국토공간정보와

국토공간정보와 DTS

사공호상

제5차 국토계획 수립을 위한 융합세미나 국토정보부문(2018. 09. 05)

DIGITAL ANALOGUE

Computer Internet

IoT Big Data Cloud AI

1^st ,2^nd Industrial Revolution (Steam power(1784)

/ Electricity(1870))

3^rd Industrial Revolution

(Computer, Internet/1969)

4

Industrial Revolution

INFORMATION INTELLIGENCE

기술의 발전과 사회의 변화

From: http://www.inhapress.com/news/articleView.html?idxno=7226

4차 산업혁명의 핵심은 CPS

Cyber Physical

System

Sensor Mobile

Device Data

AI Deep Learning Algorithm

Information Intelligence Insight Monitoring

Analysis Simulation Prediction Internet

NFC LPWAN

……..

IoT

Cyber System Physical System

Actuation Management

Improvement Optimization

CPS의 개념도

CPS

사회적 문제 해결과 스마트화를 위해 CPS 적용

교통

의료

에너지

시설물 환경 생산공장

 CPS는 물리시스템과 가상시스템의 연계를 통해서 사회의 복잡한 문제에 효과적으로 대응할 수 있는 새로운 개념

 CPS의 사회적 적용 필요성

 모니터링/진단 : 교통, 안전, 재난재해 등 당면한 도시의 각종 문제에 효과적으로 대응

 시뮬레이션/ 예측 : 인구감소, 저성장, 불평등, 기후변화 등 중장기적 문제에 대응

 기술의 융복합 : 새로운 일자리 및 비즈니스 창출

 분석/솔루션 : 생산프로세스 혁신, 합리적 의사결정

 협업 : 시너지 효과, 민주적 절차, 시민참여

스마트 사회를 위한 CPS

From: https://projet.liris.cnrs.fr/isip2016/data/uploads/cps_isip_20161104-adachi-2.pdf

CPS를 적용한 사회 : 스마트 사회

From : Suparna De(2017) “Cyber-Physical-Social Frameworks for Urban Big Data System: A Survey”

Cyber-Physical-Social Systems(CPSS)

CPS를 적용한 도시 : 스마트 시티

CPS spatial and temporal scales in the smart emergency response system(SERS)

From:

https://kr.mathworks.com/co mpany/newsletters/articles/i mplementing-a-cyber-

physical-system-with-matlab- and-model-based-

design.html

CPS의 공간정보 활용 사례 : 스마트 위기대응 시스템

From:

https://kr.mathworks.com/co mpany/newsletters/articles/i mplementing-a-cyber-

physical-system-with-matlab- and-model-based-

design.html

실시간연결

가상화(Digital Model)

제어, 최적화

VR/VR 현실세계

Data

가상세계

모니터링, 분석, 시뮬레이션, 예측, 진단, 해결방안, 대안 사이버물리시스템(CPS)

디지털 트윈 (Digital Twin)

가상세계 구현을 위한 Digital Twin

Social CPS 구현을 위한 Cyber Word는 어떻게 만들 것인가?

Smart City를 위한 ‘디지털도시플랫폼’에 대한 관심 증가

• 디지털 트윈 공간(Digital Twin Space)은 실 세계를 컴퓨터 상에 그대로 재현

(representation) 한 것으로 2/3D 공간데이터를 이용하여 공간상의 객체를 모델링 한 것임. 센싱/이력/통계/행정/빅 데이터를 이용하여 실세계를 모니터링, 분석, 시뮬레 이션, 시각화 등 수행 가능

디지털 트윈 공간(DTS)이란

DTS의 예시 : 디지털도시플랫폼

3D 공간정보 기반의 디지털도시플랫폼, 스마트시티의 기반 인프라

From:

https://www.sharewise.com/kr/news_articles/2018________NEWSPI M_20180124_000938734

From: http://blog.lgcns.com/1749

DTS 구현대상과 기술

(물리적 환경) 현실세계 (하드웨어)

(가상 환경) 가상세계 (소프트웨어)

건물

BIM

시설물 (식생)

CAD

도시

(Multi-source) 공간정보

객체(Object)

복합공간(Object + Space) 지형

DEM Digital Twin Space

도로

Digital Map

공간정보(데이터)는 실세계를 디지털 가상공간으로 구현하는 수단

Life Cycle 기반 국토의 DTS화

기획 설계 시공 운영 통합활용

측량, 조사 구상, 계산,

도면화 건설,품질관리,

협업 CPS CPSS

DEM/DSMGCP Orthophoto Digital Map

etc.

CADBIM 3D Modeling DTS (ICT)

Digital Platform for

Smart Society (Land) 단계

내용

디지털데이터

* CPSS : Cyber-Physical Social System

객체A(도로) 객체B(건물) 객체C(시설물)

디지털 트윈 공간

빈 공간

분석, 시뮬레이션,

실세계 시각화

제어 데이터

CPS(System of Systems)

객체D(식생)

공간 CPS : Geo-CPS

현실세계 정적인 환경 - 지형 - 강/식생 - 건물/주택 - 시설물 등 동적인 환경 - 사람 - 교통/물류 - 바람 등

가상세계 디지털 트윈

- 2D/3D 공간데이터 - 모델링

- 속성 데이터 - 위치 - 명칭/지명(POI) 데이터

공간분석 - 알고리듬/인공지능 - 시뮬레이션/예측 - 시각화 등

이해

정보 / 지식 솔루션 / 대안 관리 / 모니터링

최적화 / 예방

연결(IoT)

작동(Actuation)

Geo-CPS 개념

현실세계

 정적인 환경

• 지형

• 강/식생

• 건물/주택

• 시설물 등

 동적인 환경

• 사람

• 교통/물류

• 바람 등

가상세계

 디지털 트윈

• 2D/3D 데이터

• 모델링

• 속성데이터

• 위치

• 명칭/지명(POI) 등 데이터

 분석

• 알고리듬

• 인공지능

• 시뮬레이션/예측

• 시각화 이해

지식/정보 솔루션/대안 관리/예방모니터링

사물인터넷

AR/VR

클라우드 국토

지역/도시

교통

에너지

의료

모바일장비 드론 위성

로봇 자율

주행차

빅데이터

인공지능 공간범위

활용분야

DTS 구축

관련데이 터

응용

분석 플랫폼

빌딩정보

건물/시설물 블록

환경

IoT

Actuator

Geo-CPS/DTS Architecture

D igital T win S pace

D ata

T ech.

S ervice

1 2 3 4

1 2 3 4

1 2

공간데이터 센싱데이터 이력데이터

빅데이터

구축/갱신 기술 분석기술

시각화 기술 초연결 기술

공공행정 서비스 민간서비스

5 보안기술

DTS 추진전략

DTS452

전략

공간데이터

센싱데이터 빅데이터

이력데이터

• 건물 및 복합공간 LOD 설정

• 3D 객체형, 실감형, 입체형,

• 기존 데이터 최대한 활용

• Live Mapping 등 신기술 도입

• 사용자 참여

• 실시간 센싱 데이터 수집

• 이종 센싱 데이터 통합

• 센싱 값 에러율, 오차 기준 설정을 통한 무결성 보장

• 센서, 통신시설 고장 등을 고려한 이중화로 연결성 확보

• 시간을 포함하는 Dynamic Data (x,y,z,t)

• 객체별 데이터 이력관리

• DTS 객체에 이력을 속성화 시켜 관리 및 적용

• 빅데이터 수집, 저장, 관리 및 공간빅데이터화

• 목적별 활용이 용이한 분류체계 확보

• DB 연계, DB 클라우드화 등을 통한 빅데이터 확보

Data 추진전략

데이터

구축/갱신기술

분석기술

시각화 기술 초연결 기술

보안기술

• 데이터 정밀도 제고기술

• 기존데이터 통합기술

• 자동인식 및 인공지능 기술

• 실시간 갱신 기술 등

• 3차원 환경 분석 기술

• 알고리듬

• 빅데이터분석, AI 활용 등을 적용 하는 선도적 기술

• 다이내믹한 시공간 분석기술 등

• 데이터 가상객체 연결기술

• Geo-IoT 관련 기술

• 유관분야 연계 및 융합 기술 등

• 다양한 디바이스에 적용 가능한 기술 개발

• AR/VR 중심 가시화 기술 개발

• 게임같은 빠른 영상처리 기술 등

• 공간데이터 암호화 기술

• 데이터 보안관련 기술 등

기술개발

Technology 추진전략

공공부문 민간부문

• 중앙정부, 지자체, 기타 공공기관에서 활용

• 관련기관의 참여 및 역할분담 합의 및 거버넌스

• 가능한 활용기관과 구축 및 운용기관 일치

• 업무통합, 데이터 공유, 협업을 위한 플랫폼

• 스마트시티 플랫폼으로 활용

• 국가공간정보시스템과 연계 활용

• DTS운용 지원 및 가이드라인 제공

• 법제도 정비 등

• 민간의 개방수준 정책 결정

• 비즈니스 플랫폼으로 활용

• 민간기업 및 시민참여(구축, 갱신, 활용)

• 의견수렴 및 반영을 위한 Feedback 체계

• 사용자 요구사항 수집 및 지속적 모니터링

• 민간 자본의 활용, 민간 참여 유도를 위한 인센티브 제공 등

서비스/활용 전략

협력적 거버넌스

상생의 생태계

결론: 스마트 국토를 위한 DTS 전략

 지속 가능한 국토의 이용과 보전을 위한 과학적 의사결정 지원 수단

 변화 모니터링

 변화특성 분석

 시뮬레이션 및 사후 효과 예측 등

 스마트 시티의 구현을 위한 필수 인프라

 빅데이터 시공간 통합 플랫폼(위치기반)

 현황 분석, 모니터링, 예측

 가시화를 통한 의사결정, 대응

 협업 플랫폼

 DTS는 실세계와 가상세계를 연결하는 Platform이자 Interface로써 국토의 CPS를 구현하는 핵심 기반

감사합니다