술 선정을 위한 요소에 대해 알아보았다. 이어서 현재 제공되고 있는 다양한 실내공간정보 활용 서비스와 플랫폼의 종류를 분류하고 동향을 파악하였으며 서비스와 플랫폼 제공에 필요한 요소에 대해 확인 할 수 있었다.
혼자 힘으로 일상생활을 영위하기 어려운 노인들에게 가사 및 일상활동 지원, 주간 보호 서비스 등을 제공하여 안정적인 노후 생활을 보장하고 가족들의 사회경제적 활동 기반을 조성하는 것을 목적으로 하는 서비스이다. 이 서비스는 각종 센서를 이용해 독거노인의 활동 상태와 응급상황을 감지하고 비상호출기를 설치해 응급상황에 신속하게 대응할 수 있도록 하였다. 계측 센서는 활동감지센서와 화재감지센서 등을 활용하여 사람이 활동하는 움직임과 화재 상황을 파악해 위급상황에 신속히 대응할 수 있다.
디디알소프트사는 Add-on으로 개발된 Exporter를 통해 설계도구에서 작성된 형상정보인 Mesh, 3Dface, Tin 등의 형태로 추출한다. 형상정보에는 형상의 정의 WCS, UCS, Vector, Point, Face와 속성정보로서 Family, Object, Type, Volume, Quantity 등을 부가적으로 추출하여 데이터를 구축되도록 하였다.

성능/효과

실내측위 기술에서는 사용자가 실내공간정보 활용 서비스 제공을 위해 필요로 하는 요구사항의 분류를 통해 적정 실내측위기술 선정을 위한 요소에 대해 알아보았다. 이어서 현재 제공되고 있는 다양한 실내공간정보 활용 서비스와 플랫폼의 종류를 분류하고 동향을 파악하였으며 서비스와 플랫폼 제공에 필요한 요소에 대해 확인 할 수 있었다. 마지막으로 실내공간/위치 정보 활용서비스 분야의 연도별 전체 특허동향을 통해 주요 국가별 특허 동향에 대해 살펴보았다

후속연구

PIX4D는 드론 뿐만 아니라 일반 디지털 카메라, 스마트폰 카메라를 이용한 항공 촬영 이미지들을 PIX4D의 기술을 활용하여 3D화시켜 출력이 가능하다. ARC GIS와 AutoCAD 등 사용자가 설정한 형식의 데이터로 저장이 가능하여 추후 실내공간정보 구축을 위한 기술에 중요한 역할을 할것으로 기대되다.
또한 국가공간정보통합 포털을 단일화시켜 이를 중심으로 다양한 국가관리 공간정보 플랫폼이 활용될 예정이며 2016년부터 66개 중앙·공공기관, 328종 정보시스템에서 운영 중인 공간정보를 민간 및 산업에 제공할 계획이다.
이에 현재 수준에서 실내공간정보 구축 기술들의 한계점을 보완하기 위한 연구가 필요할 것으로 보이며 드론, 핀테크, 헬스케어와 같은 트렌드 기술과 연계 방안에 대한 연구가 필요할 것으로 보인다. 이를 통해 실내공간정보를 활용한 새로운 서비스 및 시장 형성을 위한 토대를 제공할 수 있을 것으로 기대한다.
향후 BIM을 통한 실내공간정보 활용 서비스는 민간부분의 시설물관리, 자산관리와 공공부분의 국민 편익 및 안전 서비스 등의 분야에서 활발히 적용될 것으로 보인다. 이에 현재 수준에서 실내공간정보 구축 기술들의 한계점을 보완하기 위한 연구가 필요할 것으로 보이며 드론, 핀테크, 헬스케어와 같은 트렌드 기술과 연계 방안에 대한 연구가 필요할 것으로 보인다. 이를 통해 실내공간정보를 활용한 새로운 서비스 및 시장 형성을 위한 토대를 제공할 수 있을 것으로 기대한다.
향후 BIM을 통한 실내공간정보 활용 서비스는 민간부분의 시설물관리, 자산관리와 공공부분의 국민 편익 및 안전 서비스 등의 분야에서 활발히 적용될 것으로 보인다. 이에 현재 수준에서 실내공간정보 구축 기술들의 한계점을 보완하기 위한 연구가 필요할 것으로 보이며 드론, 핀테크, 헬스케어와 같은 트렌드 기술과 연계 방안에 대한 연구가 필요할 것으로 보인다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	BIM을 활용한 실내공간정보 구축의 장점은 무엇인가?	BIM을 활용한 실내공간정보 구축은 실내공간의 형상 정보뿐만 아니라 건축물에서 관리 및 운영되는 다양한 형태의 시설물 및 객체 정보까지 활용할 수 있으며 생성된 데이터를 시설물의 유지관리, 자산관리와 같은 다양한 목적으로 지속적인 활용이 가능한 장점이 있다. BIM을 활용한 실내공간정보의 구축에는 Revit, ArchiCAD 등의 다양한 소프트웨어가 활용되며 3차원 공간DB는 서로 다른 소프트웨어에서 작업된 데이터를 통합 운영할 수 있도록 유연한 구조로 설계하여 데이터의 변경 내용을 쉽게 관리할 수 있다.
	실내공간정보 구축이란 무엇인가?	실내공간정보 구축이란 다양한 실내공간정보 기반의 서비스에서 활용될 수 있도록 기존 자료에 기초하거나 실내공간을 조사하여 실내공간에 대한 정보를 생성하고 변화된 부분을 탐지하여 갱신하는 것을 말한다. 실내공간정보 구축을 통해 기존에 존재하는 데이터 및 정보로부터의 실내지도 구축에 활용할 수 있으며 실내공간을 기반으로 제공되는 다양한 형태의 실내 위치기반 서비스 지원에 활용할 수 있다.
	레이저스캐닝을 통해 실내공간정보 구축의 장점과 단점은 무엇인가?	기존 도면과 같은 사전 정보가 없는 건축물의 경우 레이저스캐닝을 통해 실내공간정보 구축이 가능하다. 레이저스캐닝을 이용한 실내공간정보 구축은 고정밀의 3차원 구조를 추출하기 위해 사용되던 방법이며 기존 도면과 같은 사전정보 없이 실내공간정보 구축이 가능하다는 장점이 있으나 장비가 고가이며, 3차원 스캔 후 스캐닝 작업 후 추출한 데이터를 BIM 데이터로 재가공이 필요하다.

참고문헌 (7)

Kim, E-Y (2015) "A Study on the Methodology of Space and Asset Management System for Large Scale Facility through Incheon International Airport Case.", Korean Institute of Building Information modeling, Vol. 5 No. 1, pp. 19-22.
Kim, M-K, Park, J-W, Son, H (2013) "Laser scanning based BIM: Research trend and examples." KIBIM Magazine, Vol. 3 No. 1 pp.15-21.
Lee, S-Y (2013) "Application of a sensor based indoor positioning techniques and the evolution of LBS .", TTA Journal, Vol. 148, pp.29-32.
MarketsandMarkets, (2014) "Indoor Location Market - Global Forecast To 2019"
Park, S-I (2012) "A study on the method of game design education using UNITY3D", Masters Thesis, Sangmyung University.
Rainer Mautz, (2012), "Indoor Positioning Technologies.", Institute of Geodesy and Photogrammetry, Deprtment of Civil, Environmental and Geomatic Engineering, ETH Zurich.
Pingbo Tang, (2010), "Automatic reconstruction of as-built building information models from laser-scanned point clouds: A review of related techniques", Automation in Construction, Vol. 19, pp. 829-843.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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