ICTs기반 건설기술의 현황과 전망
이 상 훈
한국건설기술연구원 유비쿼터스국토연구부
1. 머리말
오늘날 정보화는 더 이상 선택이 아닌 필수이며, 정보화 수준이 그 조직의 대외 경쟁력을 대변하고 있다. 이러한 정 보화는 시대적 패러다임과 접목되어, 단독형 정보화, 네트 워크 정보화, 광대역 정보화를 거쳐 유비쿼터스(ubiqui- tous, “신은 언제 어디서나 존재한다.”라는 뜻의 라틴어) 정보화로 진화되고 있다. 건설기술에서도 정보화 기술을 접목하려는 시도가 계속되어 왔다. 계획, 설계, 시공 및 유 지관리 등 건설 전 생애에 걸쳐 다양한 정보화 기술이 적용 되었으며, 지하시설물 및 도시시설 관리를 위해 도시정보 시스템(Urban Information System)이 지자체별로 도 입되기도 하였다.
기 구축된 건설정보화 사업으로는 지형도, 지하시설물도 등 종이지도를 수치지도화하는 GIS구축 사업과 설계도면, 도로대장 등 건설 사업정보를 전산화하는 건설CALS사업 이 있다. 최근 ICTs(Information and Communication Technologies)의 급속한 발달에 따라 건설 전 생애주기에 걸쳐 다양한 서비스 구현이 가능하게 되었으며, 특히 유비 쿼터스라는 생활 공간환경에 정보화 개념이 도입되면서 유 비쿼터스 건설과 이를 도시개발에 구현한 유비쿼터스 도시 (이하, u-City) 개념이 등장하였다.
이 글에서는 수치지도 등 건설정보화의 기본데이터 구축 에 해당하는 GIS (Geographic Information System:
지리정보시스템)와 건설사업의 생산정보를 교환ㆍ공유하
는 건설CALS에 대해 소개하고, 각각의 응용시스템 현황 을 알아보고자 한다. 또한, 기존 단순 전산화에서 벗어나 최신 ICTs, 즉 유비쿼터스 기술을 접목시킨 유비쿼터스 건 설과 도시개발에 이를 적용한 한국형 u-City와 연구사례 에 대해 살펴보고자 한다.
2. GIS 및 CALS/EC 건설정보화
가. GIS 정보화 현황
1) 국가지리정보체계(NGIS) 현황
GIS란 과거 인쇄물 형태로 이용하던 지도 및 각종 대장 정보 즉, 공간 및 속성정보를 컴퓨터를 이용하여 수집ㆍ가 공ㆍ분석하는 통합 정보시스템이다. GIS의 도입은 건설행 위 등 지형과 관련된 각종 의사결정의 85% 이상이 위치와 관련되어 있으며, 사회가 복잡해지면서 위치와 속성을 통 합한 고도정보의 요구증대로 시작되었다.
국내의 경우, 94년 아현동가스폭발사고, ‘95년 대구가스 폭발사고 등 지하의 가스관 및 상하수도관 등 지하시설물 의 위치정보를 관리 필요성이 제기됨에 따라 GIS기술이 본 격 도입되었다. 이후 각 기관별로 구축되던 지도 전산화사 업에 중복투자를 방지하고, 국가차원에서 토지, 자원, 환 경, 시설물 등 국토공간에 관한 제반정보를 전산화하여 활 용하기 위한 NGIS(국가지리정보체계)사업이 시작되었다.
NGIS사업은 ’95년 제1차 NGIS 기본계획 수립 후 ‘00
년에 2차 기본계획, ’05년부터 3차 기본계획이 수립되어
그림 1 NGIS의 배경 및 효과
그림 2 GIS 발전 단계
‘06년부터 추진되고 있다. 제1,2차 NGIS사업에서는 현재 널리 이용되고 있는 수치지형도와 같은 기본지리정보
1)구 축과 지하시설물도, 토지이용현황도와 같이 특정목적을 위 한 주제도 및 활용시스템 구축에 치중하였다. 제3차 NGIS 사업에서는 기 구축된 GIS데이터를 지속적으로 업데이트 하면서 RFID (Radio Frequency IDentification),
1) 건물, 지형, 행정경계, 측량기준점, 지적, 수계, 도로/교통, 위성영 상 등 다른 지리정보에 공통적으로 포함 되는 지리정보를 의미
USN (Ubiquitous Sensor Network) 등 유비쿼터스 기 술을 도입하여 언제/어디서나 GIS정보를 이용할 수 있는 유비쿼터스 국토건설을 목표로 하고 있다.
2) GIS 및 공간정보 관련기술 전망
최근 GIS 기술은 공간자료의 관리를 위한 순수 GIS기술
뿐만 아니라, 통신기술, 위치추적기술, 영상기술 등과 융합
되어 새로운 기술로 진화되고 있다. 예를 들어 3D GIS,
Web GIS, Temporal GIS, Mobile GIS, Video GIS 등
이 이에 해당된다. 또한, GIS를 통한 업무조직의 재설계
그림 3 건설공사 업무별 GIS활용시스템
계 획 /설 계
시 공
건 설 부 문 현 황 정 보 구 축
계 획 /설 계 지 원 시 스 템 구 축
국 토 개 발 가 상 현 실 시 뮬 레 이 터 지 형 지 물 정 보 의 자 동 추 출 GIS기 반 의 건 설 현 황 전 산 화
도 로 정 책 및 계 획 지 원 시 스 템 SOC 사 업 의 타 당 성 분 석 지 원 시 스 템
환 경 /교 통 영 향 평 가 지 원 시 스 템 GIS기 반 도 로 계 획 /설 계 업 무 지 원 시 스 템 LB S기 반 실 시 간 지 반 조 사 정 보 관 리 시 스 템 GIS를 이 용 한 국 토 개 발 계 획 /현 황 정 보 구 축 및 평 가 GIS/C A D를 활 용 한 도 로 건 설 3차 원 설 계 도 면 생 성
건 설 시 공 효 율 화 정 보 체 계 구 축 RS를 활 용 한 실 시 간 공 정 관 리 효 율 화 체 계 구 축 GIS기 반 의 실 적 공 사 비 분 석 지 원 시 스 템 L BS를 활 용 한 현 장 작 업 인 력 관 리 시 스 템 GIS기 반 의 자 재 및 장 비 관 리 체 계 구 축
GIS기 반 의 사 업 관 리 통 합 시 스 템 계 획 /설 계
시 공
건 설 부 문 현 황 정 보 구 축
계 획 /설 계 지 원 시 스 템 구 축
국 토 개 발 가 상 현 실 시 뮬 레 이 터 지 형 지 물 정 보 의 자 동 추 출 GIS기 반 의 건 설 현 황 전 산 화
도 로 정 책 및 계 획 지 원 시 스 템 SOC 사 업 의 타 당 성 분 석 지 원 시 스 템
환 경 /교 통 영 향 평 가 지 원 시 스 템 GIS기 반 도 로 계 획 /설 계 업 무 지 원 시 스 템 LB S기 반 실 시 간 지 반 조 사 정 보 관 리 시 스 템 GIS를 이 용 한 국 토 개 발 계 획 /현 황 정 보 구 축 및 평 가 GIS/C A D를 활 용 한 도 로 건 설 3차 원 설 계 도 면 생 성
건 설 시 공 효 율 화 정 보 체 계 구 축 RS를 활 용 한 실 시 간 공 정 관 리 효 율 화 체 계 구 축 GIS기 반 의 실 적 공 사 비 분 석 지 원 시 스 템 L BS를 활 용 한 현 장 작 업 인 력 관 리 시 스 템 GIS기 반 의 자 재 및 장 비 관 리 체 계 구 축
GIS기 반 의 사 업 관 리 통 합 시 스 템 RS를 활 용 한 실 시 간 공 정 관 리 효 율 화 체 계 구 축
GIS기 반 의 실 적 공 사 비 분 석 지 원 시 스 템 L BS를 활 용 한 현 장 작 업 인 력 관 리 시 스 템 GIS기 반 의 자 재 및 장 비 관 리 체 계 구 축
GIS기 반 의 사 업 관 리 통 합 시 스 템 유 지 관 리
환 경 /재 해 /교 통
건 설 유 지 관 리 체 계 구 축
재 해 /안 전 시 스 템 구 축
도 로 안 전 시 설 관 리 시 스 템 L BS를 이 용 한 건 설 현 장 도 면 관 리 자 동 화
GIS를 이 용 한 전 국 단 위 재 해 량 산 정 GIS기 반 건 설 현 장 안 전 관 리 시 스 템
건 설 재 해 통 합 관 리 시 스 템 L BS활 용 재 해 복 구 관 리 시 스 템
도 로 수 해 복 구 지 원 시 스 템
4S기 술 을 이 용 한 교 통 물 류 자 원 통 합 관 리 Mobile 전 자 도 로 표 지 및 교 통 소 통 정 보 시 스 템 건 설 정 보 연 계 /통 합 관 리
Web기 반 건 설 GIS 활 용 센 터 구 축 건 설 정 보 화 연 계 체 계 구 축 유 지 관 리
환 경 /재 해 /교 통
건 설 유 지 관 리 체 계 구 축
재 해 /안 전 시 스 템 구 축
도 로 안 전 시 설 관 리 시 스 템 L BS를 이 용 한 건 설 현 장 도 면 관 리 자 동 화
GIS를 이 용 한 전 국 단 위 재 해 량 산 정 GIS기 반 건 설 현 장 안 전 관 리 시 스 템
건 설 재 해 통 합 관 리 시 스 템 L BS활 용 재 해 복 구 관 리 시 스 템
도 로 수 해 복 구 지 원 시 스 템
4S기 술 을 이 용 한 교 통 물 류 자 원 통 합 관 리 Mobile 전 자 도 로 표 지 및 교 통 소 통 정 보 시 스 템 건 설 정 보 연 계 /통 합 관 리
Web기 반 건 설 GIS 활 용 센 터 구 축 건 설 정 보 화 연 계 체 계 구 축 Web기 반 건 설 GIS 활 용 센 터 구 축
건 설 정 보 화 연 계 체 계 구 축
이루며, 분야별로 다양한 어플리케이션이 개발되고 있다.
향후에는 GPS 등 위치추적기술의 정확도가 갈수록 높아지 고, SoC(System on Chip) 및 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 기술의 발전으로 초소형화가 가 능해져 일상생활의 모든 사물에 삽입되어 언제/어디서나 위치정보를 파악할 수 있게 될 것이다.
원격탐사의 경우에는 현재 1 m 이하의 고해상도 센서가 탑재된 IKONOS, QuickBird(0.6 m 공간해상력), OrbView 등의 상업용 위성이 발사되어 상세한 지형관측 이 가능해 졌으며, 국내의 경우에도 6 m의 공간해상력을 갖는 KOMPSAT 1호에 이어 1 m의 공간해상력의 KOMPSAT 2호를 보유하게 되어 다양한 주기로 위성영상
Terra위성의 MODIS와 같은 수십 개 또는 수백 개의 파 장대를 갖는 High-Spectral Band 영상으로 다양한 지상 정보를 획득할 수 있을 것이다. 이러한 Raster자료는 GIS 의 Vector자료와 결합하여 3차원 또는 4차원의 데이터가 구축되고, 이를 이용한 가상현실(Virtual Reality)과 증 강현실(Augmented Reality)구현이 가능할 것이다.
3) 건설단계별 GIS기술 활용
초기에 건설공사에서 GIS 활용은 단순히 수치지도를 이
용한 입지선정 등에 활용되다가, 점차 설계, 시공 및 유지
관리 등 건설 전 분야로 범위가 확대되었다. 또한 GIS데이
터도 수치지도 뿐만 아니라, 위성영상 및 LiDAR 데이터로
다양해지고 있다. 그러나, 이러한 GIS 활용은 SOC사업과
그림 4 건설CALS사업의 목표
기획
설계
시공 계약 유지 관리
품질·안전·수명 향상 기업간 정보화(B2B) 스마트 건설행정
(업무처리시간 20-50% 단축) 기획
설계
시공 계약 유지 관리
품질·안전·수명 향상 기업간 정보화(B2B) 스마트 건설행정
(업무처리시간 20-50% 단축)
디지털 건설사업
(1.2조원 공사비 절감, 5% 공기단축)
그림 5 건설CALS사업의 로드맵 같이 대단위 사업이나 도로 및 도로부속시설 관리, 지하시
설물 관리 등 도시정보시스템의 일부로서만 이뤄지고 있 다. 또한 지형지물의 변화에 따라 GIS 데이터도 업데이트 가 되어야 하지만, 막대한 비용으로 인해 GIS데이터의 최 신성과 정확성을 확보하지 못하고 있는 실정이다. 이는 현 재 GIS시스템의 활용성이 떨어지는 주요한 원인이 되고 있 다. 다음 그림은 건설 단계별 GIS시스템을 나타낸 것이다.
나. 건설사업정보화 건설CALS 1) 건설CALS 소개
건설CALS(Continuous Acquisition & Life-cycle
Support; 건설사업지원통합정보체계)사업은 건설사업의
설계, 시공, 유지관리 등 전 과정의 생산정보를 발주자 및
관련업체들이 전산망을 통하여 교환ㆍ공유하기 위하여 ‘98
년부터 시작되어 현재 2단계(’03년-‘07년)사업이 진행 중
그림 6. 건설CALS표준의 활용
설계/준공도서 전자납품 건설CALS/EC
시스템
서식문서 설계/준공문서 건설관련데이터
XML 전자문서 표준
일반사용자 발주자
설계자
감리자 유지 보수자 시공자 전자문서
표준 Pool
기타 건설정보 시스템
XML 전자문서 공유 및 재활용
XML 전자문서 교환 및 공유
설계/준공도서전자납품 건설CALS/EC
시스템
서식문서 설계/준공문서 건설관련데이터
XML 전자문서 표준
일반사용자 발주자
설계자 설계자
감리자
감리자 유지 보수자
유지 보수자 시공자 시공자 전자문서
표준 Pool
기타 건설정보 시스템
