3D GIS를 이용한 도시경관 시뮬레이션시스템에 관한 연구 = (A) Study on the Urban Landscape Simulation System Using the 3D GIS

국문 초록 (Abstract)

최근 정보기술 및 컴퓨터의 발달로 인해 정보의 시각화·급격화가 이루어지고 있다. Web 3D 기술의 발달과 인터넷에서의 가상현실 구현에 관한 기술개발로 인하여 웹에서 3차원으로 정보를 제공하려는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 모든 지리정보를 영상화, 3차원화 하는 추세이다. 시각성에 주목하는 현대인들에게 2차원 평면정보는 현대의 복잡한 도시행정의 효율적 구현에 많은 한계를 가지고 있다. 이에 본 연구는 도시경관 현황을 분석하고, 신규 도시개발사업에 따른 도시경관을 예측·분석함에 있어서 Web 3D GIS기술을 이용하여 도시경관 계획 수립시 정책집행의 오차를 줄이고 객관적이고 시각적인 자료제시와 함께 주민의견을 수렴할 수 있는 시스템에 관한 연구를 수행한 것이다.
본 연구의 시스템 구현을 위해서 수치지형도를 이용하여 베이스 맵을 구축하고, 인터넷 환경에서 구동되는 3차원 시각화 모델을 위한 표준언어인 VRML을 사용하였으며, 사용자 중심의 인터페이스구성과 VRML 기능을 보다 확장할 수 있는 EAI 방식을 적용하여 도시경관 DB와 연동함으로써, 건물정보 및 도시경관을 실세계와 동일한 3차원 가상현실 세계에서 제공하고 시뮬레이션 및 네비게이션이 가능하게 하였다.
이를 통하여, 본 연구에서는 우수한 경관자원을 지니고 있으며, 각종 개발사업이 추진되고 있는 상무신도심을 경관시뮬레이션시스템의 사례지역으로 선정하였다.
도시경관 시뮬레이션에 필요한 요건 중의 하나인 현실감에 기인하여, 경관을 시각적으로 단순화시키지 않고 계획안을 사실적으로 표현하기 위해서 건물 텍스처링을 실시하여 실감나는 건물의 외형을 구축하는데 초점을 맞추었다.
본 시스템의 내용 및 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다.
첫째, 3차원 웹 표준 언어 규약인 VRML과 그 기능을 확장시킬 수 있는 EAI 방식을 이용하여 사용자 중심의 3차원 도시경관 시뮬레이션 시스템을 구축함으로써 VRML 브라우저를 이용하는 사용자는 장소에 구애받지 않고 접속하여 현실감 있는 도시경관과 건물정보를 제공받을 수 있게 하였다.
둘째, 파노라마, 시뮬레이션, 네비게이션 등 도시경관을 좀더 현실적으로 시각화할 수 있는 Web 3D 기술을 본 시스템에 적용하여 다양한 경관분석과 3차원 가상경로 진행을 가능하게 함으로써 사용자의 의사결정에 중요한 정보를 제공 할 수 있도록 하였다.
셋째, VRML과 데이터베이스의 연동을 통해 3차원 Viewer상에서 건물의 직접 클릭으로 공간객체들의 속성정보를 제공받을 수 있도록 하였으며, 다이얼로그 박스에서 다양한 검색기능을 수행하는 사용자 중심의 인터페이스를 구축함으로써 일반사용자들이 용이하게 위치정보와 속성정보를 제공받도록 하였다.
넷째, 기존의 인터넷 GIS는 단순한 2차원 맵핑(Mapping) 위주의 연구로 진행되고 있지만 본 논문에서는 현실세계의 도시경관을 인터넷상에서 3차원으로 건물을 조작하고 분석이 가능하도록 설계함으로써 누구나 쉽게 접근하여 현실적인 도시경관 시뮬레이션시스템을 활용할 수 있도록 하였다.
마지막으로, 향후 과제로써 도시경관은 모든 도시민들에 해당되는 공공적인 성격을 지니고 있으므로 시청이나 구청 등의 지자체 차원의 경관관리가 필요하며, 경관관리를 위한 데이터베이스 구축과 실제 GIS 적용에 따르는 많은 제약 및 문제점에 대하여 지속적인 연구와 노력에 의해 보완된다면 인터넷을 통하여 복잡한 도시경관을 더욱 다양한 분석기법을 통해 현실감 있는 시뮬레이션이 가능하리라고 기대한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Information can be visualized as information technology and computers have recently made dramatic improvements. Thanks to the brisk efforts of providing information in 3D on the web with the technological developments of Web 3D and virtual reality inplementation in the Internet, there has been the trend to present geographic information in images and 3D. In this study, the Web 3D GIS technique was adopted in analyzing the current state of urban landscape and examining and predicting the urban landscape affected by new urban development businesses. As a result, it was expected that the study would be able to help the government agencies to reduce their errors in making urban landscape plans and policies and implementing them, to provide objective and visual data, and to come up with a system that could be used to reflect the residents opinions in plans and policies.
In realizing the system, a base map was made by using a digital map, and Virtual Reality Modeling Language(VRML), the standard language for the 3D visualization model working in the Internet, was adopted. The Erternal Authoring Interface(EAI) method was applied which could expand the user-oriented interface composition and VRML function and networked with the DB of urban landscape. Thus building information and urban landscape could be presented in the virtual reality of 3D, which was identical to reality, and the access to simulations and navigations was given.
The features of the system and the results were summarized as follows:
First, diverse landscape analyses and 3D virtual path passage were made possible by applying those Web 3D technologies that could visualize urban landscape in a more realistic way such as panorama, simulation and navigation to the system. The user could be provided with the important information for his decision making.
Second, the user was provided with the attribute information of spatial objects by clicking the concerning building on the 3D viewer based on the networked VRML and the database. He could also have an easy access to geographic information and attribute information through the user-oriented interface, which presented various search functions in the dialogue box.
Urban landscape belongs to every citizen and thus is public, which means that the city hall or a district office should take care of it in the level of the local government. In addition, ongoing research and the related efforts should be made on the imitations and problems occurring in establishing database and applying GIS. With the complementary measures taken, more realistic simulations for complex urban landscape will be possib1e through more diverse analysis methods in the Internet.

목차 (Table of Contents)

• (국문초록) = vi
• 1. 서론 = 1
• 가. 연구의 배경 및 목적 = 1
• 나. 연구의 내용 및 방법 = 3
• 다. 연구의 범위 = 5
• 1) 내용적 범위 = 5
• 2) 공간적 범위 = 6
• 2. 도시경관 시뮬레이션시스템에 관한 문헌적 고찰 = 7
• 가. 도시경관의 이론적 고찰 = 7
• 1) 도시경관의 개념 = 7
• 2) 도시경관의 형성과정과 구성요소 = 9
• 3) 도시경관 관련 법률 = 11
• 나. 도시경관 시뮬레이션의 이론적 고찰 = 15
• 1) 경관 시뮬레이션의 개요 = 15
• 2) 도시경관 시뮬레이션의 기법의 특성과 유형 = 17
• 3) 도시경관 시뮬레이션시스템에 GIS 도입의 필요성 = 19
• 다. 3차원 GIS 기반의 도시경관 시뮬레이션시스템 = 20
• 1) 3차원 GIS의 활용사례 및 연구 = 20
• 2) 시스템 응용을 위한 관련 기술 = 22
• 3) 도시경관 시뮬레이션시스템에 3차원 GIS 도입의 효과 = 28
• 3. 도시경관 시뮬레이션시스템 설계 = 30
• 가. 시스템 설계 방안 = 30
• 1) 시스템의 개요 = 30
• 2) 시스템의 구조 = 32
• 나. 데이터베이스 설계 = 33
• 1) 데이터베이스 설계흐름 = 34
• 2) 데이터베이스 구축방법 = 36
• 3) 레이어 설계 = 37
• 4) 속성자료 설계 = 38
• 다. 시스템 및 사용자 인터페이스 설계 = 40
• 1) 화면 설계 = 40
• 2) 기능 설계 = 41
• 4. 시스템 구현 및 평가 = 43
• 가. 사례지역 선정 = 43
• 나. 시스템 구현 = 45
• 다. 시스템 평가 = 53
• 5. 결론 및 향후과제 = 55
• 참고문헌 = 57
• Abstract = 60