6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
1
유비쿼터스와 지형공간정보
e-러닝 강의
6장
벡터데이터 생성
강의 목차
벡터데이터의 특성
지도의 개요
수치지도제작 방법
기본지리정보의 제작
차세대 정밀공간정보의 특성
벡터데이터의 활용
토론 및 조사
6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
3
스마트 도형정보의 분류
도형정보
(Graphic Data)
벡터데이터
(Vecter Data)
래스터데이터
(Raster Data)
수치지도
• 수치지도 Ver. 1.0
• 수치지도 Ver. 2.0
• 기본지리정보
주제도 및 특수도
• KLIS데이터
• 토지피복도, 토지이용도
• 국토환경성지도
항공사진영상
• 항공사진영상
• 일반정사영상
• 실감정사영상
위성영상
• 고해상도 위성영상
• 고해상도 위성영상
• 일반 및 실감정사영상
차세대수치지도 : Smart Map
• 연속데이터 :
Seamless Data
· 유비쿼터스GIS에 적합한
스마트 지도
• 융합지도 :
벡터+래스터+Surface
· 다목적지도 :
Multi Purpose
• 다축척지도 :
Multi Scale
· 객체기반지도 :
Object Oriented
SURFACE 데이터
(Surface Data)
수치지도활용 DEM
• GRID방식
• TIN방식
영상활용 DEM/DSM
• 항공사진 및 위성영상
LiDAR DSM 및 DEM
• DSM 및 DEM 생성
Point Cloud 데이터
(Point Cloud Data)
LiDAR 원시자료
•LAS 데이터
•DSM/DEM/DBM 생성
드론 해석 Point Cloud
• 드론 생성 데이터
• 컴퓨터비젼 해석시 생성
6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
5
5
벡터데이터의 개념
• 벡터데이터(Vector Data)는
점(Point), 선(Line), 면(Polygon) 의 자료구조로
단순화하여
좌표를 통해 실세계 지형지물 표현
수치지도, 주제도, 지적도
선 : 도로 점 : 주요건물 면 : 호수 지형지물(Features)의 표현 x y 점번호 선번호 면번호수치지도 Ver 1.0
수치지도 Ver 2.0
대분류 생태자연도
연속지적도
벡터자료의 위상설정
벡터데이터의 특징
점, 선, 면
으로 합리적 공간데이터 표현
점, 선, 면의 위치가
x, y 좌표
로 기록
객체가
크기와 방향
성 보유
객체별 데이터 관리 용이
위상구조 설정
에 유리 :
연결성/인접성/영역정의
정밀한 관리가 필요한 시스템에 사용
자료의
갱신 및 유지관리가 손쉬움
데이터 생성이 다소 복잡하고 어려움
: 디지타이징, 벡터라이징
자료형식 :
DWG, DGN, DXF, shp, ngi, OGC GeoPackage
등
6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
7
7
벡터데이터의 장단점
•장점
현실 세계의
정확한 묘사가 작은 데이터량
으로 가능 :
자료크기가 작음
압축된 자료 구조로 데이터 용량 축소 가능
위상정보의 제공으로 다양한
공간 분석 가능 : 과거 도형데이터 활용 대부분
높은 그래픽정확도와 속성 추출 및 그래픽 일반화 용이 :
2D가시화
•단점
복잡한 자료 구조 :
CAD데이터, GIS데이터
상대적으로 다소 전문적인 수준의 기술을 요함
중첩이나 분석에
전문 기술이 적용됨
그래픽의 정확도에 출력이나 도식에
고가의 장비 소요
H/W와 S/W의 소요로
초기 비용이 상대적으로 큼
벡터데이터의 위상설정
벡터데이터의
위상관계 설정
도형정보인 수치지도와 같은 벡터데이터를 점선면으로 단순화한후
양이나 크기와 무관하게 형상이나 공간적 위치관계를 규명하는 것으로
자료구조를 합리화하여 다양한 공간분석이 가능하게 함
공간객체와 관련한 위상구조
연결성(connectivity)
인접성(adjacency)
영역정의(area definition)
위상설정을 통해
공간객체 간의 공간관계 구축
공간분석과 검색이 가능
:
자료구조의 합리성
단순한 도형자료(CAD자료)와 차별됨
GIS데이터화
6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
9
수치지도 벡터데이터의 변화
수치지도 Ver. 1.0
수치지도 Ver. 2.0
차세대 수치지도(Ver 3.0)
차세대수치지도 개요
차세대 공간정보 = ‘위치 + 시간+ 주소+ 논리’ 시간 = 지도객체에 부여된 시계열 정보 주소 = 위치정보와 주소정보의 연계 논리 = 지도객체가 1 : 1 연계CAD 데이터
GIS 데이터
스마트 공간정보
Open
API
웹
기반
Geo
-pr
oc
es
sin
g
기능
기본지리정보
6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
11
지도(Map)의 정의
지도의 정의
지표면에 위치하거나 관련된
사물 혹은 상징적 객체
에 대한 표현을
일정축척
을 이용하
여 평면화시킨 것 :
국제지도협회
우리가 살고 있는 지리적 공간을 축소된 그림으로 표현한 것. 즉, 지구의 표면에 존재하
는 여러가지 상황을 어떤
일정한 약속
(축척과 도식)
에 따라
지면 위에 그림의 형태로
표
시하는 것 :
국토지리정보원
지도가 표현하는 것
지구표면에 있는 모든 현상을
유형ㆍ무형의 상황을 표현
유 형
: 지표의 상태(집, 도로 등 지물)ㆍ지하의 구성물질ㆍ해저의 상황 등
무 형
: 지명ㆍ행정경계ㆍ구조물의 명칭ㆍ종류와 기능 등
그림지도
BC 2000년경
종이지도
16 – 20C
수치지도
20C 후반
차세대
수치지도(?)
21C 초반
지도제작 과정
측량에 의한 최적
형상화
계산에 의한 최적
형상화
축 소
지도 투영법
(TM,UTM)
구형의 지구
평면의 지도
지 구
지구 타원체
지 구 본
지구형상이론 : 물리학적지표면, 지구타원체, 지오이드
수학적지표면
기준 타원체 : 베셀타원체, Hayford, Clarke, GRS80
장반경(a)과 편평률(f)로 정의기준타원체
측량법 개정에 따라
세계좌표계 전환
완료
세계타원체 및 좌표계 : GRS80, ITRF2000
물리공간은
불규칙한 형상
(구면 및 곡면)
6장
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(수치지도 및 기본지리정보)
13
지도 투영법
지도투영법(
map projection
)
구형의 지구표면
을
평면
으로 나타내는 것 :
3차원→2차원
면적,각도,거리,방위,모양 등을
오차없이 평면으로 표현하는 것은 불가능
투영방법에 따라,
원통투영(Cylindrical)
,
원추투영(Conic), 방위투영
(Azimuthal)
⑴ 원통투영
⑵ 원추투영
⑶ 방위투영
지도의 특성 :
축 척
축척(scale)의 정의
지도의 가장 기본적인 특성 : 지도제작이 가능
지도를 만들 때 어떤 공간의 상황을 실제보다 축소한 정도
예) 축척이 1/50,000인 지도는 실제거리를 5만분의 1로 축소한것.
1/50,000축척지도에서 실제거리 2㎞ 는 4㎝ 로 표현됨
( 2,000m / 50,000 = 0.04m = 4 ㎝ )
축척에 따른 지도 구분
대축척지도 : 축척
1/5,000
보다 큰 지도
중축척지도 : 축척 1/10,000 ~ 1/50,000 의 지도
소축척지도 : 축척 1/50,000 이상의 지도
6장
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(수치지도 및 기본지리정보)
15
지도의 위치표현 :
기준타원체 및 좌표체계
•
Bessel1841
: 한국, 일본
• Clarke1866
• Clarke1880 : 북미
• Hayford : 유럽
• GRS1975
•
GRS1980 :세계타원체
• WGS66
• WGS72
•
WGS84 : GPS, 위성
기준(표준) 타원체
세계 측지계
종
류
장반경
편평율
Airy1830
6377563
299
Bessel 1841
6377397
299
Clarke 1866
6378206
295
South
American
1969
6378160
298
WGS 84
6378137
298
International 6378388
297
ITRF좌표계
GRS80타원체
X
Z
Y
세계에서 공통에
이용할 수 있는 위치 기준
지구상의 위치를 경위도에 나타내기 위한 기준
이 되는
좌표계
및 지구의 형상을 나타내는
타
원체의
총칭
좌표체계의 종류
지도의 좌표체계
6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
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우리나라 지도의 기준좌표체계
새로운 기준 좌표계 : 세계좌표계
기준계 : ITRF00
타원체 : 측지기준계1980(GRS80)
투영원점 단일
(0˚, 127˚30‘)
UTM 51.75 존
투영원점 가산값 단일화
지 도 – (0m, 500,000m)
UTM투영에 의한 KOREAN GRID 적용
기준자오선축척계수 : 0.9996
기존 기준 좌표계
기준계 : Tokyo Datum
타원체
: 베셀타원체(Bessel 1841)
투영원점 :
평면직각좌표원점
서부 (북위 38˚, 동경125˚)
중부 (북위 38˚, 동경127˚)
동부 (북위 38˚, 동경129˚)
울릉 (북위 38˚, 동경131˚)
제주 (북위 33˚, 동경127˚)
투영원점 가산값 : 단일화
지 도 – (500,000m, 200,000m)
제주도는 550,000m
기준자오선 축척계수 : 1.0000
125 129 38 127지형지물의 표현 :
도식규정
도식(symbol)
지도에서 지형지물을 표현하기 위해 사용하는 상징적인 기호
도식 표시위치 : 지형지물의 중심이나, 이와 관련하여 표현
범례로 도식에 대한 설명
방위(azimuth)
일반적으로 지도는 위쪽이 북쪽, 오른쪽이 동쪽을 나타내나, 그렇지 않은 경우,
방위표를 사용하여 표현
6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
19
등고선(contour) :
지표면 기복(높이 변화)의 2차원 표현
지표상의 높고 낮음을 평면위에 나타내는 것으로, 높이가 동일한 지점들을 연결한 선
으로 등고선의 값은
평균해수면(Mean Sea Level)
을 기준
등고선사이의 간격이 좁으면 급한 경사면이고, 완만하면 완경사면 임
등고선 종류 :
계곡선, 주곡선, 간곡선, 조곡선
지표면 기복 표현방법 : 영선법, 음영법, 등고선법, 단채법, 점고법
최근에는 지표면 기복을 연속면으로 표현하는
2.5D 수치표고모델(DEM)
로 전환
지도의 분류
축척에 의한 분류
제작 방법에 의한 분류
목적에 의한 분류
분 류 방 법
형식에 의한 분류
표현법에 의한 분류
투영법에 의한 분류
대상지역에 따른 분류
일반도
주제도
특수도
계획도
대축척
중축척
소축척
실측도
편집도
집성도
절도
전도
지도첩
색수
지형표현법
•
국가기본도
, 지형도, 편집도
•
식생도
,
토지이용도, 토지피복도
, 인구분포도등
•
해도
,
지적도
,
영상지도
등
• 도시계획, 간척계획 등
항 목
특 성
• 1/5,000 이상
• 1/5,000 – 1/50,000
• 1/50,000 이상
• 직접측량이나 도화원도 인쇄
• 기존 지도의 편집 원도 인쇄
• 기존도면 또는 사진을 붙여 만듬
• 지도를 일정지역으로 만듬
• 대상지역 전체 표시
• 여러가지 지도를 책으로 묶음
• 단색도, 2·3·5·5·6 색도 지도
•
영선법, 음영법, 등고선법, 단채법, 점고법
• 지구표면을 평면에 투영
(방위도법, 원추도법, 원통도법 등)
• 반구도, 대륙도, 지방도 등
6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
21
벡터형지도의 종류
수 치 지 도(digital map)
종 이 지 도(analog map)
지형, 식생, 토지이용 및 기타 지도 상에 표시되어
야 할 각종 정보를 종이에 표시한 지도(Paper
map) :
analog map
지형, 식생, 토지이용 및 기타 지도 상에 표시되어
야 할 각종정보를
수치화한 지도(Digital map)
인간의 활동 및 일상생
활 지원
(각종 조사, 계획, 행정,
교육 등 )
인쇄지도
저장 매체
- CD, DVD, HDD 등
저장 형식
- 영상(Raster)파일
- 벡터 파일(X,Y좌표)
1/5,000
1/25,000
1/250,000
1/10,000
1/50,000
1/1,000
1/25,000
1/5,000
벡터형 지도의 분류
벡터형 지도의 특징
종이지도(Analog Map)
복잡하게 분포된 공간정보를 전달하는 수단으로 각종
조사, 계획, 행정, 교육, 레크레이션 등의 인간의 활동
이나 일상생활에 지원하도록 제작된 것
종이로 제작한 지도
수치지도(Digital Map)
지형, 식생, 토지이용 및 기타 지도상에 표시되어야 할
지도에 대한 각종정보를 수치화한 지도(Digital
map).
전산 화일형태로 저장
저장형식 : CAD 및 GIS용 벡터 파일
(DWG, DGN, DXF, NGI,GeoPakage)
종이지도
6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
23
레스터형 지도의 특징
레스터지도(Raster Map)
정사영상지도
항공사진영상 및 위성영상의 표정해석을 통해 지표
면 기복에 따른 변위를 편위수정 과정을 통해 지도와
같은 영상지도 생성 :
정사영상
편위수정시 이용하는 지형모델에 따라
일반정사영상
지도(DEM 활용)
와
실감정사영상지도(DSM활용)
으로 분류
일반정사영상지도
(nomal ortho photo map ) :
DEM을 통해 기복변위를 수정해 고층건물의 경우 완
전한 편위수정이 어려움
실감정사영상지도
(true ortho photo map): DSM
이나 DBM을 활용하여 완전한 기복변위 수정
최근에는 위성 등을 활용하여 자료 최신화가 유리함
에 따라
국내외
공간정보오픈플랫폼의 고품질 지형
공간정보로 활용도가 극대화
되고 있음
일반정사영상
실감정사영상
6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
25
수치지도의 정의 및 분류
수치지도 작성작업 규칙(국토교통부령 제510호(’06.4.28)) 제2조에 수치지도
및 용어에 대한 정의가 명시되어 있음
수치지도의 정의 및 분류
“
수치지도(數値地圖)
”라 함은 지표면․지하․수중 및 공간의 위치와 지형․지물
및 지명 등의
각종 지형공간정보를 전산시스템을 이용
하여 일정한 축척에
의하여
디지털형태로 나타낸 것
을 말함`
“
수치지도1.0
”이라 함은
지리조사 및 현지측량에서 얻어진 자료를 이용
하여
도화데이터 또는 지도입력데이터를 수정․보완하는
정위치편집 작업이 완료
된
수치지도
를 말함
“
수치지도2.0
”이라 함은
데이터간의 지리적 상관관계
를 파악하기 위하여 정위
치편집된 지형․지물을
기하학적 형태로 구성하는
구조화편집 작업이 완료
된
수치지도
를 말함
수치지도 1.0
구 분
수치지도 2.0
1/1,000인 경우는
360여 개,
1/5,000인 경우는
560여 개
지형지물로 분류
축척에 관계없이
104
개의 지형지물로 분류
분류체계
속성항목
다양한 속성정보
없음
UFID
있음
없음
위상정보
있음
없음
데이터 구조
도형 + 위상구조
도형구조 ( 의미 없음 )
데이터 형식
NGI->
gpkg
DXF
GIS 정보구축
GIS 정보 구축의 기반이
되는 데이터
별도의 작업공정 필요
CAD 형식의 벡터데이터
GIS 형식의 벡터데이터
수치지도의 Ver 1.0과 Ver 2.0의 비교
6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
27
[ 수치지도 1.0
: CAD
]
[ 수치지도 2.0 :
GIS
]
수치지도 Ver 1.0의 특징
1:5,000 축척의 수치지도 Ver. 1.0
수치지도 Ver 1.0
은 지형지물의 표현에 중
점을 두고 제작되어 위상구조의 표현이 어
렵고, 별도의
속성정보가 없는 도형정보로
이루어져 있음
지형지물의 표현은 도형, 기호, 주기 Layer
로만 이루어져,
정보의 분석과 확인이 어려움
1:5,000 수치지도의 지형지물 분류
체계는
8개의 대분류, 28개의 중분류, 92개의 소
분류, 567개 Layer로 나누어짐
1:1,000 수치지도의 지형지물 분류
체계는
6개의 대분류, 25개의 중분류, 400개의 소분류
Layer
로 나누어짐
수치지도
ver. 1.0
의 특징
6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
29
1:1,000 지형지물 분류 체계
분류 코드 대분 류명 분류내용 A 시설물 시설물등에 관련한 종류별 분류 포함 B 수계 물과 관련된 정보로 해양정보와 하천 및 호수정보포함 C 지형 지질 지질, 지형, 표고 등의 정보 포함 D 식생 논, 축지, 산림지 등의 정보 포함 E 행정 경계 인위적, 자연적, 용도 등에 의하여 구분된 지역, 구 역 등의 정보 포함 F 지적 지적과 관련된 내용 포함 Z 일반 기준점, 편차, 주기 등의 내용 포함 지형지 물개수 186개 (속성코드 : 578개)1:1,000 Layer 체계
대 분 류 중 분 류 소 분 류 지형지물명 구 조A
AA
.
.
AB
.
.
.
AA00
1
AA00
2
AA00
3
AA10
0
.
.
.
AB001
AB002
AB003
.
시설물
건물 및 관련지물
건물
기호건물
집단가옥경계
담장
.
.
.
문화 및 오락
공동묘지
묘지
유적지
.
면
-선
.
면
점
점
.
수치지도
ver 1.0
지형지물 및 Layer 체계
수치지도
ver 2.0
의 특징
GIS 등 각종 정보시스템
의 지형공간정보로
활용에 적합한 벡터 데이터
새로운
지형지물 분류체계(104개의 지형지물)을 만족
하는 데이터
수정과 갱신이 용이
한 데이터
국토지리정보
내부포멧(NGIGeoPakage)에 적합
한 데이터
자동종이지도 제작이 용이
한 데이터
기본지리정보 구축에 기반
이 되는 데이터
수치지도 Ver. 1.0
(DXF)
수치지도 Ver. 2.0
(ngi/gpkg)
기하학적 무결점
Geometric Error cleaning
위상적 무결점
Topological Error cleaning의미상 무결점
Semantic Error cleaning계층적 구조
분석에 의한 무결점
Layer cleaning
6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
31
수치지도 Ver 2.0의 특징
1:5,000 수치지도 2.0
수치지도
ver 2.0
의 특징
수치지도 Ver 1.0의
논리,기하오류를 수정,
보완하고 지리조사를 통해 획득된
속성정
보를 입력한
DB형태의 수치지도
임
수치지도 Ver 2.0의 지형지물 분류
체계는
8개
대분류
와
104개
Layer
로 나누어짐
(1:5,000과 1:1,000은 동일)
지형지물의 표현은 도형 및 속성정보로 표
현되어 있어
정보의 분석과 확인에 용이
위상설정
및
정위치편집
은 물론
구조화편집
이 완수된
GIS 공간분석에 적합한 벡터데이
터 유형
새로운 지형지물 분류 체계 도입
1/1,000, 1/5,000 및 1/25,000 서로 다른 지형지물 분류체계를
104개의 지형지물
로
재 분류
수치지도
지형지물
자연
지형지물
인공
지형지물
교통
22
건물
3
시설
55
주기
5
경계
3
식생
4
수계
8
지형
5
수치지도의 지형지물 분류체계
수치지도제작 방법의 분류
수치지도제작(Digital Mapping)방법
수치지도의 Ver 1.0의 제작방법
: GIS 데이터 생성 방법과 동일함
- 지상측량에 의한 지형도 제작 :
TS에 의한 COGO시스템, GNSS
- 항공사진측량을 이용한 수치지도 제작 :
종래방법, GPS/INS 항공사진측량,
디지털 정사영상
- 인공위성을 이용한 수치지도 제작 :
고해상도 위성영상
- 기타 최신 방법 :
각종 LiDAR에 의한 방법, MMS, UAV(드론) 등
수치지도의 Ver 2.0의 제작방법
- 기존
수치지도 Ver 1.0 을
수치지도 Ver 2.0 데이터 생성사양서 및 작업
지침서
에 따라
자료구조에 따라 편집(구조화편집)을 수행 제작
6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
35
수치지도제작을 위한 신기술
자료취득시스템
GNSS/G4
위성영상(HQ/HS)
항공사진영상/LiDAR
모바일매핑시스템(MMS)
지상측량(TS)
• on-line/real time화
• 디지털화
• 고품질화
• 드론/MMS/SLAM
항공사진표정해석
수치사진측량 방식 자료처리
• 사진측량의 자동화
• CV기술
• AI기술
자료처리시스템
수치지도, 정사영상지도, DSM/DEM, Point Cloud, 차세대수치지도
유비쿼터스GIS
3차원 고품질데이터 요구
자료활용
• VR/AR
• 공간빅데이터
• 플랫폼화
드론
컴퓨터비젼방식 자료처리
항공사진측량에 의한 수치지도제작
항공사진측량에 의한 수치지도제작 공정
Ⅱ
기준점측량 및 항삼(AT)
Ⅲ
세부도화(수치도화)
Ⅳ
현지조사 및 보완측량
Ⅴ
편
집
항공사진 촬영
Ⅰ
촬영계획 항공사진촬영 측량계획 지상기준점측량 항공삼각 측량(AT) 대공표지 설치 항공사진 필름 수치도화 (전산화일)도화원도 도화원도출 력 출력도화원도(도면) 지리조사 수정도화원도 (도면) 정위치편집 현지보완측량 구조화편집 도면제작편집 사진기준점측량 도면출력 수치지도 수치지도 (출력도면)6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
37
작업계획 및 수립
항공사진촬영
사진제작(밀착,양화)
지상기준점측량
사진기준점측량
현장지리조사
구조화 편집
검수 및 납품
정위치 편집
수 치 도 화
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
항측에 의한 수치지도의 제작과정
항공사진 촬영
항측용 비행기 및 드론을 통해 대상지역을 촬영
고도에서 수직 및 경사방향으로
사진 촬영 후
영상제작
과정
항측은
종중복 60%, 횡중복 30%을 기본으로
중복촬영하며, 드론은 종중복 70% 횡중복 60%
로 교차촬영
항측용비행기
항측용카메라
드론카메라
종중복도 60% 횡중복도 30%
종중복도 70% 횡중복도 60%
항공사진측량
드론사진측량
6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
39
39
드론 촬영을 위한 촬영계획 : 촬영계획 전문 SW 활용
드론사진측량을 위한 촬영 계획
비행 가능 범위 비행 코스 비행 범위 단방향 및 교차촬영 지정 촬영 이미지 해상도 지정 중복도 지정항공사진측량용 사진기
분리된 중심투영 사진 취득
중복도를 고려, FMC기능
동일 대상물이 사진상에 3번 촬영
Push Broom 방식의 스캐닝(영상)
Forward/Nadir/Backward
모든 물체가 3번 촬영됨
면형 항측 카메라
선형 항측 카메라
선형 항측카메라
(Leica ADS40)
면형 항측카메라의 종류
6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
41
지상기준점측량 및 좌표해석
지상기준점측량
세부 도화에 필요한
지상기준점(수평위치 및 표고)의 3차원 좌표를 결정하는 과정, 현지에서
지상기준점(GCP)
측량 : TS나 VRS GPS 활용
항공삼각측량(Aerial Triangulation:AT) 및 컴퓨터비젼(CV) 해석
결정된 지상기준점 성과를 기준으로 표정해석을 거쳐 사진기준점을 관측하여, 촬영당시
카메라의 위치 및 방향(외부정요소) 및 지상의 3차원 좌표를 결정하는 과정으로 최근
드론사진측량에서는컴퓨터비젼 해석 방법을 적용하여 수행하기도 함
GPS수신기
TS 기준점측량
스테이션
토털
드론사진측량의 GCP측량
드론을 이용한 지형공간정보 제작
드론사진측량을 통한 지형공간정보 제작 과정
Agisoft 사의 PhotoScan을 이용한 공간정보 제작
드론 사진 촬영 및 지상기준점 측량
영상 입력
외부표정요소 및 지상기준점 입력
표정 해석(SfM)
포인트클라우드 추출
정사영상 제작
6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
43
수치 도화를 통한 원도 작성
항공삼각측량(AT) 측량 성과를 기준으로 지도표현에 필요한 사항을
도화장비를 이용, 지도의 최초
원도 작성
해석 및 수치도화기를 이용하여 수치자료 취득을 위한
수치도화 실시
최근에는 실감정사영상을 제작하여 정사영상을 기반으로 수치도화 수행
해석도화기
수치도화기
도화데이터를 이용한 3D 모델링
도화원도
정밀정사영상를 이용한 수치도화
현지조사 및 보완측량
현지조사
는
해석도화 원도와 2배 확대사진
을 이용하여
지리지명, 행정경계
등 도화내용의 미비점을 보완하여 지형 데이타베이스
내용을 충실히 하기
위한 작업 공정
현지보완측량
은 항공사진에 명확히 나타나지 않는 각종 지형 지물 등을
현지에서 조사, 측량, 측정하여
해석 도화된 내용을 보완하기 위한 현지 측량
작업 공정
현지조사 및 현지보완측량 실시전경
2배 확대사진
도화원도
6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
45
수치지도의 편집과정
현지조사사항 입력은 현지조사 및 항측보완측량 조사사항을 수치형태로
입력하는 작업 : 편집
정위치편집
은 입력된 현지조사 및 항측 보완측량 데이터를 이용하여
해석
도화된 데이터를 정위치로 수정 편집
하는 작업 : 수치지도 Ver 1.0
도면제작편집은
지형도 도식기준에 맞도록 지형, 지하시설물, 기호, 명칭
등을 표준화하여 편집
하는 작업
구조화편집은 정위치편집도 도형정보에 지형지물 코드 및 수성정보를
연계하여 데이터베이스 하는 과정 : 수치지도 Ver 2.0
도화원도
현지조사
사항입력
정위치편집
도면제작편집
수치지도
Ver1.0
구조화편집
수치지도
Ver2.0
정위치 편집 과정
수치지도 Ver 1.0
현지조사/보완측량의 자료이용, 지도데이터 성과를 수정, 보완
기존도면
자료인수
계 획 준 비
데 이 터 변 환
LINE CLEANING
현지조사사항입력
정 위 치 편 집
도면 제작 편집
정위치 편집
6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
47
도면제작 편집
도면제작편집/출력 :
수치지도
구조화 편집
수치지도 Ver 2.0
정위치 편집된 지형지물을 기하학적 형태로 구성하여 데이터베이스 화
도형정보 검사
폐합검사
텍스트 중복검사
텍스트 유실검사
화면
DATABASE
구조화편집
구조화편집 SOLUTION V1.0
구조화 편집
6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
49
데이터 검수 : 검수프로그램의 의한 논리적 일관성 검사
건물폐합오류
등고선 꺽임 오류
기준선 초과 및 미달오류
인접오류
수치지도의 품질 기준
Completeness
Logical Consistency
Position Accuracy
6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
51
수치지도제작 Ver 2.0 제작 과정
수치지도 Ver 2.0의 제작공정
수치지도(Ver 2.0)
자료취득
속성 정보 입력
데이터 검수
도형정보 갱신
기존수치지형도
변환
NGI(NBI)->GPKG변환
수치지도(Ver 2.0) Layer 참조하
여
Layer 변환
• 수치지도(Ver 2.0) 내역서
를 참조
•
교차로 생성
•
면객체 생성
•
데이터 모델 참조(UFID)
• 지리조사
• 도로대장, 건물대장, 시설물
대장등 각종 문헌 자료
기하정보 검수
도형 정보 검수
논리적 관계 검수
• 기존 수치지도(Ver. 1.0)
• 신규 데이터(GPS,TS,LiDAR등)
자료취득
기존 수치지도 Ver1.0이나 신규 Data : 복잡한 지형지물 분류 코드
6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
53
수치지도검수 프로그램을 통한 오류 수정
건물폐합오류
기준선 초과 및 미달오류
인접오류
[ 검수 예]
수치지도제작 Ver 2.0 제작 과정
수치지도제작 Ver 2.0 제작 과정
지형지물 Layer 코드 변환
AAA001, AAA002
AAA003, AAA004
AAA005, AAA006
AAA007, AAA008
CAA001, CAA002
CAA003, CAA004
수치지도 Ver 2.0 Layer
기존수치지도 Layer
지형지물
건 물
등고선
전 주
AZ0201, AZ0202
AZ0203, AZ0205
C023
F001
B001
6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
55
도형정보 갱신
면 데이터
코드변환 후의 데이터
변환된 데이터
선 데이터
점 데이터
공중전화, 우체통
분수, 묘지
도로/철도중심선
건물, 도로경계선
호수/저수지지류
데이터 명세서의 분류 예)
교차로 지형지물 생성
교차점 발생
도형 폐합처리
면 처리
수치지도 Ver 2.0에서는 기호표현되는 지형지물을 제외한 모든 지형지물이
점, 선, 면 객체
로 구성됨으로 도형정보를 이에 맞게 편집
수치지도제작 Ver 2.0 제작 과정
Intersection기능(Node 생성)
교차로 NODE 생성 :
상월, 하월 등 선처리 과정
6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
57
면 처리 전
면 처리 후
지형지물의 면처리 과정
속성정보 입력
속성정보 입력은 지리조사 하여 획득한 자료들과
도로 대장, 건물 대장,
시설물 관리대장
등 과 같은 문헌 자료에 의해 입력함
속성 파일과 그래픽 파일과의
연동
속성 자료 정비
속성 입력
데이터 Import시 생성되는
속성파일 확인
속성정보 입력 방법
수동 입력과 자동 입력 고려
지리 조사 및 기존 수치지도 데이터에서 속성항목
으로 입력할 부분 정비
수치지도제작 Ver 2.0 제작 과정
6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
59
속성파일 연결 기능
속성자료의 연계 과정
객체별 속성입력 기능
자동 속성 입력 기능
속성자료의 입력 과정
6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
61
교통 레이어
건물 및 시설물
시설물 레이어(건물 및 시설물)
6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
63
경 계
행정경계 레이어
문화 및 시설
시설물 레이어(문화 및 시설)
6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
65
수계 및 해양
수계 및 해양 레이어
지 형
지형 레이어(등고선)
6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
67
식생
식생 :
과수원, 묘지, 산림 등
주기
주기 레이어 :
지명
6장
벡터데이터 생성
(수치지도 및 기본지리정보)
69
69
데이터 검수
지형지물 분류체계에 맞는 점, 선, 면 표현의 정확성
데이터 중복
선의 교차
선의 단락
도형검수
항 목
검 수 내 용
속성데이터의 정확성
도형정보와의 올바른 연결
속성 정보 누락
속성 중복
속성검수
인접 도엽간 속성 검수
인접검수
수치지도제작 Ver 2.0 제작 과정
수치지도 Ver 2.0의 자료 형식
NGI(NBI) 변환 OGC Geopackage
• 국토지리정보원 내부 포맷(NGI)의 특징
가. 공간데이터와 비공간 데이터의 저장 시 파일 분리
1) 공간데이터, 속성데이터 표현
2) 공간데이터와 비공간 데이터를 서로 연결할 수 있는 UID
3) 수치지도(Ver.2.0)에 적합한 데이터
나. 위상수준 수용
1) 네트워크 위상까지 표현
다. 아스키 파일과 이진 파일 포맷 제공
라. 2019 12월 부터
OpenGIS 컨소시엄의 표준 자료형식 GeoPackage
로 전환
구분
공간 데이터
속성 데이터
아스키 파일
*.ngi
*.nda
이진 파일
*.nbi
*.ndb
기본지리정보의 정의
기본지리정보의 정의
국가지리정보체계구축및활용등에관한법률 및 시행령
제14조에서는 기본지리
정보를
“ 대통령령이 정하는 기초적인 주요 지리정보”
로 정의함
동법 제15조에서는 기본지리정보의 항목 제시
1. 행정구역
2. 교통
3, 해양 및 수자원(수계를 포함한다) 4. 지적
5. 측량기준점
6. 지형
7. 시설물(국가 및 시․도 지정문화재를 포함한다)
8. 위성영상 및 항공사진
9. 기타 위원회의 심의를 거쳐 관계중앙행정기관의 장이 선정하는 지리정보
기본지리정보는
다른 지리정보에 공통적으로 사용하거나 여러 지리정보를 통
합하기 위해 위치적 혹은 내용적 참조체계를 제공하는 지리정보
기본 지리정보
주제도
주제도
2. 통합을 위한 참조체계
1. 공통 포함주제도
주제도
주제도
다른 지리정보에
공통적으로 포함되어
있거나
여러 지리정보를
통합하기
위한 위치적, 내용적
참조체계
를 제공하는 지리정보
상지대학교 지형정보연구센터
73
기본지리정보의 데이터 구성
유일 식별자
(UFID)
기본지리정보
데이터 셋
데이터모델
많은 사용자들이 요구하는 공통 데이터,
다른 데이터를 표현할 때 참조되어지는
참조 데이터, 위치 기준이 되는 데이터
들로 구성
각 지형지물은 공간적 위치를 나타내
는 공간적 데이터와 실세계에서 부여
되는 의미를 표현하는 속성데이터로
구성
데이터모델은 각각의 데이터 항목들
의 연관관계 및 구조를 서술하여, 데
이터의 활용도를 높이게 하는데 매우
중요한 요소
기본지리정보
는 경제적 데이터베이스를 지원하기 위한
데이터 셋
과 외부데이터베이스
연동을 위한
지형지물 유일 식별자
,
데이터의 일관성 있는 유지관리
를 위한
데이터 모델
로 구성됨
기본지리정보의 데이터모델
기본지리정보 데이터모델의 특징
- 첫째, 현실 세계의 객체를 표현하는
지형지물 클래스의 정의
- 둘째, 지형지물 클래스는 지형지물을 식별하기 위한
유일식별자(UFID)를 가짐
- 셋째, 지형지물의 공간적 형태를 표현하기 위해서
공간객체 클래스를 참조
- 넷째, 지형지물과 외부 데이터베이스를 연결하기 위하여
속성클래스와 망
속성 클래스를 정의
지형지물 ufid : UFID [FeatureLife Time] 망 속성 시작 offset 끝 offset 단순지형지물 복합 지형지물 SpatialObj ugid : UGID 속성 관리기관 ID 지형지물 UFID 날짜 속성 이름 속성값 지형지물 UFID 단순지 형 UFID UGI D 0..* 1..* 2..n상지대학교 지형정보연구센터
75
기본지리정보의 공간객체모델
지형지물의
기하 형태를 표현
하는
기하 추상 클래스
(GeometryObj)와 위상에
의해
선의 연결성을 표현
하는
위상 추상 클래스
(TopologyObj)로 구성
Feature
공간객체
비 공간객체
기하객체
위상객체
Point
Curve
Surface
Line
Linestring
Polygon
LinearRing
Geometry
Collection
MultiSurface MultiCurve
MultiPoint
MultiPolygon Connected Node
Edge
1+
2+
1+
1+
1+
유일 식별자(UFID)
MultiLineString기본지리정보의 비공간객체 모델
비공간객체는
공간객체와 유일 식별자로 연결
되며 Feature의 속성정보 및
Feature간의 관계를 정의
종류 이름Feature
비 공간객체 공간객체 해양 및 수자원 종류 수치 종류이름 종류 이름 종류 종류 지번 종류 수치 종류 측량기준점 교통 행정구역 시설물 지적 지형 위성영상 및항공사진 하천 중심 유역 경계 철도중심선 철도경계 위성영상 항공사진 해안선 기준점 건물 문화재유일 식별자(UFID)
등고 DEM 하천경계 도로중심선 도로경계 행정경계상지대학교 지형정보연구센터
77
문서명
작성기관
버전일자
데이터모델 통합 설계서
국토지리정보원
Ver.1.0
기초정보
Feature
주제(Theme)
시설물
부주제(Sub Theme)
건물
Feature Class
주거용건물
Feature Name
일반주택
별칭(Alias)
Object Type
Polygon
Feature Code
ResidentialGeneral
UTL_Building
정의(Definition)
주거목적의 단독,다중,다가구 주택을 포함하며, 연면적 660 m2 미만, 3층 이하인 한 개동의 건물Feature Scale
1:5,000
속성항목
건물종류(BKD) 건물명칭(BNM) 층수(BGD) 소유자(OWN) 건물면적(BAR) 주소지(ADD) 지번(LRN) 도엽번호(MPN)Meta_ID
Relation Type
Relation Value
Relation_ID
Relation Feature
Attribute
명칭(Name)
건물종류
Data Type
String
정의(Definition)
건물의 종류는 항목리스트에서 해당하는 건물의 종류를 선택하여 입력한다. 여러 용도의 시설이함께 있을경우 모든 종류를 조사하여 입력한다. (입력순서는 복합시설일 경우 공공기관>문화/교육>의료/복지>산업> 서비스>공동주택>일반주택 순으로 입력을 한다.)Attribute Code
a_UTL_Building_BKD
Character Length
30
Domain List Check
Domain List
Domain List Code
d_UTL_Building_BKD
자료유형(Value Type)
Range
자료값
Range
List
Range
Range
30
1
기본지리정보의 데이터모델 통합설계서
기본지리정보의 생산사양
기본지리정보 데이터 생산사양
은 기본지리정보의 구축과 유통에 요구되는
데이터의 내용, 범위, 데이터 구축
등과 같은 항목을 선정하고, 각 항목에 대한
내용을 정의
기본지리정보
데이터 생산사양의 내용
- 생산사양의 범위 :
데이터 구축 범위
- 데이터 생산사양 식별정보 :
제목, 목적, 주제, 공간해상도, 지리적범위 등
- 데이터 내용 및 구성 :
데이터의 구조와 형식에 대한 내용(데이터모델)
- 기준계 :
데이터 생산에 사용된 공간기준계, 시간기준계
- 데이터 품질 :
데이터의 품질 평가방법 및 품질
- 데이터 수집 :
데이터의 데이터 수집 절차 및 생산 과정
- 데이터 유지관리 :
데이터의 유지관리 원지이나 기준 등
- 데이터 표현 :
데이터의 표현 방식 및 방법
- 데이터 배포 :
데이터 포맷, 매체 정보
- 부가정보
- 메타데이터
상지대학교 지형정보연구센터
79
수치지도(Ver 2.0)
도로중심선
도로경계
철도중심선
철도경계
행정경계면
측량기준점
건물
문화재
하천중심선
하천경계면
해안선
호수/저수지
등고선
기본지리정보
교 통
행 정
측량 기준점
시설물
해양 및 수자원
지 형
지적
위성 및 항공영상
해
당
기
관
에
서
자
료
취
득
유
역
경
계
기본지리정보의 범위
공간 및 속성 데이터 입력
Edge Matching
복합지형지물 등록
데이터베이스 서버 생성
스키마 생성 및 구축
위상정보 구축
데이터 검수
기본지리정보
Entity join 작업
공간 데이터 검수
속성 데이터 누락 검수
Class Mapping
새 지형지물 생성
UFID 생성
기본지리정보 생성 사양서 및
작업 지침 사양서
기본지리정보의 구축 과정
기본지리정보의 구축 과정
상지대학교 지형정보연구센터
81
수치지도(Ver 2.0) 활용
DBMS 연결
상지대학교 지형정보연구센터
83
기본지리정보 주제별 구축
• 교통
• 시설물
• 위성 및 항공영상
• 지적
• 지형
• 측량기준점
• 해양 및 수자원
• 행정경계
기본지리정보의 구축
교통 Class 생성
도로중심선
도로경계
철도중심선
철도경계
기본지리정보의 구축
상지대학교 지형정보연구센터
85
행정경계 Class 생성
행정경계
측량기준점 Class 생성
기준점
상지대학교 지형정보연구센터
87
시설물 Class 생성
건물
문화재
해양 및 수자원 Class 생성
하천경계
하천중심선
호수/저수지
유역경계
기본지리정보의 구축
상지대학교 지형정보연구센터
89
지형 Class 생성
등고선
표고점
Feature Information
추출된 정보의
확인 및 수정
상지대학교 지형정보연구센터
91
메타데이터 편집 기능
1/5000 수치지도
(16,456도엽)
1/1000 수치지도
(29,624도엽)
상지대학교 지형정보연구센터
93
파일단위 관리
도엽 단위 갱신
권역 별
2, 4년 주기
갱신
1
수정/갱신 주기
2
3
NGI File
358091
358092
358093
데이터 관리
수정/갱신 단위
93
1:1000 수치지도 갱신 주기
권역 별 주기 갱신을 기반으로 변화지역범위에 따른 갱신여부 결정
지자체 별 상이한 갱신 주기
수치지도의 수정/갱신 현황
UFID의 활용성 불가
파일단위 DB 운용
데이터 최신성 유지 불가
1
2
3
데이터의 최신성
2, 4년 주기의 일괄갱신으로 인
하여 데이터의 최신성이 결여
일관성 없는 UFID로 인한 데이
터 활용의 저하
파일 단위의 DB로 데이터의 연
결성 결여
UFID 유일식별자
데이터베이스
UFID
수치지도의 기존 수정/갱신의 문제점
상지대학교 지형정보연구센터
현재 대축척 수치지도의 문제점
버전
축척 및 레이어 체계
수치지도 Ver 1.0
1/1,000 (6 대분류, 370 지형지
물)
1/5,000 (9 대분류, 587 지형지물)
수치지도 Ver 2.0
1/1,000 (8 대분류, 104 지형지
물)
1/5,000 (8 대분류, 83개 지형지물)
새주소 정보와의 연계성 부족
2012년 도로명 주소를 법적주소 사용
새주소관리시스템에서 수치지도를 기본도로 관리
도엽단위 구축갱신
일부 지형지물변화 발생시
도엽단위 일괄 갱신
활용성 높은 주요 레이어 갱신 및 관리필요
UFID 활용미비
타 공간정보와
융복합
을 위한 UFID 체계개선필요
속성정보 부족
지자체 시스템에서 수치지도 활용을 위한
속성정보추가 및
정리필요
Life Cycle Rule
지형/지물변화 수준 버전관리
삭제 객체 이력
국가정보 참조체계구현
독자적인 UFID 부여
지형도 + α
새주소, 지적 등 타 공간정보융합
95
상지대학교 지형정보연구센터
대한민국 IT
미래 먹거리
(한국정보화진흥원)Positional
(위치)
Time
(시간)
Postal
(주소)
Logical
(논리)
차세대
정밀
공간정보
웹
플랫폼
Open
API
차세대 정보활용 환경에 적합
다양한 영역에서의 정밀도 확보
국가정보와의
연계/활용에 적합
, 고도화된
분석과 의사결정 지원
차세대
정보활용 환경에 적합한 구조의
지형공간정보
오픈 API 기반의 웹플랫폼, 클라우드 컴퓨팅 환경, 모바일 스마트 서비스 등의
정보활용환경에 적합한 공간정보
데이터베이스
다양한 국가정보와의 효율적인 연계와 활용에 적합
정보 연계 및 고도화된 분석을 위해 다양한 영역에서
정밀도
가 확보된
지형공간정보
‘위치’뿐만 아니라 ‘시간’, ‘주소’, ‘논리’의 영역에서 정밀도를 확보
국가정보와의 연계성, 유지관리의 무결성, 고도화된 분석과 의사결정 작업에 대한 활용성을 확보
97
차세대 정밀 공간정보 공간정보 SW, Open API 기타 온라인 공 간정보 및 주류 정보 스토리지, User Data 네트워크 인터넷, 기본적 인 연산기능을 구비한 단말기
클라우드 컴퓨팅에 적합한 DB
무축척 통합 2차원 공간정보+α
온라인 조회 중심/필요시 파일로 제공
다양한 버전의 수치지도를 융합관리
구분
제공방법
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상지대학교 지형정보연구센터
재정부서정보
관리번호 : CPSS34 주차공간 : 200 주차비 : 1000원/시간 연평균수입 : 1000만원 UFID : NGU1120관광/홍보부서정보
관리명 : 율전공영주차장 개방일 : 상시 개방시간 : 07:00~23:00 주변시설 : 영화관, 갤러리 UFID : NGU1120시설부서정보
관리번호 : 녹지환경01 녹지관리주기 : 5년 최종관리일 : 2012년4월 관리인 : 왕정밀 관리비용 : 100만원 UFID : NGU1120NGU1120
주차장 객체의 UFID
주차장 객체 선택 UFID 조회 부서별 DB 검색 해당 UFID를 포함하는 정보들을 융합/조회UFID를 이용한 융합정보조회 절차
모든 지도객체에
독자적인
UFID가
부여
되어야 함
율전공영주차장 NGU3123 율전공영주차장 NGU2122 율전공영주차장 NGU1120 1:1,000 1:2,500 1:5,000 연계대상 정보 실세계의 단일한 지형/지물에 대한 지도객체가 DB 내에 다수 존재하면 오류가 발생 따라서, 다축척 통합지도의 형태이어야 함UFID 부여
무축척 통합 지도
국가정보 연계/융합 활용의 예
차세대 정밀공간정보의 핵심은
각종 국가정보를 연계/융합할 수 있는 구조
의
2차원 지도
임
399
새주소 객체
모델(point)
단일 건물에 부여된 9개의 주소에 대한 객체 구축 선택된 주소객체에 대한 상세한 속성정보 주소지에 접근할 수 있는도로 네트워크 객체주소 객체와
연계된
건물객체
LINK!
전통적인
지형도 객체 외에 유용한 레이어
추가
새주소 레이어, 도로/인도 네트워크, 정밀 지적 레이어, 정사영상
상지대학교 지형정보연구센터
경계 종류 : 통과 가능
경계 종류 : 통과 불가
경계고도 구분 : Obscured(가려짐)
경계고도 구분 : Overhead(떠있음)
인접객체간의
수평적인 관계성
정의
인접객체간의
수직적인 관계성
정의
현행 수치지도에는
지도객체간 연계성이 구현되어 있지 않음
차세대 정밀공간정보에는
연계속성과 토폴로지를 구현
하여
고도화된 공간분석 작업
을 지원
101
시계열
변화이력
구축의 예
(총 3건의
이력정보가
저장됨)
Versioning
속성 구축
(버전 번호,
최종 버전의
생성 날짜)
속성 자료형식 UFID String Bound Rectangle Layer StringReason for Delete String Deletion Date Datetime 지형/지물 생성 지형/지물 변화 지형/지물 소실