Issue
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Issue
하천시설 및 공간 통합관리기술 개발
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- 능동형 하천정보 운영을 통한 다차원 하천관리 체계구축 및 활용기술 개발 연구단_2세부-
1. 2세부 연구과제 소개
하천의 시설 및 공간에 대한 관리를 위해 다양한 시스템이 개발되어 방대한 양의 정보를 기록하여 조 회하고 활용하는 방향으로 발전되어 왔다. 그러나 개별 시스템이 각각의 목적에 따라 구축되어 연계성 이 부족하고 구축된 데이터의 최신화가 정기적으로 수행되지 않거나 최신화되는 기간이 너무 길어 실무 에서 활용도가 저조한 실정이다. 또한, 하천의 관리 주체가 분산되어 있어 각 주체별 별도의 시스템으로
관리를 하고 있어 통합적인 관리를 위한 체계도 미 흡하다. 현재 국가하천을 대상으로 구축된 하천시설 관련 시스템을 지방하천까지 확장하고 대상시설물 도 하천법에서 정하고 있는 시설물로 확장할 필요가 있다.
하천 시설 및 공간에 대한 체계적인 관리는 이를 통해 홍수나 가뭄과 같은 자연재해로부터 국민을 안 전하게 보호하고 친수활동을 하고자하는 국민에게 다양한 정보를 제공할 수 있다는 측면에서 중요하 며, 단순 열람서비스에 그치는 정보제공이 아닌 다 윤 광 석
2세부 협동연구책임자
한국건설기술연구원 국토보전연구본부 선임연 구위원
남 상 관
2-1-1 세부 위탁연구책임자
㈜올포랜드
[email protected] 김 수 영
2세부 총괄업무
한국건설기술연구원 국토보전연구본부 신진연 구원
손 홍 규
2-2 세부 공동연구책임자,
연세대학교 사회환경시스템공학부 교수 [email protected]
박 현 철
2-3 세부 공동연구책임자,
㈜지오씨엔아이 이사 [email protected]
남 정 용
2-4 세부 공동연구책임자,
㈜고려소프트웨어 [email protected]
양한 사용자 및 목적에 따른 맞춤형 정보 제공기술 및 콘텐츠의 개발이 필요하다.
본 2세부과제는 하천의 시설 및 공간에 대한 정보 를 통합하고 관리를 일원화 할 수 있는 시스템 개발 을 목적으로 한다. 이를 위해 생애주기관리기술을 적 용한 하천시설관리기법을 개발한다. 또한, 저비용으 로 고정확도의 하천시설 및 공간정보를 획득할 수 있 는 이동형 측정장비의 개발과 3차원 공간정보와 최 신 IT 기술의 융합을 통해 사용자 맞춤형 콘텐츠와 3 차원 정보 제공기술을 개발한다. 또한, 하천시설의 유지관리에 특화된 3차원 정보모델 콘텐츠 및 모델 링 소프트웨어와 구축된 정보를 3차원적으로 가시 화할 수 있는 AR/VR/MR 기술을 개발 중에 있다.
2. 주요 연구내용
가. 하천시설물 생애주기 관리기술 개발(2-1 협 동과제)
지구온난화로 인한 이상기후로 홍수피해가 증가
하는 추세이며, 하천에서의 홍수피해경감을 위해 하 천시설의 유지관리를 체계적이고 과학화 하는 것이 필요하다. 현행 하천시설 관리체계는 국가, 지방, 소 하천과 같이 하천의 등급에 따라 관리주체가 분산되 어 있고 각 관리주체별로 별도의 시스템으로 운영하 고 있어 시스템 및 공정간 연계운영이 미흡한 실정 이다. 또한, 효과적인 하천시설관리를 위한 점검, 유 지보수, 피해이력 등의 관리를 위한 전주기적 관리 체계가 시급한 실정이다.
따라서 한국건설기술연구원이 수행하고 있는 2-1 과제인 하천시설물 생애주기 관리기술개발 과제에 서는 하천시설관리에 생애주기관리기술을 적용하기 위해 하천시설의 생애주기별 관리업무 연계 및 통합 을 위한 하천시설 관리업무지원 모듈을 개발을 통해 하천시설의 효율적인 유지관리체계를 제공하고, 하 천시설의 상태평가방법을 개발하여 하천시설의 생 애주기에 따라 선제적인 관리가 되도록 하고자 한 다. 또한, 하천시설 정보의 현행화를 위한 법제도 개 선안을 제시하여 시스템 내 정보가 정기적으로 최신 화되어 활용도를 향상시키고자 한다.
Fig. 2. 2세부 연구내용 및 최종 연구목표
Fig. 3. 2-1과제 연구내용 및 연구과제
나. 저비용 이동형 3차원 기반 하천시설정보 구 축 기술 개발(2-2 공동 과제)
시시때때로 변하는 하천시설공간정보의 빠른 취 득과 갱신은 하천의 시설 및 공간을 체계적으로 관 리하기 위하여 가장 필수적인 요소이다. 정확한 공 간정보의 취득을 위한 기존의 방식으로 토탈스테이 션과 GNSS 장비를 연계 사용하는 방식을 들 수 있 으나, 점 단위로만 취득이 가능한 이러한 방식을 이 용하여 방대한 범위의 하천공간정보를 취득하는 것 은 현실적으로 불가능하다고 할 수 있다. 비교적 넓 은 대상 지역의 공간정보 취득을 위해 사용되고 있 는 지상레이저스캐닝 방식 역시 4대강 길이만 약 1,130km에 달하는 국내의 현실에 적용하기엔 무리 가 있다. 이 방식으로 우리나라 4대강의 공간정보 를 취득한다고 가정하면 공간정보데이터를 최초 제 작하는 데에만 약 86년이 걸릴 것으로 추정되기 때 문이다. 따라서 본 연구에서는 하천시설공간정보의
원활한 취득과 빠른 업데이트를 위하여 이동형 공 간정보 취득시스템(이하 MMS, Mobile Mapping System)을 도입하고자 한다.
MMS는 지상레이저스캐너, GNSS 장비, IMU, 카메라로 구성된 공간정보융합취득 장치를 차량 등 의 이동형 플랫폼에 장착한 형태의 공간정보 취득 장비이다. 여러 위치정보 취득 장비가 융합되어 종 합적인 공간정보 취득을 실시간으로 이루어 냄으로 써 넓은 지역에 대한 공간정보 구축을 가능케 하며, 현재는 주로 도로정보구축에 많이 활용되고 있다.
본 연구에서는 상용 MMS의 높은 가격과 외국에 대 한 기술의존을 극복하기 위하여 자체 개발 기술을 이용한 저비용 MMS 장비를 개발하여 데이터 취득 및 처리시간을 획기적으로 감소시키고, 저비용센서 를 개발을 통해 시스템 비용을 감소시켜 하천시설 공간정보에 대한 데이터 취득 및 갱신을 용이하게 하고자 한다.
Fig. 4. 2-2과제 연구내용 및 연구체계
다. 수요자별 맞춤형 정보제공이 가능한 다차원 기반 하천 정보시스템 개발(2-3 공동과제) 현재 RIMGIS(하천관리지리정보시스템), 국가하 천시설 유지관리종합정보시스템 등 국가하천을 대 상으로 운영되는 다수의 하천관리 업무용 시스템이 존재하고 있지만 통합적인 관리와 효율적 정책 추진 을 위한 일관성이 결여되어 있다. 향후 효율적인 하 천관리를 위해 표준화된 통합하천관리 정보체계 구 축 및 생애주기별(설계, 시공, 준공, 유지관리) 하천 시설물 정보 구축과 시설물 이력관리가 가능하고 수 요자 Needs를 반영한 맞춤형 Flexible UI 제공을 통 해 하천관리 모니터링을 위해 사용자 맞춤형 친수정 보 시범 서비스(STREAM, Suitable 3D for River Establishing Application Management)가 개발될 예정이다.
본 연구를 통해 개발되는 수요자별 맞춤형 정 보제공이 가능한 다차원 기반 하천 정보시스템 (STREAM)은 향후 하천정보의 효율적인 통합관리 운영에 활용될 것이며, 하천관리 통합정보 모니터링
을 기반으로 한 사용자 맞춤형 친수 정보 서비스를 제공할 것으로 기대된다. 또한 3차원 하천 지형정보 를 기반으로 한 하천관리 체계를 확보하고 하천지형 변화 양상을 가시화하여 의사결정을 지원할 것으로 기대된다.
라. 도시하천시설 유지운영을 위한 하천3D정보 모델 표준체계 개발(2-4 공동과제)
하천시설물의 유지와 운영단계에서 2D GIS중심 으로 시설물정보를 구축·운영하고 있어 하천시설 물의 세부적이고 입체적인 유지관리 정보의 구축과 운영에 한계가 있다. 이러한 문제점을 극복하고 하 천시설물의 유지관리정보 현행화와 첨단 ICT기술 과 연계한 하천시설의 유지운영정보를 구축하고 서 비스할 수 있는 다차원 정보체계와 응용기술 개발이 요구된다.
㈜고려소프트웨어(연구책임자 남정용)에서 수행 하고 있는 이 연구는 하천시설 유지운영을 위한 3D 정보모델 표준체계를 개발하고 이를 기반으로 하천
Fig. 5. 2-3과제 연구내용 및 연구체계
영역의 현행화 모델링과 하천시설물 반자동화 모델 링 소프트웨어를 개발하여 3차원 기반의 하천공간 과 유지관리정보를 손쉽게 구축하고 운영할 수 있는 표준체계와 응용기술을 개발하게 된다.
본 연구를 통해 하천3D정보모델 표준체계와 응용 기술을 개발하고, 다양한 하천시설물의 유지운영을 위한 표준정보체계를 구축하여 체계적이고 효율적 인 다차원 하천시설물 유지운영체계와 4차 산업혁 명 첨단기술을 융합할 수 있는 기반을 마련하게 될 것으로 기대된다.
마. 복합현실(MR)기술을 활용한 위치기반 하천 정보 시각화 기술 개발(2-1-1 위탁과제) 가 상 ( V i r t u a l R e a l i t y , V R ) · 증 강 현 실 (Augmented Reality) 기술은 Innovator, Early Adopter 단계를 넘어서 일반 이용자층으로 확대되 고 있고 2019년에는 전세계 1억 7천만명이상이 이
간의 장점만을 제공하는 복합현실(Mixed Reality, MR) 기술을 이용하여 하천공간정보를 효과적으로 제공할 수 시각화 기술을 개발하고 이를 솔루션하는 것이 본 과업의 목표이다.
하천공간정보 분야의 기 구축된 RIMGIS/WAMIS 에서 제공되는 2차원 기반정보와 3차원 기반의 하 천공간정보를 연계하여 실감형 콘텐츠와 현실세계 와 결합된 상세정보를 수요자에게 제공하여 활용성 을 높이고 공간정보, 접근성 강화 콘텐츠의 다양화, 외부시스템 연계활용 등의 특성에 맞는 기술 및 디 바이스 활용연구를 수행하여 보다 효과적으로 수요 자 맞춤형 하천정보를 제공하고자 한다.
특히 VR/AR/MR 등 복합현실 기술 동향 분석과 하천관리분야 적용성을 제시하고, 시각화 핵심 기술 개발 수행 및 시나리오에 따른 활용기술 개발을 수 행한다. 또한 멀티디바이스 기반 복합현실기술 고도 화 수행 및 실증지역 적용기술 테스트 안정화를 통 Fig. 6. 2-4과제 연구내용 및 연구체계
Fig. 7. 2-1-1과제 연구내용 및 연구체계
Fig. 8. 최종 성과물
3. 최종 연구성과 및 활용계획
본 연구를 통하여 하천 시설 및 공간정보에 대한 통합관리시스템이 최종 성과물로 도출된다. 하천시 설에 대한 생애주기관리를 위한 하천시설 관리업무 지원 모듈, 하천 시설 및 공간의 경제적 구축을 위한 이동형 공간정보구축 장비 및 하천공간정보 구축 소 프트웨어, 사용자 맞춤형 하천시설/공간 통합서비 스 시스템, 하천시설유지운영을 위한 하천3D정보모 델 표준체계, AR/VR/MR 기술을 이용한 하천공간 정보 시각화 솔루션 등이 주요 성과물이며, 최종 성 과물은 국가 및 지방하천의 관리주체와 연구자, 일 반국민 대상의 맞춤형 서비스로 제공하고자 한다.
4. 맺음말
하천의 시설 및 공간정보에 대한 통합관리를 통
해 자연재해로부터 안전한 하천을 조성할 수 있을 뿐만 아니라 하천시설의 과학적 유지관리를 통해 내구연한을 연장하고 첨단 ICT기술과의 융합을 통 해 사용자에게 맞춤형 정보를 제공하여 하천의 활 용성을 제고할 수 있을 것이다. 경제적이고 정기적 인 하천 시설 및 공간정보구축을 통해 최신화된 정 보를 안정적으로 제공받게 되고, 일원화된 하천관 리체계가 가능할 것이다. 또한, 4차산업혁명을 준 비하는 과정에서 국가핵심선도사업인 “스마트시티”
의 시설물관리 서비스를 제공하기 위한 기반기술이 될 수 있을 것이라 기대한다.
감사의 글
본 연 구 는 국 토 교 통 부 / 국 토 교 통 과 학 기 술 진 흥 원 지 원 으 로 수 행 되 었 음 ( 과 제 번 호 18AWMP-B121100-03)
