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과제기본정보

3차원 입체 격자 체계기반 국토 통합관리 지원 기술 개발3년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토공간정보연구사업 과제번호 19NSIP-C135506-03
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 국토공간개발기술 | 국토지능화 공간정보 적용분야 전문,과학 및 기술서비스업
2순위 지리/지역/관광 | 지적/지리정보 | 지도학/지리정보시스템 실용화대상여부 비실용화
3순위 정보 통신 | 소프트웨어 | 인터넷 S W 과제유형 응용
과제명 3차원 입체 격자 체계기반 국토 통합관리 지원 기술 개발
주관연구기관 안양대학교 산학협력단
총괄연구 책임자 성명 안종욱
소속 안양대학교 직위 부교수
기관 대표번호 - FAX -
총 연구기간 2017-07-31 ~ 2019-12-31
당해연도 연구기간 2019-01-01 ~ 2019-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
3차년도 1,809,000,000 60,500,000 544,500,000 605,000,000 2,414,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 ○ 도시는 공간적으로는 3차원으로 존재하며, 도시의 새로운 기능과 서비스가 입체적으로 진화
- 과거 도시는 교통체증·전력난 등의 문제가 발생할 경우에 도로 확충이나 발전소 건설 등 물리적 방식을 통해 문제를 해결해야 했으나, 미래 지능사회는 도시 시설물에 설치된 센서·CCTV 등에서 생성된 데이터를 네트워크 인프라를 기반으로 공유하고 수집하여 이를 활용한 분석이나 소프트웨어 기반의 시뮬레이션으로 문제 해결
- 하나의 공간이 여러 기능을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 새로운 기능을 추가하거나 기존 기능을 변경하는 데 유연한 조정(Control)이 가능해야 하므로 3차원 입체 격자 개념이 필요
○ 3차원 입체 격자 개념은 영상 가시화, 게임 등 다양한 분야에서 이미 적용되고 활용되고 있으나, 실 좌표체계 기반의 복잡한 연산 및 대용량 정보처리의 한계 등으로 공간정보 분야에서의 활용은 국제적으로도 초기 개념 정립 단계에 있음
- 3차원 입체 격자 체계는 자율자동차, 드론, 실감형 VR 서비스 등 3차원 공간정보를 기본 인프라로 활용하는 미래 유망 분야에 지원 가능
- 또한 3차원 격자 체계는 지상, 지하, 공중, 해양 등 모든 공간을 3차원으로 통합?관리할 수 있음으로써 다양한 분야와 더 넓은 범위에서 활용될 것으로 기대됨
- 예를 들어, 지상에서는 지형정보, 건물정보, 지하에서는 상하수도, 통신 전력 등의 지하시설물 정보, 해양에서는 해수온도, 염분농도, 조류 등의 바닷물 정보, 공중에서는 온도, 바람, 습도, 미세먼지 등의 기상정보를 3차원 입체 격자에 담아 분석, 시설물 관리, 재난사고의 대응 등에 활용 가능
○ 날로 고층화, 지하화, 복합화 되고 있는 도시생활환경에서의 재난재해, 환경, 시설관리, 미래교통체계 분야 등 여러 다양한 문제들의 해결에 필요한 3차원 입체 격차 체계에서의 고부가 정보를 생성, 융합, 활용하기 위한 국가 공통의 3차원 입체 격자 체계에 대한 학술적 기반 마련 및 기술적 실현방안 개발이 필요
- 여러 격자정보들이 통일된 체계를 갖추지 못하고, 활용을 위한 추가 공정이 요구됨에 따라 수시로 신규 제작하는 현상이 발생되고 있어 이를 해결하기 위해 국가차원의 통합된 기준의 격자체계를 설정하고 공간정보의 공통적인 융복합 환경을 토대로 활용성 향상이 요구됨
- 우리나라는 현재 각 기관별 업무활용을 위해 각자의 격자체계에 따라 자료가 구축되어 있어 상호 연계가 되지 않고, 자료 활용 및 접근성의 한계 등의 문제점이 발생
- 이에 따라, 3차원 입체 격자 체계 기반 기술은 사용자 및 생산자, 관리자 등이 쉽게 데이터에 접근할 수 있도록 활용성과 상호 운용성을 확보해야 하며, 격자체계 기반에서 활용되는 데이터를 통해 신뢰성 있는 서비스를 제공할 수 있어야 함
최종목표 ○ 미래 지능사회 지원을 위한 새로운 패러다임의 3차원 입체 격자 체계 기반 국토공간 통합관리 원천기술 개발
- 본 연구개발 과제는 3차원 입체 격자 체계에 대한 정의와 3차원 격자 데이터 모델 및 표준화, 가시화 방안 마련, 활용 서비스를 도출하는 등 기초적인 기술적 개념을 구체화하고, 3차원 격자 체계의 실현/활용 가능성, 타당성을 검증하는 TRL(Technology Readiness Level : 기술성숙도) 2 단계에서 시작함
- TRL 2 단계는 형성된 기술개념과 응용 단계로써 기초적 원리는 정립되어 시도 되고 있으나 구체화되지 않은 단계를 의미하며, 3차원 입체 격자 체계 기반 통합 운영 및 서비스 실증을 수행하기 위한 기술 개념정립 단계임
- 최종적으로 3차원 입체 격자 체계 기반 국토공간 통합관리 원천기술 개발(실증 서비스 포함)을 목표로 하는 과제로서 3차원 격자 체계의 통합운영 및 실증 서비스의 기술 검증을 위한 핵심기술을 개발하는 유사환경에서의 기술시범 단계인 TRL 6 단계에 해당됨
연구내용 및 범위 ○ 미래 스마트사회 지원을 위한 3차원 입체 격자 체계 기반 연구
- 3차원 입체 격자 체계 관련 현황 및 요구사항 분석
- 3차원 입체 격자 체계 구축 타당성 검증
- 국토 통합관리 실증서비스 도출
- 3차원 입체 격자의 스마트 모빌리티 기술 적용성 분석 및 서비스 도출
- 국토 통합관리 실증서비스 설계
- 스마트 모빌리티 실증 서비스 기능 도출 및 알고리즘 개발


○ 미래 스마트사회 지원을 위한 3차원 입체 격자 체계 핵심기술 개발
- 3차원 입체 격자 기본데이터 연계 대상/ 방안 도출
- 실증 서비스 데이터 연계 방안 도출
- 3차원 입체 격자 체계 정의, 데이터 모델 및 표준화 방안 수립
- 3차원 입체 격자의 저장구조(공간/비공간) 연구
- 수요처 및 활용 목적별 가시화 방안 수립
- 오프라인 데이터 연계 기술 개발
- 갱신 가능 DB변환 기술 개발
- 3차원 입체 격자 체계 구현 및 갱신 기술 개발
- 수요처 및 활용 목적 별 3차원 입체 격자 가시화 기술 개발
- 기존(객체기반) 공간정보와 3차원 입체 격자 자동 연동(연계)기능 개발(실시간 동적 정보 포함)
- 실시간 DB변환기술 개발
- 공간격자 Auto Scaling 기술 개발
- 3차원 입체 격자(3D Raster) 분석기능 개발
- 공간격자 위치/속성정보 검색 기술 개발


○ 3차원 입체 격자 통합 운영 지원 기술 개발 및 실증 서비스
- 3차원 입체 격자 핵심 기술 검증을 위한 통합 운영기술 개발
- 국토 통합관리 실증서비스 개발
- 스마트 모빌리티 실증 서비스 모듈 설계 및 개발
- 3차원 입체 격자 체계 실용화를 위한 제도개선 방안 수립
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
3차년도 ○ (안양대학교) 3차원 입체 격자 체계 관련 현황 및 요구사항 분석 / 3차원 입체 격자 체계 구축 타당성 검증 / 국토 통합관리 실증서비스 도출
○ (한국건설기술연구원) 스마트모빌리티 기술동향 분석 / 스마트 모빌리티 실증 서비스 및 데이터 연계대상 도출
○ (웨이버스) 3차원 입체 격자 기본데이터 연계대상 도출 및 실증 서비스 데이터 연계 방안 도출
○ (씨엠월드) 3차원 입체 격자 체계 정의, 데이터 모델 및 표준화 방안 수립 / 3차원 입체 격자의 저장구조(공간/비공간) 연구 / 수요처 및 활용 목적별 가시화 방안 수립
○ (안양대학교)
- 3차원 입체 격자 체계 관련 현황 및 요구사항 분석
· 2차원, 3차원 격자 체계 기반의 국내외 현황(정책, 제도, 사회, 기술, 사례 등)조사 및 분석
· 3차원 입체 격자 체계 관련 사용자 요구사항 분석, 국토통합관리 서비스 정의 및 범위 설정
- 3차원 입체 격자 체계 구축 타당성 검증
· 3차원 공간정보 활용(범위, 유형, 프로세스 등) 현황조사, 3차원 입체 격자 체계 수요조사?분석, 3차원 입체 격자 체계 구축 타당성 검토
- 국토 통합관리 실증서비스 도출
· 국토 통합관리 실증서비스 설계(개념, 시나리오 등) 및 3차원 입체 격자 체계 기반 국토 통합관리 실증서비스(안) 도출
· 국토관리 서비스 구성을 위한 데이터 연계범위 및 기준설정과 서비스 실증을 위한 데이터(종류, 속성 등) 도출

○ (한국건설기술연구원)
- 스마트모빌리티 기술동향 분석
· 자율주행차 및 유/무인 비행체 지원 서비스/기술 현황분석 및 수요조사
- 스마트 모빌리티 실증 서비스 및 데이터 연계대상 도출
· 스마트 모빌리티 구현을 위한 실증 서비스 목록 정립 및 서비스에 대한 3차원 입체 격자 체계 도입 타당성 검증
· 서비스 요구사항 도출 및 구현 가능성 분석, 실증 서비스 선정 및 서비스 시나리오 개발

○ (웨이버스)
- 3차원 입체 격자 기본데이터 연계 대상/방안 도출
· 개방형 데이터 현황을 분석하여 격자기본데이터 대상 도출 및 분류
· 격자 서비스 활용사례를 조사하여 기존 격자서비스와의 시사점 도출 및 연계방안 도출
· 격자 기반 데이터모델 표준을 분석하여 연계를 위한 기초데이터로 활용
· 격자 기본데이터별·분류별 연계방안 도출
- 실증 서비스 데이터 연계 방안 도출
· 실증 서비스를 위한 데이터목록 및 신규 데이터 정의
· 실증 서비스별 특성 및 제약요소를 분석하여 데이터 연계방안 도출

○ (씨엠월드)
- 3차원 입체 격자 체계 정의, 데이터 모델 및 표준화 방안 수립
· 3차원 입체 격자 체계를 정의하고 3차원 입체 격자 데이터 모델의 표준화 방안 수립
- 3차원 입체 격자의 저장구조(공간/비공간) 연구
· 3차원 공간에서의 다양한 정보를 저장하기 위한 파일 구조 연구
· 3차원 공간에서의 목적별 신속한 탐색과 정보 처리를 위한 격자 관리 방안 도출
- 수요처 및 활용 목적별 가시화 방안 수립
· 활용 서비스 가시화 방안을 통해 다중(지상, 지하, 상공, 해저, 실내, 기타) 공간정보의 가시화 방안 수립
· 3차원 입체 격자 체계를 이용한 주제별 가시화 방안 수립

연구성과 기술적 기대성과 ○ 본 컨소시엄에서 개발한 기술은 타 부처 및 분야의 데이터를 연계할 수 있는 정보융합 기반 기술로 활용가능
- 국내의 다중 공간정보 활용기관과 국외 동향의 다양한 격자모델은 2차원에 초점이 맞추어져 있으므로, 입체 격자 모델에 대한 데이터 및 서비스 개발은 해외시장 선점에 기여
- 세계 최초로 도입되는 기술 기반의 서비스를 제시함으로써, 2차원 격자 체계를 기반으로 하는 서비스의 변화가 기대됨
- 3차원 입체격자 기반의 정보제공 서비스 기술을 개발함으로써 미래 교통수단(자율주행차, 유무인 비행체 등)의 안전운행을 위한 효율적인 정보제공과 신속한 의사결정 지원이 가능

○ 기구축된 공간정보에 대한 입체격자 변환 기술을 활용하면, 신규 데이터의 구축 없이도 기존 데이터를 확대·재생산할 수 있으며, 기존 데이터 모델과 다른 새로운 데이터 분석 및 해석이 가능
- 웹 표준 기술 기반 3D 가시화 기술 고도화를 통해 공중, 지상, 지하공간이 연계된 공간정보 통합 관리가 가능해짐
- 3D GIS분야에서 외산 SW에 의존하고 있는 지리정보 분석기술의 국산화 및 고도화
- 국내 기관별로 상이한 형태로 구축되는 지리정보간의 호환과 가시화 서비스를 통한 상호 호환 기술을 마련하고, 데이터베이스 통합 및 융합기술 개발을 통한 DB 구축, 관리 기술 향상

○ 국토 전반에 대한 3차원 공간정보 통합을 통해 국토, 방재, 환경, 자원, 국방 등 다양한 분야에서 활용모델 제시 기대
사회 경제적 파급효과 ○ 3차원 입체 격자를 활용하여 타부처 및 다양한 분야의 정보를 융합한 공간정보 활용
- 향후 우리나라의 자율주행차량 및 공공 임무형 무인항공기 활용에 필요한 기반기술을 제공함으로써 관련분야 산업의 활성화 기대
- 연속적이고 복잡한 현실의 현상데이터를 입체 격자 데이터로 단순화하여, 복잡한 계산모델 및 비용이 소모되는 공간처리 및 분석에 대한 접근성을 높이고 비용을 절감

○ 새로운 기술과 모델인 입체 격자에 대한 수요가 증대됨에 따라 입체 격자 데이터 분석가, 입체 격자 DB 아키텍트 등 새로운 전문가가 대두될 것으로 기대
- 3차원 입체 격자를 활용하는 새로운 산업군 형성 및 공간정보 관리, 활용측면에서 새로운 응용분야 발굴로 인한 창업, 고용창출 효과 기대
- UN-GGIM 등에서는 격자모델 기반의 통계조사에 대한 관심이 증대됨에 따라 국제사회에서 입체 격자 전문가의 수요가 증대될 것으로 기대

○ 공간정보 오픈플랫폼(브이월드) 등과의 연계 등 타 정보와의 융합/분석 서비스를 통하여 다양한 신 시장 창출 및 일자리 창출 기대

○ 3차원 입체 격자 체계를 통한 다양한 분야의 입체적이고 다각도의 국토통합 관리가 가능해지고, 이를 바탕으로 효율적인 사회적 요구와 문제 해결효과 기대
- 인공지능을 지원하는 정보제공 서비스를 통해 신기술 적용에서의 안전 문제의 불안 해소 기대
- 풍수해?산불 등 재난 발생 시 신속한 조사가 가능하여 이에 따른 응급복구 신속성 향상 및 인명재산 보호 기대

○ 드론의 등장 등으로 인한 3차원 기술의 발전과 미세먼지 등 환경 변화로 인해 2D기반의 플랫폼으로는 한계가 있는 다양한 문제를 단순한 구조의 입체 격자 데이터를 기반으로 접근함으로써 사회문제 해결에 기여

○ 행정정보의 80%이상은 위치·공간정보로 구성되므로, 입체격자를 공공 서비스 분야에 활용하면 다양한 의사결정 지원하는 모델 수립이 가능
활용방안 가. 활용방안
○ 본 연구 성과물은 미래 지능사회 지원을 위한 새로운 패러다임인 3차원 입체 격자 체계를 국가공간정보통합체계, 다중 공간정보 활용기관 등에서 기반정보로 활용할 수 있도록 추진
○ 미래 교통수단(자율주행차, 유무인 비행체 등) 용 3차원 공간상의 상황인지를 지원하기 위해 3차원 입체 격자 체계를 기반으로 요구정보를 제공함으로써 이동체 탑재 센서 기반의 상황인지 기술을 보완 가능
○ 다양한 통계모형 중 3차원 분석 및 처리가 필요한 환경, 기술 분야 등의 실증서비스 데이터 연계·생성 방안을 제시하여 실제 활용할 수 있는 입체격자 서비스를 위한 데이터 환경을 제공하고, 관련 부처의 활용을 독려
○ 다양한 분야에서 공간정보의 구축과 3차원 정보 서비스가 수행되고 있으며 기술(서비스) 연계를 통한 활용 방안 모색
나. 타 기술(시스템) 연계활용 방안
○ 각자 서비스에서 활용할 수 있도록 구축된 타 부처(환경부, 기상청, 행정자치부)의 격자 체계를 3차원 입체 격자 체계 기반으로 연계 활용 가능
○ 본 연구를 통해 확보된 기술을 토대로 현재 수행중인 다부처 사업(저고도 무인비행장치 교통관리 감시 기술 개발 및 실증시험) 결과물과의 연계를 추진하여 미래 유무인 비행체 교통체계 수립의 핵심 기반기술로 활용 가능
○ 기존 객체기반 공간정보의 입체격자 연동 알고리즘을 제공하여 활용가능한 모든 공간정보의 입체격자 변환에 활용
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 3차원 격자체계 3차원 가시화 3차원 공간분석 입체 공간정보 국토 통합관리
영문 3D grid system 3D spatial visualization 3D spatial analysis 3D spatial information Integrated land management
최종보고서
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최종보고서 (제출)01. 최종보고서_3차원_200311.pdf   다운로드
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