공간정보에 기반한 도로 데이터 자동생성 방법

주인학,최경호,유재준,황태현,이종훈,Joo, In-Hak,Choi, Kyoung-Ho,Yoo, Jae-Jun,Hwang, Tae-Hyun,Lee, Jong-Hun 한국공간정보학회 2002 개방형지리정보시스템학회 논문지 = Journal of the Korea Open Geogr Vol.4 No.2

효율적인 도로정보의 구축은 GIS에서 가장 중요한 주제이다. 본 논문에서는 도로정보를 자동으로 생성, 구축하기 위하여 모바일 매핑 기술과 영상인식 기술을 결합한 방법을 제안하였다. 모바일 매핑 시스템은 CCD 카메라, GPS, INS를 장착한 차량의 형태를 가지며, 취득한 영상에 나타난 공간객체의 좌표를 사진측량기법을 이용하여 계산한다. 모바일 매핑 시스템에 의한 공간객체 좌표추출과 데이터 구축은 자동화되지 않아 시간이 많이 드는 단점이 있다. 도로의 자동 인식은 영상인식 분야에서도 자동주행차량에 대한 연구의 형태로 진행되어 왔다. 그러나 영상인식에 기반한 방법들은 도로 차선에 적용할 경우 차선의 끊김 차량에 의한 가려짐 좋지 않은 날씨와 조명 등 실제의 도로나 도로변의 다양한 예외상황 때문에 원하는 결과를 얻기 힘든 경우가 많다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 본 논문에서는 모바일 매핑 시스템으로부터 획득된 GPS/INS 데이터 및 영상인식 기술을 모두 이용한 자동 도로데이터 생성방법을 제안하였다. 영상에 나타난 도로 차선의 3차원좌표로부터 영상에서 객체가 나타날 위치를 추정하기 위한 방법을 고안하였으며, 이러한 방법은 도로 차선을 찾기 위한 복잡한 영상처리 과정을 대폭 줄일 수 있다. 예외상황 때문에 도로차선을 추출하지 못한 경우에는 스플라인 인터폴레이션에 의하여 값을 얻는다. 인터폴레이션은 교차로나 급격한 변화 지점에 따라 구분된 도로 구간 단위로 이루어진다. 본 논문에서는 제안된 객체좌표 추정방법과 인터폴레이션 기법에 대한 실험 및 결과를 제시하였다. VEfficient generation of road data is one of the most important issues in GIS (Geographic Information System). In this paper, we propose a hybrid approach for automatic generation of road data by combining mobile mapping and image processing techniques. Mobile mapping systems have a form of vehicle equipped with CCD camera, GPS, and INS. They can calculate absolute position of objects that appear in acquired image by photogrammetry, but it is labor-intensive and time-consuming. Automatic road detection methods have been studied also by image processing technology. However, the methods are likely to fail because of obstacles and exceptive conditions in the real world. To overcome the problems, we suggest a hybrid method for automatic road generation, by exploiting both GPS/INS data acquired by mobile mapping system and image processing algorithms. We design an estimator to estimate 3-D coordinates of road line and corresponding location in an image. The estimation process reduces complicated image processing operations that find road line. The missing coordinates of road line due to failure of estimation are obtained by cubic spline interpolation. The interpolation is done piecewise, separated by rapid change such as road intersection. We present experimental results of the suggested estimation and interpolation methods with image sequences acquired by mobile mapping system, and show that the methods are effective in generation of road data.

4S 핵심 컴포넌트 기반의 재난재해 시스템 설계

주인학,이승용,오병우,김민수,Joo, In-Hak,Lee, Seung-Yong,Oh, Byoung-Woo,Kim, Min-Soo 한국공간정보학회 2001 개방형지리정보시스템학회 논문지 = Journal of the Korea Open Geogr Vol.3 No.1

최근 공간정보를 다루는 GIS, SIIS, GNSS, ITS 네 개의 시스템에 대한 통합연계 기술인 4S 기술이 각광받고 있다. 본 논문에서는 4S 기술에 컴포넌트 기반의 접근방법을 적용하여 4S 핵심 컴포넌트를 중심으로 4S 시스템을 설계하였다. 4S 기술의 실제 응용분야는 매우 많으며 특히 본 논문에서는 4S 기술을 화재, 홍수, 태풍 등의 재난재해 분야에 적용하고 시스템을 설계하였다. 재난재해 업무는 대용량의 지도 데이터를 다루는 특성상 컴포넌트 기반의 4S 시스템을 적응할 경우 매우 큰 파급효과를 가져올 것이다. 재난재해 업무간 공통된 기능은 수행성능을 위하여 공간데이터를 처리하는 핵심기술과 함께 4S 핵심 컴포넌트에 포함되어 개발되며, 분야별 응용시스템에 따라 다른 기능은 별도의 업무 컴포넌트로 개발하였다. 본 논문에서는 또한 재난재해 시스템에서 매우 중요한 실시간 현장정보의 획득과 전송을 위하여 4S-Van 이라는 차량을 이용하여 현장과 중앙관제센터간에 실시간으로 위치정보와 영상정보 등을 전송하는 방법 및 전송된 정보를 중앙관제센터에서 공간데이타와 연동 분석하는 방안을 제시하였으며, 중앙관제센터에서 4S-Van 으로 정보수집에 대한 요구를 역으로 전송하여 원하는 정보를 얻을 수 있는 방법도 제시하였다. 이러한 실시간 정보전송은 신속하고 정확한 상황파악, 의사결정, 지령관제 등을 가능하게 하여 재난재해 분야에 획기적인 업무효율 향상을 가져올 것으로 기대된다. The 4S represents four systems that are commonly related to spatial information: GIS, GNSS, SIIS, ITS. The 4S technology that integrates the four systems gets more and more interests recently. In this paper, we adopt component paradigm to 4S system, apply it to the disaster control field, and design a system based on component architecture. There are many application areas to which the 4S technology can be applied. but the disaster control system is one of the most typical fields. We apply 4S technology to the disaster control fields, including fire, flood, and typhoon. Because of the characteristics of disaster control system that handles large-volume map data, component-based 4S system will take considerable effects on the improvement of disaster control works. The core functions that are common to all disaster control fields are included in 4S kernel component because of the consideration of time performance. Remaining non-common functions are implemented as separate components named as work-specific components. In our suggested system, a vehicle named as 4S-Van collects real-time information on the spot of disaster and sends image and location information to control center via wireless transmission. The control center analyzes the information together with its own spatial database or map, which was not possible in the conventional disaster control works. The control center can get desired information by sending a request of re-transmission to 4S-Van. Such method of real-time transmission supported by on-the-spot information makes the current situation judgment, decision making, and order issuance more exact, effective, and timely. The suggested system and method are expected to bring remarkable improvement on disaster control works.

Hadoop에서 SQL 기반 질의언어를 지원하는 공간 빅데이터 질의처리 시스템

주인학(In-Hak Joo) 한국정보전자통신기술학회 2017 한국정보전자통신기술학회논문지 Vol.10 No.1

본 논문에서는 Hadoop에 공간 데이터를 저장하고 SQL 기반 질의언어에 의하여 공간 데이터를 질의할 수 있는 공간 빅데이터 질의처리 시스템을 제시한다. 제안한 시스템은 대용량의 공간 빅데이터를 HDFS 기반의 저장 시스템에 저장하고 공간 데이터 처리기능이 추가확장된 SQL 기반 질의언어로 질의를 할 수 있도록 지원하며 OGC 심플 피처모델 기반의 공간 데이터 표준 데이터타입과 함수를 지원한다. 본 논문에서는 질의언어 파싱, 질의언어 검증, 질의계획생성, 저장시스템 연동 등 질의처리의 주요 기능 개발을 제시하였다. 제안한 시스템의 성능을 기존 시스템과 비교하였으며, 실험에서는 Hadoop에 저장된 공간 데이터에 대한 영역질의의 질의실행시간에 있어서 비교 시스템 대비 약 58%의 성능향상을 나타냄을 보였다. In this paper we present a spatial big data query processing system that can store spatial data in Hadoop and query the data with SQL-based query language. The system stores large-scale spatial data in HDFS-based storage system, and supports spatial queries expressed in SQL-based query language extended for spatial data processing. It supports standard spatial data types and functions defined in OGC simple feature model in the query language. This paper presents the development of core functions of the system including query language parsing, query validation, query planning, and connection with storage system. We compares the performance of the suggested system with an existing system, and our experiments show that the system shows about 58% performance improvement of query execution time over the existing system when executing region query for spatial data stored in Hadoop.

대표점 필터를 이용한 공간조인 처리

주인학(In-Hak Joo),고명철(Myeong-Cheol Ko),최윤철(Yoon-Chul Choy),고견(Kyun Koh) 한국정보과학회 2000 정보과학회논문지 : 데이타베이스 Vol.27 No.4

Spatial join is one of the most important operations in Geographic Information Systems (GIS). To improve the efficiency of the spatial join, this paper suggests Representative Point (RP) filter which is a point-based approximation. It is consisted of points selected from the vertex set of an object. By using the points as an approximation, we can reduce the number of candidates in filter step of spatial join processing. Consequently, RP filter can improve the performance of the spatial join. We suggest several kinds of RP filter and compare their performances. RP filter has less cost in creation and maintenance and higher filter ratio than established progressive approximations, resulting in more efficient processing of spatial join. Unlike the progressive approximations, it is applicable to spatial joins between arc object set and polygon object set as well as between two polygon object sets, because it is defined for both arc and polygon objects. 공간조인은 지리정보시스템에서 가장 중요한 연산 중의 하나이다. 본 논문에서는 공간조인 처리를 위하여 여과-정제 방법을 사용할 때 여과단계에서의 효과를 높이기 위하여 점 기반 approximation 인 Representative Point (RP) 필터를 제안하였다. RP 필터는 실객체에서 선택된 몇 개의 점들로 구성된다. 이 점들을 객체의 근사치로 사용함으로써 공간조인의 여과단계에서 후보객체의 수를 줄이며 , 따라서 공간조인의 수행 성능을 높일 수 있다. 또한 RP 필터의 여러 종류들을 제안하였으며 그 종류들의 성질과 성능을 비교분석하였다. RP필터는 공간조인을 위한 기존의 approximation들에 비하여 생성 및 유지 비용이 매우 적으며 더 높은 필터율을 가진다. 또한 RP 필터는 기존의 approximation들과 달리 선객체에 대하여도 정의될 수 있기 때문에, 다각형 객체끼리의 공간조인 뿐만 아니라 다각형 객체와 선 객체간의 공간조인에도 적용할 수 있다.

4S 핵심 컴포넌트 기반의 재난재해 시스템 설계

주인학(In Hak Joo),이승용(Seung Yong Lee),오병우(Byoung Woo Oh),김민수(Min Soo Kim) 대한공간정보학회 2001 한국공간정보시스템학회 논문지 Vol.3 No.1

The 4S represents four systems that are commonly related to spatial information: GIS, GNSS, SIIS, ITS. The 4S technology that integrates the four systems gets more and more interests recently. In this paper, we adopt component paradigm to 4S system, apply it to the disaster control field, and design a system based on component architecture. There are many application areas to which the 4S technology can be applied, but the disaster control system is one of the most typical fields. We apply 4S technology to the disaster control fields, including fire, flood, and typhoon. Because of the characteristics of disaster control system that handles large-volume map data, component-based 4S system will take considerable effects on the improvement of disaster control works. The core functions that are common to all disaster control fields are included in 4S kernel component because of the consideration of time performance. Remaining non-common functions are implemented as separate components named as work-specific components. In our suggested system, a vehicle named as 4S-Van collects real-time information on the spot of disaster and sends image and location information to control center via wireless transmission. The control center analyzes the information together with its own spatial database or map, which was not possible in the conventional disaster control works. The control center can get desired information by sending a request of re-transmission to 4S-Van. Such method of real-time transmission supported by on-the-spot information makes the current situation judgment, decision making, and order issuance more exact, effective, and timely. The suggested system and method are expected to bring remarkable improvement on disaster control works.

MMP 다중필터를 이용한 효율적인 공간질의처리 방법

강신봉(Shin-Bong Kang),주인학(In-Hak Joo),최윤철(Yoon-Chul Choy) 한국정보과학회 1997 정보과학회논문지(B) Vol.24 No.5

방대한 데이타를 다루는 공간질의 처리에서는 필요한 데이타를 신속히 접근하기 위하여 대상객체 중에서 후보객체를 찾아내는 여과단계와 후보객체들 중에서 최종 질의를 만족하는 객체들을 찾아내는 정제단계로 나누어 처리하는 2단계 질의처리방법이 연구되었다. 이때 정제단계의 비용이 훨씬 크기 때문에 여과단계에서 많은 객체들을 여과하고 최소한의 후보객체들을 찾아내는 것이 중요하다. 본 논문에서는 여과단계에서의 여과율을 높이기 위하여 MMP 필터와 이를 R+ 트리에 내장한 다중필터방법을 제안하였는데 다중필터방법은 여과단계에서 MBR (Minimum Bounding Rectangle)과 MMP 필터를 동시에 적용함으로써 여과효과를 극대화한다. 제안된 MMP 필터는 기존에 연구된 기하적 필터들에 비하여 여과율은 높으면서 생성과 관리비용이 적게 소요되며 기존의 다단계 여과방법에서 적용할 수 없었던 상수도, 가스, 도로망 등의 선객체에도 효과적으로 적용할 수 있다. In spatial query processing, it is inevitable to access enormous amount of data, which is very expensive and time-consuming. To make query processing more efficient, a 2-step-processing method has been studied. The first step, or the filter step, finds candidate objects which may possibly satisfy the given query. The second step, or the refinement step, finds the objects actually satisfying the given query out of the candidate objects. It has been reported that cost is much higher in the refinement step than in the filter step Therefore, the more objects are filtered out in the filter-step, the less objects are processed in the refinement step, resulting in more efficient query processing. This paper suggests, for the purpose of improving filtering efficiency, MMP filters and multi-filters embedded in the R+ tree. The multi-filter method maximizes filtering efficiency by applying MBR and MMP filters together. MMP filters have more improved filter ratios and require less cost in creation and maintenance than established geometric filters Also they can be applied to various arc objects, such as water supplies, gas mains, road maps, and so on, which is impossible in other geometric filters.

객체지향 패러다임에 기반한 사용자 관점지원 공간질의모델

고명철(Myeong Cheol Ko),오현석(Hyun Seuk Oh),주인학(In Hak Joo),최윤철(Yoon Chul Choy) 한국정보과학회 2000 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.6 No.1

GIS에서 공간분석은 최종 사용자의 의사결정을 돕는 중요한 수단을 제공한다. 따라서, 분석을 위해 사용되는 질의모델은 질의의 구문구성에 있어서 개념적으로 사용자의 관점을 지원할 수 있어야 한다. 기존의 연구는 기본적으로 속성연산을 위해 만들어진 질의모델의 구문구조에 공간연산을 위한 연산자들을 추가하여 기능적으로 확장하는 접근방식을 취하였다. 그러나, 연산의 성질상 속성연산과는 다른 공간연산이 가지는 특징으로 인해 구문구조가 자연스럽지 못하고 비일관적이며 따라서, 분석의 사용자관점을 지원하지 못하는 문제들을 야기시켜왔다. 본 논문에서는 공간 질의가 공간분석을 위한 하나의 방법론이라는 기본 개념을 이용하여 공간연산의 관점에서 객체지향 패러다임에 기반한 사용자질의의 구성 및 이의 내부적인 처리에 대한 방법론을 제안하였다. 또한 제안된 방법론에 기반한 CIW(Class-Information Window) 질의 인터페이스를 설계, 구현함으로써 사용자와 능동적으로 반응하여 상호작용 할 수 있는 공간 질의모델에 대한 가능성을 제시하였다. Spatial analysis in GIS provides an important way that helps the end-users decision-making. For such a reason, query model for analysis should be able to support the users view conceptually in constructing query statements. The traditional approaches in design of query model used to extend the functionality of model that basically designed for manipulation of attribute-operations by appending operators for spatial operations to the query statements of model. However, by the reason of spatial operation's characteristics that are different from those of attribute operations in nature, the structures of query statements in previous approaches are unnatural, inconsistent, and therefore those query models in previous approaches are not able to support the users view in retrieving analysis. In this paper, we proposed the methodology for constructing of user query and internal processing this query based on object-oriented paradigm, in the view of spatial operations by using the basic concept that spatial query is a methodology for spatial analysis. In addition, we presented a strong possibility of designing spatial query model that might actively have interaction with its user by implementing CIW(Class-Information Window) query interface corresponded with the methodology proposed in this paper.

모바일 환경의 개인이동정보에 대한 공간 질의 방법

주인학(In-Hak Joo),서형일(Hyung-Il Suh),이강우(Kang-Woo Lee) 대한공간정보학회 2014 한국지형공간정보학회 학술대회 Vol.2014 No.11

템플릿 기반의 3차원 건물 데이터 생성 시스템

주인학(In-Hak Joo),장인성(In-Sung Jang) 대한공간정보학회 2023 한국공간정보학회 학술대회 Vol.2023 No.6

실감 내비게이션 개발을 위한 디자인 고려사항

주인학(In-Hak JOO),김경호(Kyong-Ho KIM),조성익(Seong-Ik CHO) 대한공간정보학회 2007 한국지형공간정보학회 학술대회 Vol.2007 No.6

텔레매틱스 분야에서 가장 널리 서비스되고 있는 내비게이션 시스템의 최신 동향은 주행중 운전자의 정보 인지를 쉽게 하도록 하는 것이다. 실감 내비게이션 기술은 운전자의 시야와 동일한 전방 영상을 카메라로부터 획득하여 운전자에게 필요한 정보를 그 위에 오버레이하여 직접 전달하는 기술이다. 이러한 실감 내비게이션을 위하여 기존 방식과는 다른 빠르고 효과적인 정보전달 방식이 필요하며, 어떤 정보를 사용자에게 어떻게 전달하느냐에 따라 다른 효과를 가져올 수 있다. 본 논문에서는 실감 내비게이션에서의 정보 표현을 위한 화면 배치, 가상객체의 디자인 안, 정보량의 적정수준 등 디자인 방향과 고려사항을 논의하고 사용자 평가에 의한 디자인 최적 대안을 제시한다.