오늘날 도시성장과 인구밀집으로 인해 많은 대도시에서 빌딩숲이 생겨나고, 그로인한 쾌적한 거주환경에 대한 요구가 커지면서 일조권 침해에 대한 관심이 증가하고 있다. 이와 관련한 법규 및 관련분야의 연구가 수행되기 시작하였으나, 특정 전문기관에 의뢰 없이 일반인이 쉽게 건물 층별 일조권을 파악하는 데에 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 공간정보오픈 플랫폼을 이용하여 도시음영지역 분석 시뮬레이션을 통한 건물 객체별 일조량을 산정하였다. 연구 대상지는 부산광역시에 위치하고 있는 해운대구 신도시를 대상으로 하였다. 이를 위하여, 해운대구 신도시지역에 대한 공간정보를 구축하기 위해 기 구축된 건축물 3차원 공간정보 데이터에서 건물높이를 추출하고, 태양의 고도와 방위각을 이용하여 3차원 도시 공간 음영분석 시뮬레이션을 수행하였다. 건물의 각 객체별 일조권을 연속 일조시간과 총 일조시간으로 구분해 정량적으로 분석함으로서 일조권 침해 여부를 보다 정밀하게 간편하게 판단할 수 있는 방법을 제시하였다.
오늘날 도시성장과 인구밀집으로 인해 많은 대도시에서 빌딩숲이 생겨나고, 그로인한 쾌적한 거주환경에 대한 요구가 커지면서 일조권 침해에 대한 관심이 증가하고 있다. 이와 관련한 법규 및 관련분야의 연구가 수행되기 시작하였으나, 특정 전문기관에 의뢰 없이 일반인이 쉽게 건물 층별 일조권을 파악하는 데에 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 공간정보 오픈 플랫폼을 이용하여 도시음영지역 분석 시뮬레이션을 통한 건물 객체별 일조량을 산정하였다. 연구 대상지는 부산광역시에 위치하고 있는 해운대구 신도시를 대상으로 하였다. 이를 위하여, 해운대구 신도시지역에 대한 공간정보를 구축하기 위해 기 구축된 건축물 3차원 공간정보 데이터에서 건물높이를 추출하고, 태양의 고도와 방위각을 이용하여 3차원 도시 공간 음영분석 시뮬레이션을 수행하였다. 건물의 각 객체별 일조권을 연속 일조시간과 총 일조시간으로 구분해 정량적으로 분석함으로서 일조권 침해 여부를 보다 정밀하게 간편하게 판단할 수 있는 방법을 제시하였다.
Due to urban growth and increasing population density, many large cities contain building forests. Moreover, due to increasing demands for pleasant residential environments, there is growing concern over the encroachment of sunshine. Although research on related laws and other related fields is emer...
Due to urban growth and increasing population density, many large cities contain building forests. Moreover, due to increasing demands for pleasant residential environments, there is growing concern over the encroachment of sunshine. Although research on related laws and other related fields is emerging, there is a limit to the extent to which the public can easily determine the amount of sunshine per building without referral to specialized agencies. Therefore, in this study, the duration of sunshine per building object was calculated via a simulation of urban shaded area using a spatial information open platform application programming interface. The study area was the'L'apartment complex located in the new city, Haeundae, Busan, China. To perform the duration of sunshine simulation for three-dimensional urban spatial objects, the building height was extracted from pre-built three-dimensional spatial information data, and the position of the sun was determined from calculations of the altitude and azimuth of the sun. This study provides a more precise and easier method of judging whether sunshine is impeded from reaching buildings by quantitatively analyzing sunshine and classifying the total duration of sunshine and the continuous duration of sunshine on each object.
Due to urban growth and increasing population density, many large cities contain building forests. Moreover, due to increasing demands for pleasant residential environments, there is growing concern over the encroachment of sunshine. Although research on related laws and other related fields is emerging, there is a limit to the extent to which the public can easily determine the amount of sunshine per building without referral to specialized agencies. Therefore, in this study, the duration of sunshine per building object was calculated via a simulation of urban shaded area using a spatial information open platform application programming interface. The study area was the'L'apartment complex located in the new city, Haeundae, Busan, China. To perform the duration of sunshine simulation for three-dimensional urban spatial objects, the building height was extracted from pre-built three-dimensional spatial information data, and the position of the sun was determined from calculations of the altitude and azimuth of the sun. This study provides a more precise and easier method of judging whether sunshine is impeded from reaching buildings by quantitatively analyzing sunshine and classifying the total duration of sunshine and the continuous duration of sunshine on each object.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 기존의 일조 환경 분석시에 문제가 되는 분석모델의 정확도를 향상시키기 위해 공간정보 오픈 플랫폼 API를 활용하여 대상지역의 시간별 그림자변화를 시각적으로 나타내고 각각의 객체에 대한 총 일조시간과 연속일조시간을 산정하여 일조 환경 분석을 수행함으로써 정량적으로 일조권 침해 여부를 판단하고자 하였다.
따라서 본 연구에서는 오전 9시부터 오후 3시까지 6시간 중 연속하여 2시간 또는 오전 8시부터 오후 4시까지 사이의 8시간 중 총 4시간 정도 일조시간이 확보되어야 한다는 법규상의 일조 기준에 따라 각각의 객체별 일조권을 총 일조시간과 연속 일조시간으로 구분하여 정량적으로 분석함으로서 일조권 침해여부를 보다 정밀하게 판단할 수 있는 방법을 제시하고자 한다.
또한, 국토교통부의 공간정보 오픈 플랫폼인 브이월드 API를 이용하여 도시음영지역 분석 시뮬레이션을 통한 건물 객체별 일조시간을 정략적으로 산정하여 법적 분쟁에 있어서 정확한 판단기준을 제시하고자 연구를 수행하였다.
특정 데이터가 아닌 공간정보 오픈 플랫폼에 기구축된 API를 활용함으로서 광범위한 지역을 대상으로 일조환경을 분석할 수 있으며, 일조권에 대한 일반인의 관심이 높아짐에 따라 기존에는 없었던 사용자 편의성을 갖춘 공간정보 오픈 플랫폼 기반 일조시간 산정 프로그램을 구축하고자 한다.
제안 방법
대상지역인 해운대구 신도시 지역에 대한 공간정보를 구축하기 위해 국토교통부의 3차원 공간정보 오픈 플랫폼인 브이월드에서 제공하는 3차원 데이터 API 레퍼런스에서 기구축된 3차원 건물 데이터를 가공하여 건물의 높이값을 추출하였다. 건물의 경도와 위도 및 좌표는 브이월드의 Geocoder API 2.0 레퍼런스를 이용하여 도로명 주소 기반 데이터를 좌표로 변환하여 3차원 도시공간 음영분석 시뮬레이션을 수행하였다. 일조 환경 분석 대상은 표 1과 같다.
대상지역인 해운대구 신도시 지역에 대한 공간정보를 구축하기 위해 국토교통부의 3차원 공간정보 오픈 플랫폼인 브이월드에서 제공하는 3차원 데이터 API 레퍼런스에서 기구축된 3차원 건물 데이터를 가공하여 건물의 높이값을 추출하였다. 건물의 경도와 위도 및 좌표는 브이월드의 Geocoder API 2.
각각의 객체에 대한 일조시간을 산정하여 일조 환경 분석을 수행함으로써 보다 정확한 일조 시간을 산정할 것으로 기대된다. 또한, 각각의 객체별 일조권을 총 일조시간과 연속 일조시간으로 구분하여 정량적으로 분석함으로서 일조권 침해 여부를 보다 정밀하게 판단할 수 있는 방법을 제시하였다.
본 연구에서 개발된 프로그램은 그림 1에서 보인 것처럼 크게 입력값, 계산 알고리즘, 그리고 계산 결과의 출력값으로 구성된다. 엑셀이나 텍스트 형식의 파일로도 출력이 가능하다.
본 연구에서는 국토교통부에서 제공하는 3차원 공간정보 오픈 플랫폼 API를 활용함으로써 광범위한 지역에 적용이 가능하다.
건물별 일조 시간을 산정하기 위해서는 시간에 따른 태양의 위치(Park, 1998)를 결정하여야 한다. 본 연구에서는 태양의 궤적을 계산하여 대상지역에 적용함으로써 3차원 시뮬레이션을 수행하였다.
3차원 도시공간정보 구축에 의한 일조환경 분석(Gu, 2007)에서는 LiDAR 자료를 사용하여 3차원 도시공간정보를 구축하였다. 연구결과 LiDAR 측량을 한 지역에 한해 정확한 일조환경을 분석하였다. 공동주택의 배치유형에서 나타나는 북측동의 실내일조환경에 관한 연구(Park, 2009)에서는 주동형식과 배치 형태에 따른 일조 환경을 평가하였다.
공동주택의 배치유형에서 나타나는 북측동의 실내일조환경에 관한 연구(Park, 2009)에서는 주동형식과 배치 형태에 따른 일조 환경을 평가하였다. 열구결과 공동주택의 배치유형에 따른 일조환경을 평가하였다.
일조는 구름이나 안개의 영향을 많이 받기 때문에 올 봄 중 가장 구름이 없고 맑은 날인 2017년 4월 23일의 태양고도와 방위각을 기준으로 실시하였고, 현장실측 결과와 비교하여 평가 대상 아파트의 연속 및 누적 일조시간에 따른 일조평가방법의 유효성을 검증하였다.
대상 데이터
본 연구에서는 정확도 검증을 위하여 해운대구 신도시 L아파트를 대상으로 2017년 4월 23일 오전 8시부터 오후 16시까지 2시간 간격으로 총 5차례에 거쳐 현장 실측을 실시하였다.
본 연구의 대상지는 아파트간의 인동간격이 좁아서 일조 침해가 예상되는 지역으로 건축물 정보가 구축되어있는 해운대구 신도시 L 아파트를 선정하였다.
시뮬레이션은 남동 측에 위치한 504동(20층, 높이 55.05m)에 의해 영향을 받는 501동(23층, 높이 63.70m, 138세대)을 대상으로 하여 하나의 아파트에서 객체별로 분류하여 연속 일조시간 및 누적 일조시간을 분석하였다.
성능/효과
이러한 비교를 통해 본 연구에서 개발된 프로그램으로 산정된 3차원 그림자 분석 시뮬레이션 모형은 현장실측 결과와 평균 99.48% 일치함을 알 수 있다. 정확도가 제일 낮은 시간대에도 97.
48% 일치함을 알 수 있다. 정확도가 제일 낮은 시간대에도 97.46% 일치함으로써 이 연구에서 3차원 공간정보 오픈 플랫폼 API 기반으로 개발한 일조시간 산정 프로그램은 대상지역에 적용한 태양 위치를 매우 정확하게 계산하고 있음을 알 수 있다.
후속연구
각각의 객체에 대한 일조시간을 산정하여 일조 환경 분석을 수행함으로써 보다 정확한 일조 시간을 산정할 것으로 기대된다. 또한, 각각의 객체별 일조권을 총 일조시간과 연속 일조시간으로 구분하여 정량적으로 분석함으로서 일조권 침해 여부를 보다 정밀하게 판단할 수 있는 방법을 제시하였다.
공간정보 오픈 플랫폼을 이용한 객체별 일조권 분석방법은 지자체 도시계획 및 건축 인허가 업무를 수행하거나 신축 건물 계획 단계에서 간단하게 일조권을 분석할 수 있을 뿐만 아니라 일반사용자도 쉽게 이용할 수 있도록 서비스 제공이 가능하다. 향후 추가 연구를 통해 본 연구가 단순한 시뮬레이션 단계를 넘어 최근 대체에너지로 각광받고 있는 태양광의 활용 가능성을 평가할 수 있는 실용적 활용도 가능할 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
좌표 변환이란 무엇인가?
좌표 변환은 어떤 점을 우리가 원하는 좌표로 이동시키거나 역으로 우리가 원하는 중심점으로 좌표계를 이동시키는 방법이다. 좌표 변환에는 평행이동과 회전이동, 확대, 축소 등이 있다.
가시면 추출 판단이 용이한 이유는 무엇인가?
가시면 추출은 각 물체의 면들에 법선 벡터를 구하여 시점벡터(태양의 방향벡터)와 비교하여 보이는 면만을 추출하는 알고리즘이다. 대상면의 법선벡터를 구하고 그 법선벡터와 시점벡터(태양의 방향벡터)의 내적을 구함으로써 간단히 판단할 수 있다.
좌표 변환의 종류에는 어떤 것들이 있는가?
좌표 변환은 어떤 점을 우리가 원하는 좌표로 이동시키거나 역으로 우리가 원하는 중심점으로 좌표계를 이동시키는 방법이다. 좌표 변환에는 평행이동과 회전이동, 확대, 축소 등이 있다.
참고문헌 (4)
Gu, S.H. 2007. Analysis of daylight availa bility rights with 3D city-model. Master's thesis, Gyeongsang Nat'l Univ. Jinju, Korea. pp.1-8 (구신회. 2007. 3차원 도시공간정보 구축에 의한 일조환경 분석. 경상대학교 대학원 석사학위논문. 1-8쪽).
Park, Y.C. 1998. Computation of sun position for the sun tracking control system of solar concentrator. Korea Institute of Solar Energy 18(4):87-94(박영칠. 1998. 집관식 태양열 집열기의 태양추적장치를 위한 태양위치계산. 한국태양에너지학회 18(4):87-94).
Jeong, Y.S. 1997. A study on the sunshine environment by the pattern of the apartment site plan. Master's thesis, Univ. of Suwon, Suwon, Korea. pp.1-12 (정윤성. 1997. 공동주택의 배치유형에 따른 적정 일조환경에 관한 연구. 수원대학교 대학원 석사학위논문. 1-12쪽).
Park, J.S. 2009. A study on the indoor sunshine environment of the north side apartment building patterns. Master's thesis, Dongeui Univ., Busan, Korea. pp.15-27 (박재상. 2009. 공동주택의 배치 유형에서 나타나는 북측동의 실내일조환경에 관한 연구. 동의대학교 대학원 석사학위논문. 15-27쪽).
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